桥梁台后路段综合修复方法研究

牛建峰，卫 东，赵 勇

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 2 00092）

桥梁台后路段综合修复方法研究

牛建峰，卫 东，赵 勇

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 2 00092）

桥梁台背路堤由于压实困难、路基沉降、填土流失等原因，在道路运行一段时间后会造成“跳车”和“断板”现象，从而引起行车安全问题。以上海市临港新城环湖一路等4条道路上共计13座桥梁的台后路段修复工程为依托，详细探讨了桥梁台后路段损坏的原因，并根据路段损坏的轻重程度不同，将病害分为不同类型，分别设计了不同的处理方法，为桥梁台后路段的修复提供了一定的设计依据。

差异沉降；填土流失；路基回填；注浆；调坡加罩

0 引 言

对于道路工程来说，交付使用后，在路与桥梁、涵洞、通道的结合部位经过一段时期后会出现错台现象，进而在一定程度上使得汽车在通过这些桥梁、涵洞、通道上下台背时，总会发生一些颠簸现象，即“桥头跳车”。桥头跳车的危害很大，车辆在跳动时会使车轮损失部分牵引力，降低行车速度，引起安全问题；桥头跳车还会造成桥面和路面损伤，车辆本身也会因跳动的冲击而受损。如何对桥头跳车现象进行有效控制，对“跳车”现象进行有效改善，对于工程界来说，一直是研究的重点和难点。

目前，研究主要从预防的角度出发，在新建道路施工之前提出了许多的处理措施。总结起来主要有以下几点：（1）处理台后地基。目前对桥头软弱地基处理，国内主要有换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩复合地基等[1]；（2）控制台背回填质量。选择合适的路桥过渡段路堤填料，在回填材料时严格控制层厚及压实度，可以在桥台台身背后标记每层填筑厚度，分层摊铺，分层压实，分层检测，合格一层再填筑上一层；（3）消除路基的固结沉降。采用石灰土、水泥土和二灰土等半刚性材料，消除路基本身的固结变形[2]；（4）在路桥过渡段的施工设计中采用土工格栅等合成材料进行加筋处理[3]；（5）加强施工控制，在对路桥工程相关结构进行大规模施工时，必须严格按照科学合理的施工工艺参数进行施工，遵守施工规范，总结经验，熟练应用施工技巧[3]；（6）对桥头处路面进行处理，如连接沥青路面时，在桥台处增设变厚式水泥混凝土埋板，连接水泥混凝土路面时，则将连接处路面板加厚，在混凝土路面与桥梁相接处设置钢筋混凝土搭板[1]；（7）加强路面及伸缩缝施工平整度控制。

但是，对于建成使用后产生“桥头跳车”的路段的整治方法，研究相对较少。本文结合使用中的市政道路“桥头跳车”现象进行研究和设计，提出了处理方法。

1 桥头跳车病害分析

1.1 病害路段检测结果

本文以上海市临港新城环湖一路等4条道路上共计13座桥梁的台后路段修复工程[4]为工程实例。海港新城一期工程于2003年开工，于2005年竣工，并投入使用。环湖一路（C1）、环湖二路（C2）、沪城环路（C4）、橄榄路（D2）为区域骨干路网的重要组成部分。目前路基沉降已过十年，后期沉降趋于稳定，路面沉降相对较大，桥台跳车明显。检测单位利用3D探地雷达对桥梁搭板下部的脱空情况进行了检测。根据雷达检测结果，对缺陷位置进行开孔作业，钻取芯样；在脱空缺陷周围一定存在松散的情况，选取几处有代表性位置钻取芯样，了解土基松散情况。台后路段的病害检测结果见表1、表2。

1.2 病害成因分析

根据检测报告和现场实际分析，造成桥台后路基脱空明显的原因主要有路基沉降、填土流失和台后压实困难。环湖一路（C1）在海港新城一期工程实施，当时区域地质条件差，施工运输通道欠缺，难以外借优质填料，路基填筑大量采用了沙性土。同时，受施工条件限制，桥台后未进行有效地基处理，桥台台后填料的压实也难以完全密实。因此，经过十年的运营，桥台后地基不均匀沉降明显，部分桥台后因沉降缝、中央分隔带、侧分带雨水下渗造成局部路基填筑材料流失，多种不利因素导致了桥台下搭板形成空隙、空洞现象。

表1 C港桥台后路段异常部位检测结果

表2 C港桥台后路段取芯结果

1.3 病害分类

根据检测结果和桥台跳车形成原因，将桥台后病害路段分为三种类型（见表3）。

（1）轻度病害。桥台后路基沉降严重，台后路段与原坡差大于10‰，桥台搭板下无脱空现象的路段。

（2）中度病害。桥台后路基沉降严重，并伴有台后填土流失，导致搭板下有明显脱空现象，平均脱空高度不大于40 cm的路段。

（3）重度病害。由于上述原因，导致搭板下脱空严重，平均脱空高度大于40 cm的路段。既有台后填土为沙性土，桥台后填土流失的通道主要是桥台沉降缝和桥台基础桩间土的流失。

