陳 波

（四川省煤田地質(zhì)局一三七隊(duì)，四川 達(dá)州 635006）

灌漿技術(shù)在解決橋頭跳車(chē)問(wèn)題中的應(yīng)用

陳 波

（四川省煤田地質(zhì)局一三七隊(duì)，四川 達(dá)州 635006）

簡(jiǎn)析高速公路產(chǎn)生橋頭跳車(chē)的原因、危害、治理措施及灌漿技術(shù)的原理，闡述施工方法和灌漿效果檢查方法，通過(guò)工程實(shí)例的運(yùn)營(yíng)情況驗(yàn)證應(yīng)用灌漿技術(shù)解決橋頭跳車(chē)問(wèn)題的作用。

橋頭跳車(chē)；灌漿技術(shù)；效果檢查；應(yīng)用

1 概況

橋頭跳車(chē)是指橋頭構(gòu)筑物與引道路堤人工填土銜接處在土體自重及車(chē)輛的振動(dòng)沖擊荷載下產(chǎn)生較大程度的不均勻沉降，使得路面縱坡方向出現(xiàn)臺(tái)階式顯著變化，導(dǎo)致高速行駛的車(chē)輛在這一路段產(chǎn)生顛簸跳躍的現(xiàn)象。

橋頭跳車(chē)的危害主要表現(xiàn)為：降低行車(chē)速度、影響行車(chē)安全性和舒適性、增加車(chē)輛運(yùn)營(yíng)費(fèi)用、加速橋梁及路面的病害發(fā)生速度、可導(dǎo)致交通事故，危及司乘人員生命和財(cái)產(chǎn)的安全。

引起橋頭跳車(chē)的主要原因有不均勻沉降、剛度突變和車(chē)速與車(chē)輛本身的抗振性能等。就高速公路路況而言，主要是柔性道路與剛性結(jié)構(gòu)物之間的連接處發(fā)生不均勻沉降。橋頭構(gòu)筑物與橋臺(tái)路基、路面的組成材料 、剛度、強(qiáng)度、脹縮性等存在差異，且橋頭連接處受力時(shí)易形成集中應(yīng)力，在車(chē)輛荷載、結(jié)構(gòu)自重、自然因素作用下，橋臺(tái)填料地段的沉降量遠(yuǎn)大于橋頭構(gòu)筑物的沉降量，從而形成錯(cuò)臺(tái)，導(dǎo)致行車(chē)時(shí)發(fā)生橋頭跳車(chē)問(wèn)題。

現(xiàn)代治理橋頭跳車(chē)問(wèn)題的主要措施有：

1）設(shè)置橋涵構(gòu)造物時(shí)充分考慮臺(tái)背填方路基的地質(zhì)情況、填方高度、路堤長(zhǎng)度、填料來(lái)源及路堤沉降等問(wèn)題，選擇恰當(dāng)?shù)臉蚝恢?、跨徑及橋臺(tái)后部防護(hù)工程。

2）對(duì)橋臺(tái)軟弱地基采用換填法、排水預(yù)壓法、碾壓法、夯實(shí)法、強(qiáng)夯法、深層擠密法及化學(xué)加固法等處理方法，以改善地基性能，提高地基承載力，減少不均勻沉降。

3）橋臺(tái)后填筑內(nèi)摩擦角較大的透水性材料，便于控制壓實(shí)質(zhì)量，減小路基壓縮沉降，也有利于臺(tái)背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外。

4）鑒于橋頭構(gòu)筑物與橋臺(tái)路基、路面在結(jié)構(gòu)、材料、剛?cè)?、脹縮等方面存在的差異，為了在其縱、橫向都能平順逐漸過(guò)渡，可采取設(shè)置枕梁、搭板和設(shè)置變厚式埋板的措施。

5）對(duì)橋臺(tái)部位所填土層進(jìn)行鉆孔灌漿處理，以提高地基承載力，降低地基變形量，削弱乃至消除不均勻沉降現(xiàn)象。

基于對(duì)解決高速公路橋頭跳車(chē)問(wèn)題的探索和研究，在建設(shè)單位的委托下，四川省煤田地質(zhì)局一三七隊(duì)對(duì)包茂高速公路（G65）達(dá)州羅江至鄰水段數(shù)十座橋的橋臺(tái)、高涵背及高填方進(jìn)行了鉆孔灌漿處理，取得了滿(mǎn)意的處理效果，也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

