橋頭跳車病害防治高聚物注漿技術(shù)及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于公路橋梁檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)，涉及公路橋梁橋頭病害防治，具體涉及公路橋梁橋頭跳車病害防治高聚物注漿技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]公路交通在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活中占有極其重要的地位，是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路建設(shè)蒸蒸日上。據(jù)預(yù)測(cè)，至2010年底，我國(guó)公路總里程將突破40 O萬(wàn)公里。而隨著公路等級(jí)的不斷提高，橋梁、涵洞等公路構(gòu)造物所占的比重越來(lái)越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅通道與涵洞而言，高等級(jí)公路平均約3座/公里。但從目前己投入使用的高等級(jí)公路運(yùn)營(yíng)情況來(lái)看，這些構(gòu)造物臺(tái)背回填處普遍存在“橋頭跳車”的現(xiàn)象。所謂“橋頭跳車”，是指橋梁、涵洞等構(gòu)造物本身及臺(tái)背由于行車荷載和自重的作用而繼續(xù)沉降，通常構(gòu)造物沉降與臺(tái)背沉降不一致即產(chǎn)生了不均勻沉降，致使臺(tái)背與構(gòu)造物連接處的路面出現(xiàn)臺(tái)階，從而導(dǎo)致了高速行駛的車輛通過(guò)臺(tái)背回填處產(chǎn)生顛簸跳躍的現(xiàn)象。橋頭跳車是目前橋梁常見(jiàn)的病害之一，它嚴(yán)重影響了行車舒適性，降低了車輛的行駛速度和道路的通行能力，是道路交通安全的重要隱患之一，損害了高等級(jí)公路建設(shè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，如何有效地治理橋梁橋頭跳車病害，己成為高等級(jí)公路建設(shè)與管理中亟待解決的問(wèn)題。
[0003]為了防治橋頭跳車，一方面人們?cè)谑┕み^(guò)程中對(duì)控制沉降采取了很多種方法，主要是通過(guò)加固橋臺(tái)后填土來(lái)控制沉降，諸如堆載預(yù)壓法、袋裝砂井法、塑料排水板法、填土壓實(shí)控制法、土工格柵法、加筋土法、水撼砂法等，都取得了一定效果。另一方面在設(shè)計(jì)中設(shè)置橋頭搭板，將橋面與路面問(wèn)的沉降差分散至搭板的兩端，以達(dá)到防治橋頭跳車的目的。
[0004]設(shè)置橋頭搭板對(duì)于緩解橋頭跳車確實(shí)具有重要作用，但工程實(shí)際中橋頭搭板普遍存在脫空及滲水現(xiàn)象，并時(shí)常出現(xiàn)程度不同的沉陷。如不進(jìn)行及時(shí)處治，仍會(huì)發(fā)展為橋頭跳車等安全隱患。
[0005]搭板脫空在設(shè)置橋頭搭板初始時(shí)，搭板與臺(tái)背填土接觸良好，此時(shí)若在搭板遠(yuǎn)臺(tái)端承受汽車荷載的作用，則地基土?xí)蟹戳ψ饔?。?duì)于低填方良好的地基，工后沉降很?。欢鴮?duì)于高填方、填土性質(zhì)不良或壓實(shí)度未達(dá)到要求的臺(tái)背而言，工后沉降往往較大，并可能出現(xiàn)搭板底面脫空現(xiàn)象。搭板脫空會(huì)導(dǎo)致搭板所受拉力的大幅度上升，引起搭板折角、斷裂。另外，板底的脫空又為雨水提供了浸入的條件。雨水從接縫處浸入基層，在板下形成積水，與基層材料中的細(xì)料形成泥漿，并沿面板接縫處噴濺出來(lái)，形成唧漿。
[0006]搭板沉陷在搭板與路基接頭處，由于存在較大的剛度差，而且搭板與路面受力條件也不相
同，因此，在搭板遠(yuǎn)臺(tái)端具有產(chǎn)生沉降差的基本條件。這正是造成搭板遠(yuǎn)臺(tái)端再次跳車的主要原因。搭板的近臺(tái)端置于橋臺(tái)上，而搭板的遠(yuǎn)臺(tái)端擱置在路基或枕梁上，路基或枕梁的沉陷會(huì)引起橋臺(tái)上搭板的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)還會(huì)引起搭板的縱向滑動(dòng)。若滑移量超過(guò)一定限度，則搭板可能滑落，故必須設(shè)置錨栓。但在某些軟土地區(qū)搭板用錨栓固定后，搭板的滑移趨勢(shì)依然存在，導(dǎo)致板內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力。若板端的沉降量較大，錨栓孔內(nèi)的應(yīng)力集中，拉應(yīng)力超過(guò)其極限值，則錨栓孔會(huì)開(kāi)裂并可能造成牛腿損壞和搭板滑落。
[0007]現(xiàn)行的橋頭搭板病害處治方法是進(jìn)行水泥壓漿。該方法的基本原理是通過(guò)壓漿泵的壓力推動(dòng)，將拌和好的材料經(jīng)過(guò)壓漿管壓入到搭板以下的結(jié)構(gòu)層中，以達(dá)到填充孔隙和加固路基的目的。水泥壓漿方法存在的主要缺陷是:壓漿孔較大，對(duì)搭板有一定的損害；壓漿壓力不容易控制；需要一定的養(yǎng)生時(shí)間；耐久性差等。
