橋梁路基過渡段加筋注漿處治技術研究

景軻

摘 要：目前，我國經濟持續高速發展，路橋工程數量和規模不斷增加，尤其是近年來，隨著公路網絡的基本完善，公路建設極大地帶動了區域經濟發展，充分發揮了公路交通的優勢作用。然而，在路橋工程通車運營一段時間后，很容易產生過渡段不均勻沉降問題，甚至引發橋頭跳車病害。一旦出現此類問題，將會嚴重影響行車舒適性和安全。為此，本文結合具體工程案例，提出了加筋注漿法，以期有效解決橋頭跳車病害。

關鍵詞：橋梁工程;過渡段;加筋注漿法;橋頭跳車

中圖分類號：U445.55 文獻標識碼：A

0 引言

“十四五”時期，是我國從實現“全面小康”到“全面建設社會主義現代化國家”，實現第二個百年戰略目標關鍵的開局時期。面對國際環境變化和我國經濟社會高質量發展，對"十四五"期間交通運輸發展也提出新的更高的要求。公路交通是交通運輸體系最重要的組成部分，其快速發展將進一步推進區域經濟發展，實現產業優化升級，是促進和諧社會發展的重要動力。然而，在我國公路事業迅速發展的同時，也面對著諸多問題，尤其是橋梁路基過渡段不均勻沉降問題日益凸顯，甚至會產生“橋頭跳車”病害。加筋注漿法的應用，可有效解決橋頭跳車病害，提高工程施工質量。

1 工程概況

某公路工程是連接兩地的重要通道，全長71.36 km，分三期建設完成。在本項目當中涉及多座橋梁工程，為了有效防治過渡段不均勻沉降問題，抑制橋頭跳車病害產生，決定以公路項目A大橋0號臺為例，采用加筋注漿技術進行施工處治。

2 加筋注漿施工方案

經現場實地考察，決定采用加筋注漿法進行施工，施工方案如下：在橋頭路基30 m處，順著路基橫向利用錨管在坡上直接鉆孔插入，隨后作高壓注漿施工。錨管布設共3層，2 m為層間距，第1、2層錨管橫向間距均為1 m，第3層錨管橫向間距為1.5 m。

為了達到施工剛度及強度要求，可采取特質鋼制作錨管，48 mm為外徑，5 mm壁厚，前端可設為尖狀，管壁相隔30 cm鉆一注漿孔，φ8 mm。呈螺旋式布設注漿眼，在相同縱、橫截面上僅布設1個，按照施工要求長度進行錨管連接。一般來講，連接方法有2種，其一，在施工現場通過人工方式焊接;其二，通過機械設備方式進行連接，比如機器加工車絲扣連接法。基于經濟性原則，本工程以人工焊接法為主，呈梅花狀布設錨管。

通過加筋注漿法處理路橋過渡段后，路基內的填料和注入的漿液一起硬化，可形成性能良好的復合處治體，其強度和剛度可滿足規定。同時，在錨管錨固段和土體之間將生成一定粘結摩阻力，從而共同承擔外部荷載，達到有效減小不均勻沉降，提升過渡段的整體性能。

3 加筋注漿施工流程

3.1 注漿材料選擇

對于加筋注漿效果而言，漿液的選擇和配置極為關鍵。根據施工具體情況，決定采用425普通硅酸鹽水泥作為注漿材料，為了有效控制漿液凝固時間，可適當摻加一定量的緩凝劑。水灰比為0.75：1～1.5：1，速凝早強劑為0.8%～1.2%。注漿材料性質如表1所示。

3.2 注漿壓力

按照施工要求，注漿壓力可控制在0.2 MPa～0.6 MPa，在具體施工當中，可根據工程進度的不同進行適當調整，但注漿壓力最大值不得大于1 MPa，避免破壞土體結構。

3.3 注漿半徑

在加筋注漿施工中注漿半徑是最關鍵的參數指標，注漿半徑不正確將會對孔位的布設間距和布設方式造成直接影響。因此，應綜合考慮注漿孔的孔徑大小、注漿設備、注漿壓力等多因素準確確定注漿半徑。根據注漿施工情況，可在1.5 m ～2 m之間確定注漿半徑。

3.4 施工流程

（1）施工場地清理。施工前，必須徹底清理干凈施工場地，并做好安全生產檢查工作及在指定位置設置警示牌等。按照設計要求，統一進行孔位編號，并做好相關記錄工作，為了保證鉆孔位置的準確性，可提前通過高精度儀器進行錨管鉆孔，并在3 cm以內控制孔位偏差。

（2）錨管施工。錨管施工前，精準定位錨管孔位，并統一編號，施工中詳細記錄所有錨管施工情況。通過氣動沖擊錘將錨管打入，并隨時檢查施工效果，一旦發現問題，需及時處理。