2 灌漿技術(shù)原理

灌漿技術(shù)原理是水泥漿或其他漿液在液壓或氣壓作用下，通過(guò)鉆孔灌入臺(tái)背填料中，對(duì)填筑土體孔隙及裂縫進(jìn)行滲透、充填、壓密，擴(kuò)展形成漿脈，凝結(jié)固化，在土中形成方向各異、厚薄不一的片狀、塊狀、條狀固結(jié)體，造成固結(jié)體與土體間緊密而粗糙的接觸，沿灌漿鉆孔形成不規(guī)則的樁柱體，同時(shí)產(chǎn)生擠壓效應(yīng)和骨架效應(yīng)，將原來(lái)松散的填料膠結(jié)形成一個(gè)強(qiáng)度高、壓縮性低、抗?jié)B性高和穩(wěn)定性好的整體，從而降低土的孔隙比，顯著改善土體物理力學(xué)性質(zhì)，降低變形量，大幅削弱和避免出現(xiàn)橋頭跳車(chē)問(wèn)題。

3 灌漿技術(shù)在解決橋頭跳車(chē)問(wèn)題中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 工程概況

包茂高速公路（G65）達(dá)州州河大橋位于通川區(qū)政府北東30°方向的高家壩社區(qū)，直距通川區(qū)政府約5km，橋長(zhǎng)約440m，軸線方向約340°，橫跨州河兩岸，為分離式彩虹形橋，建成于2000年初，橋形優(yōu)美，與周?chē)匀痪坝^協(xié)調(diào)一致，現(xiàn)為達(dá)州市地標(biāo)構(gòu)造物。橋址區(qū)位于新華夏系川東褶皺帶中山背斜西翼，巖體單斜產(chǎn)出，產(chǎn)狀278°～295°∠25°～46°，巖性為紫紅色泥巖和灰褐色砂巖。地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，近晚期地殼運(yùn)動(dòng)以間歇性大面積抬升為主，屬四川盆地弱活動(dòng)斷裂構(gòu)造區(qū)，斷裂活動(dòng)性與地震活動(dòng)均較弱。北岸橋臺(tái)高度約30m，南岸橋臺(tái)高度約7m，臺(tái)背表面澆筑了搭板，填料為黃褐色粉質(zhì)粘土、紫紅色泥巖塊、碎石和少量灰褐色細(xì)粒砂巖塊、碎石。回填材料基本與路基填料相同，級(jí)配、含泥量等沒(méi)有進(jìn)行很好的控制。由于臺(tái)背回填處于鋼性構(gòu)造物與路堤填筑之間的缺口處，大噸位壓路機(jī)不能靠近構(gòu)造物，只能用小型打夯機(jī)夯實(shí)，致使填料壓實(shí)度較差，填方體易產(chǎn)生豎向固結(jié)變形，形成較大的工后沉降，從而造成橋頭跳車(chē)問(wèn)題。為了解決橋頭跳車(chē)問(wèn)題，建設(shè)單位委托四川省煤田地質(zhì)局一三七隊(duì)于2000年5月至8月完成了該橋橋臺(tái)的灌漿工作。

3.2 施工方法

3.2.1 孔位布設(shè)

該橋?yàn)榉蛛x式彩虹形橋，半幅寬度12.5m，采用梅花形布設(shè)鉆孔，行間距和列間距均為2m，每岸半幅橋臺(tái)布設(shè)鉆孔20個(gè)，該橋共布設(shè)鉆孔80個(gè)，鉆孔時(shí)小幅移動(dòng)孔位以避開(kāi)橋臺(tái)面搭板中的鋼筋以免破壞其應(yīng)力狀態(tài)，鉆孔孔底深度為填筑面下1m，孔斜度誤差小于1%，均勻布置5%的采樣鉆孔，取出土芯觀察土體的密實(shí)程度并送實(shí)驗(yàn)室測(cè)試其物理力學(xué)性質(zhì)。為防止對(duì)鄰近孔灌漿效果產(chǎn)生影響，鉆孔和灌漿均采用間跳法施工。

