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摘要：本文提出对高速公路护坡病害进行综合调查和分析的方法，并因地制宜提出实用、合理、经济的工程措施进行修复。
关键词：高速公路、桥头护坡、修复
Abstract: this paper puts forward the highway slope protection for disease comprehensive investigation and analysis method, and puts forward practical, reasonable, adjust measures to local conditions of the engineering measures to repair the economy.
Keywords: highway, the bridge to protect slope, recovery
中图分类号：U412.36+6文献标识码：A 文章编号：
前言
随着上海经济的迅猛发展，公路建设也有了飞跃的发展，为适应高速公路运营的需要，对高速公路养护也提出了更高的要求。某高速公路经4年左右时间使用，部分桥台护坡发生开裂、沉陷等病害。为消除桥梁安全隐患，使桥梁保持良好技术状态，延长桥梁使用寿命，对护坡护坡病害进行综合调查和分析，并因地制宜选择实用、合理、经济的工程措施进行修复。
护坡病害调查
护坡病害调查分为内业基础资料调查和外业基础资料调查。
内业基础资料调查
内业基础资料调查包括地址情况调查和图纸资料调查。
桥梁地质情况
通过对已建工程的地址资料调查，可以了解桥位处土层状况。
经调查，工程场地位于长江三角洲入海口东南前缘，其地貌均属于上海地区四大地貌单元中的滨海平原类型。桥位处存在较厚的淤泥质粉质粘土，属于典型的软土地基。
桥梁图纸资料
通过对已建工程的竣工图调查，可以了解到病害桥梁的桥台结构形式、桩基类型、填土高度等重要信息。
沉降观测资料
通过对养护部门的沉降观测资料调查，可以分析桥头沉降的发展趋势。本工程共收集到连续两年的有效观测资料。
外业基础资料调查与病害分类
外业基础资料调查
外业基础资料调查包括测量护坡裂缝宽度和深度、护坡坡脚距河道距离、台前填土压实度、填土含水量、护坡坡度等。
病害分类
从现场及测量情况，台前护坡均有不同程度的破损，根据护坡损坏程度分为以下三大类。
第1类：浆砌块石护坡缺失
第2类：护坡轻微横向开裂及局部凹陷（局部凹陷不超过10cm）
这类病害表现为护坡表面开裂、砌缝砂浆风化，在现场开裂、凹陷处开挖后，发现护坡内部填土并未形成或仅局部空洞。
第3类：护坡严重横向断裂及塌陷（塌陷深度超过20cm）
对于这一类护坡，逐一进行检查，对破损严重部位局部开挖，检查完毕后及时回填。检查发现，护坡内土体普遍沉降脱空，护坡表面浆砌块石严重断裂，部分桥台台前护坡坡面有滑移现象。
其中第2类病害占主要多数，约65％，第3类病害约占25％。
护坡病害分析
土体沉降
沉降成因
（1）地基土质不良
上海地区是典型的软土地区，工程沿线的地质情况也表明存在较厚的软弱土层。由于软土一般都具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性强和抗剪强度低等特点，在软土上填筑路基，便极易产生沉降（包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降）。同时，桥头路基填筑高度较其它地段大，产生基底应力相对较大，更易引起地基沉降。由于台后与台前土体相互贯通，台后土体的沉降也会对台前产生一定影响。
