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1、桥头跳车处理方法建议一、概述桥头跳车是由于桥台与其后路基沉降不均匀造成了桥台和路基顶面的沉降 差而产生的。当沉降差超过 2cm以上时，将使此处的路面断裂，从而使行车产生 明显的颠簸和不适。一般的台后路面与桥台高度差普遍在 2-3cm左右，个别的甚 至达到6-7cm,桥台与台后路面明显存在着台阶。分析形成沉降断裂的原因，主 要是由于高等级公路桥台基础一般采用桩基础， 桩尖落到持力层，其沉降量甚小， 设计控制工后的沉降量一般为 23cm,而其后的台背回填因地基沉降和台后填 料本身的压缩变形，从而使桥台和路基产生不均匀沉降， 造成路面和桥台的高程 突变，形成桥头跳车。桥头跳车不仅严重影响到路桥构造物
2、的使用功能， 对公路桥梁构造物本身的 结构破坏也较大，诱发或加重路桥病害，还会产生一笔极大的养护维修费用， 因 此越来越多的关注投入到了解决桥头跳车这一棘手的问题上。由于桥头跳车产生的原因多种多样，在解决问题之前，需要对产生病害的路段进行全面系统的检测， 找出病害产生的具体原因，以便后期对症下药，对产生病害的路段进行针对性的 养护维修。二、前期调查在对桥头错台进行处治之前，有必要进行一些前期调查与检测，主要包括： 了解沉降桥头附近的地形进行沉降测量、钻芯取样、查阅原始设计资料等等，具 体步骤如下：1 .沉降测量首先了解桥头沉陷部位地形，估计处理长度；用油漆在路缘石上作标记，以 方便施工时定点，
3、由于处理桥头跳车对高程的控制要求较高，因此每隔5m测一个断面，为了提高测量的准确性，纵向长度用钢尺丈量；对拟处理路段进行测量 时，假定一个相对高程，在测量长度上向路段的两端各延伸20m-30m；桥头跳车既要控制路面纵高程又要控制横向高程，因此每隔断面要测4个点。2 .钻芯取样选取具有代表性路段进行钻芯取样， 对取得的芯样进行结构性分析，检查其 结构层是否连续，有无明显断层现象，还可以对钻取的芯样分层进行强度、 弹性 模量以及密度测试，从细微处探究病害发生的原因。3 .查阅原始资料收集拟处治路段的原始设计资料，了解其基本设计要素，诸如水文地质条件， 道路线性设计参数等。三、工后处治措施桥头跳车产
4、生的原因多种多样，具体归纳有以下几种：桥头路堤及锥坡范 围内地基处理不彻底；压实度达不到工程标准；路面渗水，路面积水沿台背 渗入路基，造成路基土软化，引起桥头引道路基下沉，造成跳车；台后填土含 水量大。止匕外，造成桥头跳车的原因还有设计上的不足（如特殊地基、 路基处理）、施工质量问题和施工管理问题等等。因此，对于桥头跳车的处治就 应该追根溯源，找到它们产生的具体原因，有针对性的进行病害处治。3.1 采用EPS换填治理桥头跳车对于某些已发生桥头错台的路段，因为其不可中断交通的特殊性，对地基重 新处理的难度较大，因此只能对台后路堤进行处理。而有些运营年数稍长的桥梁， 地基工后沉降仍然不稳定的情况，
5、无法使用注浆法，同样采用加筋路堤也不合适， 这种情况下，可以采用轻质填料来解决这一问题。3.1.1 EPS的基本性质轻量土处理软基病害，主要利用其低密度降低路堤的自重， 来达到提高地基 的稳定性和减少地基沉降的目的。在各类轻量土中，利用EPS材料技术是最为广泛的一种,EPS （Expanded PolyStyrol ,简称EPS；）即为发泡聚苯乙烯，常称 为泡沫塑料，应用于工程的有 EPS块体和人造（EPS颗粒混合）轻质士及EPS混凝土等。它是一种轻型高分子聚合物，具有重量轻、稳定性好的特点，也有一 定的抗压强度和较高的弹性模量。由于EPS重量超轻，一般容重在0. 2KN/ m3左 右，为普通
