路桥过渡段沉降控制技术探究

摘要：解决桥头台背路基的沉降问题，一直是困扰广大工程技术人员的难题之一，对此，本文结合某高速公路的工程实际，探讨了注浆处理台背填料的沉降控制技术。

关键词：路桥过渡段；软土地基；不均匀沉降；注浆；台背加固

在路桥施工过程中，由于过渡段的位置比较特殊，常使桥台后的填料不易达到最佳的压实效果，竣工后沉降较大，在行车的荷载作用下，路基的沉降还会进一步加剧。大量的调查分析表明，我国路桥过渡段的病害广泛而严重，经常的维修使得一些线路桥台后的路基道碴囊深度达2-3m，纵向延伸约l0-30m，严重时还会造成路面间局部凹陷、错动(形成错台)，由此引起桥头跳车，影响行车的速度和舒适性，甚至导致交通事故(特别是车辆机械事故)的发生，是公路建设和运营中非常期待解决的问题，经工程实践证明，采用注浆法进行路桥过渡段的沉降控制是一种行之有效的手段。

一、路桥过渡段产生不均匀沉降的原因

1．桥头地基处治方法不当处于软土地基的路桥过渡段，由于对地基的探测和物理力学性质研究不全面，在设计方面采用的软土地基处治方法不当，使软土地基的处治不能达到预期效果。

2．桥台台背路堤压实度不够，由于台后填土压实度受施工用料、机械设备、施工顺序、施工经验、施工作业面等诸多因素的影响，施工过程中如有疏漏极易导致台背路堤填土压实度不能满足要求，造成了路桥过渡段不均匀沉降。

3．桥头路堤边坡防护措施不妥从公路病害调查发现，许多桥头路堤沉降较严重的地方，常伴随着锥坡和护坡的水毁现象，究其原因，路堤边坡防护措施未能起到保护路基免受雨水侵害的作用，由于水害促使台背填土流失，路基强度降低，在行车荷载的长期作用下，过渡段填土塑性变形，诱发桥头路堤不均匀沉降。

二、沉降控制技术的工程应用

1．沉降控制案例。某高速公路桥头路基施工已完毕，但还未安装桥头搭板。对此情况，我们设定的沉降控制方案是在保留原设计的桥头搭板的基础上，在搭板以下和搭板后端的土基上设孔注浆，并铺设具有30kN双向受力土工格栅。施工工艺顺序为：浅挖台背后(需铺土工格栅范围内)的回填土3Ocm碾压(压实度95％) 铺放底层土工格栅回填土至路床顶面碾压(压实度95％) 铺放上层土工格栅碾压成孔下注浆花管第一阶段注浆(压0.3MPa) 第二阶段注浆(压力0.6MPa) 第三阶段注浆(压力0.9MPa)。

2．沉降控制施工的技术要求。注浆花管采用Φ48mm无缝钢管加工而成，自注浆管上部管口50cm以下部位均布设小孔，小孔直径Φ10mm，沿钢管周长三等分，长度方向间距20cm，梅花型布设至管底。注浆孔采用干钻成孔，孔深按原设计图纸确定，但有特殊情况时可适当调整，一般情况下要求中间孔浅，边缘孔深，边缘孔不能低于设计深度，所有注浆孔深均不小于4m。注浆管应比注浆孔短25cm，保证注浆管下端距孔底部有25cm的空隙，以使浆液灌注的流畅。自路基顶面以下不小于30cm深度的注浆管与注浆孔的间隙必须用水泥砂浆封堵，保证封堵长度不小于30cm。待封堵空隙水泥砂浆终凝后方可进行注浆。注浆采用32.5普通硅酸盐水泥，拌和用水符合标准，浆液中无大颗粒杂质混合，以保证水泥浆强度和不堵塞注浆管道。压浆施工按先边孔后中孔的施工顺序进行。

