橋梁臺后路段綜合修復方法研究

牛建峰，衛 東，趙 勇

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 2 00092）

橋梁臺后路段綜合修復方法研究

牛建峰，衛 東，趙 勇

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 2 00092）

橋梁臺背路堤由于壓實困難、路基沉降、填土流失等原因，在道路運行一段時間后會造成“跳車”和“斷板”現象，從而引起行車安全問題。以上海市臨港新城環湖一路等4條道路上共計13座橋梁的臺后路段修復工程為依托，詳細探討了橋梁臺后路段損壞的原因，并根據路段損壞的輕重程度不同，將病害分為不同類型，分別設計了不同的處理方法，為橋梁臺后路段的修復提供了一定的設計依據。

差異沉降；填土流失；路基回填；注漿；調坡加罩

0 引 言

對于道路工程來說，交付使用后，在路與橋梁、涵洞、通道的結合部位經過一段時期后會出現錯臺現象，進而在一定程度上使得汽車在通過這些橋梁、涵洞、通道上下臺背時，總會發生一些顛簸現象，即“橋頭跳車”。橋頭跳車的危害很大，車輛在跳動時會使車輪損失部分牽引力，降低行車速度，引起安全問題；橋頭跳車還會造成橋面和路面損傷，車輛本身也會因跳動的沖擊而受損。如何對橋頭跳車現象進行有效控制，對“跳車”現象進行有效改善，對于工程界來說，一直是研究的重點和難點。

目前，研究主要從預防的角度出發，在新建道路施工之前提出了許多的處理措施。總結起來主要有以下幾點：（1）處理臺后地基。目前對橋頭軟弱地基處理，國內主要有換填法、超載預壓、塑料排水板、粉噴樁復合地基等[1]；（2）控制臺背回填質量。選擇合適的路橋過渡段路堤填料，在回填材料時嚴格控制層厚及壓實度，可以在橋臺臺身背后標記每層填筑厚度，分層攤鋪，分層壓實，分層檢測，合格一層再填筑上一層；（3）消除路基的固結沉降。采用石灰土、水泥土和二灰土等半剛性材料，消除路基本身的固結變形[2]；（4）在路橋過渡段的施工設計中采用土工格柵等合成材料進行加筋處理[3]；（5）加強施工控制，在對路橋工程相關結構進行大規模施工時，必須嚴格按照科學合理的施工工藝參數進行施工，遵守施工規范，總結經驗，熟練應用施工技巧[3]；（6）對橋頭處路面進行處理，如連接瀝青路面時，在橋臺處增設變厚式水泥混凝土埋板，連接水泥混凝土路面時，則將連接處路面板加厚，在混凝土路面與橋梁相接處設置鋼筋混凝土搭板[1]；（7）加強路面及伸縮縫施工平整度控制。

但是，對于建成使用后產生“橋頭跳車”的路段的整治方法，研究相對較少。本文結合使用中的市政道路“橋頭跳車”現象進行研究和設計，提出了處理方法。

1 橋頭跳車病害分析

1.1 病害路段檢測結果

本文以上海市臨港新城環湖一路等4條道路上共計13座橋梁的臺后路段修復工程[4]為工程實例。海港新城一期工程于2003年開工，于2005年竣工，并投入使用。環湖一路（C1）、環湖二路（C2）、滬城環路（C4）、橄欖路（D2）為區域骨干路網的重要組成部分。目前路基沉降已過十年，后期沉降趨于穩定，路面沉降相對較大，橋臺跳車明顯。檢測單位利用3D探地雷達對橋梁搭板下部的脫空情況進行了檢測。根據雷達檢測結果，對缺陷位置進行開孔作業，鉆取芯樣；在脫空缺陷周圍一定存在松散的情況，選取幾處有代表性位置鉆取芯樣，了解土基松散情況。臺后路段的病害檢測結果見表1、表2。

1.2 病害成因分析

根據檢測報告和現場實際分析，造成橋臺后路基脫空明顯的原因主要有路基沉降、填土流失和臺后壓實困難。環湖一路（C1）在海港新城一期工程實施，當時區域地質條件差，施工運輸通道欠缺，難以外借優質填料，路基填筑大量采用了沙性土。同時，受施工條件限制，橋臺后未進行有效地基處理，橋臺臺后填料的壓實也難以完全密實。因此，經過十年的運營，橋臺后地基不均勻沉降明顯，部分橋臺后因沉降縫、中央分隔帶、側分帶雨水下滲造成局部路基填筑材料流失，多種不利因素導致了橋臺下搭板形成空隙、空洞現象。

表1 C港橋臺后路段異常部位檢測結果

表2 C港橋臺后路段取芯結果

1.3 病害分類

根據檢測結果和橋臺跳車形成原因，將橋臺后病害路段分為三種類型（見表3）。

（1）輕度病害。橋臺后路基沉降嚴重，臺后路段與原坡差大于10‰，橋臺搭板下無脫空現象的路段。

（2）中度病害。橋臺后路基沉降嚴重，并伴有臺后填土流失，導致搭板下有明顯脫空現象，平均脫空高度不大于40 cm的路段。

（3）重度病害。由于上述原因，導致搭板下脫空嚴重，平均脫空高度大于40 cm的路段。既有臺后填土為沙性土，橋臺后填土流失的通道主要是橋臺沉降縫和橋臺基礎樁間土的流失。

