摘要：隨著(zhù)公路建設的發(fā)展，路橋過(guò)渡段差異沉降所造成的橋頭跳車(chē)已成為主要危害，也是擺在各國工程技術(shù)人員面前的一大難題。文章對過(guò)渡段的差異沉降的表現形式和處治技術(shù)作用性狀進(jìn)行了闡述，介紹了柔性搭板處治技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞：差異沉降；橋頭跳車(chē)；柔性搭板；柔性搭板處治技術(shù)

　　改革開(kāi)放以來(lái)，我國的公路建設取得了飛速發(fā)展，但從已交付的高等級公路特別是高速公路來(lái)看，存在著(zhù)一定問(wèn)題。其中較為普遍的是，在橋臺構筑物與臺后填土銜接處存在差異沉降，使得路面形成臺階或顯著(zhù)縱坡變化，高速行駛的車(chē)輛通過(guò)時(shí)產(chǎn)生顛簸跳躍，從而導致橋頭跳車(chē)現象的產(chǎn)生，這種現象幾乎在每條高速公路都有，只是數量多少和程度輕重的差別。橋頭跳車(chē)不僅影響了行車(chē)的舒適和快速，降低了道路的通行能力，加速了橋臺臺背、橋頭伸縮縫以及接縫路面的破壞，而且是道路交通安全的重要隱患之一，嚴重影響了高速公路的社會(huì )效益。

　　一、橋頭差異沉降的表現形式

　　1．樁柱式橋臺和肋板式橋臺常應用于地基較為軟弱的地段，而重力式橋臺常應用于地基較好的地段，因此，樁柱式和肋板式橋臺臺后路堤的地基加工后沉降遠大于重力式橋臺，這是導致幾種不同類(lèi)型橋臺差異沉降的主要因素。

　　2．由于錐坡填土自重的作用，橋頭地基所受附加應力增大，地基將產(chǎn)生較大的側向位移，從而提高橋頭路堤的沉降變形。隨著(zhù)地基模量的增大，錐坡的這種影響減小。同時(shí)，有錐坡時(shí)，臺前地基模量的減小對橋頭路堤沉降的影響也明顯大于無(wú)錐坡的情況。因此，錐坡填土的重力作用也是引起橋臺類(lèi)型對差異沉降影響的重要因素。

　　3．錐坡由于施工空間的限制，壓實(shí)度相對較低，隨著(zhù)錐坡土體模量的減小，橋頭路堤的沉降也將增加。

　　4．錐坡滲水將引起局部滑塌，從而增加橋頭路堤的沉降，因此，對錐坡應做好防護措施。

　　二、路橋過(guò)渡段差異沉降的處治技術(shù)作用性狀分析

　　根據土工合成材料類(lèi)型的差異，目前路橋過(guò)渡段常用的加筋處治方法包括兩種：格柵加筋和土工格室柔性搭板加筋。與常見(jiàn)的加筋類(lèi)型如支擋結構、加筋陡坡、軟土地基加筋等相比，路橋過(guò)渡段路基加筋的目的有較大差異，前者加筋之目的主要是為了提高穩定性和承載力；而橋頭路堤使用加筋技術(shù)則是為了協(xié)調橋臺與橋頭路堤沉降差，從而消除橋頭跳車(chē)。

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　　土工格室柔性搭板能夠較好地消化地基的沉降變形，協(xié)調和控制橋臺與路堤的沉降差，從而達到消除橋頭跳車(chē)的目的。其作用性狀主要表現為以下幾個(gè)方面：

　　1．土工格室較大的限制側向變形的能力不僅限制了其中填料的側脹，同時(shí)其構成的復合體由于具有較大的剛度和拉伸強度，通過(guò)界面的摩擦阻力和粘附力也限制了周?chē)�土體的側向變形，提高了土體的抗剪強度，從而減小了路堤本身的壓縮變形。