3.2.2 鉆孔

采用XY-2型液壓鉆機(jī)干鉆成孔，孔徑為φ91mm，橋臺(tái)面搭板鋼筋混凝土層采用金鋼石鉆頭鉆進(jìn)，回填土層采用普通合金鉆頭鉆進(jìn)。

3.2.3 灌漿方法

漿液用水、P42.5普通硅酸鹽水泥和粉煤灰按技術(shù)設(shè)計(jì)比例配制，通常使用0.5、0.8、1.0和1.5四種水灰比（水泥與粉煤灰比例約1∶3）充分?jǐn)嚢杈鶆?，采用活塞式壓力灌漿機(jī)和特制栓塞由下而上分段灌漿或全孔一次性灌漿，灌漿壓力范圍一般控制在0.1～0.6MPa。灌漿孔序?yàn)橄戎苓吅笾虚g，起灌前先用水灰比為0.3的砂漿人工在孔底鋪墊約0.3m厚的墊層，灌漿開(kāi)始時(shí)采用低壓或自流式灌注，再逐漸增大灌漿壓力至設(shè)計(jì)最大壓力。當(dāng)單孔吸漿量很大或出現(xiàn)冒漿、漏漿、串漿現(xiàn)象時(shí)根據(jù)具體情況進(jìn)行間歇灌漿或在漿液中適當(dāng)添加水玻璃或鋸木面。壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)每5min鐘讀流量表一次，若連續(xù)4次流量均小于0.6L/min，在設(shè)計(jì)壓力下穩(wěn)定灌漿30～60min鐘即結(jié)束該段或該孔灌漿。結(jié)束灌漿后適當(dāng)?shù)却龜?shù)分鐘再取出栓塞，以防取出栓塞時(shí)已灌入的漿液噴射出井口降低灌漿效果及傷及作業(yè)人員的眼睛和皮膚等。3.2.4 封孔

各灌漿孔結(jié)束灌漿后，均要隨即進(jìn)行封孔處理，以免鄰近孔灌漿時(shí)出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象。封孔深度根據(jù)灌漿壓力可采用0.5～1.0m，封孔材料選用C25及以上標(biāo)號(hào)混凝土，其粗集料選用粒徑5～30mm的灰?guī)r碎石。封孔時(shí)使用震動(dòng)棒振動(dòng)密實(shí)，待其具一定強(qiáng)度后才灌注相鄰鉆孔。

3.2.5 特殊情況處理

1）在灌漿過(guò)程中不間斷的對(duì)橋臺(tái)兩側(cè)邊坡及橋臺(tái)盡頭側(cè)加固擋墻進(jìn)行巡視，一旦發(fā)現(xiàn)漏漿現(xiàn)象即暫時(shí)停灌，立刻使用鋼釬、一字螺絲刀、鐵錘等工具將堵漏紗布沖擊擠壓入漏漿縫隙，確認(rèn)達(dá)到堵漏效果后再繼續(xù)進(jìn)行灌漿。

包茂高速公路（G65）達(dá)州州河大橋照片

2）在灌漿過(guò)程中不間斷地對(duì)灌漿鉆孔附近路面進(jìn)行巡視，一旦有地表冒漿現(xiàn)象即采用如下措施：①適當(dāng)降低灌漿壓力、提高漿液濃度，必要時(shí)在漿液中適當(dāng)添加水玻璃或鋸木面；②控制漿液流量在40L/min內(nèi)；③間歇約15～30min鐘再繼續(xù)灌注。

3）在灌漿過(guò)程中，一旦有漿液從附近其它鉆孔串漿時(shí)，即采取如下措施：①立即使用備用栓塞封堵串漿鉆孔，繼續(xù)灌漿；②施工組織安排時(shí)適當(dāng)延長(zhǎng)相鄰孔施工時(shí)間的間隔，使前一次序孔漿液具一定強(qiáng)度后再施工后一次序鉆孔；③若串漿孔為待灌孔，可進(jìn)行同時(shí)灌漿；④若串漿孔正在鉆進(jìn)，則停鉆并封閉孔口，待灌漿結(jié)束后再恢復(fù)鉆孔。

4）在灌漿過(guò)程中，若灌漿孔附近路面，特加是已鋪筑瀝青層的路面出現(xiàn)微微向上隆起現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即減小壓力和控制漿液流量，必要時(shí)暫停灌漿，間歇約2～5h待已灌入的漿液具一定強(qiáng)度后再繼續(xù)灌漿。3.3 效果檢查

