1、引言
在目前運(yùn)營(yíng)的高等級(jí)公路中，普遍存在一個(gè)問題：路面在臺(tái)背回填處出現(xiàn)不同程度的沉降斷裂(沉降值一般為10～30cm，有的甚至超過60cm)，使車輛通過時(shí)產(chǎn)生跳躍和沖擊，從而對(duì)橋涵和路面造成附加的沖擊荷載，使司機(jī)和乘客感到顛簸不適，甚至造成車輛大幅度減速，嚴(yán)重的可導(dǎo)致交通事故。因此，如何解決正在運(yùn)營(yíng)中的高等級(jí)公路橋頭跳車問題，要從理論與施工上進(jìn)行摸索和探討，提出切實(shí)可行的方法。滬寧高速公路江蘇段橋梁兩側(cè)引道均采用了橋頭搭板的過渡型式，隨著通車年限的增長(zhǎng)，橋頭引道段由于地基土質(zhì)不良造成的沉降、臺(tái)背填料壓縮引起路基的沉降、剛?cè)嵬蛔円鸬某料莸纫蛩兀斐纱畎迮c原二灰碎石基層之間存在不同程度的脫空現(xiàn)象。在長(zhǎng)時(shí)間車輛荷載的不斷作用下搭板漸漸變得松動(dòng)，搭板尾部瀝青砼表面產(chǎn)生橫裂，加之雨水的滲入，產(chǎn)生了啃邊、唧漿甚至破損，形成跳車這一常見的病害。由于橋臺(tái)背沉陷、斷裂而形成了臺(tái)階，使車輛的行駛速度受到不同程度的影響。車速的降低幅度與臺(tái)階高度、路面類型、道路等級(jí)、車輛類型和行駛的初速度等有關(guān)。根據(jù)實(shí)地觀察和有關(guān)資料調(diào)查表明，當(dāng)橋頭臺(tái)階達(dá)1.5cm時(shí)，會(huì)對(duì)車速產(chǎn)生明顯的影響，臺(tái)階每增加1cm，速度就會(huì)降低3km/h左右；而當(dāng)臺(tái)階高達(dá)5cm時(shí)，車輛行駛顯著減速，其減速幅度平均可達(dá)9～13 km/h，對(duì)行車安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。一般來說，汽車遇到橋頭臺(tái)階，要提前150～180m實(shí)行減速，駛達(dá)臺(tái)階以后還在大約相同的距離進(jìn)行加速以恢復(fù)正常速度行駛。當(dāng)然，司機(jī)的心理狀態(tài)，對(duì)道路的熟悉程度等，對(duì)通過臺(tái)階時(shí)的速度降低也有不同程度的影響。
2、注漿原理
由于搭板的松動(dòng)，其尾部瀝青混凝土面層的損壞找不到一次性根治修復(fù)的措施，剛修復(fù)不久又很快拉開，周而復(fù)始。針對(duì)舊路橋臺(tái)搭板尾端、涵臺(tái)兩側(cè)約5m范圍內(nèi)出現(xiàn)的不同程度的不均勻沉陷問題，采用注漿加固措施處理，即利用液壓、氣壓將水泥漿注入路基，在粘性土路基內(nèi)發(fā)生徑向劈裂，漿液沿裂隙流入土體，并將土體切割成不規(guī)則的塊體，在塊體之間形成互相穿插的膠狀水泥結(jié)石，粘性土又受到充填漿液時(shí)的壓縮，形成一種復(fù)合型巖土，防止或減弱路基再下沉；在用碎石土、砂礫土填筑的路基內(nèi)，漿液以滲流或紊流的方式滲入路基土孔隙，從而提高了路基強(qiáng)度和剛度，填實(shí)搭板脫空部分，讓搭板不再松動(dòng)。壓密注漿形成的土能使路面搭板上抬，使橋頭路面回升，是用濃漿置換和擠密土體的過程。通過注漿形成的水泥柱柱體也可做為半剛性基層的樁基礎(chǔ)，有效地支承路面結(jié)構(gòu)層，起到雙重作用。
3、注漿材料的選擇及配比
注漿材料的選擇主要從三個(gè)方面考慮：一是適應(yīng)快速修補(bǔ)的需要，應(yīng)做到當(dāng)天注漿當(dāng)天就要開放交通，早期強(qiáng)度要來得快；其次是要滿足壓力注漿設(shè)備的需要，操作簡(jiǎn)捷，有較好的流動(dòng)性；三是從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，應(yīng)具有可推廣價(jià)值。注漿材料可利用樹脂膠和早強(qiáng)砂漿，從試驗(yàn)結(jié)果看，幾種材料似乎均可選擇為注漿材料。但樹脂膠成本太高，沒有太大的推廣價(jià)值；添加超早強(qiáng)劑的砂漿基本能滿足上述三點(diǎn)考慮，最終我們確定用超早強(qiáng)砂漿進(jìn)行施工。壓漿材料的選用非常關(guān)鍵，原來一般選用水泥漿液加添加劑，但是，存在凝固時(shí)間不易控制、和易性不好、體積干縮等弊病。在施工中選用了水泥:水:水玻璃:注漿劑:黃砂=10:5:0.5:0.5:2的高水速凝材料，采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌，材料凝結(jié)時(shí)間可以調(diào)控，材料混合后，凝結(jié)時(shí)間可控制在10-60分鐘，早期強(qiáng)度高，2小時(shí)可達(dá)到1.5Mpa以上，混合料也可以和周圍土顆粒發(fā)生反應(yīng)，形成強(qiáng)度，混合料凝固過程及凝固以后不收縮。
