橋頭跳車防治中橫向加筋注漿技術的應用

郝明瑞

摘要： 由路橋工程建設及運營狀況分析，橋頭跳車是其急需解決問題之一。目前，針對橋頭跳車方面，國內外研究已取得一定成果，現有選用加筋、注漿技術進行橋頭跳車防治的實踐及研究。為更好地防治該問題，本文在充分了解橋頭跳車危害的基礎上，結合具體案例，對橋頭跳車防治中橫向加筋注漿技術相關內容進行了分析與探究。

Abstract： According to the construction and operation status of road and bridge engineering， the bridgehead jumping is one of the urgent problems to be solved. Currently， in view of the bridgehead jumping， some researches have been made at home and abroad. There is existing practice of selecting reinforcement and grouting technology for the prevention and control of bridgehead jumping. In order to better control this problem， based on the full understanding of the hazard of jumping at bridgehead and the concrete case， this paper analyzes and probes into the horizontal reinforcement grouting technology in the prevention and control of bridgehead jumping.

關鍵詞： 橋頭跳車；橫向加筋注漿；危害

Key words： bridgehead jumping vehicle；horizontal reinforcement grouting；hazard

中圖分類號：U445.7 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）11-0102-02

0 引言

隨著社會經濟的高速發展，我國高等級公路建設規模越來越大，尤其是高速公路通車里程越來越高，2017年已達到13.1萬公里，預計到“十三五”末，國家高速公路主線將基本貫通。除此之外，我國汽車工業也逐步發展為高檔化、高速化，因高等級公路具有較高線形標準，且具有較為密集的構造物，如橋涵、通道等，當車輛具有較高行駛速度時，高等級公路橋頭跳車現象將愈加顯著。作為路橋建設及運行階段的常見問題，橋頭跳車涉及內容較多，如路堤沉降、橋梁結構類型、橋頭搭板等。為更好地處理橋頭跳車問題，本文選用橫向加筋注漿處治技術，其技術原理為順著軸向、橫向在臺后填方路基一層一層、一排一排地將長度適宜的注漿錨桿打入，隨后增加壓力進行注漿施工，保證在路基沒有填充或壓實的孔隙內填充漿液，以此形成軸向、橫向注漿加筋體。通過該處理技術，可進一步提高橋頭路基抗變形能力、減小臺后路基工后沉降，有效控制橋頭跳車、橋臺路面開裂等問題。

1 橋頭跳車的危害

橋頭跳車是因為公路橋頭及伸縮縫位置差異沉降或伸縮縫破壞而使路面縱坡產生臺階，導致車輛通行過程中出現跳躍問題。導致橋頭跳車的原因較多，主要為不均勻沉降、剛度突變等。以當前道路實際情況分析，主要是不均勻沉降產生于柔性、剛性構造物之間，導致錯臺產生。橋梁和路基、路面構成材料、剛度、強度等不一致，致使橋頭連接位置受力過程中，極易出現應力集中現象。因多種因素作用，橋梁和道路均會產生沉降，因兩者沉降量差距較大，一般相比橋梁沉降量，道路沉降量較大，導致錯臺產生，進而產生橋頭跳車現象。而橋頭跳車的危害主要包含以下幾點：

①降低行車速度。車輛向橋頭搭板縱坡轉折位置行駛時，為避免車輛跳動過于激烈，不得不剎車減速。與此同時，對行車驅動力傳遞來講，車輛跳動也會對其造成極大影響，進而對道路使用功能造成損害。

②極易引發行車事故。在橋頭搭板位置行駛時，將產生一定沖擊或顛簸感，導致駕駛人員嚴重不適，進而對行車舒適性造成影響，產生嚴重心理沖擊，甚至不利于車輛正常操作，出現失控現象，進而引發行車事故。

③影響橋梁使用及車輛壽命。因橋頭通行時極易出現跳動，將對道橋產生附加沖擊荷載，進而損壞橋臺、橋頭搭板等部位，尤其是伸縮縫損壞較為嚴重。除此之外，也會加速車輛部件磨損程度，縮短車輛使用壽命。

