李春輝

摘 要：近些年來(lái)，我國(guó)的高速公路建設(shè)發(fā)展迅速，不斷追求高速公路的舒適、便捷，但目前結(jié)合我國(guó)的高速公路的情況分析，存在路橋過(guò)渡段的不均勻沉降的普遍現(xiàn)象，橋頭跳車嚴(yán)重，影響行車安全性和舒適性，文章主要分析路橋過(guò)渡段不均勻沉降病害發(fā)生的原因，并提出了相關(guān)的處理技術(shù)措施，優(yōu)化治路橋過(guò)渡段不均勻沉降的效果，以供參考。

關(guān)鍵詞：路橋過(guò)渡段；不均勻沉降；原因；高壓噴射注漿技術(shù)

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）21-0145-02

Abstract： In recent years， the highway construction in our country has been developing rapidly， continuously pursuing the comfort and convenience of the expressway， but at present， combined with the analysis of the expressway situation in our country， there exists the common phenomenon of uneven settlement in the transition section of the road and bridge. The serious bumping at bridge head affects the safety and comfort of driving. This paper mainly analyzes the causes of uneven settlement in transition section of road and bridge， and puts forward relevant technical measures to optimize the effect of uneven settlement in transition section of road and bridge for reference.

Keywords： transition section of road and bridge； uneven settlement； cause； high pressure jet grouting technology

引言

隨著我國(guó)路橋的迅速發(fā)展，車輛快速、安全、經(jīng)濟(jì)和舒適的要求越來(lái)越高，路橋過(guò)渡段的不均勻沉降現(xiàn)象在國(guó)內(nèi)外的公路當(dāng)中普遍存在，影響路橋的使用性能和運(yùn)輸效益的發(fā)揮作用，我國(guó)每年用于路橋過(guò)渡段的養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用都非常多。導(dǎo)致路橋過(guò)渡段發(fā)生不均勻沉降的原因很多，本文對(duì)路橋過(guò)渡段的沉降進(jìn)行了分析，針對(duì)不均勻沉降產(chǎn)生的具體原因提出合理的處治對(duì)策，只有這樣才能減少不均勻沉降病害的發(fā)生。

1 不均勻沉降的成因

導(dǎo)致橋頭跳車直接原因是橋臺(tái)兩側(cè)產(chǎn)生了差異沉降，導(dǎo)致路橋過(guò)渡段發(fā)生不均勻沉降的原因很多，主要包括：自然環(huán)境的原因（比如降雨、工程地質(zhì)條件等）、設(shè)計(jì)和施工方面的原因，我們需要先對(duì)路橋的不均勻沉降類型進(jìn)行分類分析，針對(duì)不均勻沉降產(chǎn)生的具體原因提出合理的處治對(duì)策，只有這樣才能減少不均勻沉降病害的發(fā)生。

