隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高等級公路越來越多，而路橋過渡段橋涵（通道）及其后回填土差異沉降所引發(fā)的“橋頭跳車”問題始終困擾著道路工程界。路基與橋臺的連接是不同性質(zhì)構(gòu)筑物的連接，在己建成的高速（等級）公路中，許多橋涵兩端出現(xiàn)了不同程度的錯(cuò)臺或較明顯的沉降開裂。這些錯(cuò)臺（裂縫）致使車輛發(fā)生瞬時(shí)的上下顛簸（即所謂的橋頭跳車）現(xiàn)象。為降低顛簸程度保證行車安全，車輛被迫在橋頭處減速行駛，這又影響到公路的使用性能和運(yùn)輸效益。近年來，橋臺跳車現(xiàn)象以其存在的普遍性和難以根治性，已被廣泛重視起來。國內(nèi)外學(xué)者從病害成因機(jī)理、施工控制及處置措施等方面對橋涵回填穩(wěn)定問題進(jìn)行了廣泛研究，認(rèn)為解決橋涵后回填穩(wěn)定性問題的關(guān)鍵可歸結(jié)為保證公路正常使用的設(shè)計(jì)指標(biāo)和控制指標(biāo)問題，而臺背填土沉降機(jī)理分析是設(shè)計(jì)指標(biāo)和控制指標(biāo)指定的關(guān)鍵問題。本文就此問題進(jìn)行一些分析與探討。

　　臺背填土力學(xué)特征分析

　　目前，道路上常用的橋臺類型主要有重力式橋臺、樁柱式橋臺、承臺分離式橋臺這么3種（如圖1、2、3）所示。橋臺后所用填料類型主要為：石灰土、砂礫、泥質(zhì)頁巖、手?jǐn)[片石等。盡管橋臺類型的不同對臺后回填材料的差異沉降有一定的影響，然而由于橋臺容許的水平向與豎向變形相對地較小，從而可以統(tǒng)一處理為剛性約束邊界條件。

　　由于橋后填土位于剛?cè)嵯酀?jì)地的特殊位置，橋臺與填土沉降的不均勻性造成了回填區(qū)路面的嚴(yán)重破壞，破壞情況可分為：

　　（1）搭板與橋頭連接處路面車轍、開裂；

　　（2）回填區(qū)末端路面橫向開裂；

　�。�3）搭板末端與路基交界處路面的橫向裂縫和差異沉降；

　�。�4）搭板上的路面面層車轍嚴(yán)重，路面材料應(yīng)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)；

　�。�5）漿砌片石重力式橋臺臺帽下片石易松散，造成伸縮縫和搭板下沉。

　　為分析上述工程病害的形成機(jī)理，有必要對橋后填土力學(xué)特征進(jìn)行深入的分析。

　　非飽和狀態(tài)

　　自然界中的地基土體是由土顆粒和顆粒間的孔隙組成的。工程中所遇到的土體，大多數(shù)以非飽和土形態(tài)存在，即土顆�？紫吨屑群�有液體，又含有氣體。除土顆粒本身的性質(zhì)外，孔隙中水、氣的含量不同，也將導(dǎo)致土體的性質(zhì)各異。一般認(rèn)為，路基土在填筑過程中的夯實(shí)或壓實(shí)都不足以使填土達(dá)到飽和狀態(tài)。此外，路基土位于面層下而在地下水位以上的特殊位置，使得路基中形成了飽水帶和非飽水帶混雜的情況。因此，回填材料從本質(zhì)上來說應(yīng)屬于非飽和土類型。

　　非飽和土具有多于兩相的組成，其孔隙水壓力相對于孔隙氣壓力而言為負(fù)值。非飽和土與飽和土在性質(zhì)和工程性狀上存在著根本的差異。通常定義非飽和土具有三相，即：固相（指土顆粒），液相（主要指水），氣相（指空氣）。更確切地說，非飽和土中還有第四相存在，亦即水與氣的分界面或所謂的收縮膜。例如，堤壩等工程在建造過程中孔隙壓力的消散過程不能用經(jīng)典土力學(xué)理論來說明。堤壩的變形由于孔隙氣體的存在而發(fā)生變化，若仍由飽和土力學(xué)理論來指導(dǎo)施工，勢必影響填筑質(zhì)量或施工進(jìn)度。堤壩運(yùn)行后，水位變動會使孔隙水、氣的比例發(fā)生變化，從而使土體的固結(jié)、強(qiáng)度和滲流等情況都與飽和土力學(xué)理論所闡明的不同。