6、路堤填土容重的1 %2 %,所以用以填筑路堤可显著地减少路基的工 后沉降量。目前普遍出现的由于桥头软土地基沉降导致桥台跳车问题，采用各种普通方法总是难以很好解决。采取 EPS轻质材料填筑路堤，则可以从根本上减 少地基上覆荷载，从而解决地基沉降和桥头跳车问题。在化学性质上，EPS性质稳定，耐腐蚀、耐微生物，作为路堤填料是可行的。3.1.2 EPS混凝土换填处治桥头跳车的机理低密度降低路堤自重EPS混凝土密度在1.0g/cm3-1.3g/cm3,只有一般填料的50%左右，采用EPS 混凝土换填原有填料能大大降低路堤自重。 换填后卸载的自重等效于超压预压荷 载，超载比越大，超载作用越长，超载卸载后次
7、压缩变形就越小，换填的厚度可 以根据超载地基固结度确定。自身压缩性小EPS混凝土材料由水泥胶结材料固化而成， 具有混凝土性质，它不同于一般 填料，不存在孔隙与压实度的问题；EPS混凝土还具有较高的抗压强度，在荷载 的作用下，只有弹性压缩变形，无自身工后沉降问题。 自立性减少对桥台的推力EPS混凝土材料，还具有直立性好，对地下结构物几乎没有土压力的作用， 可适度地简化结构物的挡土结构，提高结构物的使用寿命。采用 EPS混凝土材 料换填可从根本上解决桥台桩基受挤开裂病害问题。刚性降低刚柔突变EPS混凝土的刚性比混凝土小，但比优质士大得多，可在一定程度上缓解桥 （涵）与路基间材料的刚柔突变。3.1.
8、3 EPS混凝土配合比设计EPS混凝土的配合比设计，目前尚无规范和标准可依，参考桥头路基填筑要 求，应用于桥头跳车处治的 EPS混凝土在满足力学性能的要求下，其配合比设 计目标如下： 密度要求轻，一般填料都在1.8-2.0g/cm3之间，为了达到明显减少填筑 荷载对路基影响的要求，EPS混凝土的密度目标位1.2g/cm3以下； EPS混凝土应具有较好的施工性，便于现场施工且能连续作业；EPS混凝土应具有较好的经济性；具有整体性。通过大量的实验研究，确定施工采用的EPS混凝土主要材料有：水泥（普通硅酸盐水泥PO32.5）;中砂（表观密度为2.450g/cm3,细度模数为2.7）;碎石 （表观密度
9、为2.704g/cm3,粒径分布范围为 5mm-21.5mm）; EPS颗粒（表观密 度为16kg/m3,颗粒3mm5mrm;外掺剂：改性 A。根据以往研究，通过大量 的配合比设计实验最终得出优化配合比为：水泥：水：砂：碎石：EPS:外加剂=280:146:226:336:14.6: 6.0。3.1.4 EPS现场施工工艺由于EPS混凝土原材料种类多，且流动性较差，采用自落式搅拌机出料有 困难，因此采用剪切力大的强制式搅拌机，以节约拌合时间，使拌合物充分搅拌均匀。拌合时间可以根据混合料的拌合效果进行调成，但选用连续式拌和机时必须注意拌合效果能达到均匀性的要求。1 .EPS混凝土的换填设计根据模
10、量渐变原理，在路桥过渡段设置楔形加固区，实现刚性桥台与柔性路 基模量的平稳过渡，消除过大的差异性沉降，形成平缓的沉降过渡段，达到防治 桥台跳车的目的，见图1所示。图1 EPS混凝土换填路堤纵断面图2 .施工工艺：1）拌和：首先将EPS和1/3水倒入搅拌机内进行预湿搅拌，然后倒入 砂和碎石搅拌，再将水泥、微硅粉和减水剂代入继续搅拌，最后将剩余的水 加入并搅拌至均匀。由于EPS聚苯乙烯质量特别轻以及有憎水性的特点，与水泥浆体表面粘结力不强，在混凝土搅拌过程中容易造成离析，因此在搅拌 过程中应严格控制用水量。2）摊铺：人工摊铺可以使用钢桁梁找平，并加以人工修补。平整度可 控制在5mm,松铺系数可通过
