專利名稱：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：
本發(fā)明屬于公路橋梁檢測與養(yǎng)護維修技術(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)：
公路交通在國民經(jīng)濟和人民生活中占有極其重要的地位，是衡量一個國家經(jīng)濟實 力和現(xiàn)代化水平的重要標志。20世紀90年代以來，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，公路建 設(shè)蒸蒸日上。據(jù)預(yù)測，至2010年底，我國公路總里程將突破400萬公里。而隨著公路等級的 不斷提高，橋梁、涵洞等公路構(gòu)造物所占的比重越來越大。據(jù)統(tǒng)計，僅通道與涵洞而言，高等 級公路平均約3座/公里。但從目前已投入使用的高等級公路運營情況來看，這些構(gòu)造物 臺背回填處普遍存在“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)造物沉降與臺背沉降不一致即產(chǎn)生 了不均勻沉降，致使臺背與構(gòu)造物連接處的路面出現(xiàn)臺階，從而導致了高速行駛的車輛通 過臺背回填處產(chǎn)生顛簸跳躍的現(xiàn)象。橋頭跳車是目前橋梁常見的病害之一，它嚴重影響了 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， 損害了高等級公路建設(shè)的社會效益和經(jīng)濟效益。因此，如何有效地治理橋梁橋頭跳車病害， 已成為高等級公路建設(shè)與管理中亟待解決的問題。為了防治橋頭跳車，一方面人們在施工過程中對控制沉降采取了很多種方法，主 要是通過加固橋臺后填土來控制沉降，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)計中設(shè) 置橋頭搭板，將橋面與路面間的沉降差分散至搭板的兩端，以達到防治橋頭跳車的目的。設(shè)置橋頭搭板對于緩解橋頭跳車確實具有重要作用，但工程實際中橋頭搭板普遍 存在脫空及滲水現(xiàn)象，并時常出現(xiàn)程度不同的沉陷。如不進行及時處治，仍會發(fā)展為橋頭跳 車等安全隱患。(1)搭板脫空在設(shè)置橋頭搭板初始時，搭板與臺背填土接觸良好，此時若在搭板遠臺端承受汽 車荷載的作用，則地基土會有反力作用。對于低填方良好的地基，工后沉降很?。欢鴮τ诟?填方、填土性質(zhì)不良或壓實度未達到要求的臺背而言，工后沉降往往較大，并可能出現(xiàn)搭板 底面脫空現(xiàn)象。搭板脫空會導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 材料中的細料形成泥漿，并沿面板接縫處噴濺出來，形成唧漿。(2)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，在搭板遠臺端具有產(chǎn)生沉降差的基本條件。這正是造成搭板遠臺端再次跳車的主 要原因。搭板的近臺端置于橋臺上，而搭板的遠臺端擱置在路基或枕梁上，路基或枕梁的沉 陷會引起橋臺上搭板的轉(zhuǎn)動，同時還會引起搭板的縱向滑動。若滑移量超過一定限度，則搭3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，搭板的滑移趨勢依然 存在，導致板內(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)力超過其極 限值，則錨栓孔會開裂并可能造成牛腿損壞和搭板滑落?，F(xiàn)行的橋頭搭板病害處治方法是進行水泥壓漿。該方法的基本原理是通過壓漿泵 的壓力推動，將拌和好的材料經(jīng)過壓漿管壓入到搭板以下的結(jié)構(gòu)層中，以達到填充孔隙和 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)生時間；耐久性差等。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?，F(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，加快開發(fā)新型高效的橋頭 跳車病害處治技術(shù)已成為高速公路養(yǎng)護管理的當務(wù)之急。高聚物注漿技術(shù)是20世紀70年代發(fā)展起來的地基基礎(chǔ)快速加固技術(shù)。該技術(shù)通 過向地基中注射多組份高聚物材料，利用高聚物材料發(fā)生化學反應(yīng)后體積迅速膨脹并固化 的特性，達到加固地基、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，在國內(nèi)還未見橋頭跳車病害處治高聚物注漿技術(shù)相 關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對橋頭跳車病害處治技術(shù)存在的問題，開發(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、實用的新技術(shù)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的針對橋頭搭板脫空和沉陷問題，綜合應(yīng)用探地雷達(GPR)、落錘式彎沉儀(FWD)和 激光水準儀等無損檢測系統(tǒng)進行檢測監(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 兩個點同時繼續(xù)注漿，逐步抬升搭板。具體實施步驟如下(1)應(yīng)用探地雷達(GPR)和落錘式彎沉儀(FWD)對搭板脫空情況進行檢測分析；(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，實施注漿；(4)如果搭板伴有沉陷，在沉陷區(qū)選兩個點同時繼續(xù)注漿；(5)檢測監(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，注漿時應(yīng) 用激光水準儀進行監(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)檢測注漿效果；如果搭板伴有沉陷，注漿時應(yīng)用激光水準儀進行監(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)計二級搭板時，二級搭板的連接處 一般設(shè)計一倒“T”型枕梁，這時可以采用抬升枕梁的方法來抬升搭板，并加固路基。具體實施步驟如下(1)在沉陷處選擇兩個點鉆孔，孔徑16毫米，孔深至枕梁底部；(2)置入注漿管，在兩個注漿孔同時注漿；(3)監(jiān)控注漿過程，注漿時應(yīng)用激光水準儀進行監(jiān)控，搭板抬升到應(yīng)有位置即停止 注漿。