處理橋涵臺(tái)背跳車的幾點(diǎn)體會(huì)

向陽

摘 要 橋涵臺(tái)背跳車問題是高原低等級(jí)公路的一個(gè)質(zhì)量通病。養(yǎng)護(hù)G219線（新藏公路）的武警交通第八支隊(duì)，主要采用換填法和鉆孔注漿法兩種方法來處理臺(tái)背跳車問題。本文就臺(tái)背跳車的原因進(jìn)行了分析，簡(jiǎn)要介紹了在新藏公路施工中用換填法和鉆孔注漿法來處治橋頭跳車的措施，并對(duì)有關(guān)問題進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞 換填法 鉆孔注漿法 橋頭跳車 治理方案

G219線（新藏公路）是世界上海拔最高的公路，該路處于山嶺重丘區(qū)，地勢(shì)陡峭，泥石流叢生，凍土層廣布。新藏公路改建為三級(jí)油路后，橋頭多處出現(xiàn)跳車現(xiàn)象。我部主要采用了換填法和鉆孔注漿法來處置跳車問題，效果明顯。

一、成因分析

臺(tái)背跳車嚴(yán)重影響公路的正常運(yùn)營，跳車產(chǎn)生的根本原因是橋涵與兩頭路基之間，因?yàn)槁坊两翟斐蛇B接處高差。影響臺(tái)背跳車的主要原因，在高原凍土地區(qū)，低等級(jí)公路主要存在以下2個(gè)方面。

（一）沉降因素

橋涵墩臺(tái)是鋼筋砼，屬“剛性”，正常情況下不會(huì)沉降或沉降量很??；而與橋涵兩邊相接的路基，一般都是高填方路段，屬“柔性”，難免產(chǎn)生較大幅度沉降，甚至不均勻沉降，這就造成橋涵與臺(tái)背之間的“臺(tái)階”，其不但降低了行車舒適度，而且造成了嚴(yán)重的安全隱患。

針對(duì)G219線所穿越的喀喇昆侖山高原地區(qū)地質(zhì)、水文、氣候情況實(shí)際，橋涵臺(tái)背沉降常見原因主要有以下3類。

1.軟土層換填深度不夠。高原地區(qū)凍土分布廣泛，如下層以凍土為主的軟土層換填深度不夠，盡管臺(tái)背上層壓實(shí)度滿足要求，但由于“下部土層”大幅沉降，也可造成臺(tái)背路基與構(gòu)造物主體之間的“錯(cuò)臺(tái)”，引起跳車現(xiàn)象。

2.壓實(shí)度不夠。一般來說，路面以下2 m范圍內(nèi)壓實(shí)度相對(duì)較好，但由于部分施工單位責(zé)任心差，存在僥幸心理，隨著深度的增加，特別是路基為較大斜坡和拋填深度較大時(shí)，路基下層壓實(shí)度逐漸變差， 致使下層路基大幅度沉降，引發(fā)臺(tái)背跳車現(xiàn)象。

3.填料不合格。施工單位利用未經(jīng)改良的黏土、腐殖土、粉性土做填料，致使路基大幅度下沉，引發(fā)臺(tái)背跳車現(xiàn)象。

（二）孔隙原因

造成臺(tái)背跳車的主要原因是路基沉降，但如果臺(tái)背路基不密實(shí)，存在許多“空洞”，受長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的車輛振動(dòng)荷載作用下，局部填土體就可能失穩(wěn)，造成填方土體的不均勻沉降。特別是泥巖、砂質(zhì)泥巖和粉砂巖用做填料，由于塊料泥巖強(qiáng)度高，不利于機(jī)具壓實(shí)，未經(jīng)很好處理的泥巖填方體具有大孔隙和局部架空結(jié)構(gòu)，當(dāng)塊狀片石和泥土小塊混合填筑時(shí)，其局部架空空洞較發(fā)育，影響范圍也大，這種結(jié)構(gòu)在正常情況下一般不會(huì)影響填方土體的使用，但若浸水或經(jīng)雨、雪水長(zhǎng)期沖刷和滲透，帶走了路基中部分“骨料”，在重車荷載作用下，可致使填方路基發(fā)生不均勻沉降，造成橋涵與臺(tái)背之間的“臺(tái)階”形成。