表3 病害分類表

2 輕度病害處理措施

考慮路基沉降已過十年，后期沉降趨于穩定，橋臺搭板下無脫空現象的路段，對橋臺后接坡路段重新進行縱斷面設計，僅按新的縱斷面對臺后路面進行加罩處理，原路基不進行處理。

調坡原則：按照調整后臺后縱坡坡差＜10‰確定加罩范圍，在橋臺后60 m范圍內與現狀道路接順。

加罩原則：為確保新建道路路面在設計使用期限內滿足強度、穩定性和耐久性要求，在路面加罩前需對既有病害進行處理后，再加罩調坡，加罩原則見表4。

表4和圖1中路面結構材料僅適用于本工程，一般道路應根據設計路面結構相應調整。

3 中度病害處理措施

橋臺后路基沉降嚴重，并伴有臺后填土流失，導致搭板下有明顯脫空現象，平均脫空高度不大于40 cm的路段，需對脫空區域進行注漿填充，對臺后路面進行加罩，重新接坡，同時對分隔帶排水進行處理，防止雨水進入臺后路基。

表4 加罩路面面層結構標準

圖1 路面加鋪結構設計圖

3.1 注漿填補臺后搭板脫空

橋臺搭板不打開，車行道范圍地基采用注漿進行填充處理。

（1）注漿原理

該工程水泥漿擬采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥配置，水泥漿的水灰比1.0，漿液黏度應為80～90 s，封閉泥漿7 d后邊長70.7 mm立方塊的抗壓強度應不小于0.4 MPa。注漿壓力為0.3～0.5 MPa，注漿時控制漿液流量7～10 L/min，不宜大于20 L/min。

（2）注漿范圍

注漿范圍為橋臺后路基脫空范圍。布設基本尺寸如圖2所示，注漿孔與面板邊的距離不應小于50 cm，鉆孔時應避免觸及橋臺鋼筋。現場應根據橋臺板尺寸、注漿體積、灌漿機械以及室內試驗、施工人員的經驗加以確定。孔數應能滿足注漿、排氣作用。

用鑿巖機在路面上打孔，孔的大小應和注漿嘴的大小一致，一般為50 mm左右。灌注孔鉆好后，用壓縮空氣將孔中的混凝土碎屑、雜物清除干凈，并保持干燥。

3.2 填縫處理

雨水經過各種接縫進入路基，是橋臺搭板下路基填土流失的重要原因之一。對橋臺沉降縫、混凝土搭板與橋臺之間伸縮縫等分別進行檢測，遇到填縫損壞或缺失的地方，要進行補填及修理。

圖2 孔位布置圖（單位：cm）

（1）橋臺沉降縫填縫

橋臺沉降縫是橋臺后路基填土流失的主要通道，需進行填縫處理。

（2）混凝土搭板與橋臺之間伸縮縫填縫

混凝土搭板與橋臺之間伸縮縫填縫若損壞，將成為雨水進入搭板下路基的重要通道，需要對其進行檢測和補強。

（3）清縫與更換填縫料

遇到填縫損壞或缺失的地方，首先用切縫機切割原來填縫料，用鋼絲刷將縫的兩個側面刷一遍，然后用高壓空氣配合油灰刀吹除縫內雜物。然后進行常溫式填縫料如聚氨脂填縫料的配料和攪拌。攪拌好的混合料應在12 h內用專用灌注工具灌入縫內。填縫料未固結前禁止車輛行使。

3.3 路面加罩

注漿后一般養生7～14 d，但氣溫較低時施工，其壓漿養護時間應適當延長。注漿完成后，對路面進行加罩處治，處治方案同輕度病害處理方式。

3.4 分隔帶排水處理

水泥混凝土搭板長度范圍內的分隔帶是雨水進入搭板以下路基的重要通道，若此段范圍內分隔帶防滲土工布和盲溝損壞或未設置防滲土工布和盲溝，則雨水可通過分隔帶與搭板下路基接觸面進入搭板以下路基，破壞路基。

先檢查分隔帶內是否設置防滲土工布和盲溝，或防滲土工布與盲溝是否損壞，若未設置或已損壞，應重新設置或對其進行修復。中央分隔帶搭板長度范圍內搭板及以下路基邊緣鋪設一層防滲土工布，并設置碎石盲溝。新設置碎石盲溝與老路段碎石盲溝接順。機非分隔帶防滲土工布與碎石盲溝設置同中央分隔帶。對于機非分隔帶路段未設置盲溝的路段，新設置的碎石盲溝應做至最近雨水口，并接入最近雨水井。