11、验确定。建议 EPS混凝土分层摊铺，每层摊 铺的厚度控制在30cm以内。3）碾压：EPS混凝土的强度和其他性质取决于 EPS混凝土碾压后所能 达到的密实度，要达到理想的密实度，选用合适的压实设备是十分重要的。 根据EPS混凝土的特点，选if¥ 3-5t的轻型振动压路机。碾压的顺序与一般填 料的压实顺序相同，压路机静压1-2遍，使混合料稳定。碾压必须及时和密 实，但也不能过分振捣过分碾压，以防表面开裂和局部振散。碾压速度宜控 制在1.0-1.5km/h以下，防止轮前起堆和产生裂缝。碾压时从低侧向高侧进 行，碾压过程中，压路机不能调头、转向和急刹车，以免造成混凝土表面凹陷、拥推或开裂4）
12、养护：一般情况下混凝土浇筑或碾压结束后应自然放置至洒水养护， 如果气温高于25c或者低于3C,混凝土应进行保温覆盖，直至洒水养护； 阴雨天气，混凝土应严格进行防雨布覆盖，直至洒水养护。具体开始洒水时 间应根据现场测试情况确定，以混凝土表面保持湿润为度，一般为浇筑或碾 压结束后5-10ho3 .1.5质量检验EPS混凝土质量检验包括混凝土拌和物工作性检验和硬化混凝土质量检验。混凝土拌和物工作性检验是指对混凝土入模前其工作性进行检验，判别是否应满足相应的指标要求。对于经测试检验不合格的拌和物，主要是指EPS分层离析，决不可擅自往拌和物中加某种原材料， 以防影响混凝土的强度和耐久性。 硬化混 凝土质
13、量检验按照普通混凝土质量检验标准。3.2采用注浆法治理桥头跳车3.2.1 注浆法的基本原理注浆法是通过钻孔和利用注浆设备， 运用液压、气压或电化学原理，通过注 浆管将浆液分层均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式排出土颗粒 间裂隙中的水分和空气，并占据土颗粒间的空间，使路基孔隙比减少，强度提高。 经过一段时间后，浆液将原来松散的土颗粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性好的结合体， 从而达到加固路基的目的。注浆压力和浆液浓度是保证注浆质量的重要因素，对于不同填料和形态的路 基，采用的注浆压力也不同，注浆压力的大小主要取决于路基的密实度、 强度及 初始应力
14、。注浆用的单液浆液，以水泥为主体，适当配入部分粉煤灰和外加剂。双液浆液以水泥和水玻璃为主体， 适当调配而成，为改善浆液性能，可适当加入 外加剂。根据浆液在土中的流动方式，可分为渗透注浆法和劈裂注浆法。 渗透注 浆法用于填料为透水性好的路基，如碎石土、砂卵土等。当注浆压力较低时，浆 液在中等浓度的情况下以渗流方式渗入路基土的孔隙，这时，注浆量及扩散半径 常用渗流理论求解。当压力逐渐加大，浆液的流动由层流变为紊流，这时，注浆 量及扩散半径常用紊流理论求解。劈裂注浆法用于透水性差的粘土路基，粘土从 宏观上表现为松、软、承载力低、颗粒细、塑性流动等特点。在这样的土质中注 浆加固，用渗透注浆是不现实的，
15、只能用劈裂注浆，即利用浆液在压力作用下， 似利斧般劈入土层。浆液在劈入过程中，并不与土体混合而是以两相存在，同时 产生充填效应、挤压效应、扩散效应、骨架效应和离子效应等，达到注浆加固土 层的效果。另外，由于路基沉陷而导致水泥混凝土面板脱空、下陷、断裂等，可 用压密注浆的方法，将混凝土面板抬到原路面标高处。即在路基加固处理完毕后， 从钻孔灌人极浓的浆液，压密浆液附近的土体，形成浆泡，初始注浆压力基本上 沿径向扩散，随着浆泡尺寸逐渐增大，便会产生较大的上抬力，将桥头搭板托起。注浆法用于路基加固时，可根据实际情况采用一种或两种注浆方法， 以形成 渗透一充填一置换一挤密一复合防渗补强的地基。3.2.2
