土工格栅在桥头跳车防治中的应用研究

王腾 河南通安高速公路养护工程有限责任公司

随着我国国民经济的快速发展，公路建设规模也随之逐步扩大。在修建高等级公路时路桥过渡段差异沉降所产生的桥头跳车问题也引起了人们的普遍关注。桥台、台背填土路堤之间的差异沉降是产生桥头跳车的主要因素。为处理桥头跳车问题，必须重视过渡段差异沉降。在严格遵循施工应用标准的基础上，应合理选择加固方法，规范施工工艺，做好施工质量工作，只有这样才能满足路桥过渡段加固的目的。将土工格栅合理布设到施工段，可有效解决桥头跳车问题，加固桥头路堤，为工程实践提供科学、有效的依据。

一、桥头跳车的成因

桥头跳车，是由于公路桥头及伸缩缝（桥头引道）处的差异沉降或伸缩缝破坏而使路面纵坡出现台阶引起车辆通过时产生跳跃的现象。路面在台背回填处出现不同程度的沉降断裂（沉降值一般为 10～30cm，有的甚至超过60cm），使车辆通过时产生跳跃和冲击，从而对桥涵和路面造成附加的冲击荷载，使司机和乘客感到颠簸不适，甚至造成车辆大幅度减速，严重的可导致交通事故（特别是车辆机械事故）。因此，桥头跳车问题已成为高等级公路的工程质量和造价的重要影响因素。桥头跳车问题一直是困扰公路工程技术人员的难题之一。解决桥头跳车的问题，是公路管理部门的重要任务。

1.路堤填筑材料压缩。桥台台背路堤填筑过程中，如填筑材料透水性较差，则将大大增加其空隙率，且含水量过高，这种情况下，填料颗粒间的空隙消除难度将大大增加。即便选取压实机械施工，但其工作面有限，无法全部靠在构造物上，待完成回填作业后，无法充分压实靠在构造物上的填土，导致局部填土仍具有较大孔隙度。随着时间的不断增加，加之各种因素的影响，回填路堤沉降问题愈加严重。

2.路堤下天然地基沉降。一般都会在天然地基上修筑路堤，因其自身重力因素，土体沉量量与施工标准已符合，如将路堤修筑其上，则因路堤填土重力天然地基将产生附加应力，局部土体在垂直荷载作用下，极易产生沉降。

3.路面排水设施不到位。因路面排水设施不到位，将出现路面积水问题，顺着路面裂缝、路桥连接位置雨水向路基内不断渗入，进而出现冲刷路基填土的现象。除此之外，因雨水影响，填料将大量流失，进而出现路基内部填土不足问题，在车辆长期荷载作用下，路基沉降在所难免，最终导致桥头跳车问题产生。

4.桥台和台背填土连接位置刚度差异。通常都会选取混凝土浇筑桥梁及其辅助构造物，其刚度较大。但台背路基属于半刚性结构。连接上述两种构造物，则其刚柔性质、抗变形能力差异过大。待通车运行一段时间后，台背路基固结变形逐步加大，但桥台沉降变形却相反，在逐步减小。这种情况下，路桥连接位置沉降差也随之增大，进而产生桥头跳车问题。

二、工程概况

某桥梁工程，全长383.2m，为17 孔钢筋混凝土预应力梁板桥，主跨为3 孔连续梁，20m 简支梁为边孔，总跨为8×20+28+35+28+5×20m。据实地勘察结果显示，桥梁所处地质条件良好，地面线以下土质类型为杂填土（1.5m）、碎石土（2m）、砂砾土（3.5m）、风化岩石，其中18KN/m3为杂填土容重，20 KN/m3为碎石土及砂砾容重。根据设计要求，重力式桥台为0 号桥台类型，7.12m 为台后引道路堤填高，并采用砂砾回填台后路堤。由地质情况来讲，在桥头引道处产生差异沉降的概率不大，但是因为施工工期紧张，在路堤自重作用下，受时间限制仍会出现地基沉降等情况，为此，仍需做好桥头跳车预防措施。如采用“双向土工格栅+桥头搭板”的方式进行0 号桥台处理。