3．台背沉降控制施工工艺。

（1）铺设土工格栅：清除台后路基顶面填料30cm后，采用18t以上的压路机在表层进行碾压4-6遍，铺底层土工格栅，再填土至路床顶面并进行碾压合格后铺上层土工格栅。土工格栅搭接长度为20cm，接头用尼龙绳扎结。

（2）钻孔：采用XY-2型和GX-1T型油压钻机配柴油机作动力,Φ91mm普通合金回旋钻成孔，其钻进规程按轻压、中速、短回次钻进。

（3）注浆：采用100/15-1型注浆泵，配MD-89型压浆栓塞。全孔分三阶段注浆，每阶段间隔时间为30-45min，第一阶段注浆压力可达0.3MPa，浆液浓度水灰比为1.2:l，第二、三阶段的浆液浓度均为1:1，注浆压力一般在0.3-0.9MPa之间。注浆施工中应掌握以下要点：

1）注浆要保证钻孔注满，注满到孔口不再吸浆时才可止浆，止浆后应用碎石(或河砂)加水泥浆将钻孔填实封闭。

2）吸浆量大的钻孔，可先采用自流注浆，并可大量掺人粉煤灰，水泥与粉煤灰配比按1:3-1:4均可。吸浆量小的钻孔，必须采用加压注浆，浆液为纯水泥浆，并遵循先稀后浓的原则和按设计止浆标准止浆。

3）遇漏浆、冒浆或吸浆量特大的钻孔，采用地面封堵和间歇、限量、变级轮灌等方法处理。

4）注浆采用注浆量和注浆压力双控的原则，即以注浆量控制，压力作为校核值。

4．注浆效果检查。

（1）按施工总孔数的5％-7％布置注浆质量检查孔，用钻孔取土(岩)芯法，观察其浆液充填扩散情况，并通过试验测定其密实度，以及根据注浆压力和注浆量反算分析地层空隙充填程度，检验注浆固结后路基的密实度。

（2）桥台背注浆时，随着注浆时间的延长和注浆量的增加，在边坡位置可发现冒清水(浆)的位置明显依次上升。当注浆孔都灌满后，冒点也随之上升到路面以下相应位置，说明注浆充填效果很好。

三、沉降控制效果

根据抽检结果，对各工况在沉降控制前后的有关检测数据进行对比分析。表1和表2中的数据为工况1、工况2在距离桥台5.5m，路槽以下1.0m位置处，台背填土沉降控制前后的压实度和承载力。

表1 沉降控制前后压实度比较

压实度 沉降控制前/％ 沉降控制后/％

工况1 93.8 94.0 94.4 95.7 96.0 96.6

工况2 94.3 94.7 95.0 96.1 96.5 97.0

表2 沉降控制前后承载力比较

压实度 沉降控制前/kpa 沉降控制后/kpa

工况1 225-265 280-325

工况2 235-275 285-330

从台背填土的有关检测数据对比可以看出：沉降控制后压实度提高近两个百分点，承载力提高50-60kPa，由此表明沉降控制效果比较明显。该高速公路通车一年多来，桥头跳车现象不明显，经抽样检查，采用本方法对桥头路基沉降控制效果良好，基本解决了桥头跳车的问题。

四、结语

引起高速公路桥头跳车的原因是多方面的，一直是广大公路建设者想要解决的难题之一，有关专家已从不同角度进行了研究，也取得了很大成绩，但桥头跳车的这种现象仍然没有根除，有的工程项目在处理桥头跳车问题方面尽管花了很大人力和物力，但收效甚微。本文所述的台后成孔注浆沉降控制方案及施工工艺，通过工程实践已取得了良好效果，可供同类工程建设参考。

参考文献

[1]刘玉卓．公路工程软基处理[M]．北京：人民交通出版社，2003．

[2]忘亦麟，软土地基桥头跳车处理探讨[J]．公路交通科技，2000，(2)．

[3]阳晏．高速公路桥头跳车问题探讨[J]．交通科技，2000，(6)．

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。