（3）壓力注漿。完成上述施工作業后，即可進行注漿施工。第一，首先，要保證注漿材料配合比設計的準確定，準確計量水泥結合料和速凝早強劑等材料，保證誤差在5%以內。其次，通過高速攪拌機進行均勻攪拌，攪拌時間可控制在2 min以上。隨后，通過泵送方式注入注漿錨管，漿液從開始加水攪拌和使用完的時間嚴控在水泥初凝時間以內。為了提升加筋注漿效果，可按照配合比要求加入適量速凝早強劑。第二，向土體內打入錨管之后，可通過泵送方式注入一定量的清水，不宜過多，以便將孔底殘渣進行稀釋，隨后清除。注漿時，采取“上—下、內側—外側”的順序進行壓力注漿。同一排鉆孔時，可利用隔點注漿法進行施工，同步施工的2個注漿孔施工時間需控制在2 h以內，距離小于5 m。若注漿壓力增大，且達到設計要求后，可維持10 min。若注漿效率減小，注漿量在1 L /min以下，10 min內壓力不再減小，或降低幅度在5%以內，便可止漿。應采取止漿塞進行處理，保證滿足孔徑和注漿壓力要求。

4 加筋注漿處治效果檢測分析

通過檢驗加筋注漿技術加固效果，對改進設計方法和完善施工工藝具有重大意義。為此，應采取試驗檢測法進行加筋注漿法技術測定。針對本工程實際情況，決定采用面波波速和經緯儀測量法進行試驗檢測分析。

4.1 波速法檢測

面波也被稱為瑞雷波，是確定巖石力學參數的重要方式。相比其他地震波法，瑞雷波波速法淺層分辨率高，可根據實際情況，采用不同的波長，能夠勘察測定厘米級的裂縫，且不會因各地層的速度關系制約，操作方便。根據工程實際情況，本文決定采用波速法進行加筋注漿效果測定，主要測定路橋過渡段不同深度測點的波速變化規律，從而真實評價加筋注漿效果。本試驗當中，在相同測點部位分別對加筋注漿前后第7d的情況進行測定，所得結果如下表2所示。

第一，面波波速大小和路基深度成正比，伴隨路基深度的不斷加大，波速也隨之提升。

第二，加筋注漿施工后，大幅提升了路基的波速。比如路基為1 m深時，處治前后的波速平均值分別為127 m/s、372 m/s，由此可見，處治后，波速大幅提升。

第三，通過加筋注漿處治之后，路基各層平均波速均有大幅提升，表明漿液可充分填充孔隙，具有顯著的處治效果。

4.2 沉降觀測

過渡段最易產生的問題的就是不均勻沉降，為了有效控制沉降變形，本工程通過水準儀進行沉降觀測。試驗時，可將2個水準基點設置到橋臺處，并將觀測點設于路面頂面。將起點定位橋臺背，每隔2 m進行一個測點設置，20 m為觀測長度。為了保證觀測數據的精準度，也應將觀測點設于路線兩肩和中線處。共獲取3組數據，即A組（A1～11）、B組（B1～11）、C組（C1～11），共對測點進行了為期180d的跟蹤觀測，所得結果如下：

（1）A組（A1～11）：0d時，沉降量為0，30d時，沉降量為0.31 mm～0.70 mm;90d時，沉降量為1.52 mm～2.12 mm;180d時，沉降量為3.14 mm～4.25 mm。

（2）B組（B1～11）：0d時，沉降量為0，30d時，沉降量為0.23 mm～0.75 mm;90d時，沉降量為1.61 mm～2.14 mm;180 d時，沉降量為1.97 mm～4.25 mm。

（3）C組（C1～11）：0d時，沉降量為0，30d時，沉降量為0.24 mm～0.76 mm;90d時，沉降量為1.81 mm～2.17 mm;180d時，沉降量為1.91 mm～4.22 mm。

根據上述檢測結果，選取路基橫向3個檢測數據的平均值順著路線走向獲取了路基沉降情況，即不同時間條件下距橋臺距離的沉降量情況。所得結果如下：

（1）30d時：與橋臺相距0 m，沉降量為1.21 mm;與橋臺相距5 m，沉降量為1.53 mm;與橋臺相距10 m，沉降量為1.10 mm;與橋臺相距15 m，沉降量為1.14 mm;與橋臺相距20 m，沉降量為1.14 mm。

（2）90d時：與橋臺相距0 m，沉降量為1.81 mm;與橋臺相距5 m，沉降量為2.24 mm;與橋臺相距10 m，沉降量為1.91 mm;與橋臺相距15 m，沉降量為1.85 mm;與橋臺相距20 m，沉降量為1.85 mm。

（3）180d時：與橋臺相距0 m，沉降量為3.07 mm;與橋臺相距5 m，沉降量為4.25 mm;與橋臺相距10m，沉降量為2.56 mm;與橋臺相距15 m，沉降量為2.58 mm;與橋臺相距20 m，沉降量為2.58 mm。

通過上述分析，在與橋臺相距5 m左右時，30d、90d、180d條件下，均為路基最大沉降點集中處，在與橋臺相距10 m之外，路基沉降基本趨于穩定。

5 結束語

綜上所述，作為橋梁過渡段常見病害，橋頭跳車不僅會影響行車舒適性，甚至會引發安全交通事故，將成為路橋工程建設的一大弊端。為了保證路橋工程建設質量，確保車輛行駛安全，必須及時采取切實可行的措施有效處治路橋過渡段出現的病害問題。加筋注漿法具有施工簡單、成本低、適用性強等優勢，將其用于路橋過渡段橋頭跳車病害處治具有十分重要的現實意義。

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