表3 病害分类表

2 轻度病害处理措施

考虑路基沉降已过十年，后期沉降趋于稳定，桥台搭板下无脱空现象的路段，对桥台后接坡路段重新进行纵断面设计，仅按新的纵断面对台后路面进行加罩处理，原路基不进行处理。

调坡原则：按照调整后台后纵坡坡差＜10‰确定加罩范围，在桥台后60 m范围内与现状道路接顺。

加罩原则：为确保新建道路路面在设计使用期限内满足强度、稳定性和耐久性要求，在路面加罩前需对既有病害进行处理后，再加罩调坡，加罩原则见表4。

表4和图1中路面结构材料仅适用于本工程，一般道路应根据设计路面结构相应调整。

3 中度病害处理措施

桥台后路基沉降严重，并伴有台后填土流失，导致搭板下有明显脱空现象，平均脱空高度不大于40 cm的路段，需对脱空区域进行注浆填充，对台后路面进行加罩，重新接坡，同时对分隔带排水进行处理，防止雨水进入台后路基。

表4 加罩路面面层结构标准

图1 路面加铺结构设计图

3.1 注浆填补台后搭板脱空

桥台搭板不打开，车行道范围地基采用注浆进行填充处理。

（1）注浆原理

该工程水泥浆拟采用P.O42.5普通硅酸盐水泥配置，水泥浆的水灰比1.0，浆液黏度应为80～90 s，封闭泥浆7 d后边长70.7 mm立方块的抗压强度应不小于0.4 MPa。注浆压力为0.3～0.5 MPa，注浆时控制浆液流量7～10 L/min，不宜大于20 L/min。

（2）注浆范围

注浆范围为桥台后路基脱空范围。布设基本尺寸如图2所示，注浆孔与面板边的距离不应小于50 cm，钻孔时应避免触及桥台钢筋。现场应根据桥台板尺寸、注浆体积、灌浆机械以及室内试验、施工人员的经验加以确定。孔数应能满足注浆、排气作用。

用凿岩机在路面上打孔，孔的大小应和注浆嘴的大小一致，一般为50 mm左右。灌注孔钻好后，用压缩空气将孔中的混凝土碎屑、杂物清除干净，并保持干燥。

3.2 填缝处理

雨水经过各种接缝进入路基，是桥台搭板下路基填土流失的重要原因之一。对桥台沉降缝、混凝土搭板与桥台之间伸缩缝等分别进行检测，遇到填缝损坏或缺失的地方，要进行补填及修理。

图2 孔位布置图（单位：cm）

（1）桥台沉降缝填缝

桥台沉降缝是桥台后路基填土流失的主要通道，需进行填缝处理。

（2）混凝土搭板与桥台之间伸缩缝填缝

混凝土搭板与桥台之间伸缩缝填缝若损坏，将成为雨水进入搭板下路基的重要通道，需要对其进行检测和补强。

（3）清缝与更换填缝料

遇到填缝损坏或缺失的地方，首先用切缝机切割原来填缝料，用钢丝刷将缝的两个侧面刷一遍，然后用高压空气配合油灰刀吹除缝内杂物。然后进行常温式填缝料如聚氨脂填缝料的配料和搅拌。搅拌好的混合料应在12 h内用专用灌注工具灌入缝内。填缝料未固结前禁止车辆行使。

3.3 路面加罩

注浆后一般养生7～14 d，但气温较低时施工，其压浆养护时间应适当延长。注浆完成后，对路面进行加罩处治，处治方案同轻度病害处理方式。

3.4 分隔带排水处理

水泥混凝土搭板长度范围内的分隔带是雨水进入搭板以下路基的重要通道，若此段范围内分隔带防渗土工布和盲沟损坏或未设置防渗土工布和盲沟，则雨水可通过分隔带与搭板下路基接触面进入搭板以下路基，破坏路基。

先检查分隔带内是否设置防渗土工布和盲沟，或防渗土工布与盲沟是否损坏，若未设置或已损坏，应重新设置或对其进行修复。中央分隔带搭板长度范围内搭板及以下路基边缘铺设一层防渗土工布，并设置碎石盲沟。新设置碎石盲沟与老路段碎石盲沟接顺。机非分隔带防渗土工布与碎石盲沟设置同中央分隔带。对于机非分隔带路段未设置盲沟的路段，新设置的碎石盲沟应做至最近雨水口，并接入最近雨水井。

