桥梁路基过渡段加筋注浆处治技术研究

景轲

摘 要：目前，我国经济持续高速发展，路桥工程数量和规模不断增加，尤其是近年来，随着公路网络的基本完善，公路建设极大地带动了区域经济发展，充分发挥了公路交通的优势作用。然而，在路桥工程通车运营一段时间后，很容易产生过渡段不均匀沉降问题，甚至引发桥头跳车病害。一旦出现此类问题，将会严重影响行车舒适性和安全。为此，本文结合具体工程案例，提出了加筋注浆法，以期有效解决桥头跳车病害。

关键词：桥梁工程;过渡段;加筋注浆法;桥头跳车

中图分类号：U445.55 文献标识码：A

0 引言

“十四五”时期，是我国从实现“全面小康”到“全面建设社会主义现代化国家”，实现第二个百年战略目标关键的开局时期。面对国际环境变化和我国经济社会高质量发展，对"十四五"期间交通运输发展也提出新的更高的要求。公路交通是交通运输体系最重要的组成部分，其快速发展将进一步推进区域经济发展，实现产业优化升级，是促进和谐社会发展的重要动力。然而，在我国公路事业迅速发展的同时，也面对着诸多问题，尤其是桥梁路基过渡段不均匀沉降问题日益凸显，甚至会产生“桥头跳车”病害。加筋注浆法的应用，可有效解决桥头跳车病害，提高工程施工质量。

1 工程概况

某公路工程是连接两地的重要通道，全长71.36 km，分三期建设完成。在本项目当中涉及多座桥梁工程，为了有效防治过渡段不均匀沉降问题，抑制桥头跳车病害产生，决定以公路项目A大桥0号台为例，采用加筋注浆技术进行施工处治。

2 加筋注浆施工方案

经现场实地考察，决定采用加筋注浆法进行施工，施工方案如下：在桥头路基30 m处，顺着路基横向利用锚管在坡上直接钻孔插入，随后作高压注浆施工。锚管布设共3层，2 m为层间距，第1、2层锚管横向间距均为1 m，第3层锚管横向间距为1.5 m。

为了达到施工刚度及强度要求，可采取特质钢制作锚管，48 mm为外径，5 mm壁厚，前端可设为尖状，管壁相隔30 cm钻一注浆孔，φ8 mm。呈螺旋式布设注浆眼，在相同纵、横截面上仅布设1个，按照施工要求长度进行锚管连接。一般来讲，连接方法有2种，其一，在施工现场通过人工方式焊接;其二，通过机械设备方式进行连接，比如机器加工车丝扣连接法。基于经济性原则，本工程以人工焊接法为主，呈梅花状布设锚管。

通过加筋注浆法处理路桥过渡段后，路基内的填料和注入的浆液一起硬化，可形成性能良好的复合处治体，其强度和刚度可满足规定。同时，在锚管锚固段和土体之间将生成一定粘结摩阻力，从而共同承担外部荷载，达到有效减小不均匀沉降，提升过渡段的整体性能。

3 加筋注浆施工流程

3.1 注浆材料选择

对于加筋注浆效果而言，浆液的选择和配置极为关键。根据施工具体情况，决定采用425普通硅酸盐水泥作为注浆材料，为了有效控制浆液凝固时间，可适当掺加一定量的缓凝剂。水灰比为0.75：1～1.5：1，速凝早强剂为0.8%～1.2%。注浆材料性质如表1所示。

3.2 注浆压力

按照施工要求，注浆压力可控制在0.2 MPa～0.6 MPa，在具体施工当中，可根据工程进度的不同进行适当调整，但注浆压力最大值不得大于1 MPa，避免破坏土体结构。

3.3 注浆半径

在加筋注浆施工中注浆半径是最关键的参数指标，注浆半径不正确将会对孔位的布设间距和布设方式造成直接影响。因此，应综合考虑注浆孔的孔径大小、注浆设备、注浆压力等多因素准确确定注浆半径。根据注浆施工情况，可在1.5 m ～2 m之间确定注浆半径。

3.4 施工流程

（1）施工场地清理。施工前，必须彻底清理干净施工场地，并做好安全生产检查工作及在指定位置设置警示牌等。按照设计要求，统一进行孔位编号，并做好相关记录工作，为了保证钻孔位置的准确性，可提前通过高精度仪器进行锚管钻孔，并在3 cm以内控制孔位偏差。

（2）锚管施工。锚管施工前，精准定位锚管孔位，并统一编号，施工中详细记录所有锚管施工情况。通过气动冲击锤将锚管打入，并随时检查施工效果，一旦发现问题，需及时处理。