（2）土体压缩变形
因靠近河岸，通常桥台前护坡土体含水量较高，存在一定的孔隙率，施工中也难以将填料颗粒间的孔隙完全消除，压实度往往较低。道路运营过程中，在土体自重及车辆荷载共同作用下，其孔隙率逐渐降低，土体逐渐压自密，便会在一定期限内产生沉降量。虽然台前填土高度相对台后低，但仍会发生一定的自密沉降。据调查从竣工至今，已多次对桥台后道路接坡进行加罩处置，而台前护坡并未采取任何补强或加固措施。
（3）土体沉降影响计算
为验证土体沉降对护坡产生的影响，本工程选取填土高度适中但护坡破坏较为严重的桥梁进行沉降计算。计算采用分层总和法，压缩层的厚度，按附加应力与自重应力之比为0.1控制，地质资料参考原勘察资料。计算结果与现场沉降接近，进一步论证了计算结果。
由于深层地基和填土路基土体沉降，造成台前护坡内土体下沉，护坡薄弱处出现裂缝及沉陷。并且根据理论计算，基准期内仍存在沉降，因此该影响将长期持续存在。
台前填土高度分析
填土高度越高，对地基的附加应力就越大，同时土体内可压缩空间就越大。本工程对护坡台前填土高度进行统计。经统计，第3类病害护坡的桥台，台前填土高度均大于1m，且平均填土高度为最高，因此台前填土高度与护坡病害有一定相关性。
台后沉降状况分析
根据收集到的台后沉降测量资料，筛选有效测量点进行沉降分析。通过对相对完整有效的桥头沉降测量资料的整理，将桥头沉降速率与沉降时间（月）绘制成沉降速率曲线表。经过分析，桥头沉降特征可分为3种类型：
第一种“总体收敛，沉降趋缓”。各桥头沉降速率呈现收敛趋势，且沉降速率已降至1毫米/月以下。
第二种“沉降速率波动大”。各桥头沉降速率上下波动，其中三处桥头最后一次有效观测计算的沉降速率大于1毫米/月。
第三种“近期沉降速率增大”。各桥头在近1年半时间出现加速沉降的趋势，其中两处桥头最后一次有效观测计算的沉降速率大于1毫米/月。
根据统计结果，第3类病害的护坡，多数为桥台后“沉降速率波动大”一类。
土体滑移
台前护坡临近河岸，地下水位较高，当河道有淤积时，护坡及坡脚均浸泡在水中。护坡内土体随着含水量增加，土体抗剪强度显著降低，加之部分护坡坡面较陡，前脚趾未按设计图纸施工，不能有效抵抗台前土体的滑移，造成台前护坡向前坍塌。
护坡坡脚距河岸距离
坡脚距离河岸的距离，影响到护坡内土体的含水量，而土体含水量的高低与护坡病害也有密切的关系。经统计，护坡严重横向断裂及塌陷的桥台的护坡坡脚距河道距离大部分在4m以内，距河岸相对较近。因此护坡坡脚距河道距离与护坡病害有一定相关性。
台前填土压实度及含水量
桥台前填土较难压实，在自重和车辆荷载的作用下，土体内孔隙率逐渐降低，密实度逐渐增大，产生沉降。另外如果护坡内含水量如果较高，土体抗剪强度会显著降低，不能有效抵抗土体的滑移，造成护坡向前坍塌。
本工程选择部分代表性桥梁，对桥梁台前护坡内填土的压实度和含水量进行了测试。测试结果表明，护坡范围内土体压实度较低、含水率较大，同时护坡病害最严重的桥台压实度最低、含水率最大。
台前护坡坡度
根据现场测量，台前护坡坡度范围从1：0.97～1：5.03，既有第2类病害，又有第3类病害，表面上似乎坡度与护坡病害关系不大。然而在第3类病害中80%台前坡度小于1：1.5，说明台前护坡坡度与护坡病害有部分相关性。
桥台的桩基类型
本工程所涉及的病害桥台基本上为轻型桥台，桩基类型有40×40方桩、45×45方桩、D60PHC管桩、D60钻孔桩、D80钻孔桩。
桥台护坡加固方案
修复原则
1、桥台护坡修复的原则应当是技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。
