浅析高速公路桥台台背质量影响因素及桥头跳车现象
On the Factors Affecting the Expressway Abutment Back Quality and Vehicle Bump at Bridge Head
刘西秦 LIU Xi-qin
（上海远通路桥工程有限公司，西安 710077）
（Shanghai InterIink Road & Bridge Engineering Co，Ltd.，Xi´an 710077，China）
摘要： 本文结合高速公路施工从高填路基、桥台台背沉降、施工方法、填筑材料和结构原理上对高速公路桥台台背质量影响因素及桥头跳车现象进行原因分析，并提出减少病害防治措施。
Abstract: Combined with expressway construction, this article analyzes the factors affecting the quality of abutment back and vehicle bump at bridge head from high subgrade, abutment back settlement, construction method, filling materials and the structure principle and proposes measures to reduce the disease.
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关键词 ： 桥台台背；质量影响因素；桥头跳车现象；原因分析
Key words: abutment back；factors affecting the quality；vehicle bump at bridge head；causes analysis
中图分类号：U416.1 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）20-0087-02
0引言
在构建和谐社会的今天，建筑施工行业都要担当一定的社会责任，随着经济发展，高速公路建设取得了突飞猛进的发展，全国各地省、市、县高等级公路越来越多，但从后期运营情况上看，各地桥梁台背出现了不同程度沉降致使桥头跳车问题，在我国南北差异较大尤其在多雨及一些软土地基地方更为严重，增添了路政及养护人员难度，且影响了行车舒适与安全。本文就高速公路桥台台背质量影响因素及施工控制病害进行原因分析，从同行安全的重要性着手，指出桥台台背施工减少病害防治措施。
1结合施工分析桥台台背质量问题致使桥头跳车现象对施工单位有着重要意义
在京藏高速呼包改扩建工程中，HBTJ-3标项目从2010年10月进场，工程技术人员就对全线进行详细勘察，根据实际情况编写了包括台背回填在内的各分项工程实施方案。呼包改扩建工程具有线路长，工程量大，工期紧，桥涵多等特点，仅路基二分部就有盖板涵40道、小桥12道、大中桥6道，为保证台背回填质量，有效遏制桥头跳车现象，项目部从工序安排、基底承载力检测、填料选择、台背回填“三分”控制等几个方面入手，率先安排结构物施工，及时进行台背回填，根据当地填筑材料选择级配砂砾作为回填材料，级配砂砾具有透水性好、水稳性高等特点，是台背回填的良好填料。回填前，对台背基底进行100%重型触面各项检测指标合格，且经过近两年的通车考验，桥头跳车现象得到有效的控制。探检测，确保基底承载力合格，填筑中按照15cm分层填筑，分层压实和分层检测压实度，保证过程施工合格，填筑后，合理安排路面施工，给每处台背留出3至6个月的工后沉降时间，满足其工后固结。
2桥台台背质量问题分析
2．1 软土地基沉降
各地施工环境及路基填料不同，致使桥台台背施工存在质量问题的主要原因。设计桥梁处通常处于沟壑地段，雨季较多时常年积水，地下水位较高，在南方池塘、稻田地较多，此类土天然含水量大于液限，天然孔隙比大，且含有机质多，抗剪强度低，一旦受到扰动，天然结构易受破坏，承载力便显著降低，设计桥位处多与路基衔接段填筑高度较大，因此台背基底产生应力相对较大，加之通行车辆较多时在车辆荷载作用下，更容易引起地基沉降，待整体变形稳定历时往往持续多年。即使在北方或一些基地较为稳定地段，在填料自身和外荷作用下，也会出现部分桥台沉降问题。
2．2 施工及工后沉降
按照设计图纸及规范要求，桥梁台后填料一般为透水性材料，本身存在着孔隙，一般要求回填长度台高+2米施工时受施工作业面影响，路基施工有效的压实机具不能充靠近台背，只能采用小体积的灵便压实机具施工，由于机具本身重量轻故不能将填料颗粒间孔隙完全密实，后期在长时间通行车辆荷载和自身重力作用下，填料迅速压缩，孔隙率降低产生压缩沉降，导致桥台处与台后路基存在高差造成跳车。通常在工程施工中，严格按照台背回填施工方案要求执行检查，压实度达到要求，但台后填土较高，随着时间也会产生不可避免的自然沉降。在施工中台后填土荷载对基底产生附加压力，施工控制不及时会使桥台向后倾斜，产生不均匀下沉，危及行车安全。现多条已通车多年的大桥养护人员仍每年都进行大中修，甚至采用注浆工艺处理。