[0008]由于橋梁和道路的剛度差或沉降差是不可避免的，由此造成的橋頭搭板脫空或沉陷也是難免的。要從根本上防治橋頭跳車病害，關(guān)鍵在于橋頭搭板脫空和沉陷處治。現(xiàn)行的水泥壓漿傳統(tǒng)方法明顯不適應(yīng)高速公路建設(shè)飛速發(fā)展的需要，加快開(kāi)發(fā)新型高效的橋頭跳車病害處治技術(shù)己成為高速公路養(yǎng)護(hù)管理的當(dāng)務(wù)之急。
[0009]高聚物注漿技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的地基基礎(chǔ)快速加固技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)向地基中注射多組份高聚物材料，利用高聚物材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后體積迅速膨脹并固化的特性，達(dá)到加固地基、填充脫空或提升地板的目的。目前，高聚物注漿技術(shù)主要應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑的地基加固和道路維修，在國(guó)內(nèi)還未見(jiàn)橋頭跳車病害處治高聚物注漿技術(shù)相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于針對(duì)橋頭跳車病害處治技術(shù)存在的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)橋頭搭板脫空和沉陷處治高聚物注漿技術(shù)及其施工方法，為從根本上防治橋頭跳車及滲水病害提供快速、高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的新技術(shù)。
[0011]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:針對(duì)橋頭搭板脫空和沉陷問(wèn)題，綜合應(yīng)用探地雷達(dá)(GPR)、落錘式彎沉儀(FwD)和
激光水準(zhǔn)儀等無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)監(jiān)控；向橋頭搭板底部或枕梁底部注射高聚物材料，材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后體積迅速膨脹并固化，從而快速填充脫空、抬升搭板并加固路基，從根本上防治橋頭跳車病害。
[0012]所述的橋頭搭板病害高聚物注漿快速處治技術(shù)包括有板底注漿法和梁底注漿法、板底注漿法板底注漿法主要適用于處治搭板脫空或伴有沉陷。首先在脫空區(qū)域通過(guò)微孔直接向搭板底部注射高聚物材料，從而填充脫空，防治滲水。如果搭板伴有沉陷，則在沉陷區(qū)選兩個(gè)點(diǎn)同時(shí)繼續(xù)注漿，逐步抬升搭板。
[0013]具體實(shí)施步驟如下:應(yīng)用探地雷達(dá)(GPR)和落錘式彎沉儀(FwD)對(duì)搭板脫空情況進(jìn)行檢測(cè)分析；
在脫空區(qū)域以一定間距鉆注漿孔，直徑16毫米，孔深至搭板底部；
置入注漿管，實(shí)施注漿；如果搭板伴有沉陷，在沉陷區(qū)選兩個(gè)點(diǎn)同時(shí)繼續(xù)注漿；
檢測(cè)監(jiān)控注漿效果，如果搭板只存在脫空及滲水，而尚未發(fā)生沉陷，注漿時(shí)應(yīng)用激光水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)控；一旦出現(xiàn)微小抬升即停止注漿，并應(yīng)用落錘式彎沉儀(FwD)檢測(cè)注漿效果；如果搭板伴有沉陷，注漿時(shí)應(yīng)用激光水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)控，搭板抬升到應(yīng)有位置即停止注漿。
[0014]梁底注漿法梁底注漿法主要適用于處治搭板沉陷。橋頭設(shè)計(jì)二級(jí)搭板時(shí)，二級(jí)搭板的連接處一股設(shè)計(jì)一倒“T”型枕梁，這時(shí)可以采用抬升枕梁的方法來(lái)抬升搭板，并加固路基。
[0015]具體實(shí)施步驟如下:
在沉陷處選擇兩個(gè)點(diǎn)鉆孔，孔徑16毫米，孔深至枕梁底部；
置入注漿管，在兩個(gè)注漿孔同時(shí)注漿；監(jiān)控注漿過(guò)程，注漿時(shí)應(yīng)用激光水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)控，搭板抬升到應(yīng)有位置即停止注漿。
[0016]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
處治效果好。注射的高聚物材料耐久性好，防水性能優(yōu)良，并具有較好的彈性。
[0017]而傳統(tǒng)水泥壓漿會(huì)產(chǎn)生干縮，固結(jié)后為脆性材料，抗折強(qiáng)度低，因此耐久性較差；施工快捷，不需養(yǎng)生。高聚物材料注射后15分鐘內(nèi)可形成90%以上的強(qiáng)度，即
可放行交通。與現(xiàn)行的橋頭病害處治方法相比，本發(fā)明開(kāi)發(fā)的高聚物注漿技術(shù)可節(jié)省70%以上的工期；針對(duì)性強(qiáng)，可控性好。本發(fā)明專利利用高聚物材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后體積自行膨脹的特性，達(dá)到填充脫空和提升搭板的目的，而且材料固化后其密度和強(qiáng)度可根據(jù)工程需要調(diào)控。因此，與傳統(tǒng)壓漿方法相比，本發(fā)明具有更好的針對(duì)性和可控性；節(jié)省經(jīng)費(fèi)。本發(fā)明開(kāi)發(fā)的高聚物注漿技術(shù)能夠從根本上防治橋頭跳車及滲水病害，避免了事后處治或反復(fù)處治造成的人力及物力的浪費(fèi)。