2、针对不同的病害形式，分别采用不同的处治措施，恢复护坡对桥台和基础的保护功能。
3、修护方案应尽量减少对高速公路运营的影响。
修复方案
修复措施
根据护坡病害的调查分析，针对不同的病害现象，采取相应的处理方法，对症下药。
（1）对于脱空、凹陷、塌陷的病害现象，采用充填注浆（填土压实后注浆填充）的处理方法，处理范围为脱空处（搭板下及台盖梁下）或凹陷及塌陷处。
（2）对于土体压实度较低的病害现象，采用压密注浆(对现状土体注浆)的处理方法，处理范围为原地面以上，搭板下及护坡内土体。
（3）对于桩基表面裂缝的病害现象，采用表面涂刷的处理方法，处理范围为桩基裂缝上下各20cm范围。
（4）对于护坡表面轻微开裂的病害现象，采用表面局部修补、更换块石、重新勾缝的处理方法，处理范围为台前宽度范围内，护坡裂缝上下各1m范围。
（5）对于缺失、不满足设计图纸、护坡严重断裂的病害现象，采用重新进行护坡施工的处理方法，处理范围为台前及锥坡全范围。
修复方案
每一座病害橋台护坡总是存在多种病害现象，针对病害种类及结构形式，分别采用不同的修复方案组合。这些措施恢复了护坡的构造，增大了土体的密实度，改善了土体物理力学性质，能较好地解决目前的病害状态，对桥梁结构起到有效的防护作用，并能取得较好的外观效果。但注浆的同时增加了土体重量，对远期的沉降实际上有增大的趋势。
对临河较近的桥梁，还需进行部分河道疏浚的工作，河道疏浚后能保证桥台护坡的正常使用环境。
结语
桥梁病害调查分析
根据对相关基础资料的统计分析，研究认为台前填土高度高、台后沉降不稳定、距河道距离近、台前填土压实度低、填土含水量高、桩基采用小方桩、台前坡度不足，都是引发护坡病害的影响因素。
桥台护坡病害处理方案
由于桥台护坡病害暂时还未对结构正常使用造成危害，只要及时修补即能维持桥梁的正常使用。针对不同的病害形式，分别采用不同的处治措施，恢复护坡对桥台和基础的保护功能。
关键词：高速公路、桥头护坡、修复
Abstract: this paper puts forward the highway slope protection for disease comprehensive investigation and analysis method, and puts forward practical, reasonable, adjust measures to local conditions of the engineering measures to repair the economy.
Keywords: highway, the bridge to protect slope, recovery
中图分类号：U412.36+6文献标识码：A 文章编号：
前言
随着上海经济的迅猛发展，公路建设也有了飞跃的发展，为适应高速公路运营的需要，对高速公路养护也提出了更高的要求。某高速公路经4年左右时间使用，部分桥台护坡发生开裂、沉陷等病害。为消除桥梁安全隐患，使桥梁保持良好技术状态，延长桥梁使用寿命，对护坡护坡病害进行综合调查和分析，并因地制宜选择实用、合理、经济的工程措施进行修复。
护坡病害调查
护坡病害调查分为内业基础资料调查和外业基础资料调查。
内业基础资料调查
内业基础资料调查包括地址情况调查和图纸资料调查。
桥梁地质情况
通过对已建工程的地址资料调查，可以了解桥位处土层状况。
经调查，工程场地位于长江三角洲入海口东南前缘，其地貌均属于上海地区四大地貌单元中的滨海平原类型。桥位处存在较厚的淤泥质粉质粘土，属于典型的软土地基。
桥梁图纸资料