4 重度病害处理措施

桥台后路基沉降严重，并伴有台后填土流失，导致搭板下有明显脱空严重、平均脱空高度＞40 cm的路段。既有台后填土为沙性土，桥台后填土流失的通道主要是桥台沉降缝和桥台基础桩间土的流失。需拆除搭板，深层注浆封堵填土流失通道，重新填筑路基，恢复搭板，封堵搭板纵缝，恢复路面，并做好分隔带排水修复。

4.1 深层注浆封堵填土流失通道

为预防填土进一步流失，对填土流失通道进行封堵。应首先打开搭板，采用深层注浆预防桥台基础桩间土流失。桥台前后两侧距基础边缘外0.5 m分别布置一排注浆孔，孔间距1.0 m；桥台后（靠路基侧）注浆深度由桥台基础底以下2.0 m至上路床，桥台前（靠河道侧）注浆深度由桥台基础底以下2.0 m至桥台前防护设施顶面。

深层注浆为劈裂注浆，水泥浆采用P.O42.5普通硅酸盐水泥配置，水泥浆的水灰比1.0，浆液黏度应为80～90 s，封闭泥浆7 d后边长70.7 mm立方块的抗压强度应不小于0.4 MPa。注浆压力为0.3～0.5 MPa，注浆时控制浆液流量10～20 L/min。

4.2 路基回填

填土流失通道封堵以后，清除脱空区域表面回填浮土，整平后碾压密实，压实度不应小于95%。然后回填水泥土至新设计搭板底面标高以下50 cm处，压实度不小于95%。在水泥土上铺筑一层防水土工布，再回填30 cm碎石垫层+20 cmC15混凝土垫层。C15混凝土垫层以上设置水泥混凝土搭板，水泥混凝土搭板按原设计进行恢复。在水泥混凝土搭板铺筑沥青面层前对搭板纵缝进行填缝处理，以防止雨水从接缝进入路基当中。

填缝采用水泥混凝土专用填缝料，应具有一定的弹性和黏性，其性能应满足常温施工式填缝料的技术要求（见表5）。

表5 常温施工式填缝料的技术要求

4.3 填缝处理

对桥台沉降缝、混凝土搭板与桥台之间伸缩缝等进水及填土流失渠道的处理同中度病害处理方式。分别进行检测，遇到填缝损坏或缺失的地方，要进行补填及修理。

4.4 路面铺筑

搭板完成之后，进行路面铺筑。路面铺筑包括新建水泥混凝土搭板上的铺装结构及老路面加罩等两部分内容。水泥混凝土搭板上的路面按照设计路面结构新建。老路面接坡加罩方法同轻度病害处理方式。

4.5 分隔带排水处理

分隔带排水处理同中度病害处理方式（见3.4节）。

5 人行道及附属设施处理措施

5.1人行道

桥台后人行道沉降严重，需重新调坡顺接。以人行道相连的车行道纵断设计为准，进行调坡加罩。

（1）修复范围

对重新调坡后，平石重新调整，侧石仅对高出路面小于10 cm的路段进行调整，其余路段维持原状。

（2）修复步骤

a.首先拆除修复路段范围内表面的人行道板，对路基进行碾平压实，压实度不应小于92%。

b.回填C20水泥混凝土至设计标高以下8 cm。

c.铺设2 cm M10水泥砂浆和人行道板，现状人行道板未破损的可直接利用。

d.修复路段与现状路段相接处进行自然接顺；修复路段如遇管线工井，与工井边缘进行自然接顺。

人行道回填材料及面层材料仅适用于本工程，一般道路应根据相应设计进行调整。

5.2 其他附属设施

（1）加罩路段遇到雨水口及路缘石，雨水口和路缘石应相应调整。

（2）对桥台后路段进行分隔带盲沟检查，凡未作盲沟和盲沟破损的，均应按设计重新设置盲沟。

（3）分隔带盲沟新建及修复之后，分隔带土回填，并按分隔带表面绿化原状恢复。

6 结 语

道路使用后产生“桥头跳车”的原因主要有三种：路基沉降、填土流失和新建时台后压实困难。本文根据病害产生的主要原因和严重程度，将病害分为三种类型，并分别采取不同处理措施。

轻度病害：调坡、路面加罩；中度病害：填充注浆、调坡、路面加罩；重度病害：开板换填、深层注浆、路面加罩。同时对人行道及附属设施也进行了处理。为桥梁台后路段的修复提供了一定的设计依据。

[1]上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司.临港新城主城区桥梁台后路段一期维修工程[Z].上海：上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，2015.

[2]王连中.桥头跳车原因及处理措施分析[J].交通标准化，2014，42（4）：58-62.

[3]张永山,王成亮.公路桥头跳车的原因及处置方法[J].甘肃科技，2014，30（10）：114-115.

[4]陆传忠.路桥工程台背填筑路基沉降原因及对策分析[J].交通标准化，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，河南郑州人，硕士，工程师，从事道路交通设计工作。