4 重度病害處理措施

橋臺后路基沉降嚴重，并伴有臺后填土流失，導致搭板下有明顯脫空嚴重、平均脫空高度＞40 cm的路段。既有臺后填土為沙性土，橋臺后填土流失的通道主要是橋臺沉降縫和橋臺基礎樁間土的流失。需拆除搭板，深層注漿封堵填土流失通道，重新填筑路基，恢復搭板，封堵搭板縱縫，恢復路面，并做好分隔帶排水修復。

4.1 深層注漿封堵填土流失通道

為預防填土進一步流失，對填土流失通道進行封堵。應首先打開搭板，采用深層注漿預防橋臺基礎樁間土流失。橋臺前后兩側距基礎邊緣外0.5 m分別布置一排注漿孔，孔間距1.0 m；橋臺后（靠路基側）注漿深度由橋臺基礎底以下2.0 m至上路床，橋臺前（靠河道側）注漿深度由橋臺基礎底以下2.0 m至橋臺前防護設施頂面。

深層注漿為劈裂注漿，水泥漿采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥配置，水泥漿的水灰比1.0，漿液黏度應為80～90 s，封閉泥漿7 d后邊長70.7 mm立方塊的抗壓強度應不小于0.4 MPa。注漿壓力為0.3～0.5 MPa，注漿時控制漿液流量10～20 L/min。

4.2 路基回填

填土流失通道封堵以后，清除脫空區域表面回填浮土，整平后碾壓密實，壓實度不應小于95%。然后回填水泥土至新設計搭板底面標高以下50 cm處，壓實度不小于95%。在水泥土上鋪筑一層防水土工布，再回填30 cm碎石墊層+20 cmC15混凝土墊層。C15混凝土墊層以上設置水泥混凝土搭板，水泥混凝土搭板按原設計進行恢復。在水泥混凝土搭板鋪筑瀝青面層前對搭板縱縫進行填縫處理，以防止雨水從接縫進入路基當中。

填縫采用水泥混凝土專用填縫料，應具有一定的彈性和黏性，其性能應滿足常溫施工式填縫料的技術要求（見表5）。

表5 常溫施工式填縫料的技術要求

4.3 填縫處理

對橋臺沉降縫、混凝土搭板與橋臺之間伸縮縫等進水及填土流失渠道的處理同中度病害處理方式。分別進行檢測，遇到填縫損壞或缺失的地方，要進行補填及修理。

4.4 路面鋪筑

搭板完成之后，進行路面鋪筑。路面鋪筑包括新建水泥混凝土搭板上的鋪裝結構及老路面加罩等兩部分內容。水泥混凝土搭板上的路面按照設計路面結構新建。老路面接坡加罩方法同輕度病害處理方式。

4.5 分隔帶排水處理

分隔帶排水處理同中度病害處理方式（見3.4節）。

5 人行道及附屬設施處理措施

5.1人行道

橋臺后人行道沉降嚴重，需重新調坡順接。以人行道相連的車行道縱斷設計為準，進行調坡加罩。

（1）修復范圍

對重新調坡后，平石重新調整，側石僅對高出路面小于10 cm的路段進行調整，其余路段維持原狀。

（2）修復步驟

a.首先拆除修復路段范圍內表面的人行道板，對路基進行碾平壓實，壓實度不應小于92%。

b.回填C20水泥混凝土至設計標高以下8 cm。

c.鋪設2 cm M10水泥砂漿和人行道板，現狀人行道板未破損的可直接利用。

d.修復路段與現狀路段相接處進行自然接順；修復路段如遇管線工井，與工井邊緣進行自然接順。

人行道回填材料及面層材料僅適用于本工程，一般道路應根據相應設計進行調整。

5.2 其他附屬設施

（1）加罩路段遇到雨水口及路緣石，雨水口和路緣石應相應調整。

（2）對橋臺后路段進行分隔帶盲溝檢查，凡未作盲溝和盲溝破損的，均應按設計重新設置盲溝。

（3）分隔帶盲溝新建及修復之后，分隔帶土回填，并按分隔帶表面綠化原狀恢復。

6 結 語

道路使用后產生“橋頭跳車”的原因主要有三種：路基沉降、填土流失和新建時臺后壓實困難。本文根據病害產生的主要原因和嚴重程度，將病害分為三種類型，并分別采取不同處理措施。

輕度病害：調坡、路面加罩；中度病害：填充注漿、調坡、路面加罩；重度病害：開板換填、深層注漿、路面加罩。同時對人行道及附屬設施也進行了處理。為橋梁臺后路段的修復提供了一定的設計依據。

[1]上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司.臨港新城主城區橋梁臺后路段一期維修工程[Z].上海：上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，2015.

[2]王連中.橋頭跳車原因及處理措施分析[J].交通標準化，2014，42（4）：58-62.

[3]張永山,王成亮.公路橋頭跳車的原因及處置方法[J].甘肅科技，2014，30（10）：114-115.

[4]陸傳忠.路橋工程臺背填筑路基沉降原因及對策分析[J].交通標準化，2014，42（8）：54-58.

U418.5

B

1009-7716（2017）01-0036-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.01.010

2016-10-13

牛建峰（1983-），男，河南鄭州人，碩士，工程師，從事道路交通設計工作。