灌漿效果的檢查方法主要有以下幾種：

1）各橋臺(tái)注漿時(shí)，隨著注漿時(shí)間的延長(zhǎng)和注漿量的增加，在橋臺(tái)兩側(cè)邊坡及橋臺(tái)盡頭側(cè)加固擋墻可看見(jiàn)明顯的水濕痕跡逐步上升（因石料的透水性引起），當(dāng)水濕痕跡上升到路面下相應(yīng)位置時(shí)，說(shuō)明該橋臺(tái)內(nèi)漿液已充填滿(mǎn)。

2）通過(guò)注漿壓力、吸漿量大小參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)判斷灌漿質(zhì)量的好壞。

3）隨著結(jié)束灌漿孔數(shù)量的增加，其單孔吸漿量呈明顯減少的趨勢(shì)，說(shuō)明該橋臺(tái)內(nèi)漿液已逐漸充填滿(mǎn)。

4）按總施工灌漿孔5%的比例在灌漿孔間適當(dāng)位置布置灌漿質(zhì)量檢查孔，通過(guò)采樣取出土芯觀察水泥漿滲入情況并送實(shí)驗(yàn)室測(cè)試其物理力學(xué)性質(zhì)，將觀察結(jié)果和測(cè)試結(jié)果與灌漿前采樣鉆孔所取土芯進(jìn)行對(duì)比，從而判斷灌漿質(zhì)量的好壞。

5）在灌漿孔間適當(dāng)位置用鉆機(jī)鉆進(jìn)至適當(dāng)深度，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)獲取相應(yīng)的物理力學(xué)參數(shù)從而判斷灌漿質(zhì)量的好壞。

6）采用點(diǎn)探法或放射性同位素法測(cè)定漿液的滲入范圍，從而判斷灌漿效果。

7）在灌漿孔間適當(dāng)位置用鉆機(jī)鉆進(jìn)至適當(dāng)深度，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)波速試驗(yàn)，利用彈性波在介質(zhì)中傳播速度與介質(zhì)的動(dòng)彈性模量、動(dòng)剪切模量、動(dòng)泊松比及密度等的理論關(guān)系，從測(cè)定波的傳播速度入手，求取土的動(dòng)彈性參數(shù)，從而判斷灌漿質(zhì)量的好壞。

選用上述第（1）～（5）種方法綜合對(duì)本灌漿項(xiàng)目進(jìn)行了灌漿效果檢查，結(jié)論為灌漿效果優(yōu)良。

4 結(jié)束語(yǔ)

包茂高速公路（G65）達(dá)州羅江至鄰水段自2001年陸續(xù)分段開(kāi)通，其中州河大橋所在的羅江到百節(jié)段最先修建完成和試運(yùn)行，至今已正常運(yùn)營(yíng)十余年，其橋臺(tái)背填筑土層無(wú)明顯沉降，行車(chē)順暢，從未出現(xiàn)橋頭跳車(chē)問(wèn)題。事實(shí)證明灌漿技術(shù)能顯著的提高橋臺(tái)填土的密實(shí)度，改善填土體的物理力學(xué)性質(zhì)，降低變形量，最大程度的削弱和避免出現(xiàn)橋頭跳車(chē)問(wèn)題，大大提高了行車(chē)安全性和舒適性，大幅減少了道路維護(hù)費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，為解決高等級(jí)道路橋頭跳車(chē)問(wèn)題提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)和方法。

[1] 何天承，陳良益，等．達(dá)渝高速公路洲河大橋橋臺(tái)灌漿報(bào)告[R]．2000．

[2] 胡曉，周世良．灌漿技術(shù)在橋臺(tái)加固工程中的應(yīng)用[J]．重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，22（增刊）．

[3] 曹緯浚．注冊(cè)巖土工程師執(zhí)業(yè)資格考試基礎(chǔ)考試復(fù)習(xí)教程[M]．北京：人民交通出版社，2013．

[4] 張有良．最新工程地質(zhì)手冊(cè)[M]．北京：中國(guó)知識(shí)出版社，2006．

The Application of Pressure Casting to the Control of Abutment Bump

CHEN Bo
(No. 137 Geological Team, Sichuan Bureau of Coal Geology, Dazhou, Sichuan 6350060)

This paper has a discussion on causes, endanger and control measures of abutment bump and the application of pressure casting to the control of abutment bump.

abutment bump; casting; result; application

T44

：A

1006-0995（2014）04-0566-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2014.04.021

2013-08-21

陳波(1979-)，男，重慶綦江人，水工環(huán)工程師、注冊(cè)測(cè)繪師、注冊(cè)安全師，主要從事地質(zhì)和測(cè)繪工作