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)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。 而傳統(tǒng)水泥壓漿會產(chǎn)生干縮，固結(jié)后為脆性材料，抗折強度低，因此耐久性較差；(2)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)明開發(fā)的高聚物注漿技術(shù)可節(jié)省70% 以上的工期；C3)針對性強，可控性好。本發(fā)明專利利用高聚物材料發(fā)生化學反應(yīng)后體積自行膨 脹的特性，達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)明具有更好的針對性和可控性；(4)節(jié)省經(jīng)費。本發(fā)明開發(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。綜上所述，本發(fā)明開發(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 比，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，針對性強等特點， 開創(chuàng)了先進、高效、經(jīng)濟、實用的橋頭病害防治新途徑。


圖1板底注漿法施工工藝示意圖；圖2梁底注漿法施工工藝示意圖。
具體實施例方式實施例本發(fā)明的橋頭跳車病害防治高聚物注漿技術(shù)及其施工方法，針對橋頭搭 板脫空和沉陷問題，綜合應(yīng)用探地雷達(GPR)、落錘式彎沉儀(FWD)和激光水準儀等無損檢 測系統(tǒng)進行檢測監(jiān)控；向橋頭搭板2底部或枕梁7底部注射高聚物材料，材料發(fā)生化學反應(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、圖1所示的板底注漿法板底注漿法主要適用于處治搭板2脫空或伴有沉陷。首先在脫空區(qū)域通過微孔直5接向搭板2底部注射高聚物材料，從而填充脫空，防治滲水；如果搭板2伴有沉陷，則在沉陷 區(qū)選兩個點同時繼續(xù)注漿，逐步抬升搭板2。具體實施步驟如下(1)應(yīng)用探地雷達(GPR)和落錘式彎沉儀(FWD)對搭板2脫空情況進行檢測分析；(2)在脫空區(qū)域以一定間距鉆注漿孔3，注漿孔3直徑16毫米，注漿孔3穿過面層 1和搭板2至搭板2底部；(3)在注漿孔3內(nèi)置入注漿管，將高聚物材料注射到搭板2底部；(4)如果搭板2伴有沉陷，在沉陷區(qū)選兩個點同時繼續(xù)注漿；(5)檢測監(jiān)控注漿效果。如果搭板2只存在脫空及滲水，而尚未發(fā)生沉陷，注漿時 應(yīng)用激光水準儀進行監(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 測注漿效果；如果搭板2伴有沉陷，注漿時應(yīng)用激光水準儀進行監(jiān)控，搭板2抬升到應(yīng)有位 置即停止注漿。b、圖2所示的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)計二級搭板時，二級搭板的連接處 一般設(shè)計一倒“T”型枕梁，這時可以采用抬升枕梁的方法來抬升搭板，并加固路基。具體實施步驟如下
(1)在沉陷處選擇兩個點鉆注漿孔4，注漿孔4孔徑16毫米，注漿孔4穿過面層5、 搭板6及枕梁7至枕梁7底部；(2)在注漿孔4內(nèi)置入注漿管，在注漿管中同時注漿；將高聚物材料注射到枕梁7 底部；(3)監(jiān)控注漿過程，注漿時應(yīng)用激光水準儀進行監(jiān)控，搭板6抬升到應(yīng)有位置即停 止注漿。本發(fā)明開發(fā)了橋頭跳車病害防治高聚物注漿技術(shù)及其施工方法，開創(chuàng)了 “快速、耐 久、經(jīng)濟、實用”的橋梁病害防治新途徑，并成功應(yīng)用于數(shù)十座橋梁，顯示出重大經(jīng)濟、社會 效益和廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
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，其特征在于針對橋頭搭板 脫空和沉陷問題，綜合應(yīng)用探地雷達(GPR)、落錘式彎沉儀(FWD)和激光水準儀等無損檢 測系統(tǒng)進行檢測監(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 點同時繼續(xù)注漿，逐步抬升搭板； 具體實施步驟如下(1)應(yīng)用探地雷達(GPR)和落錘式彎沉儀(FWD)對搭板脫空情況進行檢測分析；(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，實施注漿；(4)如果搭板伴有沉陷，在沉陷區(qū)選兩個點同時繼續(xù)注漿；(5)檢測監(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，注漿時應(yīng)用激 光水準儀進行監(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)檢測注漿 效果；如果搭板伴有沉陷，注漿時應(yīng)用激光水準儀進行監(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)計二級搭板時，二級搭板的連接處一般設(shè)計一倒“T”型枕梁，這時可以采用抬升 枕梁的方法來抬升搭板，并加固路基； 具體實施步驟如下(1)在沉陷處選擇兩個點鉆孔，孔徑16毫米，孔深至枕梁底部；(2)置入注漿管，在兩個注漿孔同時注漿；(3)監(jiān)控注漿過程，注漿時應(yīng)用激光水準儀進行監(jiān)控，搭板抬升到應(yīng)有位置即停止注漿。
全文摘要
本發(fā)明公開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)明針對橋頭搭板脫空和沉陷問題，綜合應(yīng)用探地雷達(GPR)、落錘式彎沉儀(FWD)和激光水準儀等無損檢測系統(tǒng)進行檢測監(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、針對性強等特點，開創(chuàng)了先進、高效、經(jīng)濟、實用的橋頭病害防治新途徑。
文檔編號E01D22/00GK102051861SQ20091006633
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者李海東, 王復(fù)明, 王小亮, 王緒東, 石明生, 董亮, 蔡迎春 申請人:鄭州優(yōu)特基礎(chǔ)工程維修有限公司