2．3 台背施工过程措施问题
目前在三背回填前工序技术交底不到位，报检程序不清楚加之一线施工人员盲目赶工而忽略了操作规程，虽然提高了台背填筑速度，但同时扰动了基底的稳定性，且快速填筑后基底没有足够的时间形成板结，使桥台背墙构造物承受过大的侧压力。另外，施工时未严格按分层厚度填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工，导致部分工序施工质量不达标，并且台背填料质量不过关，雨季未做好防排水措施，使得路基压实度不达标，台背填筑高度过高时应在填筑三分之二处暂停一段时间，待已自然沉降后再继续施工，综上分析是三背回填施工沉降的根本原因。
2.4 桥台与路基衔接结构原因
设计桥台台背处路面在结构上与路基段路面结构存在着差异，通过对比分析两类路面的结构设计发现二者的路面性质存在差异。桥台背墙顶面柔性面层与刚性桥台构成双层路面结构，台背后路面为柔性或半刚性多层路面结构，受行车荷载的影响，底基层密实度大幅度提高，结构层逐步压缩，而桥台采用扩大基础、桩基础稳定性较好，加之基础处理效果较好，工后沉降得到有效控制，与高填路基桥台台背沉降现象相比，本工程的工后沉降基本不变，且路面铺装层压缩量极小。这样，台背填筑与路基段抗变形能力不同，最终导致了台背工后沉降。长时间车辆荷载作用下路面结构破坏，导致桥台与路基衔接处高差造成跳车。
2．5 高速公路设计原因
设计单位在设计时按照验算及地方经验出图，在台后处未考虑施工因素，因为工后沉降是不可避免，设计时应考虑桥台台背处结构与路基衔接方案，应在设计时结合地方气候特点及所在地天然材料情况下设计合理可行的施工方案，可否在桥台处先设过渡性路面，使路堤沉降基本完成后再按照原设计路面结构铺设，这样会短时间影响，但以后应该好一些。避免沉降损坏而造成跳车。
3台背沉降后桥头跳车现象防治措施
3．1 制定合理基底处理方案
为了预防桥头跳车现象，工前一定要严格按技术规范合理处置台后软弱地基。结合设计、施工及当地料源探讨切实可行的软弱地基处理方案。现阶段，国内处理软弱地基的常规方法主要包括填材料换填法、灰土桩、粉喷桩复合地基、超载预压等。其中，施工效果较好的方法是水泥粉喷桩复合地基加固软土法，该工法工期短，但成本高昂；超载预压法直接将施工荷载作为软基预压荷载，但工期较长，剩余沉降量大，而且必须考虑当地施工条件，尽量确保地基承载力达到相关技术指标。在施工中，可考虑设置过渡性路面，养护时适当补强，待沉降后再根据原设计路面结构铺设，过渡性路面可以采用混凝土、沥青过渡层等，都可以有效预防桥头跳车现象。
3．2 桥台处接缝处理
路面搭接的纵向接缝处理是一项技术控制点和质量关键点，桥头部位质量隐患主要是路面搭接处理。依照柔性路面与刚性路面接缝处理方法，对先施工的沥青路面的沥青层纵向接缝二次铣刨或切成直线，确保接缝处顺直、结合紧密。尽可能在工艺上注意，避免出现结构突变点。桥台处与沥青路面间接缝是一个重要的质量控制点，施工过程中该处沥青路面难以碾压密实而出现拥包，接缝施工人员详细交底，碾压前安排专人采用水平尺检查，保证施工平顺，这样处理接缝能较好平顺过渡。
3．3 关键是抓住施工过程质量控制要点
在施工总体计划安排时要考虑桥台出提前合理安排好施工计划，提前给台背预留时间，施工期间认真按照制定的技术交底执行，这样才能有效预防桥头跳车。应谨遵“三背回填”原则进行施工，严格按设计要求筛选填料，建议使用透水性好的轻型材料来填筑台背。在回填过程中，需要严格控制填筑层厚度，在背墙后标注层厚红线，同时安排专人负责监控碾压遍数，并严格检测各层的填筑质量（重点检测压实度）。另外，回填台背后连接部位时，建议与桥台施工衔接进行，以确保不易碾压的部位的压实度达到压实度指标。通过以上质量管控，会有效的减少施工造成的台背沉降。
4结束语
为解决现有高速公路桥台台背后期沉降导致桥头跳车的问题，这已成为摆在施工人员面前最核心的问题之一。通过路桥人的不断探索和实践，在新建高速台背回填施工中积攒了不少行之有效的控制措施，并在通车检验中取得了良好成绩，但不可否认，桥头跳车仍然是目前影响行车舒适性、安全性和导致桥梁病害的元凶之一，在桥梁台背施工方面值得我们进一步的研究和探讨，只有好的工艺流程、采用先进技术、重视施工质量才能有效地避免桥头沉降造成跳车病害的产生，为社会提供舒适安全的通车条件。
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参考文献：
[1]JTJF50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].人民交通出版社.
[2]JTGF10-2006，公路路基施工技术规范[S].人民交通出版社.
[3]JTGF40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S].人民交通出版社.