高速公路桥头跳车防治关键技术的研究
张永方
摘? 要：近年来，我国公路建设规模持续扩大，高速公路里程跃居世界首位。从已建公路通车运营状况来看，桥头跳车问题极为普遍。桥头跳车不仅会降低行车速度和道路通行能力，还会对行车舒适性及安全造成严重影响。该文结合具体案例，依托压力注浆法，对高速公路桥头跳车防治关键技术进行了探讨，以期提高路堤整体稳定性，有效控制路堤不均匀沉降。
关键词：高速公路;桥头跳车;压力注浆法;工程概况
中图分类号： U412.36+6 文献标志码：A
1 工程概况
某高速公路桥梁工程全长457.06 m，预应力混凝土空心板为上部结构，多柱墩、多柱框架式桥台为下部结构。因工期紧张，加之设计、洪水等因素影响，台背填筑砂砾结构被破坏，导致填筑体和桥台之间存在较为严重的沉降问题，尤其是路桥过渡段路面部位[1]，为改善路面情况，前期已做2次沥青层加铺养护，经该次勘查发现，桥头接触部位仍存在差异沉降现象，甚至会引发2次跳车。据勘查数据显示，该工程采用砂砾石作为桥头路堤填料，6 m为回填范围，目前地基土质情况不错。但在锥坡处下滑现象严重，滑移最大值可达到6 cm左右。同时，锥坡和台背相距1 m与4.3 m处均产生了鼓包现象。
经分析可知，在行车荷载和雨水长期作用下，台背路堤填料被侵蚀是造成桥头路堤沉降的成因，这将会严重破坏砂砾原有挤密的结构，大大降低路堤强度，从而产生严重压缩变形现象。此外，锥坡稳定性下降，同样会引发路堤纵向滑移，将进一步加快沉降病害。为了解决桥头路堤差异沉降问题，该文决定采用压力注浆加固方案[2]。
2 压力注浆加固原理
压力注浆加固是指通过液压或气压向土层内注入一定量的浆液，从而将缝隙内的水分、气体挤压出来，利用浆液填充，待其固结硬化后，便可形成群桩结构。当土体内注入浆液后，其弹性模量将随之增加，同时，还能降低路堤压缩徐变，从而提升路堤的稳定性。
在桥头跳车病害处治中，通过压力注浆法，可向松散的填料内均匀注入水泥浆液，桥台周围路堤土体经注浆处理，便可构成连续墙。这样不仅能够提升路堤承载力，还能有效阻止锥坡滑移加剧，是一种较为理想的桥头跳车治理措施[3]。
3 高速公路桥头跳车防治关键技术要点
3.1 压力注浆方案选择
注浆施工前，只有选择合适的注浆方案，才能保证施工质量。常见的注浆方法见表1。勘查报告显示，该路段以卵粒石作为台背回填材料，路堤加固是该次注浆施工的目的。因此，决定采用渗透注浆法进行施工，以42.5普通硅酸盐水泥为水泥浆液材料，由于注浆层下方未见软土层，注浆时可选取“下-上”的顺序。
3.2 压力注浆参数的确定
3.2.1 浆液扩散半径
在压力注浆施工中，浆液扩散半径是十分关键的一个参数，通常可采取理论公式计算，若地质情况复杂或计算难度较大时，为增加计算的准确性，也可采取试验法。该文以经验值（见表2）为参考进行分析[4]。
砂砾材料为该工程最大粒径材料，具有较大渗透系数，因此在扩散半径参数选择时，可按照1.0 m取最大值。
3.2.2 注浆压力
注浆压力是指在不影响相邻结构物或地表未变化的基础上，所采取的最大压力。注浆压力与灌浆顺序、地层土强度等息息相关，因此，为保证获取的注浆压力准确，决定选取注浆试验进行分析。根据以往经验分析，0.2 MPa～0.5 MPa为砂土的经验值范围，砂砾地基容许注浆压力公式如下。