二、處置措施

根據(jù)高原地區(qū)特殊氣候、水文、地質(zhì)情況，我部主要采用換填法和鉆孔注漿法來處置跳車問題。

（一）換填法

主要針對(duì)臺(tái)背填土不高，可修便道地段，將臺(tái)背挖開，重新進(jìn)行臺(tái)背填土施工。

1.臺(tái)背填料要求。（1）對(duì)臺(tái)后填土材料進(jìn)行選擇，盡量選用壓縮性小的土料。如填筑級(jí)配良好的粗粒石料，因?yàn)榧?jí)配良好的砂石料在施工期內(nèi)其沉降可大部分完成，對(duì)工后的影響很小。（2）如現(xiàn)場(chǎng)條件受限制，就近無“壓縮性小的土料”，則可考慮對(duì)臺(tái)后填土材料進(jìn)行改良，例如采用石灰土、水泥土、二灰土等，改良后的土材料壓縮性小，可減少橋涵臺(tái)背填土體的沉降量。（3）如引起臺(tái)后填土體變形的主要荷載是填土體本身的自重，所以選用密度小的輕型材料也可減少變形量，輕型材料多種多樣，如粉煤灰、廢礦渣等。（4）有特殊要求的工程，如天然填料或改性填料仍無法滿足工程沉降要求，可考慮選擇人工輕型材料代替填土材料，具有代表性的人工材料有EPS泡沫板，因其價(jià)格較高，所以在結(jié)合其他工程目的選用時(shí)才有實(shí)用價(jià)值，例如防凍、防水、減壓要求等。

2.臺(tái)背的壓實(shí)。除選擇符合要求的臺(tái)背填料外，還必須設(shè)法提高橋涵臺(tái)背填土體的壓實(shí)度，以減少填土材料的壓縮變形值。由于受橋臺(tái)構(gòu)造物尺寸的影響，現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)機(jī)具（如壓路機(jī)等）在附近無法正常工作時(shí)，可采用小型強(qiáng)夯設(shè)備，如打夯機(jī)，必須確保臺(tái)背填土的壓實(shí)度。因此，解決橋頭跳車問題，還必須選用合適的壓實(shí)機(jī)具和壓實(shí)工藝。

（二）鉆孔注漿法

主要針對(duì)臺(tái)背填土很深，填土體間空隙過大，工期要求緊的地段，采用鉆孔注漿法，雖然增加造價(jià)，但可達(dá)到“一勞永逸”的效果。

1.處置原理。靜壓注漿的實(shí)質(zhì)是利用液壓、氣壓和電化學(xué)原理，通過注漿管把漿液均勻地注入土層或巖體中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間或巖體裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置。經(jīng)一段時(shí)間作用后，漿液將原來松散的土粒或裂隙膠結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、變形小、防水性和穩(wěn)定性好的結(jié)合體，土體受力后的沉降量大幅減小。

2.施工工藝。（1）鉆探。a.一般孔距、排距采用2 m，若橋臺(tái)以塊石、片石填充為主則孔距、排距可適當(dāng)放寬，采用2.5 m～3 m，呈梅花形布孔。b.孔徑：絕大多數(shù)孔徑為91 mm，個(gè)別橋臺(tái)搭板上為了不破壞鋼筋，可使用小口孔（75 mm）施工，采樣孔孔徑應(yīng)為110 mm。c.工藝：一律用無水干鉆成孔，若遇塊石、片石等可鉆性難的土體，可適量采用循環(huán)水鉆孔方法。