（1）臺(tái)背填料與橋臺(tái)的剛度差異。路基的填料為柔性的土，剛度較小，橋臺(tái)的建造材料多為鋼筋混凝土，且下部地基一般還會(huì)用樁基進(jìn)行加固，兩者之間的材料特性相差很大。因此同樣的荷載作用在路橋過(guò)渡段的這兩種不同材料時(shí)，路基土體間的空隙會(huì)越來(lái)越小，土體也會(huì)越來(lái)越密實(shí)，在土體被逐漸壓實(shí)的時(shí)候路基就會(huì)產(chǎn)生一定的變形沉降，而橋臺(tái)的基礎(chǔ)下面都會(huì)采用樁基礎(chǔ)進(jìn)行加固，橋臺(tái)結(jié)構(gòu)在車輛和自重的荷載下，沉降變形會(huì)非常小，這兩種材料的下沉量會(huì)相差很大，形成不均勻沉降。（2）施工控制不嚴(yán)。目前有些施工單位意識(shí)不到公路路基過(guò)渡段施工的特殊性，只是追求眼前利益，盡量縮短施工工期，節(jié)約投資成本，造從而造成施工質(zhì)量不過(guò)關(guān)。橋涵的兩端路基填方通常都很高，同時(shí)橋頭路基的施工一般是在橋臺(tái)工程完成和一般路基大部分完工后才開始進(jìn)行，因此一般留給路橋過(guò)渡段的施工作業(yè)面比較狹窄，并且在實(shí)際的施工當(dāng)中，由于壓實(shí)機(jī)械和橋臺(tái)的特殊構(gòu)造，使接近橋臺(tái)附近的土體很難用機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)，這樣在公路運(yùn)營(yíng)通車以后，在長(zhǎng)期汽車荷載的作用下，原來(lái)未被壓實(shí)的區(qū)域就會(huì)產(chǎn)生更大的壓縮變形，最終形成不均勻沉降。另外，有些施工單位在施工過(guò)程中為了趕工期，在橋臺(tái)附近區(qū)域進(jìn)行填土?xí)r，沒等路基填土充分固結(jié)的情況下就開始了下一工序的施工。這種做法的后果是，本來(lái)該在工期內(nèi)完成的路基固結(jié)沉降，最終以工后沉降的方式表現(xiàn)出來(lái)，造成過(guò)大的局部沉降，導(dǎo)致路橋過(guò)渡段不均勻沉降病害的發(fā)生。還有，如果在橋臺(tái)附近區(qū)域施工時(shí)，如果沒有及時(shí)的修建擋墻或者護(hù)坡，這樣就可能使臺(tái)背附近區(qū)域的填土發(fā)生整體的滑移，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?duì)橋梁的基礎(chǔ)產(chǎn)生影響。對(duì)于橋臺(tái)的后側(cè)區(qū)域和翼墻內(nèi)側(cè)區(qū)域，這些地方的壓實(shí)度相對(duì)其它地方更難達(dá)到要求，這是路橋過(guò)渡段區(qū)域產(chǎn)生不均勻沉降的另一個(gè)重要原因。（3）水的損害。橋臺(tái)臺(tái)背附近的路基一般采用砂類或者滲水性較好的土體最為填料，很少在橋臺(tái)臺(tái)背附近單獨(dú)的設(shè)置防排水設(shè)設(shè)施?，F(xiàn)在一般的做法是，對(duì)于經(jīng)常浸泡水中的路基段采用漿砌片石進(jìn)行護(hù)坡，而對(duì)于一般的過(guò)渡段區(qū)域來(lái)講，一般只將橋臺(tái)的錐坡采用漿砌片石，其他地方采用草皮等方式進(jìn)行護(hù)坡。但通過(guò)大量的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在橋臺(tái)附近發(fā)生水毀病害的區(qū)域錐坡和橋臺(tái)護(hù)坡也都會(huì)發(fā)生損壞，這是因?yàn)椴捎玫牟葑o(hù)坡等路堤邊坡防護(hù)措施沒有起到保護(hù)路堤不受雨水沖刷侵害的作用，因此臺(tái)背防排水設(shè)施的設(shè)置不合理和在橋頭路堤段采取不恰當(dāng)?shù)倪吰路雷o(hù)措施，會(huì)使得臺(tái)背路堤填土流失，進(jìn)而導(dǎo)致路基的承載能力降低，在長(zhǎng)期汽車荷載和自然環(huán)境的影響作用下，該區(qū)域的路基會(huì)產(chǎn)生越來(lái)越大的變形，最后導(dǎo)致不均勻沉降的病害發(fā)生。（4）地基強(qiáng)度不同。橋臺(tái)是剛性體，一般橋臺(tái)下面的地基都會(huì)采就用灌注樁等措施進(jìn)行加固處理。而橋臺(tái)臺(tái)后填方路基段的地基一般不會(huì)采用橋臺(tái)地基那樣嚴(yán)格的方式進(jìn)行加固處理。因此，橋臺(tái)跟臺(tái)后地基強(qiáng)度的不同也可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)渡段的路堤產(chǎn)生差異沉降變形。