4、現(xiàn)場(chǎng)交通管制
在高速公路上進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)，既要能確定自身的施工安全和施工質(zhì)量，同時(shí)也要保證車輛的正常通行，所以交通管制方案十分重要。理論上，早強(qiáng)砂漿終凝時(shí)間較長(zhǎng)，終凝之前它的抗擾動(dòng)性較差，要想保證注漿的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)采用借道行駛的交通管制辦法，但這會(huì)給施工管理和車輛通行帶來不便。在實(shí)際施工中，封閉行車道和超車道，拉長(zhǎng)作業(yè)警戒長(zhǎng)度，盡可能把車輛引向停車道行駛，最大限度地減小行駛車輛對(duì)注漿搭板部位的擾動(dòng)。由于滬寧高速擴(kuò)建施工正在進(jìn)行，計(jì)重收費(fèi)和限制三軸以上貨車的通行，為注漿實(shí)施提供了條件，擾動(dòng)性減少，但是也存在著與擴(kuò)建施工相互干擾，所以在施工組織上要統(tǒng)籌安排。
5、壓力注漿的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施
5.1 可以在橋頭搭板存在跳車病害的路段采用探地雷達(dá)車對(duì)橋頭搭板做一次數(shù)據(jù)采集，以便確定脫空部位及程度。也可以利用鉆芯試驗(yàn)確定脫空規(guī)律，從現(xiàn)場(chǎng)鉆芯后測(cè)得，靠近臺(tái)背部分最大脫空達(dá)11cm，往尾部逐漸呈遞減狀態(tài)，到了尾部脫空基本在0．5cm以下。其橫向上基本脫空程度基本相同。
5.2施工設(shè)備的配套
a.90KW可移動(dòng)式發(fā)電機(jī)組
b.鉆芯取樣機(jī)
c.強(qiáng)制式砂漿拌和機(jī)
d.砂漿壓漿機(jī)
e.水車、卡車
f.鉆孔機(jī)
5.3施工步驟
a.注漿口和出氣口的設(shè)置
出氣口原則在搭板的四周邊緣設(shè)置，且不宜過多，一般認(rèn)為5～6個(gè)即可；注漿口宜設(shè)置在搭板橫向居中位置，縱向上距離臺(tái)背1～2米處。注漿口和出氣口的布設(shè)需要用鉆孔機(jī)鉆孔，操作時(shí)間較長(zhǎng)，這道工序可以提前安排，如果有條件的話，可以用探測(cè)儀確定鋼筋的位置，避開鋼筋從而節(jié)約鉆孔的時(shí)間。注漿孔間距為1m，采用梅花形布置，單個(gè)孔深2m。
b.砂漿拌和
在注漿前應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)配比試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)。嚴(yán)格按照配合比將一定數(shù)量的水泥、黃砂、早強(qiáng)減水劑加入強(qiáng)制式砂漿拌和機(jī)內(nèi)先行干拌后，再加人一定數(shù)量的水，泥漿水灰比可取0.5～1，也可加入1～2％的速凝劑或0.3％的三乙醇氨，拌和時(shí)間不少于3分鐘。
c.注漿