16、 注浆施工主要技术指标1 .注浆孔的布设与深度采用变密度布设（如图2）,为提高线路方向软土水平抗剪水平，紧靠台背处 的注浆孔密度为1.5mx1.5m.逐渐向远端减为3.0mx4.5m.共布设298孔，孔深 自路面计起10m,要求进入淤泥层4m以上。图2压浆孔布置示意图2 .成孔方法注浆钢管2构如图3所示。采用73钻头回转钻入路堤填土层4.5m后，采 用锤击将注浆钢管压至10m,利用部分填土层发挥止浆作用，然后利用 1W2型 高压水泵压穿出浆孔外的橡胶薄膜制作的袖阀管。I|如6双面理隹.8号扎 呼一 一 0、%"hxz： 臼 臼 凶图3注浆管结构示意图3 .注浆材料采用粉细砂（75%过
17、筛粒度磅.2mm）水泥浆液，水泥为 32.5R普通硅酸盐水 泥，灰、砂、水重量比为125:1.4,另加入适量磺化木素减水剂以减少注浆泵具 的磨损。4 .压浆孔工序由于压浆过程对淤泥有一定的破坏作用， 为避免发生这种现象，必须采取问 隔注浆施工顺序，为不影响交通，分上下行两半幅路面分别进行加固。 每半幅路 面的压浆孔分3组序次进行压浆。第1、2序次压浆孔距分别大于5.0m和3.0m, 第3序次为余下的压浆孔，并要求任何相邻两压浆孔时间间隔在 24h以上。5 .浆液注入方式利用CG80型软管挤压泵间歇多次注入方式，至少分为4次.每次间歇时间为40-60min,注浆流量不得大于50L/min。压浆孔
18、终压标准根据不同序次分 别采用注浆量或注浆压力指标控制。 第1、2序次压浆孔终压标准为注浆量，即:V=0 . 25 兀 KD2M式中：K为软土压密经验系数，根据压密目标层的软土形状确定，流塑状 淤泥为0.15-0.26,淤泥质土为0.12-0.21。压浆序次为N时取高 值，为2时取低值，本项目为0.21;D为压浆孔孔距（m）;M为加固目标段的厚度（m）。第3序次的压浆孔以注浆压力P为终压标准，按下式确定：P= （1.2-1.4） h+Po式中：y为注浆花管出浆段中点至地面土体的平均容重 （MN/m3）；h为注浆花管出浆段中点至地面的距离（m）;Po为注浆管线压力损耗和地下渗流阻力，一般可按 1
19、.2MPa考虑。3.2.3注浆施工工艺及步骤1 .工艺流程钻机就位回转钻进成孔一一埋设钢花管一一注浆一一停歇40- 60min再次注浆 重复前两个环节3次以上 结束注浆（浆量或压力控制）。2 .施工步骤台背处理区孔位的布置：应根据浆液注浆有效范围应相互重叠，使被加固土体在平面和深度范围内构成一个整体。钻机就位及成孔：按现场孔位标志准确就位，同时校正钻杆（或注浆管）的垂直度，用73钻头开孔并终孔，孔深为10m,成孔方式为回转钻进。钢花管的埋设：在钢花管注浆孔段外壁包上橡胶袖阀， 然后将其压至预定深 度，按要求拌制好浆液，然后启动注浆泵开始注浆，注浆时注意如实记录压力表 度数和压浆量。当注浆水泥用
20、量达到 30%左右，或地面出现轻微冒浆、隆起时， 应停歇40-60min；重复步骤4至少3次，直至注筑完设计水泥量，或稳定注浆 压力达到规定要求为止，按要求做好施工记录。移位至下一孔位注浆。3 .2.4注浆加固效果检验桥台台背注浆加固后一个月，利用标准贯入实验测定加固段的软土体击数， 并与未加固前的击数进行比较，获得其平均击数为5.8击，比加固前增加4.6击。 经压密注浆的台背处理区，在完工后一直进行跟踪观测，半年时间内未发现有继 续沉降或差异沉降现象，证明经压密注浆处理后桥台台背路堤的加固效果是很明 显的。4 .2.5验收标准灌浆前后，建议使用深层触探进行检测，同时进行抽芯取样，以此来分析灌