在鉆探前，應(yīng)嚴(yán)格按《鉆灌孔平面布置圖》設(shè)計(jì)的孔位在實(shí)地準(zhǔn)確放樣，并做好固定標(biāo)記。在鉆探施工中，應(yīng)嚴(yán)格按工序施工，及時(shí)準(zhǔn)確地做好施工原始記錄（包括檢查孔巖土的靜態(tài)圖像資料），對(duì)所取土的土、巖心要詳細(xì)描述，同時(shí)應(yīng)選擇20%左右的鉆孔（含檢查孔）進(jìn)行編錄，繪制鉆孔柱狀圖。

（2）灌漿。灌漿應(yīng)根據(jù)各工程施工點(diǎn)的實(shí)際情況，嚴(yán)格遵照施工技術(shù)規(guī)范和作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行。灌漿施工應(yīng)遵循以下原則：a.對(duì)吸漿量不大的土層孔可采用一次性灌注，若吸漿量大，空隙大，碾壓不密實(shí)的孔采用間歇灌漿方法反復(fù)灌滿為止。b.漿液濃度應(yīng)先稀后濃。根據(jù)吸漿量大小變換漿液比級(jí)，一般采用其1.5∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1四個(gè)比級(jí)。土層中和吸漿量小的孔，應(yīng)加壓灌漿，灌漿壓力一般為0.1 MPa～0.4 MPa，最大不超過0.5 MPa，止?jié){標(biāo)準(zhǔn)為連續(xù)20 min內(nèi)，不超過1 L/min即可；空隙、縫隙發(fā)育、吸漿量大的孔，應(yīng)采用水泥漿（漿液濃度以1.5∶1或1∶1為宜）和粉煤灰混合后自流灌漿，其水泥與粉煤灰比例以1∶3左右，應(yīng)充填飽和，灌滿到井口不再沉降后，方可止?jié){。以土層類回填為主的地段，水泥與粉煤灰配合比以1∶2（或2.5）為適。吸漿量小或加入粉煤灰混合后不吸漿的地段，應(yīng)以純水泥漿液灌注效果會(huì)更好。c.灌漿中發(fā)現(xiàn)串漿、冒漿、漏漿等異?，F(xiàn)象應(yīng)及時(shí)封堵做好記錄、照相。d.灌漿結(jié)束后，應(yīng)用水泥加粉煤灰濃漿及碎石封閉鉆孔，嚴(yán)防在封漿中出現(xiàn)空隙。e.灌漿用水泥應(yīng)新鮮，未受潮未變質(zhì)，必須是附有《水泥質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告單》的合格產(chǎn)品；粉煤灰應(yīng)為規(guī)格小于0.1 mm的粉末，無雜質(zhì)。

3.注意事項(xiàng)。（1）應(yīng)編制好施工組織設(shè)計(jì)。施工組織設(shè)計(jì)必須經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘，根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的施工圖紙進(jìn)行編制，并按監(jiān)理程序?qū)徍伺鷾?zhǔn)后才可交鉆施工。

（2）要合理進(jìn)行施工準(zhǔn)備工作。由于施工鉆孔淺、孔數(shù)多、鉆機(jī)移位頻繁，同時(shí)又是干鉆成孔，所以施工設(shè)備應(yīng)選用功能大、機(jī)械化程度高、移動(dòng)方便的油壓鉆機(jī)，常用的有有XY-2型和GX-1T型油壓鉆機(jī)，100/15-1型注漿泵，配MD-89型壓漿栓塞機(jī)。

（3）鉆孔工藝采用普通合金回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)即可，其鉆進(jìn)規(guī)程應(yīng)用輕壓、中速、短回次鉆進(jìn)為宜，不可打磨鉆。另外，鉆進(jìn)中要注意鉆速的變化，遇空洞或空隙發(fā)育或其他異狀應(yīng)記錄其井段，以便指導(dǎo)灌漿施工。