（3）压力注浆。完成上述施工作業后，即可进行注浆施工。第一，首先，要保证注浆材料配合比设计的准确定，准确计量水泥结合料和速凝早强剂等材料，保证误差在5%以内。其次，通过高速搅拌机进行均匀搅拌，搅拌时间可控制在2 min以上。随后，通过泵送方式注入注浆锚管，浆液从开始加水搅拌和使用完的时间严控在水泥初凝时间以内。为了提升加筋注浆效果，可按照配合比要求加入适量速凝早强剂。第二，向土体内打入锚管之后，可通过泵送方式注入一定量的清水，不宜过多，以便将孔底残渣进行稀释，随后清除。注浆时，采取“上—下、内侧—外侧”的顺序进行压力注浆。同一排钻孔时，可利用隔点注浆法进行施工，同步施工的2个注浆孔施工时间需控制在2 h以内，距离小于5 m。若注浆压力增大，且达到设计要求后，可维持10 min。若注浆效率减小，注浆量在1 L /min以下，10 min内压力不再减小，或降低幅度在5%以内，便可止浆。应采取止浆塞进行处理，保证满足孔径和注浆压力要求。

4 加筋注浆处治效果检测分析

通过检验加筋注浆技术加固效果，对改进设计方法和完善施工工艺具有重大意义。为此，应采取试验检测法进行加筋注浆法技术测定。针对本工程实际情况，决定采用面波波速和经纬仪测量法进行试验检测分析。

4.1 波速法检测

面波也被称为瑞雷波，是确定岩石力学参数的重要方式。相比其他地震波法，瑞雷波波速法浅层分辨率高，可根据实际情况，采用不同的波长，能够勘察测定厘米级的裂缝，且不会因各地层的速度关系制约，操作方便。根据工程实际情况，本文决定采用波速法进行加筋注浆效果测定，主要测定路桥过渡段不同深度测点的波速变化规律，从而真实评价加筋注浆效果。本试验当中，在相同测点部位分别对加筋注浆前后第7d的情况进行测定，所得结果如下表2所示。

第一，面波波速大小和路基深度成正比，伴随路基深度的不断加大，波速也随之提升。

第二，加筋注浆施工后，大幅提升了路基的波速。比如路基为1 m深时，处治前后的波速平均值分别为127 m/s、372 m/s，由此可见，处治后，波速大幅提升。

第三，通过加筋注浆处治之后，路基各层平均波速均有大幅提升，表明浆液可充分填充孔隙，具有显著的处治效果。

4.2 沉降观测

过渡段最易产生的问题的就是不均匀沉降，为了有效控制沉降变形，本工程通过水准仪进行沉降观测。试验时，可将2个水准基点设置到桥台处，并将观测点设于路面顶面。将起点定位桥台背，每隔2 m进行一个测点设置，20 m为观测长度。为了保证观测数据的精准度，也应将观测点设于路线两肩和中线处。共获取3组数据，即A组（A1～11）、B组（B1～11）、C组（C1～11），共对测点进行了为期180d的跟踪观测，所得结果如下：

（1）A组（A1～11）：0d时，沉降量为0，30d时，沉降量为0.31 mm～0.70 mm;90d时，沉降量为1.52 mm～2.12 mm;180d时，沉降量为3.14 mm～4.25 mm。

（2）B组（B1～11）：0d时，沉降量为0，30d时，沉降量为0.23 mm～0.75 mm;90d时，沉降量为1.61 mm～2.14 mm;180 d时，沉降量为1.97 mm～4.25 mm。

（3）C組（C1～11）：0d时，沉降量为0，30d时，沉降量为0.24 mm～0.76 mm;90d时，沉降量为1.81 mm～2.17 mm;180d时，沉降量为1.91 mm～4.22 mm。

根据上述检测结果，选取路基横向3个检测数据的平均值顺着路线走向获取了路基沉降情况，即不同时间条件下距桥台距离的沉降量情况。所得结果如下：

（1）30d时：与桥台相距0 m，沉降量为1.21 mm;与桥台相距5 m，沉降量为1.53 mm;与桥台相距10 m，沉降量为1.10 mm;与桥台相距15 m，沉降量为1.14 mm;与桥台相距20 m，沉降量为1.14 mm。

（2）90d时：与桥台相距0 m，沉降量为1.81 mm;与桥台相距5 m，沉降量为2.24 mm;与桥台相距10 m，沉降量为1.91 mm;与桥台相距15 m，沉降量为1.85 mm;与桥台相距20 m，沉降量为1.85 mm。

（3）180d时：与桥台相距0 m，沉降量为3.07 mm;与桥台相距5 m，沉降量为4.25 mm;与桥台相距10m，沉降量为2.56 mm;与桥台相距15 m，沉降量为2.58 mm;与桥台相距20 m，沉降量为2.58 mm。

通过上述分析，在与桥台相距5 m左右时，30d、90d、180d条件下，均为路基最大沉降点集中处，在与桥台相距10 m之外，路基沉降基本趋于稳定。

5 结束语

综上所述，作为桥梁过渡段常见病害，桥头跳车不仅会影响行车舒适性，甚至会引发安全交通事故，将成为路桥工程建设的一大弊端。为了保证路桥工程建设质量，确保车辆行驶安全，必须及时采取切实可行的措施有效处治路桥过渡段出现的病害问题。加筋注浆法具有施工简单、成本低、适用性强等优势，将其用于路桥过渡段桥头跳车病害处治具有十分重要的现实意义。

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