Pe=c（0.75T+Kλh）
式中：容许注浆压力可由Pe表示。
地基覆盖厚度可由T表示。
与注浆期次相关的系数可由c表示。
与注浆方式相关的系数可由K表示。
与底层性能相关的系数可由λ表示。
地面至注浆段的深度可由h表示。
勘测结果显示，桥梁5 m高，5.5 m为钻孔深度，注浆长度为路面以下5 m。因此，注浆为5 m长，分段完成，最上面1段长2 m，其他2段均长1.5 m，按照“下-上”的顺序分2期完成注浆。根据上式可计算各注浆段的注浆压力，结果见表3。
3.2.3 注浆量
浆液注入后，可迅速将颗粒间的孔隙填充，按下式可计算砂砾土质下的注浆量。
Q=KVn
式中：注浆所需浆液总量可由Q表示。
经验系数可由K表示。
注浆对象的土量可由V表示。
土的孔隙率可由n表示。
经验系数范围见表4。
该工程采用的是砂砾土，但存有少量细颗粒。因此决定在砂砾K=0.7～1.0取值范围中，取最低值0.7。根據相关计算分析，可获取注浆量为3.297 m3。
4 施工流程
4.1 半封闭交通
为保证道路仍能正常通行，该工程采取半封闭交通模式。半幅施工前，需将安全警示标牌等设置在明显部位，提醒通行车辆与行人“前方施工，请绕行”，保证施工安全。
4.2 注浆孔成孔
注浆孔钻孔时，合理控制钻孔孔位和设计孔位之间的偏差，保证不超过25 cm。采用压缩空气将钻孔内的残渣排除，若存在塌孔情况，可选取花管注浆，通过冲击锤向受注浆层打入花管。待钻孔设备就位后，便可按照既定钻孔顺序进行施工[5]。
4.3 注浆
通过注浆设备按照“下-上”的顺序进行压力注浆。在桥头过渡段进行注浆施工时，需做到以下2点。1）压力注浆过程中，需封闭好孔口，一般可采用止浆塞，在均匀搅拌浆液后，便可同时进行拌和与使用。2）如果出现跑浆等情况，需及时暂停施工，待找出原因后，再进行施工。
4.4 开放交通
完成上述施工作业后，可采取水泥混凝土封堵孔口，如果孔口位置不平整，需及时整平，待满足设计标准后，便可开放交通。
5 结语
综上所述，改革开放40年来，国民经济快速发展，国家在基础设施建设方面的投资越来越多。高速公路作为交通运输事业发展的中坚力量，提高其工程建设质量至关重要。从公路运营状况来讲，受行车荷载和自然环境等因素制约，仍存在一些亟待处理的难题。桥头跳车是最常见的一种路桥病害形式，当车辆从此区域通行时极易产生跳跃、颠簸之感，将会严重影响行车舒适性，甚至会损害桥台等部位，或造成更为严重的交通安全事故。因此，必须重视高速公路桥头跳车问题，根据工程实际情况，合理选择防治措施，对症下药，最大限度降低损坏程度，提高道路使用性能，实现经济效益和社会效益最大化。
参考文献
[1]段诗雨.高速公路沥青混凝土路面桥头跳车问题分析及预防措施研究[J].建筑工程技术与设计，2017（30）：697.
[2]孙伟，杜辉.高速公路桥头跳车成因分析及防治技术研究[J].建筑工程技术与设计，2017（11）：2901.
[3]蔡庆广，王美斌.软土地基高速公路桥头跳车防治技术研究[J].建筑工程技术与设计，2017（11）：629.
[4]张明春，白春起.高谏公路桥头眺车的原因和防治措施[J].科学与财富，2017（15）：235-235，234.
[5]李培培.高速公路桥梁病害的成因与防治措施[J].交通世界（上旬刊），2016（9）：12-13.