2 工程概況

某路橋工程路基高速為12m，24.5m為頂部寬度，1：1.5為路基邊坡坡度，通過實地勘察可見，該路段地層表層由一定量黃土狀粉土覆蓋，表層下方為具有良好承載力的砂層、泥巖層。通過對該路段施工材料、巖土體樣本的有效采集，可對其具體材料的物理力學指標進行測定。路基填料、基巖及加筋注漿體材料均考慮為完全彈塑性材料，臺背考慮為較大剛度的彈性體，荷載作用下，具有極小變形量。在橋頭路基30m范圍內，選取錨桿在橋臺路基坡面上直接進行鉆孔作業，隨后高壓注漿，一般可分層設置錨桿，3m為層間距，與橋臺前、中及后均距離10m，橫向間距分別為1、1.5及2m。

3 橋頭跳車防治中橫向加筋注漿技術的應用

3.1 注漿加固結構

第一，注漿錨桿。選取特制鋼制作錨桿，保證其剛度、強度符合相關規定，錨桿外徑為48mm，5mm壁厚，前端為尖狀，管壁間隔30cm，進行注漿孔鉆孔，直徑為8mm，以螺旋式布設注漿眼，僅布設一個在相同縱、橫截面。根據施工設計要求連接錨桿，連接方式以焊接為主，該方式便于施工，且成本不高。

第二，復合加固體。該工程以壓力注漿為主，在壓力作用下，注漿液逐步滲透到附近地層，經硬化，可構成具有較高堅硬度的復合加固體。隨后錨固錨桿和附近土層，此時將有較大粘結摩阻力產生于錨固段和土體之間，以此達到土體整體結構改善的作用。

3.2 注漿材料準備

選取水泥漿作為注漿材料，根據工程現場實際情況，選取42.5#普通硅酸鹽水泥作為其水泥材料，據以往施工經驗，以0.75：1～1.5：1作為水灰比范圍，具體要求如表1所示。

3.3 注漿壓力及注漿影響半徑

按照相關規定及施工經驗，在0.2到0.6MPa之間控制注漿壓力，最大值控制在1MPa以內。注漿施工中應根據具體情況，對注漿壓力進行隨時調節，確保在設計要求內控制漿液擴散半徑，本工程以1.5～2m之間控制注漿半徑。

3.4 注漿方式

選用橫向注漿管一根一根向施工現場注漿，順著縱向從橋臺內側向左橋臺外側完成注漿施工，且加密澆注臺后側邊與邊角位置。本工程選取雙控標準，即注漿壓力、注漿量控制法。在既定壓力作用下，如每分鐘注漿量在1L以內，可進行10min穩壓施工，此時不會出現壓力降低現象或降低幅度在5%以內的情況下，可及時結束注漿作業。也可增加注漿壓力，減小注漿量，待與設計壓力基本相同時，進行10min穩壓后，即可結束注漿作業。

3.5 施工流程

按照施工規范規定及勘查的地質水文條件，在注漿參數確定的情況，即可進行壓力注漿施工，具體流程為：鉆孔設備合理選擇—精準鉆孔定位—錨管直接打入—制漿—注漿設備合理選擇—注漿（邊緣帷幕注漿、充填固結注漿）—檢查合格性—封孔管路清理—移機向下一階段施工。

4 橋頭跳車防治中橫向加筋注漿技術處治效果檢測

完成上述施工作業后，針對橋頭跳車處治效果可選用面波波速測試法進行檢測，并持續、長期地對具體處理效果進行隨時觀測。橫向加筋注漿效果可選取瑞雷波實施檢測，本工程以SM98-24型面波儀作為檢測設備。在地面通過人工方式進行多次重錘作業，以3到5次作為各個測點的有效錘擊，在傳播時激發產生的脈沖信號，接收設備為12道豎向檢波器，按照以往工作經驗進行相關工作參數的確定，0.5m為道間距，1到3m之間為偏移間距，2048點為采樣總數。在同一位置橫向加筋注漿前后第7天進行面波檢測，具體測試結果如表2所示。

由此可以看出：

①面波波速大小和路基深度之間存在正比例關系，也就是說不斷增加路基深度，波速也會隨之提升。

②路基各層平均波速選取橫向加筋注漿處治前后都得到不斷提升，則表明回填體孔隙可被漿液充分填充，具有良好防治效果。

5 結束語

綜上所述，上世紀80年代以前，我國主要以低等級公路作為公路建設的主體，因行車速度低、橋梁數量及規模小，橋頭跳車問題并不嚴重。但隨著社會經濟的高速發展，橋梁建設力度越來越大，橋頭跳車問題也愈加凸顯。選取橫向加筋注漿技術處理橋頭跳車，可起到良好防治效果，滿足施工要求。

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