　　2．由于土工格室復合體具有較大的壓拉強度、抗剪強度和一定的彎拉強度的特性，通過(guò)其一端錨固于橋臺，一端伸入路基中，能有效地阻止上層土體的向下沉降，從而在復合層下面產(chǎn)生了松動(dòng)區。同時(shí)由于土工格室的多層連續布置，使得路堤的沉降在每一層中都得到消減，使得橋臺與路堤之間的沉降差在較長(cháng)的范圍內得到平緩過(guò)渡。

　　3．由于松動(dòng)區的存在，路基豎向應力明顯減小。橋臺附近一定范圍內地基的附加應力也得到減小，從而不僅減小了路基的壓縮變形，也減小了地基的沉降變形。

　　4．格室變形后產(chǎn)生的“網(wǎng)兜支承效應”使荷載分布趨于均勻。

　�。ǘ�）土工格柵加筋的作用性狀

　　1．土工格柵利用其較大的拉伸模量，通過(guò)其與土體的界面摩擦和咬合作用，限制了路堤填土的側向位移，提高了土體的抗剪強度和抗變形能力，從而減小了路堤的壓縮變形值。且隨著(zhù)路堤變形模量的減小，其作用更顯著(zhù)。

　　2．土工格柵變形后也存在“網(wǎng)兜效應”，從而使荷載的分布趨于均勻。

　　3．土工格柵由于一端錨固定于橋臺上，利用其抗拉伸能力，阻止了橋臺附近土體的向下沉降，同時(shí)，也減小了橋頭路基和地基的豎向應力。

　　同時(shí)，基于以上的分析，針對橋頭路堤平面加筋處治技術(shù)提出建議：一方面要求平面加筋材料應選用具有較大拉伸剛度的筋材，同時(shí)，橋頭應換填內摩擦角較大的填料。另一方面要求平面加筋材料對于減小路堤自身的壓縮變形較為有效，但由于其不具有抗彎剛度，故消化地基沉降變形的能力較差，因此，土工格柵加筋技術(shù)適用于處治地基條件較好的橋頭過(guò)渡段。當地基較差時(shí)，應結合其它方法進(jìn)行綜合處治。

　　三、土工格室柔性搭板處治技術(shù)

　　通過(guò)上文的處治方法的作用現狀的分析，針對很多現場(chǎng)的實(shí)踐，本文主要闡述下柔性搭板的處理方法，柔性搭板處治橋頭跳車(chē)的方法已應用于很多高等級公路。通過(guò)這些工程的實(shí)踐，對柔性搭板的進(jìn)行了優(yōu)化設計，初步總結了楔形柔性搭板的施工方法和經(jīng)驗，簡(jiǎn)述如下：

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　　1．地基沉降影響。以不同的橋頭地基沉降變形作為柔性搭板設計優(yōu)化的出發(fā)點(diǎn)，分別選取三種簡(jiǎn)化的地基沉降模式來(lái)模擬地基情況，以此篩選出能滿(mǎn)足不同地基條件下協(xié)調橋臺與路堤沉降差的目的，又能滿(mǎn)足經(jīng)濟性要求的柔性搭板型式。