三、土工格栅台背加筋机理

土工格栅是一种高密度聚乙烯等材料加工而成的聚合物板材，主要以网状结构呈现，网孔尺寸相对较大，其特点为拉伸强度高、伸长率小、结点处厚度大等，于土料颗粒而言，土工格栅具有侧向阻力作用，具有较强冲击性，可优化应力场，减小差异沉降，提高土体强度及整体性。其加筋机理主要包括3 点，如表1 所示。

四、土工格栅加筋处理措施

改革开放40 年来，我国公路里程越来越长，道路等级不断提升。桥梁工程是公路建设的重点，由于早期缺乏相关技术经验，长期以来我国桥梁工程一直存有诸多问题，其中最常见的为路桥过渡段桥头跳车。在台背处理中土工格栅具有施工便捷、绿色环保、经济效益好等优势，将其设于台背回填土体之内，可有效提升填料的整体性，并对回填土体的变形问题进行有效约束，是解决桥头跳车的重要措施之一。因此，在具体工程案例中，要根据实际情况，合理选择处治措施，提高施工效果。

（一）台背路基回填

根据施工要求，可台背路基可采用砂砾土回填处理，其物理力学指标如表2 所示。按照规定，需回填至底层土工格栅位置，由于厚度较大，可分层回填、压实，若大型压路机存有碾压死角，需及时采用小型压路设备对边角部位进行夯实。

（二）土工格栅摊铺

按照等距离20cm 间隔，在台背处埋设钢筋勾，待压实、整平路基之后，可折回格栅，并将一个直径14mm 的钢筋包裹起来，将钢筋挂着钢筋勾内，并通过铁丝将折叠的格栅绑扎好，保证格栅和台背紧密固定。若长度不足，可进行搭接处理，一般需在2 个网格以上控制搭接长度。随后沿路线纵向摊铺土工格栅，若长度过长，需根据设计要求，切断处理。根据要求，土工格栅需铺设七层，上三层铺设方案为搭板末端向外延伸6m；下四层铺设方案为搭板末端向外延伸5m，严格按照不小于最小纵向铺设长度的规定设置铺设长度。

表1 土工格栅台背加筋机理

表2 台背填料物理力学指标

（三）土工格栅张拉

铺设完各层土工格栅之后，需采用人工或机械的方式张拉好土工格栅，保证伸长率控制在2%～4%之间，待满足要求后，便可采用U 型钉进行土工格栅定位。

（四）土工格栅搭接

本工程需铺设七层土工格栅，针对各层土工格栅，相邻的两幅需做好搭接处理，一般可在20cm 以上控制搭接宽度，随后按照“之”字型采用尼龙绳进行绑扎，保证其整体性。层面不同，则其连接部位绑扎时需相互错开，从而提升其整体效果。

（五）填料施工

根据施工要求，可采用砂砾土作为填土材料，要求由格栅边缘通过装载机逐步回填至台背处，严禁车轮碾压到格栅，填土厚度达到30cm 之后，便可进行压实、整平。大型压路机很难碾压到桥台或翼墙周围，此时可更换压实设备，如采用电动打夯机等，进行夯实，保证最终压实度满足设计要求。在完成施工后，需及时检测填料回填质量，主要对填料物理指标、压实度、平整度等指标进行检测，保证满足施工要求。

（六）分层沉降管安装

当结束路堤填筑施工后，可采用冲击钻进行钻孔施工，钻孔深度为地基以下50cm，146mm 为孔径。并做好沉降管连接及安装磁环等工作。一般情况下，可按照土层分层实际情况，提前确定磁环的间隔距离，以“下—上”的顺序进行磁环安装，并固定上短。可通过接管连接两个沉降管，并利用螺丝固定，由此进行沉降量检测。

五、结束语

综上所述，作为社会关注的热点问题，安全问题是交通运输永恒的主题。在道路安全性能提升方面，施工技术的选择极为关键。要求严格按照施工应用标准，降低损害，提高施工质量意义重大。土工格栅作为桥头跳车施工处理的主要方法，其施工质量的优劣对路桥施工质量影响巨大。为此，必须全面了解桥头跳车成因，规范施工工艺，提高施工质量，推动路桥工程持续、健康发展。