（4）一般盡量采用全孔一次性注漿法灌漿，不適宜分段灌漿；漿液濃度應(yīng)選用小水灰比（1.5∶1～0.6∶1）灌漿，其濃度可反復(fù)交換；灌漿壓力不要求很大，以0.2 MPa～0.5 MPa為宜，一般大吸漿量孔均可采用自流灌漿。

（5）遇漏漿、冒漿或吸漿量特大的鉆孔，應(yīng)采用地面封堵和間歇灌漿、限量變級(jí)輪換灌漿等方法進(jìn)行處理。

（6）填充灌漿應(yīng)根據(jù)各孔吸漿量的變化和漏漿、串漿等現(xiàn)象，加強(qiáng)分析研究，及時(shí)采取相應(yīng)措施，調(diào)整灌漿工藝，以確保灌漿質(zhì)量。在橋涵臺(tái)背灌漿時(shí)，在兩邊砌石墻縫或臺(tái)背前條石砌縫發(fā)現(xiàn)漏漿或清水，其漏漿點(diǎn)（冒水點(diǎn)）位置隨灌漿時(shí)間的延長(zhǎng)自下而上逐漸上升，表明漿液充分地填充了所有裂縫。

（7）封孔注漿注滿后，間隔時(shí)間在4 h以上，孔內(nèi)漿液不再沉降，才能封孔。封孔用碎石加水泥混合均勻后，調(diào)成濃漿，逐級(jí)加料搗實(shí)，直到封至路面下3 cm～5 cm時(shí)為止，確保無空洞現(xiàn)象存在。

4.有關(guān)問題的探討及建議。（1）有些橋涵臺(tái)背填筑深度大，達(dá)15 m～20 m，但常用的灌漿鉆孔都比較淺，一般均未超出12 m，所以深部灌漿質(zhì)量難以達(dá)到要求，隨著時(shí)間的推移，不均勻沉降的隱患仍然存在。

（2）公路灌漿方法不宜采用分段灌漿。因公路填筑的臺(tái)背和路堤，其壓實(shí)度不均勻，空隙較多，且相互連通極為明顯。當(dāng)采用分段灌漿時(shí)，一是費(fèi)時(shí)費(fèi)工，二是漿液會(huì)繞塞上串（因栓塞上部阻力小）而造成埋塞事故。

（3）對(duì)于特大吸漿量鉆孔，應(yīng)加大粉煤灰進(jìn)行填充為宜。由于粉煤灰是一種廉價(jià)的穩(wěn)定料，具有很好的填充性能，能有效地降低灌漿成本。據(jù)地面試樣可知，按水泥∶粉煤灰=1∶5～1∶6，均可膠結(jié)成塊狀。

（4）當(dāng)臺(tái)背（路堤）填筑很深，鉆孔灌漿深度只要求灌上部10 m范圍內(nèi)即可。灌漿時(shí)漿液必然會(huì)往深部滲流，需大量漿液才可灌滿達(dá)到飽和，費(fèi)料費(fèi)工。為阻止?jié){液深滲遠(yuǎn)流，采用限量、間歇變級(jí)輪灌或灌河砂阻流等可收到預(yù)期效果。不過，采用阻流的灌漿工藝，雖可節(jié)省材料消耗，但深部空隙不能很好填充，不均勻沉降的隱患仍然存在，建議此灌漿工藝不宜采用。

三、結(jié)束語

換填法與鉆孔灌漿法，兩者各有優(yōu)劣。換填法優(yōu)勢(shì)在于成本低廉，但相對(duì)費(fèi)工費(fèi)時(shí)；鉆孔灌漿法，成本相對(duì)較高，但后臺(tái)內(nèi)的空洞、縫隙得到充填，密實(shí)度大大提高，不均勻沉降變形大大降低，橋頭跳車問題得到了很好的解決。在實(shí)際施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)加大比較力度，因地制宜，選擇“性價(jià)比”最高的施工方法，確保用“最小的代價(jià)”消滅橋涵臺(tái)背跳車問題。

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