高速公路橋涵橋臺(tái)搭板斷裂及處理方法淺析

　　【摘要】：論述了高速公路橋涵橋臺(tái)斷裂的主要原因及其對(duì)高速公路上行車帶來的危害、大大降低行車能力和行車質(zhì)量，并提出實(shí)際實(shí)踐中可采取的有效處理方法。

　　關(guān)鍵詞：橋臺(tái)搭板斷裂,危害,處理方法　　

　　近年來我國高速公路數(shù)量增長迅速，到目前全國高速公路總里程已經(jīng)36000公里，全國主要的大中城市已基本有高速公路連接，但目前已有的高速公路的總量和布局遠(yuǎn)未能滿足社會(huì)的需求，高速公路的建設(shè)勢頭依然迅猛。經(jīng)過十多年的建設(shè)中探索、積累經(jīng)驗(yàn)、研究，我國的高速公路工作者從設(shè)計(jì)、施工技術(shù)等方面已達(dá)到較為先進(jìn)的水平，但現(xiàn)實(shí)中仍然有許多技術(shù)難關(guān)有待解決，其中路橋連接段路基沉降的路基病害就是較常見、并影響極為惡劣的問題，這種問題在沿海及河流沖積區(qū)域上道路尤其突出。目前我國高速公路的設(shè)計(jì)行車時(shí)速一般為８０～１２０公里／小時(shí)，但因?yàn)楦鞣N因素的影響，正式運(yùn)營中行車質(zhì)量和行車速度往往大打折扣。我們參與建設(shè)的某段高速公路就是一個(gè)很有代表性的例子。

　　該路段設(shè)計(jì)院于2000年9月～2001年1月完成全線的勘測及施工圖設(shè)計(jì)。路線所處區(qū)域地貌主要為沖海積平原及丘陵區(qū)；區(qū)內(nèi)水系發(fā)育，內(nèi)河水網(wǎng)縱橫交錯(cuò)，相當(dāng)發(fā)達(dá)，所以全線橋涵數(shù)量非常多，設(shè)計(jì)行車速度為１２０公里／小時(shí)，路基寬度為２８米。計(jì)劃工期為３６個(gè)月，但因各種原因，業(yè)主要求施工隊(duì)伍加快施工進(jìn)度，爭取提前4～6月完成施工任務(wù)。經(jīng)過多方面的努力，全路線得以提前試行通車運(yùn)營。經(jīng)過一年的運(yùn)營試車，一般路段的路基及橋梁、隧道狀況均良好，但部分橋臺(tái)搭板斷裂，導(dǎo)致橋頭跳車過于激烈，嚴(yán)重危害了行車安全及行車質(zhì)量，通常行車速度只能達(dá)到設(shè)計(jì)的５０～８０％，與設(shè)計(jì)期望相離甚遠(yuǎn)。

　　經(jīng)現(xiàn)場勘察、調(diào)查，結(jié)合我們?cè)谑┕ぶ姓莆盏那闆r分析，可以斷定造成部分橋臺(tái)搭板斷裂的原因主要有以下幾種：

　　１、橋臺(tái)與路基連接段因路基施工后沉降過大，搭板底出現(xiàn)空洞現(xiàn)象，導(dǎo)致搭板在各種荷栽下發(fā)生了斷裂。本項(xiàng)目雖然針對(duì)橋頭跳車通病采取高強(qiáng)合成土工材料及新型排水結(jié)構(gòu)措施進(jìn)行了綜合治理，但因工期要求縮短，路基填筑并未能在正常的自然沉降期后進(jìn)行路面施工，導(dǎo)致橋臺(tái)搭板及路面施工后依然繼續(xù)沉降、搭板底出現(xiàn)了空洞。

　�。病�橋臺(tái)搭板混凝土澆筑施工完成后，因工期任務(wù)緊迫，而某些項(xiàng)目的施工車輛只能從橋上通過，在混凝土未達(dá)到正常的養(yǎng)護(hù)期限就不得不開放施工車輛通行，不同程度上影響混凝土質(zhì)量，甚至搭板底部已經(jīng)出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象，給橋臺(tái)搭板留下質(zhì)量隱患。

　�。场⒌缆飞铣�載、超速行駛的車輛也是導(dǎo)致橋頭搭板斷裂的原因之一。眾所周知，在新的交通管理法規(guī)尚未執(zhí)行的時(shí)候，道路上超載好幾倍的車輛比比皆是；橋臺(tái)搭板是路基與橋梁的過渡段，因路基沉降的原因，過渡段內(nèi)路面與橋臺(tái)的高差是客觀存在的，在超載及超速車輛的巨大動(dòng)量反復(fù)沖擊下，橋臺(tái)搭板非常容易發(fā)生段裂。

