高速公路改擴(kuò)建工程中橋臺(tái)拼接及其防護(hù)處理方案探討

黃 周

（廣東能達(dá)高等級(jí)公路維護(hù)有限公司，廣東 廣州 510030）

高速公路改擴(kuò)建工程是通過(guò)增加行車(chē)道數(shù)量來(lái)提高道路的通行能力和服務(wù)水平的高速公路建設(shè)工程，通常是在保障交通通行的前提下實(shí)施的。高速公路改擴(kuò)建中的橋梁拼寬和舊橋拆除重建施工，在橋臺(tái)拼接時(shí)，常常需要挖除舊橋的錐坡及臺(tái)后的部分路基，容易影響路基穩(wěn)定，引起臺(tái)后路基垮塌，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)破壞，危及道路結(jié)構(gòu)安全和交通安全。如何在保障道路結(jié)構(gòu)安全和交通安全的前提下開(kāi)展工程施工，是高速公路改擴(kuò)建工程建設(shè)者們應(yīng)充分考慮并妥善處理的問(wèn)題。筆者將結(jié)合自身的工作體會(huì)，就高速公路改擴(kuò)建工程的橋臺(tái)設(shè)置以及在施工過(guò)程中采取的防護(hù)處理方案進(jìn)行探討。

1 開(kāi)挖式橋臺(tái)拼接施工

新建橋梁與舊路利用的橋梁之間的拼接是高速公路改擴(kuò)建工程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)。橋梁拼接要求是最大限度利用原有橋梁結(jié)構(gòu)以節(jié)省投資，采取有效措施降低對(duì)原有交通的影響，拼接后橋梁達(dá)到受力協(xié)調(diào)以保證結(jié)構(gòu)安全，上部結(jié)構(gòu)采用同結(jié)構(gòu)、同跨徑，下部結(jié)構(gòu)相類(lèi)似，使外部尺寸、形狀相協(xié)調(diào)?；谏鲜鲆筮M(jìn)行的新舊橋梁之間的拼接，新建橋梁通常采用挖除舊橋錐坡及臺(tái)后部分路基進(jìn)行橋臺(tái)施工，即開(kāi)挖式橋臺(tái)拼接施工。

舊橋錐坡及臺(tái)后路基被挖除后，舊橋橋臺(tái)及臺(tái)后路基受力發(fā)生變化，受地質(zhì)情況、土體性狀、填土高度、壓實(shí)度等因素影響，在車(chē)輛荷載和坡面水的作用下，臺(tái)后路基及錐坡土體易發(fā)生崩塌、滑動(dòng)、坍塌等整體失穩(wěn)破壞和坡面侵蝕、坡面剝落等坡面破壞。橋臺(tái)在側(cè)向土壓力的作用下易產(chǎn)生推移，發(fā)生位移變形。改擴(kuò)建工程中開(kāi)挖式橋臺(tái)拼接施工常用的防護(hù)處理方案有以下幾種。

1.1 鋼板樁防護(hù)

鋼板樁防護(hù)是將鋼板樁打入土體中，用來(lái)抵抗土和水產(chǎn)生的水平壓力，并依靠它打入土中的水平阻力，以及設(shè)在鋼板樁上部的拉錨或支撐來(lái)保持其穩(wěn)定的一種防護(hù)處理方案，它是一種臨時(shí)支護(hù)。鋼板樁因其強(qiáng)度高、施打方便被廣泛使用。鋼板樁支護(hù)的具體方案應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖深度、土質(zhì)情況、地質(zhì)條件等因素，通過(guò)計(jì)算確定，通常有三種類(lèi)型。頂端不設(shè)支撐或錨桿，完全依靠打入足夠的深度來(lái)維持其穩(wěn)定性的鋼板樁為懸臂式鋼板樁；上端為固定支撐，下端為自由支撐（淺埋式）或固定支撐（深埋式）的鋼板樁為單錨式鋼板樁；設(shè)置多層支撐或錨桿的鋼板樁為多錨式鋼板樁。

1.2 鋼花管注漿防護(hù)