2 過(guò)渡段路基沉降處理技術(shù)措施

（1）臺(tái)背填土材料的選擇。橋臺(tái)臺(tái)背的填料對(duì)過(guò)渡段沉降的大小起著很大的作用，材料不好，彎沉值和壓實(shí)度就不容易達(dá)到相關(guān)要求。對(duì)于臺(tái)背回填的基礎(chǔ)部分來(lái)說(shuō)，應(yīng)該全部采用砂礫進(jìn)行回填；對(duì)處于地下水影響范圍地段的臺(tái)背路堤，應(yīng)該使用砂礫填筑高出地下水位30cm的方法進(jìn)行處理，對(duì)于基礎(chǔ)以上的臺(tái)背回填材料部分要求使用的材料透水性比較好（比如：砂礫、礦渣、碎石等），并且填料的CBR（最小承載比）值必須大于8，如果直接采用粉性土、粘性土進(jìn)行臺(tái)背路堤填筑，那么會(huì)造成橋臺(tái)臺(tái)背填料強(qiáng)度很低、變形大、水穩(wěn)定性差、不易壓實(shí)、二次固結(jié)變形大的現(xiàn)象，使臺(tái)背回填料很難能夠滿足變形與剛度的相關(guān)要求，因此這類土不能直接作為橋臺(tái)臺(tái)背填料進(jìn)行回填。若在粘性土中摻入8%～12%的石灰進(jìn)行改良，使其形成半剛性的材料，這樣就能達(dá)到很好的效果，滿足臺(tái)背回填材料的要求。（2）過(guò)渡段回填范圍。過(guò)渡段回填距離的范圍會(huì)對(duì)臺(tái)背填料的變形和剛度的平順過(guò)渡產(chǎn)生直接的影響：從經(jīng)濟(jì)方面來(lái)說(shuō)，過(guò)渡段回填的范圍過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致公路的修建成本增加；從處治效果上來(lái)說(shuō)：過(guò)渡段回填范圍過(guò)短，則達(dá)不到“柔過(guò)渡”的效果。因此，在對(duì)臺(tái)背進(jìn)行回填時(shí)應(yīng)該在滿足填料剛度“剛?cè)徇^(guò)渡”的前提下，盡量縮短過(guò)渡段臺(tái)背填土的回填范圍，節(jié)約投資成本。確定橋臺(tái)臺(tái)背的填土范圍時(shí)應(yīng)該考慮以下幾個(gè)方面：a.過(guò)渡段的長(zhǎng)度范圍應(yīng)該保證實(shí)現(xiàn)剛?cè)徇^(guò)渡的技術(shù)要求。b.應(yīng)留出足夠的空間供壓路機(jī)施工作業(yè)，保證過(guò)渡段的壓實(shí)度要求。c.綜合考慮已填路基段與臺(tái)背填料路基段兩者之間形成較好結(jié)合時(shí)所需要的距離。國(guó)內(nèi)曾有人提出如下尺寸：對(duì)于橋頭臺(tái)背回填的底部距離最短應(yīng)為2.0m（為了便于壓路機(jī)碾壓），以2.0m為基準(zhǔn)，若一般的路基段為原狀土，則在過(guò)渡段填料與路堤的交界處采用1：1的坡度進(jìn)行填筑；若一般路基段為回填土，則在過(guò)渡段與路堤的交界處采用1：1.5的坡度進(jìn)行填筑。在臺(tái)背填料與一般路路堤交界的位置為了保證兩種材料能夠很好的結(jié)合在一起，一般將過(guò)渡段填料與路堤的交界處做成臺(tái)階的形式填筑路基，同時(shí)為了保證路基的填筑效果，一般要求每級(jí)臺(tái)階的高度小于60cm。對(duì)于臺(tái)背填土與路基間相接的坡度也可以采用坡比1～2的一種坡度，確定了這幾個(gè)參數(shù)以后就能較好的確定橋臺(tái)臺(tái)背填土的范圍。（3）高壓噴射注漿法。當(dāng)路基的強(qiáng)度不足引起過(guò)大的沉降時(shí)，便可采用高壓噴射注漿法對(duì)路基進(jìn)行加固，通過(guò)高壓噴射注漿法加固路基，使路基和高壓噴射注漿法形成的固結(jié)體組合成復(fù)合的承載體，進(jìn)而達(dá)到加固路基的目的。高壓噴射注漿法根據(jù)工藝類型的不同可以分為四類：?jiǎn)喂芊ǎ–CP法）、二重管法（JGS法）、三重管法（CJP法）和多重管法（MJS法）。高壓噴射注漿法的原理是首先將噴嘴置于注漿管中，然后利用鉆機(jī)將注漿管鉆至預(yù)定的位置，采用高壓設(shè)備使水或者漿液轉(zhuǎn)變?yōu)?0～40MPa的高壓噴射流從噴嘴中噴射出來(lái)，利用噴射流的高壓沖擊力來(lái)沖擊破壞土體，在噴射漿液或者水的同時(shí)鉆機(jī)的鉆桿以一定的速度旋轉(zhuǎn)、提升，將噴射出來(lái)的漿液與被破壞的土粒進(jìn)行強(qiáng)制攪拌混合，在漿液與土粒攪拌混合的過(guò)程中漿液會(huì)在壓力作用下滲入到填料的空隙當(dāng)中，并會(huì)與土粒骨架產(chǎn)生固化反應(yīng)，等到漿液凝結(jié)固化完成后，便會(huì)在土體當(dāng)中形成固結(jié)體，通過(guò)這種方式便可達(dá)到提高被加固土體的剛度、提高整體承載力的目的。