　　此外，還可能有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工控制、材料等因素可導(dǎo)致橋臺(tái)搭板斷裂。對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，橋臺(tái)搭板長度有６米及８米兩種，寬度與路面寬度一致；厚度分別為３４㎝和４２㎝；采用普通C３０混凝土；上層均布置＠２５Ф１６的縱、橫向鋼筋，下層縱向均布置＠２５Ф２２、橫向均布置＠２５Ф１６的鋼筋；鋼筋保護(hù)層下層均為５．３㎝，上層均為４．６㎝；經(jīng)過我們的驗(yàn)算，搭板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是完成滿足要求的。施工過程及材料質(zhì)量控制均按規(guī)范程序嚴(yán)格執(zhí)行，并有監(jiān)理工程師全過程嚴(yán)格監(jiān)督，質(zhì)量保證資料真實(shí)齊全、可供查考。因此，根據(jù)具體情況調(diào)查、分析，我們斷定在本建設(shè)項(xiàng)目中，造成橋臺(tái)搭板斷裂的主要原因只有上述幾種。

　　橋臺(tái)搭板斷裂，導(dǎo)致橋頭跳車激烈，嚴(yán)重危害了行車安全及行車質(zhì)量，必須采取有效措施進(jìn)行處理，以保證道路正常運(yùn)營，為顧客提高安全舒適的行車環(huán)境。由于此路段上橋涵密度非常大，若將斷裂的橋臺(tái)搭板全部進(jìn)行返工，必須封鎖路線一個(gè)月以上（斷裂搭板的拆除、重新澆筑、養(yǎng)護(hù)、恢復(fù)路面等時(shí)間總和），必定給過往行車帶來不便、給業(yè)主造成很大的損失，這是各方面均難以接受的。綜合各方面的意見后，我們決定采取板底壓漿補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行處理嘗試，經(jīng)過幾個(gè)月的觀察，這種處理方法的效果較為理想。現(xiàn)將整個(gè)處理過程介紹如下。

　　首先對(duì)懷疑斷裂的搭板進(jìn)行反復(fù)、詳細(xì)的觀測，推定其大概的斷裂部位及破裂程度。一般情況下，搭板斷裂后，在車輛、特別是重型車輛通過時(shí)會(huì)在斷裂部位下沉非常明顯，并出現(xiàn)折角情形，車輛通過后表面基本恢復(fù)；同時(shí)，出現(xiàn)折角的部位，其路面通常有明顯的裂紋，這種裂紋一般與路線方向基本垂直。根據(jù)車輛通過瞬間出現(xiàn)的沉降程度和位置及路面裂紋的破裂程度和位置，就可以大概確定搭板的斷裂位置及破損程度。

　　確定搭板的斷裂位置和破損程度后，根據(jù)具體情況制定壓漿方案。

　�。ǎ保�對(duì)有些搭板的斷裂剛剛出現(xiàn)、尚未發(fā)育成熟，此時(shí)其板底一般會(huì)懸空一定的距離，可以安排工人道路兩側(cè)將搭板兩邊的培土清理出去，在計(jì)劃壓漿的部位（大概位置）用長鋼釬清理出一壓漿孔，孔深要求基本達(dá)到行車道中心線的位置。壓漿時(shí)將一長４～７米的（鋼管長度根據(jù)實(shí)際情況確定）、規(guī)格為８分的普通自來水鋼管從清理好的壓漿孔直接插進(jìn)去進(jìn)行。每塊搭板壓漿分６次進(jìn)行，左右各壓３次，壓漿順序如下圖所示：　　　　

　　說明：為壓漿順序

　　Ｌ為搭板順路線方向長度

　　每次壓漿前應(yīng)將鋼管盡可能深地插進(jìn)板底，壓漿過程中每隔一兩分鐘將鋼管適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)，預(yù)防鋼管被漿體吃死。當(dāng)壓漿進(jìn)行一段時(shí)間后，無法進(jìn)漿時(shí)，應(yīng)持壓１～２分鐘（壓漿機(jī)壓強(qiáng)約為0.4MPa），然后停壓，漿鋼管往外拔出１米左右再進(jìn)行壓漿，如此重復(fù)、直到此壓漿孔部位從搭板邊緣溢出、確定漿滿后，再進(jìn)行下一孔壓漿操作，直至整塊板完成壓漿。