21、 浆的效果。另外，对其灌浆后的面板做如下检测:（1）交工验收时的检测要求a.平行于行车方向用15m线缆进行拉线，检测线纯与路顶面间隙的距离， 要求其高差得0 mm （每块板检查一点）。b.用3m直尺检测路面要求其平整度<5mm （每处检查10个点）。（2）竣工验收时的要求对每一跳车地点进行路面沉降观测，要求其最大沉降量 10 mm （每一处观 测一点）。注浆法成本低、速度快，对环境影响小，可以提高桥头软地基的承载力，水 泥用量少，可以适用于无法中断交通的桥头跳车治理施工中，是目前处治已建成公路桥头跳车较理想的方法之一， 技术上可行，经济上也十分合理。注浆法还可 广泛应用于处治高填方路基病
22、害、软土地基加固、地下溶洞填充处理等。3.3重铺面层处治桥头跳车常用的一种维修桥头跳车的方法就是将后台路面凿掉后重新铺装混凝土， 但 值得注意的是采用这种方法时不能破坏或扰动原来的后台填土。 对于沥青混凝土 路面，一般采用铳刨机铳刨桥梁引道路面， 然后重新摊铺沥青混合料。根据以往 经验，铳刨长度是根据深度来决定，至少不小于 20m。3.3.1 设计原则处理路面长度原则：2.5cm&h&6cm处理长度为 30m； 6cm<h09cm处理 长度为40m； h>9cm,处理长度为50m。处理路面深度原则：h<2.5cm,不做处理；2.5cm司04cm处理深度为4cm
23、； 6cm< h< 8cm处理7泵度为8cm。其他沉降量处理深度为h+0.9取整。标高设计原则：在处理路段的两端起增设两条反向竖曲线，曲线要求按下述 规定计算，理路段长为L,最大沉降量为h,竖曲线半径为L2/4h,坡度为现桥面 纵坡外侧路面纵坡。3.3.2 配合比设计由于重新铺筑的沥青混凝土面层的厚度不一致， 因此，不能完全按照原来的 配合比进行施工，需要重新考虑重铺面层的配合比设计。 例如，重新修筑的路面 至少需要4cm的沥青面层，而在桥头与路面接洽处的面层厚度可能会厚至 6-8cm,这就形成了一个纵断面为梯形的路面结构形式，如图 4所示。对于4cm 厚的路面，适宜采用AC-16
24、的设计级配，但较之于8cm厚的路面，其粒径偏小； 同样，对于8cm厚的面层，适宜采用 AC-20的级配设计，但较之于4cm厚的路 面，其粒径偏大。因此，单一的采用 AC-16或者AC-20都无法满足实际工程的 要求。由此可见，寻找一个两全齐美的办法来满足厚度不等的沥青路面面层显得 尤为迫切和重要。图4桥台与台背路面结构示意图将AC-16与AC-20的级配曲线置于同一图中，它们的级配范围有一部分重 合。如下表所小:图5 AC-16和AC-20级配曲线图因此，可以选取AC-16的下限与AC-20的上限作为新的级配范围，从该级 配范围中拟定出级配范围中值，作为最终确定的设计级配，运用于工程当中。筛孔
25、尺寸筛 孔尺寸上限下限中值26.5100100100191009597.516958891.513.28575809.57058644.75503341.52.364024321.183016230.624916.50.3177121370.150.075图6新的级配曲线图3.3.3 重铺路面施工工艺流程1 .纵断面和横断面控制纵断面以超车道、行车道紧急停车带三条中心线为实测和设计拉坡段面，以相对稳定的路面和伸缩缝顶面标高为控制点，在设计纵坡时应满足高速公路技术 标准，与原路面和桥面衔接的坡差不大于0.4%,桥面两端每端拉坡应不小于30m, 一般不大于50m为宜。横断面应以设计横坡度控制，进行