　　通過(guò)對不同地基沉降模式下加格室與不加格室時(shí)橋頭路基頂面沉降關(guān)系進(jìn)行研究得出，不加格室時(shí)橋頭路堤頂面沉降曲線(xiàn)形態(tài)與地基沉降形態(tài)基本相似，均勻沉降時(shí)為一直線(xiàn)，非均勻沉降模式下由于路堤填土顆粒之間的摩擦和粘著(zhù)作用，路基頂面的沉降變化區域擴大，沉降值相對趨于均勻；但三種不同地基沉降模式下橋臺與路堤銜接處均存在較大的沉降錯臺，從而導致橋頭跳車(chē)產(chǎn)生。而經(jīng)土工格室柔性搭板處治后，橋頭路基頂面的沉降曲線(xiàn)得到明顯改善。在一端錨固的層狀柔性搭板作用下，橋頭地基的沉降變形得到消化，不僅消除了橋頭的錯臺現象，而且橋臺與路堤的沉降差得到很好的控制和協(xié)調。但不同的地基沉降模式下路基頂面沉降曲線(xiàn)有所差異。均勻沉降模式下沉降曲線(xiàn)呈拋物線(xiàn)形，但路基頂面的沉降受地基沉降的影響較大，過(guò)渡曲線(xiàn)相對較短；倒三角形沉降模式時(shí)，路基頂面沉降曲線(xiàn)呈馬鞍形。柔性搭板一端錨固于橋臺，另一端搭在沉降較小的路基中，由于土工格室柔性搭板具有較大的彎拉強度，形成“橋跨效應“，從而對上部土體產(chǎn)生向上的托舉力，有效地阻止上部填土的沉降，故路基頂面的沉降值最小，橋頭過(guò)渡曲線(xiàn)較緩，且受地基沉降變形的影響較��；三角形地基沉降模式時(shí)，橋頭的地基沉降小，遠端的沉降大，故柔性搭板需消化的地基變形較小，其沉降曲線(xiàn)呈近似的線(xiàn)性，路基頂面沉降值介于上述兩者之間。故可以認為，在地基最大沉降值相同的情況下，柔性搭板消化倒三角形地基沉降的能力最大，三角形沉降次之，對均勻沉降稍弱。

　　2．路基填料影響。隨著(zhù)路堤填料的增大，一方面表明路堤的剛度增大，自身的壓縮變形減小。另一方面，路堤填料的強度也相應得到提高，從而與一端錨固的土工格室結構層更能形成具有一定整體性的加固體，其消化地基沉降變形的能力更強。當路堤填料取不同模量時(shí)的路基頂面沉降比較明顯。因此路基填料的模量對路基頂面沉降影響較大。在處理區以外，路基沉降值的減小主要體現在路基自身壓縮變形的減小。而在橋頭，填料模量的增大還體現在其消化地基沉降變形能力的增強。隨著(zhù)填料模量的增大，橋臺與路堤沉降差的過(guò)渡區變長(cháng)，過(guò)渡曲線(xiàn)變化趨緩。橋頭過(guò)渡段換填模量大、抗剪強度高、具有一定整體性的填料更能起到消化地基沉降變形，緩和過(guò)渡橋臺與路堤沉降差的目的。

　　3．柔性搭板布置的間距與厚度。在相同布置層數下，柔性搭板布置的間距對橋頭路基的作用表現在：一方面隨著(zhù)間距的增加，橋頭路基頂面的沉降值減小，沉降曲線(xiàn)變化趨緩；另一方面，隨著(zhù)間距的增大，路基底面的豎向應力大大減小。因此，柔性搭板以分散布置于橋頭路堤中為宜。柔性搭板布置層數對沉降有較大影響，設計時(shí)應考慮具體的地基條件進(jìn)行選擇。當地基條件比較好時(shí)，可以布置2～3層土工格室。當地基條件較差時(shí)，布置3～5層。

　　柔性搭板頂層布置厚度的增加可以改善柔性搭板的彎拉強度和剛度。第一層厚度越大，橋頭路基頂面沉降值越小。而布置長(cháng)度的增加，一方面土工格室變形后產(chǎn)生的“網(wǎng)兜支撐效應”，尤其是路基頂面的幾層，可以有效地分散汽車(chē)荷載的作用力，使荷載分布更均勻。另一方面，通過(guò)與周?chē)�土體的摩擦和粘著(zhù)力，提供土工格室彎拉變形所需拉伸力。因此，柔性搭板頂層布置長(cháng)度以8～12m，厚度以布置2～4層土工格室為宜。建議在地基條件較差的情況下，最底層柔性搭板布置兩層土工格室。