　�。ǎ玻┊�(dāng)搭板已經(jīng)折斷，板體與路基頂面無間距或間距較小時(shí)，可在搭板頂面鉆孔壓漿。鉆孔位置的按梅花型布置，間距一般為1.2～1.5米，并注意外側(cè)的孔距搭板邊緣不宜過小，一般以70㎝為宜，孔徑一般為2～2.5㎝。壓漿時(shí)將一長約30㎝的自制鋼管與噴嘴相接、并插入孔中，孔口鋪設(shè)橡皮套封堵嚴(yán)密，在注漿管上加套50×50㎝橡膠防護(hù)板，防護(hù)板貼近路面，防止?jié){體反射傷人。每一孔漿滿后應(yīng)持壓１～２分鐘（壓漿機(jī)壓強(qiáng)約為0.4MPa），再進(jìn)行下一孔壓漿操作。值得注意的是，壓漿順序應(yīng)先壓外圍的孔道，再壓中間的孔道，以保證整塊板的壓漿質(zhì)量。一般須采取此方案處理的情況，路面已經(jīng)沉降較大，處理后須進(jìn)行路面修復(fù)以恢復(fù)路面設(shè)計(jì)標(biāo)高，這些不屬于本文討論內(nèi)容，于此不再多述。

　　以上兩種處理方案中，使用的水泥漿強(qiáng)度要求為30MPa，水灰比在：0.3～0.4間，水泥齡期不超過一個(gè)月；并通過設(shè)計(jì)試配后摻入一定劑量的早強(qiáng)劑；另外漿體的泌水率不得超過4%，拌和后3小時(shí)的泌水率控制在2%內(nèi)，24小時(shí)后泌水應(yīng)全部被吸；摻入一定量的經(jīng)試驗(yàn)、并經(jīng)監(jiān)理工程師同意的膨脹劑，摻入外加劑后漿體不受約束的自由膨脹率〈10%；漿體的拌和過程：先將水加入拌和機(jī)內(nèi)，在加入水泥；充分拌和后，再加入摻和劑，摻和劑內(nèi)的水分計(jì)入水灰比內(nèi)；拌和不少于2分鐘，直到均勻的稠度為止，稠度控制在30～50秒；壓漿時(shí)，每一工作班取不少于3組試樣(70.7×70.7×70.7㎜，每組3個(gè))，養(yǎng)生28天，進(jìn)行水泥漿抗壓強(qiáng)度自檢；漿體從拌制至壓入孔道的間隔時(shí)間，一般不超過30～45分鐘，漿體在使用前和使用過程中應(yīng)不斷攪動(dòng)；孔道壓漿后要進(jìn)行保護(hù)：一天內(nèi)不受振動(dòng)；漿體灌入前通過1.2㎜的篩網(wǎng)的過濾；中途換孔的時(shí)間內(nèi)，繼續(xù)啟動(dòng)壓漿泵以另漿體循環(huán)流動(dòng)。

　　壓漿過程中，操作人員必須佩帶安全防護(hù)道具，并配備熟練工人，現(xiàn)場專人指揮，指揮要協(xié)調(diào)一致。

　　以上兩種方案中，每處理一片搭板施工時(shí)間需要半天，施工完成后兩天后即可通車；實(shí)際操作中可先封閉一幅道路進(jìn)行處理，然后將之開放，再封閉另一幅進(jìn)行處理。

　　在本項(xiàng)目工程中，幾乎每個(gè)標(biāo)段都有部分橋臺(tái)的搭板或多或少出現(xiàn)斷裂或搭板底懸空的現(xiàn)象，我們對(duì)所有采取壓漿處理的搭板經(jīng)過兩個(gè)月的連續(xù)測量監(jiān)測，其結(jié)果是，經(jīng)過處理后，大大減輕了車輛通過時(shí)的跳車現(xiàn)象；一些斷裂尚未發(fā)育或板底懸空的搭板，處理后斷裂不再發(fā)育或不再發(fā)生斷裂�？芍�，對(duì)于以上所述的這些通病，采取板底壓漿處理達(dá)到了我們所期望的效果，而壓漿處理操作簡單、處理成本相對(duì)較低、處理耗時(shí)較少，是此處理方法的優(yōu)勢。

　　當(dāng)然，板底壓漿處理只是補(bǔ)救措施，要真正解決橋頭跳車的通病，必須在設(shè)計(jì)、施工工藝及材料質(zhì)量控制的管理等多方面進(jìn)行控制�！　�

　　參考文獻(xiàn)：

　　《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）

　　公路施工手冊(cè)《橋涵》人民交通出版社

　　《橋梁施工工程師手冊(cè)》人民交通出版社楊文淵編