高速公路橋頭跳車防治關鍵技術的研究

張永方

摘? 要：近年來，我國公路建設規模持續擴大，高速公路里程躍居世界首位。從已建公路通車運營狀況來看，橋頭跳車問題極為普遍。橋頭跳車不僅會降低行車速度和道路通行能力，還會對行車舒適性及安全造成嚴重影響。該文結合具體案例，依托壓力注漿法，對高速公路橋頭跳車防治關鍵技術進行了探討，以期提高路堤整體穩定性，有效控制路堤不均勻沉降。

關鍵詞：高速公路;橋頭跳車;壓力注漿法;工程概況

中圖分類號： U412.36+6 文獻標志碼：A

1 工程概況

某高速公路橋梁工程全長457.06 m，預應力混凝土空心板為上部結構，多柱墩、多柱框架式橋臺為下部結構。因工期緊張，加之設計、洪水等因素影響，臺背填筑砂礫結構被破壞，導致填筑體和橋臺之間存在較為嚴重的沉降問題，尤其是路橋過渡段路面部位[1]，為改善路面情況，前期已做2次瀝青層加鋪養護，經該次勘查發現，橋頭接觸部位仍存在差異沉降現象，甚至會引發2次跳車。據勘查數據顯示，該工程采用砂礫石作為橋頭路堤填料，6 m為回填范圍，目前地基土質情況不錯。但在錐坡處下滑現象嚴重，滑移最大值可達到6 cm左右。同時，錐坡和臺背相距1 m與4.3 m處均產生了鼓包現象。

經分析可知，在行車荷載和雨水長期作用下，臺背路堤填料被侵蝕是造成橋頭路堤沉降的成因，這將會嚴重破壞砂礫原有擠密的結構，大大降低路堤強度，從而產生嚴重壓縮變形現象。此外，錐坡穩定性下降，同樣會引發路堤縱向滑移，將進一步加快沉降病害。為了解決橋頭路堤差異沉降問題，該文決定采用壓力注漿加固方案[2]。

2 壓力注漿加固原理

壓力注漿加固是指通過液壓或氣壓向土層內注入一定量的漿液，從而將縫隙內的水分、氣體擠壓出來，利用漿液填充，待其固結硬化后，便可形成群樁結構。當土體內注入漿液后，其彈性模量將隨之增加，同時，還能降低路堤壓縮徐變，從而提升路堤的穩定性。

在橋頭跳車病害處治中，通過壓力注漿法，可向松散的填料內均勻注入水泥漿液，橋臺周圍路堤土體經注漿處理，便可構成連續墻。這樣不僅能夠提升路堤承載力，還能有效阻止錐坡滑移加劇，是一種較為理想的橋頭跳車治理措施[3]。

3 高速公路橋頭跳車防治關鍵技術要點

3.1 壓力注漿方案選擇

注漿施工前，只有選擇合適的注漿方案，才能保證施工質量。常見的注漿方法見表1。勘查報告顯示，該路段以卵粒石作為臺背回填材料，路堤加固是該次注漿施工的目的。因此，決定采用滲透注漿法進行施工，以42.5普通硅酸鹽水泥為水泥漿液材料，由于注漿層下方未見軟土層，注漿時可選取“下-上”的順序。

3.2 壓力注漿參數的確定

3.2.1 漿液擴散半徑

在壓力注漿施工中，漿液擴散半徑是十分關鍵的一個參數，通常可采取理論公式計算，若地質情況復雜或計算難度較大時，為增加計算的準確性，也可采取試驗法。該文以經驗值（見表2）為參考進行分析[4]。

砂礫材料為該工程最大粒徑材料，具有較大滲透系數，因此在擴散半徑參數選擇時，可按照1.0 m取最大值。

3.2.2 注漿壓力

注漿壓力是指在不影響相鄰結構物或地表未變化的基礎上，所采取的最大壓力。注漿壓力與灌漿順序、地層土強度等息息相關，因此，為保證獲取的注漿壓力準確，決定選取注漿試驗進行分析。根據以往經驗分析，0.2 MPa～0.5 MPa為砂土的經驗值范圍，砂礫地基容許注漿壓力公式如下。