將拌好的砂漿通過壓漿機(jī)從密封的固定注漿口壓人砂漿，砂漿在壓力作用下會(huì)很快流向各出氣口部位，待某個(gè)出氣口溢出砂漿時(shí)即行用預(yù)先準(zhǔn)備好的木塞塞緊出氣口，所有出氣口都溢出砂漿后注漿工作即告完成。壓實(shí)注漿應(yīng)保證封閉泥漿凝固后方可進(jìn)行，充填微收縮的部分，使搭板和已注漿部分沒有空隙。注漿壓力1～5Mpa。單個(gè)注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：①注漿壓力逐步升高，達(dá)到設(shè)計(jì)終壓并繼續(xù)注漿10min以上。②水泥漿注入量達(dá)到設(shè)計(jì)數(shù)量，且結(jié)束時(shí)的進(jìn)漿量在20～30L/min以下。注漿路段注漿孔完成后，進(jìn)行效果檢查和評(píng)定，不合格者補(bǔ)充鉆孔注漿。注漿結(jié)果評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：①對(duì)注漿過程中的各種記錄資料綜合分析，注漿壓力和注漿量變化是否合理，是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。②橋臺(tái)兩側(cè)各取3個(gè)注漿孔作為檢查孔。檢查孔應(yīng)鉆取巖芯，觀察漿液充填情況。施工時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整施工參數(shù)。在注漿范圍內(nèi)，注漿順序應(yīng)由外往內(nèi)進(jìn)行，即先注路基兩側(cè)及橋臺(tái)遠(yuǎn)端的土體，與橋臺(tái)臺(tái)身一起形成一個(gè)封閉圈，再注圈內(nèi)土體。注漿壓力由小到大依次施加，避免一開始就采用大注漿壓力。最后以橋涵搭板的平面標(biāo)高和冒漿情況為檢測(cè)手段，以保證橋涵與路面的順接和搭板加固的質(zhì)量。要詳細(xì)記錄壓實(shí)注漿過程中的冒漿情況，判斷土體的擠密效果。
d.路面瀝青砼鋪裝層恢復(fù)
注漿結(jié)束后要及時(shí)對(duì)鉆孔部位的鋪裝層用瀝青砼進(jìn)行修補(bǔ)性恢復(fù)，以確保行車安全。并用水對(duì)路面進(jìn)行清洗，保持路容路貌。
e.幾點(diǎn)需要注意的事項(xiàng)
準(zhǔn)備要充分，應(yīng)有施工組織設(shè)計(jì)及技術(shù)措施。材料要事先過篩再運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)；各種設(shè)備的性能保證完好；注漿必須早開工，注漿結(jié)束后保證有足夠的時(shí)間讓砂漿成型，天黑之前開放交通，把行車擾動(dòng)減少到最小程度。施工時(shí)間選擇在夏季高溫季節(jié)，考慮光照時(shí)間長(zhǎng)，砂漿強(qiáng)度來得快。壓力注漿主要是要能形成壓力，所以注漿口必須密封，這樣砂漿才能充實(shí)每一處空隙。注漿前需認(rèn)真檢查搭板四周有沒有空洞或縫隙，特別是臺(tái)帽下的錐坡。而且，由于道路擴(kuò)建，邊坡和橋臺(tái)錐坡已經(jīng)開挖，要在注漿過程中有專人負(fù)責(zé)檢查是否存在跑漿及漏漿現(xiàn)象，這類問題必須先行封堵?；旌狭闲枰幸欢ǖ暮鸵仔?，以方便施工。嚴(yán)格控制配比，以保證注漿的混合料結(jié)硬后不能有多余水份。保證混合料有一定的膨脹性。注漿壓力若控制不當(dāng)，容易產(chǎn)生鼓包破壞原有路面。
5.4效果驗(yàn)證
注漿后通過鉆孔取樣，檢查搭板是否已經(jīng)與砂漿連成一體，無脫空現(xiàn)象，車輛通過時(shí)無抖動(dòng)現(xiàn)象。
6、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析
根據(jù)處理每一整座橋梁的機(jī)械臺(tái)班和材料用量，正常處理每處搭板約需3萬元左右。
7、結(jié)論和建議
用超早強(qiáng)砂漿進(jìn)行壓力注漿處理橋頭搭板脫空現(xiàn)象，實(shí)踐證明此技術(shù)是可行的，從成本分析經(jīng)濟(jì)指標(biāo)看，具有一定的推廣價(jià)值。注漿工程應(yīng)用范圍較廣，還可以用于處理高填方路基沉陷，水泥砼面板底部脫空等工程。相信經(jīng)過建設(shè)者的不斷改進(jìn)，壓漿技術(shù)必將會(huì)發(fā)展得更加完善。
8、參考文獻(xiàn)
1、《常州段橋頭搭板沉陷修復(fù)工程項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃書》
2、宋汐 《高速公路無損修復(fù)技術(shù)》 中國(guó)公路
3、公路施工手冊(cè)《橋涵》 人民交通出版社
4、劉世強(qiáng) 《壓密注漿法在加固地基中的應(yīng)用》
5、楊寶林 《舊橋加寬加固改造利用技術(shù)研究》