26、合理控制。2 .标出铳刨范围和深度根据纵断面和横断面设计，现场标出摊铺范围和深度对于摊铺厚度不足 4cm 处用铳刨机铳刨至4cm边缘切齐，其他部位用铳刨机拉毛，摊铺厚度大于 6cm 处，应分层摊铺。铳刨深度的确定：实测高程与设计高程的最大高差小于7cm时一次性铳刨摊铺，铳刨深度为5cm；实测高程与设计高程的最大高差大于 7cm 时分两侧铳刨摊铺，第一次铳刨深度为高差最大值减 5cm。3 .铳刨与不翻修路段的横向接缝处用切缝机割齐，横向接缝应与路中心线垂直；铳刨机要设专人指挥，铳刨机行进要匀速、平稳，不能随意变换速度，避免中途停 顿，严格按规程操作；采用铳刨机进行铳刨作业时，按设计厚度正确铳刨或
27、扎毛， 避免损坏完好的下面层；对铳刨机铳刨不到的接头、边角等人工凿除部分要基本 与底面平。4 .泊槽铳刨后即可进行槽内清理工作，槽四壁要用钢刷清除浮灰，槽底清理要彻底 干净，不遗留松散、夹层，最后用鼓风机吹净槽内灰尘。5 .撒布乳化沥青粘层油在摊铺沥青?M合料前 3-4小时，下面层表面用沥青撒部车均匀喷洒0.30.5kg/m2粘层沥青，无漏洒，无重叠，与不翻修路段接界的原路侧壁和平石侧壁均匀的涂刷粘层沥青，以保证新铺混合料与旧沥青面层更好的粘结； 粘层沥青 浇洒完之后，封闭交通，严禁通行车辆和行人。6.沥青面层摊铺(1)采用与原沥青层相同或按设计要求的材料和厚度进行摊铺。(2)沥青混凝土摊铺时
28、气温不宜低于10c ;低温施工时必须采取确保施工质量 的有效措施，雨天不得施工。(3)采用有自动调平装置的摊铺机摊铺；摊铺速度必须均匀缓慢，避免忽快、 忽慢或停机待料现象，同时应调整好摊铺机压夯振动频率， 使初步压实达到85% 以上；摊铺机和料车倒车供料要有专门的指挥，对桥头等摊铺机无法工作的地方， 采用人工摊铺，人工铺筑时要控制好松铺系数，保证路面平整度；混合料摊铺时 应与原路面、桥梁平齐对接。(4)摊铺、压实成型后的沥青混凝土面层应进行早期养护，应在沥青混凝土 面层自然冷却到常温后，混合料表面温度低于50C,收完安全标志同时另半幅重新摆放好安全标志后，方可开放交通。开放交通初期，应安排路政
29、和交警人员 指挥交通，车速不得超过20km /h,并不得刹车或调头。7 .接缝由于处理桥头跳车工程的特殊性，压实工作中很大一部分是接缝压实， 横向 接缝、纵向接缝处不应有凹凸不平的表面， 应保证接缝位置平顺和具有正确的设 计竖曲线，压实度达到设计规定的要求。沥青路面的施工必须接缝密实、 连接平 顺，不得产生明显的接缝离析。接缝施工应用3 m直尺检查，确保平整度符合要求。半幅施工产生冷接缝时，可在混合料尚未冷却前用镐刨除边缘留下毛荏的 方式，加铺另半幅应涂洒少量沥青，碾压时由边向中碾压留下100150mm,再跨缝挤紧压实；或者先在已压实路面上行走碾压新铺层150mm左右，然后压实新铺部分。8 .改造后处理如果经过一段时间的使用后，桥台与路堤又产生 2cm以上的错台，由于桥 头10m引道的纵，与桥上纵坡相同，只要桥头接坡纵坡变化值不超过 5%,桥头 跳车的维修只需在10m内进行，这样可降低成本，提高效率。四、小结桥头跳车往往是由很多种原因引起的，因此在处治时应该采取相应的处治措 施，灵活的运用，已达到最佳的治理效果。在选择处理对策时，必须根据所加固 工程的使用条件、地质条件、环境影响和施工条件等因素，因地制宜地选择一种 或综合运用几种处理方法做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。