[0018]綜上所述，本發(fā)明開(kāi)發(fā)的橋頭跳車病害防治高聚物注漿技術(shù)與現(xiàn)行處治方法相t匕，在技術(shù)原理和施工方法方面都具有明顯創(chuàng)新，具有耐久性好，工期短，針對(duì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，開(kāi)創(chuàng)了先進(jìn)、高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的橋頭病害防治新途徑。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種橋頭跳車病害防治高聚物注漿技術(shù)及其施工方法，其特征在于:針對(duì)橋頭搭板脫空和沉陷問(wèn)題，綜合應(yīng)用探地雷達(dá)(GPR)、落錘式彎沉儀(FwD)和激光水準(zhǔn)儀等無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)監(jiān)控；向橋頭搭板底部或枕梁底部注射高聚物材料，材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后體積迅速膨脹并固化，從而快速填充脫空、抬升搭板并加固路基，從根本上防治橋頭跳車病害；所述的橋頭搭板病害高聚物注漿快速處治技術(shù)包括有板底注漿法和梁底注漿法: a、板底注漿法板底注漿法主要適用于處治搭板脫空或伴有沉陷；首先在脫空區(qū)域通過(guò)微孔直接向搭板底部注射高聚物材料，從而填充脫空，防治滲水；如果搭板伴有沉陷，則在沉陷區(qū)選兩個(gè)點(diǎn)同時(shí)繼續(xù)注漿，逐步抬升搭板； 具體實(shí)施步驟如下:(I)應(yīng)用探地雷達(dá)(GPR)和落錘式彎沉儀(FwD)對(duì)搭板脫空情況進(jìn)行檢測(cè)分析；(2)在脫空區(qū)域以一定間距鉆注漿孔，直徑16毫米，孔深至搭板底部；(3)置入注漿管，實(shí)施注漿；(4)如果搭板伴有沉陷，在沉陷區(qū)選兩個(gè)點(diǎn)同時(shí)繼續(xù)注漿；(5)檢測(cè)監(jiān)控注漿效果，如果搭板只存在脫空及滲水，而尚未發(fā)生沉陷，注漿時(shí)應(yīng)用激光水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)控；一旦出現(xiàn)微小抬升即停止注漿，并應(yīng)用落錘式彎沉儀(FwD)檢測(cè)注漿效果；如果搭板伴有沉陷，注漿時(shí)應(yīng)用激光水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)控，搭板抬升到應(yīng)有位置即停止注漿； b、梁底注漿法梁底注漿法主要適用于處治搭板沉陷；橋頭設(shè)計(jì)二級(jí)搭板時(shí)，二級(jí)搭板的連接處一股設(shè)計(jì)一倒“T”型枕梁，這時(shí)可以采用抬升枕梁的方法來(lái)抬升搭板，并加固路基；具體實(shí)施步驟如下:(I)在沉陷處選擇兩個(gè)點(diǎn)鉆孔，孔徑16毫米，孔深至枕梁底部；(2)置入注漿管，在兩個(gè)注漿孔同時(shí)注漿；(3)監(jiān)控注漿過(guò)程，注漿時(shí)應(yīng)用激光水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)控，搭板抬升到應(yīng)有位置即停止注漿。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種橋頭跳車病害防治高聚物注漿技術(shù)及其施工方法。本發(fā)明針對(duì)橋頭搭板脫空和沉陷問(wèn)題，綜合應(yīng)用探地雷達(dá)(GPR)、落錘式彎沉儀(FwD)和激光水準(zhǔn)儀等無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)監(jiān)控；向橋頭搭板底部或枕梁底部注射高聚物材料，材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后體積迅速膨脹并固化，從而快速填充脫空、抬升搭板并加固路基，從根本上防治橋頭跳車病害。與現(xiàn)行處治方法相比，本發(fā)明在技術(shù)原理和施工方法方面都具有明顯創(chuàng)新，具有耐久性好、工期短、針對(duì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，開(kāi)創(chuàng)了先進(jìn)、高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的橋頭病害防治新途徑。
【IPC分類】E01D22/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105586835
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410569044
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】馬晶晶
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2014年10月23日