Pe=c（0.75T+Kλh）

式中：容許注漿壓力可由Pe表示。

地基覆蓋厚度可由T表示。

與注漿期次相關的系數可由c表示。

與注漿方式相關的系數可由K表示。

與底層性能相關的系數可由λ表示。

地面至注漿段的深度可由h表示。

勘測結果顯示，橋梁5 m高，5.5 m為鉆孔深度，注漿長度為路面以下5 m。因此，注漿為5 m長，分段完成，最上面1段長2 m，其他2段均長1.5 m，按照“下-上”的順序分2期完成注漿。根據上式可計算各注漿段的注漿壓力，結果見表3。

3.2.3 注漿量

漿液注入后，可迅速將顆粒間的孔隙填充，按下式可計算砂礫土質下的注漿量。

Q=KVn

式中：注漿所需漿液總量可由Q表示。

經驗系數可由K表示。

注漿對象的土量可由V表示。

土的孔隙率可由n表示。

經驗系數范圍見表4。

該工程采用的是砂礫土，但存有少量細顆粒。因此決定在砂礫K=0.7～1.0取值范圍中，取最低值0.7。根據相關計算分析，可獲取注漿量為3.297 m3。

4 施工流程

4.1 半封閉交通

為保證道路仍能正常通行，該工程采取半封閉交通模式。半幅施工前，需將安全警示標牌等設置在明顯部位，提醒通行車輛與行人“前方施工，請繞行”，保證施工安全。

4.2 注漿孔成孔

注漿孔鉆孔時，合理控制鉆孔孔位和設計孔位之間的偏差，保證不超過25 cm。采用壓縮空氣將鉆孔內的殘渣排除，若存在塌孔情況，可選取花管注漿，通過沖擊錘向受注漿層打入花管。待鉆孔設備就位后，便可按照既定鉆孔順序進行施工[5]。

4.3 注漿

通過注漿設備按照“下-上”的順序進行壓力注漿。在橋頭過渡段進行注漿施工時，需做到以下2點。1）壓力注漿過程中，需封閉好孔口，一般可采用止漿塞，在均勻攪拌漿液后，便可同時進行拌和與使用。2）如果出現跑漿等情況，需及時暫停施工，待找出原因后，再進行施工。

4.4 開放交通

完成上述施工作業后，可采取水泥混凝土封堵孔口，如果孔口位置不平整，需及時整平，待滿足設計標準后，便可開放交通。

5 結語

綜上所述，改革開放40年來，國民經濟快速發展，國家在基礎設施建設方面的投資越來越多。高速公路作為交通運輸事業發展的中堅力量，提高其工程建設質量至關重要。從公路運營狀況來講，受行車荷載和自然環境等因素制約，仍存在一些亟待處理的難題。橋頭跳車是最常見的一種路橋病害形式，當車輛從此區域通行時極易產生跳躍、顛簸之感，將會嚴重影響行車舒適性，甚至會損害橋臺等部位，或造成更為嚴重的交通安全事故。因此，必須重視高速公路橋頭跳車問題，根據工程實際情況，合理選擇防治措施，對癥下藥，最大限度降低損壞程度，提高道路使用性能，實現經濟效益和社會效益最大化。

參考文獻

[1]段詩雨.高速公路瀝青混凝土路面橋頭跳車問題分析及預防措施研究[J].建筑工程技術與設計，2017（30）：697.

[2]孫偉，杜輝.高速公路橋頭跳車成因分析及防治技術研究[J].建筑工程技術與設計，2017（11）：2901.

[3]蔡慶廣，王美斌.軟土地基高速公路橋頭跳車防治技術研究[J].建筑工程技術與設計，2017（11）：629.

[4]張明春，白春起.高諫公路橋頭眺車的原因和防治措施[J].科學與財富，2017（15）：235-235，234.

[5]李培培.高速公路橋梁病害的成因與防治措施[J].交通世界（上旬刊），2016（9）：12-13.