對(duì)臺(tái)后路基和錐坡進(jìn)行鋼花管注漿加固，再對(duì)開(kāi)挖面進(jìn)行防沖刷處理，是對(duì)填筑密實(shí)度不理想的土體的一個(gè)比較有效的防護(hù)處理方案。鋼花管注漿就是將鋼花管打入土體中，通過(guò)鋼花管上預(yù)設(shè)的小孔，在一定壓力下向周?chē)馏w壓注水泥砂漿或添加適量添加劑的水泥漿液的一種技術(shù)處理。注入的漿液在壓力作用下以填充、滲透和擠密等方式排出土顆粒間裂隙中的水分和空氣，并占據(jù)土顆粒間的空間，使土體孔隙比減少，強(qiáng)度提高，水泥凝結(jié)后將原來(lái)松散的土顆?；蛄严赌z結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)強(qiáng)度大、防水性能高和化學(xué)穩(wěn)定性好的結(jié)合體。此外，留在土體中的鋼花管本身具有一定的抗彎和抗剪強(qiáng)度，鋼管與注漿體形成一個(gè)鋼管混凝土樁，使原有地基形成加筋復(fù)合地基，當(dāng)注漿鋼花管樁形成群樁時(shí)，其集合效應(yīng)可大大提高土體的強(qiáng)度。

1.3 噴錨防護(hù)

噴錨防護(hù)是在開(kāi)挖面上用機(jī)械鉆孔，在孔內(nèi)安放鋼筋并注漿，坡面安裝鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土的一種防護(hù)處理方式。土體的抗剪強(qiáng)度低，基本沒(méi)有抗拉強(qiáng)度，但具有一定的結(jié)構(gòu)整體性，在土體內(nèi)安置錨筋，插筋錨體形成的骨架彌補(bǔ)了土體抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度低的弱點(diǎn)，使插筋錨體與土體形成復(fù)合體，發(fā)揮共同作用，顯著提高土體的承載能力和穩(wěn)定性。插筋錨體對(duì)土體的約束作用、應(yīng)力分擔(dān)作用、應(yīng)力傳遞與擴(kuò)散作用，增強(qiáng)了土體變形的延性，荷載達(dá)到一定的程度后，土體變形速率增加，而土體保持完好的整體性，無(wú)明顯滑裂面形成。噴錨防護(hù)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便、施工時(shí)間短、經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)，一般認(rèn)為可用于地下水位以上的普通粘土和非松散砂土。噴錨防護(hù)的具體方案應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖深度、土質(zhì)情況、地質(zhì)條件等因素，通過(guò)計(jì)算確定。

1.4 方案的選擇

改擴(kuò)建工程應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，結(jié)合各種影響因素，采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)處理方案。防護(hù)處理方案的確定，并不局限于某一種形式，可視具體情況選擇一種方案或多種方案的組合。對(duì)于開(kāi)挖式橋臺(tái)拼接施工，無(wú)論采用何種防護(hù)方案，都必須加強(qiáng)穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè)，在施工過(guò)程中采取必要的技術(shù)措施，減少對(duì)舊路的擾動(dòng)，如樁基礎(chǔ)采用回旋鉆機(jī)施工等，做好路面水的疏導(dǎo)和雨水的阻隔，防止雨水沖刷和滲入，加快施工進(jìn)度，避免不確定因素的影響，以確保道路結(jié)構(gòu)安全和交通安全。

2 非開(kāi)挖式橋臺(tái)拼接施工

高速公路改擴(kuò)建工程中，部分橋梁的改擴(kuò)建比較特殊，如通道橋因交通需要無(wú)法進(jìn)行封閉施工，因路網(wǎng)規(guī)劃或升級(jí)改造需要新增橋梁，部分橋梁橋臺(tái)填方過(guò)高等。因其特殊性，這些橋梁在橋臺(tái)施工時(shí)并不適合開(kāi)挖施工，只宜對(duì)橋臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)置。

2.1 高填方橋臺(tái)

對(duì)于高填方橋臺(tái)或不適宜開(kāi)挖舊橋錐坡和臺(tái)后路基施工的橋臺(tái)，可通過(guò)調(diào)整橋臺(tái)設(shè)置方式來(lái)減少對(duì)舊橋錐坡及臺(tái)后路基的開(kāi)挖、減輕對(duì)舊橋橋臺(tái)的影響。除了舊橋錐坡位置按路基搭接方式挖臺(tái)階施工外，不再進(jìn)行其它開(kāi)挖，橋臺(tái)和錐坡位置按填土路基施工至舊橋橋臺(tái)蓋梁底部，以此為平臺(tái)進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工，澆筑承臺(tái)，承臺(tái)頂與舊橋蓋梁頂銜接。這種處理方式既可避免開(kāi)挖施工對(duì)舊路帶來(lái)的安全隱患，利于舊路穩(wěn)定，又可降低施工難度，加快施工進(jìn)度。