通过对已建工程的竣工图调查，可以了解到病害桥梁的桥台结构形式、桩基类型、填土高度等重要信息。
沉降观测资料
通过对养护部门的沉降观测资料调查，可以分析桥头沉降的发展趋势。本工程共收集到连续两年的有效观测资料。
外业基础资料调查与病害分类
外业基础资料调查
外业基础资料调查包括测量护坡裂缝宽度和深度、护坡坡脚距河道距离、台前填土压实度、填土含水量、护坡坡度等。
病害分类
从现场及测量情况，台前护坡均有不同程度的破损，根据护坡损坏程度分为以下三大类。
第1类：浆砌块石护坡缺失
第2类：护坡轻微横向开裂及局部凹陷（局部凹陷不超过10cm）
这类病害表现为护坡表面开裂、砌缝砂浆风化，在现场开裂、凹陷处开挖后，发现护坡内部填土并未形成或仅局部空洞。
第3类：护坡严重横向断裂及塌陷（塌陷深度超过20cm）
对于这一类护坡，逐一进行检查，对破损严重部位局部开挖，检查完毕后及时回填。检查发现，护坡内土体普遍沉降脱空，护坡表面浆砌块石严重断裂，部分桥台台前护坡坡面有滑移现象。
其中第2类病害占主要多数，约65％，第3类病害约占25％。
护坡病害分析
土体沉降
沉降成因
（1）地基土质不良
上海地区是典型的软土地区，工程沿线的地质情况也表明存在较厚的软弱土层。由于软土一般都具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性强和抗剪强度低等特点，在软土上填筑路基，便极易产生沉降（包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降）。同时，桥头路基填筑高度较其它地段大，产生基底应力相对较大，更易引起地基沉降。由于台后与台前土体相互贯通，台后土体的沉降也会对台前产生一定影响。
（2）土体压缩变形
因靠近河岸，通常桥台前护坡土体含水量较高，存在一定的孔隙率，施工中也难以将填料颗粒间的孔隙完全消除，压实度往往较低。道路运营过程中，在土体自重及车辆荷载共同作用下，其孔隙率逐渐降低，土体逐渐压自密，便会在一定期限内产生沉降量。虽然台前填土高度相对台后低，但仍会发生一定的自密沉降。据调查从竣工至今，已多次对桥台后道路接坡进行加罩处置，而台前护坡并未采取任何补强或加固措施。
（3）土体沉降影响计算
为验证土体沉降对护坡产生的影响，本工程选取填土高度适中但护坡破坏较为严重的桥梁进行沉降计算。计算采用分层总和法，压缩层的厚度，按附加应力与自重应力之比为0.1控制，地质资料参考原勘察资料。计算结果与现场沉降接近，进一步论证了计算结果。
由于深层地基和填土路基土体沉降，造成台前护坡内土体下沉，护坡薄弱处出现裂缝及沉陷。并且根据理论计算，基准期内仍存在沉降，因此该影响将长期持续存在。
台前填土高度分析
填土高度越高，对地基的附加应力就越大，同时土体内可压缩空间就越大。本工程对护坡台前填土高度进行统计。经统计，第3类病害护坡的桥台，台前填土高度均大于1m，且平均填土高度为最高，因此台前填土高度与护坡病害有一定相关性。
台后沉降状况分析
根据收集到的台后沉降测量资料，筛选有效测量点进行沉降分析。通过对相对完整有效的桥头沉降测量资料的整理，将桥头沉降速率与沉降时间（月）绘制成沉降速率曲线表。经过分析，桥头沉降特征可分为3种类型：
第一种“总体收敛，沉降趋缓”。各桥头沉降速率呈现收敛趋势，且沉降速率已降至1毫米/月以下。
第二种“沉降速率波动大”。各桥头沉降速率上下波动，其中三处桥头最后一次有效观测计算的沉降速率大于1毫米/月。
第三种“近期沉降速率增大”。各桥头在近1年半时间出现加速沉降的趋势，其中两处桥头最后一次有效观测计算的沉降速率大于1毫米/月。