　�。ǘ�）柔性搭板施工要求與流程

　　1．施工設備要求。為了保證臺背填料的充分夯實(shí)，施工單位除應準備一般路堤填筑所必需的壓實(shí)機械外，還應準備足量和性能適宜的小型振動(dòng)壓實(shí)設備和打夯設備，以保證邊角的壓實(shí)度達到設計和規范要求。

　　2．填料要求。臺后填料與路基填料一致；施工中，山于填料含水量較低，必須進(jìn)行撒水處理。撒水量須按計算所需要求嚴格控制，并撒水均勻，撒水后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間放置后才能被用于填充格室和進(jìn)行壓實(shí)。填料中應撿去直徑大于20cm的顆粒和雜草、樹(shù)根等。

　　3．上工格室材料檢查驗收。施工前必須對購進(jìn)的土工格室材料進(jìn)行檢查驗收，材料必須有出廠(chǎng)合格證和測試報告，每2000m應隨機抽樣并測試，結果必須達到設計對材料規格和性能的要求。

　　4．施工方法。

　�。�1）整平地面并振壓。鋪設土工格室前，臺背的地基應進(jìn)行整平振壓，其壓實(shí)度要達到施工規范的要求。橋臺附近的路基填土稍高于設計標高，防止土工格室固定于橋臺后，當發(fā)現設計標高不夠而加填土或土工格室被浮于土墓之上而在土工格室之下形成一層沒(méi)有壓實(shí)的虛土而影響土工格室壓實(shí)效果。

　�。�2）固定件安裝。土工格室與橋臺連接的質(zhì)量直接影響著(zhù)土工格室柔性搭板的使用性能。固定件安裝前必須精確定位，施工時(shí)先用墨汁線(xiàn)按設計標高要求在橋臺上彈出一條水平線(xiàn)，然后用鋼卷尺以20cm間距在水平線(xiàn)上劃出字標志點(diǎn)，然后用射釘槍把錨釘或同樣尺寸的膨脹螺栓打入橋臺中，再安裝固定件。全部安裝完以后，檢查安裝質(zhì)量。

　�。�3）張拉并鋪設土工格室。鋪設土工格室前，應根據布置區域的大小對土工格室的不同規格尺寸進(jìn)行合理配置。首先，采用中6的鋼纖（須采取一定的防腐措施）或合葉式插銷(xiāo)將土工格室連接在固定件上，把土工格室一側拉到指定尺寸，用鋼釬或填料固定，再用力張開(kāi)整塊土工格室，相鄰土工格室板塊采用合頁(yè)式插銷(xiāo)整體連接。完全張拉開(kāi)土工格室后，在四周用鋼釬或填料固定，否則，嚴禁進(jìn)行下一工序施工。

　�。�4）格室填料.土工格室柔性搭板按現有路基施工規范施工。首先檢查填料，鋪料采用人工和機械相結合的方式，用推上機把含水量均勻的填料逐漸填充格室，機械虛填厚度到達25cm左右時(shí)，用人工填充橋臺附近死角，然后整平。格室未填料前，嚴禁機械設備在其上行駛。

　�。�5）壓實(shí)。臺背路荃壓實(shí)與現行規范要求基本一致；施工中采用振動(dòng)壓路機壓實(shí)。臺背附近，采用小型振動(dòng)壓實(shí)機和打夯設備壓實(shí)，格室層機械壓實(shí)次數應稍高于其它層l～2遍。

　�。�6）檢查驗收。橋臺柔性搭板以壓實(shí)度標準進(jìn)行檢查驗收，其結構壓實(shí)度與該部位路基夯實(shí)度相同。橋臺固定錨釘按錨釘總數的2%進(jìn)行檢查，要求錨釘錨固力大于1kN。配合施工進(jìn)度，對各橋臺進(jìn)行沉降、回彈模量、變形模量等項目的現場(chǎng)測試，獲取了必要參數。

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