高壓噴射流連續(xù)沖切土體會(huì)使土體逐漸由整體狀態(tài)變?yōu)樗缮顟B(tài)，土體被逐漸的破壞的同時(shí)，帶有噴嘴的鉆桿也在一邊旋轉(zhuǎn)一邊緩慢的向上提升，這樣被沖切的土體顆粒就會(huì)與從噴嘴噴出的水泥漿進(jìn)行攪拌混合，形成土體和水泥漿的混合漿液，這種混合的漿液大部分最終會(huì)凝固在一起最終形成加固土體的固結(jié)體，還有一部分會(huì)隨著鉆桿的提升而被帶出到地面上，形成冒漿現(xiàn)象。被高壓噴射流沖切下來(lái)的土體顆粒在噴射流的沖擊力和重力的共同作用下，土體的顆粒會(huì)與噴射的漿液混合，使土體顆粒再次進(jìn)行分布排列，最終形成水泥和土的混合網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。在這種新型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，較大的顆粒一般分布在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的外側(cè)或者邊緣部分，小顆粒一般集中在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的中間位置。隨著噴射流噴射的距離增大，噴射流的能量也會(huì)逐漸減小，最終噴射流在終期區(qū)域時(shí)的能量已經(jīng)達(dá)不到將土體進(jìn)行切削的能量。因此，在終期區(qū)域已經(jīng)不會(huì)再有土體與噴射流混合的現(xiàn)象發(fā)生，但是在該區(qū)域的漿液仍然會(huì)對(duì)周圍的土體產(chǎn)生一定的擠壓力，對(duì)周圍的土體產(chǎn)生壓縮擠密的作用。對(duì)于砂性土來(lái)講，砂性土中形成的旋噴體除了正常固結(jié)的加固體之外還會(huì)在一定距離范圍內(nèi)存在滲透層，砂性土中的旋噴體從內(nèi)向外分為：主體部分→攪拌混合部分→滲透層部分；對(duì)于粘性土來(lái)講，由于粘性土的滲透性小，不會(huì)在土體中形成滲透層，粘性土體中的旋噴體從內(nèi)向外依：漿液主體部分→攪拌混合部分。采用高壓噴射注漿法所形成的旋噴體，待噴射的漿液與土體之間的攪拌混合和不同材料間的各種反應(yīng)完全完成后，在土體中便會(huì)形成具有較高強(qiáng)度的固結(jié)體。

3 結(jié)束語(yǔ)

由于路橋過(guò)渡段的橋臺(tái)與路堤之間會(huì)有不均勻沉降產(chǎn)生，該現(xiàn)象在公路橋梁工程中尤為突出。應(yīng)嚴(yán)格按照工程的實(shí)際情況，提出合理的改善技術(shù)方案，盡可能將路橋過(guò)渡段不均勻沉降的現(xiàn)象得到改善，促使橋頭跳車現(xiàn)象得到整治，從而對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益得到進(jìn)一步提升。

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