根据统计结果，第3类病害的护坡，多数为桥台后“沉降速率波动大”一类。
土体滑移
台前护坡临近河岸，地下水位较高，当河道有淤积时，护坡及坡脚均浸泡在水中。护坡内土体随着含水量增加，土体抗剪强度显著降低，加之部分护坡坡面较陡，前脚趾未按设计图纸施工，不能有效抵抗台前土体的滑移，造成台前护坡向前坍塌。
护坡坡脚距河岸距离
坡脚距离河岸的距离，影响到护坡内土体的含水量，而土体含水量的高低与护坡病害也有密切的关系。经统计，护坡严重横向断裂及塌陷的桥台的护坡坡脚距河道距离大部分在4m以内，距河岸相对较近。因此护坡坡脚距河道距离与护坡病害有一定相关性。
台前填土压实度及含水量
桥台前填土较难压实，在自重和车辆荷载的作用下，土体内孔隙率逐渐降低，密实度逐渐增大，产生沉降。另外如果护坡内含水量如果较高，土体抗剪强度会显著降低，不能有效抵抗土体的滑移，造成护坡向前坍塌。
本工程选择部分代表性桥梁，对桥梁台前护坡内填土的压实度和含水量进行了测试。测试结果表明，护坡范围内土体压实度较低、含水率较大，同时护坡病害最严重的桥台压实度最低、含水率最大。
台前护坡坡度
根据现场测量，台前护坡坡度范围从1：0.97～1：5.03，既有第2类病害，又有第3类病害，表面上似乎坡度与护坡病害关系不大。然而在第3类病害中80%台前坡度小于1：1.5，说明台前护坡坡度与护坡病害有部分相关性。
桥台的桩基类型
本工程所涉及的病害桥台基本上为轻型桥台，桩基类型有40×40方桩、45×45方桩、D60PHC管桩、D60钻孔桩、D80钻孔桩。
桥台护坡加固方案
修复原则
1、桥台护坡修复的原则应当是技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。
2、针对不同的病害形式，分别采用不同的处治措施，恢复护坡对桥台和基础的保护功能。
3、修护方案应尽量减少对高速公路运营的影响。
修复方案
修复措施
根据护坡病害的调查分析，针对不同的病害现象，采取相应的处理方法，对症下药。
（1）对于脱空、凹陷、塌陷的病害现象，采用充填注浆（填土压实后注浆填充）的处理方法，处理范围为脱空处（搭板下及台盖梁下）或凹陷及塌陷处。
（2）对于土体压实度较低的病害现象，采用压密注浆(对现状土体注浆)的处理方法，处理范围为原地面以上，搭板下及护坡内土体。
（3）对于桩基表面裂缝的病害现象，采用表面涂刷的处理方法，处理范围为桩基裂缝上下各20cm范围。
（4）对于护坡表面轻微开裂的病害现象，采用表面局部修补、更换块石、重新勾缝的处理方法，处理范围为台前宽度范围内，护坡裂缝上下各1m范围。
（5）对于缺失、不满足设计图纸、护坡严重断裂的病害现象，采用重新进行护坡施工的处理方法，处理范围为台前及锥坡全范围。
修复方案
每一座病害橋台护坡总是存在多种病害现象，针对病害种类及结构形式，分别采用不同的修复方案组合。这些措施恢复了护坡的构造，增大了土体的密实度，改善了土体物理力学性质，能较好地解决目前的病害状态，对桥梁结构起到有效的防护作用，并能取得较好的外观效果。但注浆的同时增加了土体重量，对远期的沉降实际上有增大的趋势。
对临河较近的桥梁，还需进行部分河道疏浚的工作，河道疏浚后能保证桥台护坡的正常使用环境。
结语
桥梁病害调查分析
根据对相关基础资料的统计分析，研究认为台前填土高度高、台后沉降不稳定、距河道距离近、台前填土压实度低、填土含水量高、桩基采用小方桩、台前坡度不足，都是引发护坡病害的影响因素。
桥台护坡病害处理方案
由于桥台护坡病害暂时还未对结构正常使用造成危害，只要及时修补即能维持桥梁的正常使用。针对不同的病害形式，分别采用不同的处治措施，恢复护坡对桥台和基础的保护功能。