2.2 樁柱式橋臺(tái)

樁柱式橋臺(tái)是基樁直接蓋梁的一種橋臺(tái)形式，通常采用樁基礎(chǔ)以長(zhǎng)短樁小凈距間設(shè)的密排樁方式形成橋臺(tái)，頂部通過(guò)蓋梁將長(zhǎng)短樁連接在一起，其中長(zhǎng)樁按照承載力要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，起到支撐作用，短樁按照深基坑圍護(hù)樁設(shè)計(jì)，起到擋土作用。樁柱式橋臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工難度低，施工進(jìn)度快，利于舊路穩(wěn)定，施工質(zhì)量易控制。在高速公路改擴(kuò)建工程中，因要綜合考慮交通通行和防護(hù)處理以及施工進(jìn)度等因素，在舊橋拆除重建和新增橋梁時(shí)較為常用。

采用樁柱式橋臺(tái)，可以直接以舊路為平臺(tái)進(jìn)行密排樁施工，開(kāi)鑿樁頭后澆筑蓋梁，挖除部分舊路面后安裝梁板，最后全斷面開(kāi)挖基坑，澆筑底板及對(duì)橋臺(tái)進(jìn)行整飾。對(duì)于臺(tái)后土體，可用水泥攪拌樁或本文1.2鋼花管注漿防護(hù)的方式進(jìn)行加固，以防橋臺(tái)在臺(tái)后土體及路面荷載的作用下產(chǎn)生位移變形。

3 舊橋拆除重建提前防護(hù)

高速公路改擴(kuò)建工程中，部分舊橋因使用性能不能滿足要求而需拆除重建，為保證道路的通行，舊橋重建一般是在新橋投入使用，進(jìn)行交通流轉(zhuǎn)換后進(jìn)行。重建的橋梁在開(kāi)挖進(jìn)行橋臺(tái)拼接施工時(shí)，需對(duì)新橋臺(tái)及臺(tái)后路基進(jìn)行防護(hù)。實(shí)踐證明，采取提前防護(hù)能顯著地降低施工難度，加快施工進(jìn)度，并有效地降低結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)。

新橋臺(tái)背采用氣泡輕質(zhì)土填筑，因其固化后具有良好的自立性，可加強(qiáng)臺(tái)背填筑的整體性，有效減少土壓力，在開(kāi)挖進(jìn)行重建橋梁的橋臺(tái)拼接施工時(shí)，無(wú)需對(duì)其進(jìn)行過(guò)多的防護(hù)，具有一個(gè)方案兩個(gè)效果的作用。新橋橋臺(tái)近舊路一側(cè)沿臺(tái)背方向設(shè)置擋土墻亦是舊橋拆除重建提前防護(hù)的一種有效方法。

結(jié)語(yǔ)

高速公路改擴(kuò)建工程中橋臺(tái)拼接及其防護(hù)處理關(guān)乎道路結(jié)構(gòu)安全和交通安全，必須引起廣大建設(shè)者的重視，除了在設(shè)計(jì)階段要技術(shù)介入外，更多的是依靠廣大參建者根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和各種不確定因素去動(dòng)態(tài)探索。

[1]郭勝蘭.接長(zhǎng)橋涵施工的安全防護(hù)方法及其應(yīng)用[J].鐵道建筑技術(shù)，2009（01）：45-50.

[2]成尚鋒，等.高填方橋臺(tái)病害分析及鋼花管注漿技術(shù)應(yīng)用[J].南昌工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2007（01）：26-29.

[3]劉高喜，等.橋臺(tái)錐坡土體病害及防護(hù)措施分析[J].創(chuàng)新科技，2013（05）：69.

[4]于淵卓.高速公路改擴(kuò)建工程中橋（涵）臺(tái)錐坡及基坑開(kāi)挖防護(hù)方案淺析[J].公路，2012（02）：135-137.

[5]張大偉.密樁橋臺(tái)橋型分析[J].北方交通，2012（04）：99-101.