楊友國

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司)

1 工程概況

某段高速公路TJ-C合同段起于K26+400，止于K33+400，路線長 7 km。雙向四車道高速公路，行車速度80 km/h;整體式路基寬度24.5 m、分離式路基寬度12.25 m，荷載等級公路Ⅰ級;隧道建筑限界:凈寬2×10.25 m;設(shè)計(jì)洪水頻率:特大橋1/300，大中小橋、涵洞及路基1/100。本段塘灣隧道，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是控制工期工程，也是本標(biāo)段內(nèi)的關(guān)鍵工程。本標(biāo)段路基、橋梁按常規(guī)設(shè)計(jì)施工。路基:在挖方高邊坡段落，開挖時(shí)應(yīng)至上而下分層開挖，機(jī)械不能作業(yè)的部位采用人工作業(yè);邊坡部分(1～2 m)采用光面爆破，以確保邊坡穩(wěn)定。放線測量要“勤、準(zhǔn)”，控制好邊坡位置和坡率。

K29+400橋梁引道地段最大累計(jì)沉降量達(dá)到178 mm(西南角ZY1點(diǎn))，特別是在4月28日和5月3日先后兩次的觀測期間，出現(xiàn)了沉降73 mm的過程(5 d內(nèi)的沉降速率達(dá)到14.6 mm/d)。經(jīng)勘察分析沉降的主要原因:2009年11月27日及2010年4月30日，與K29+400橋梁引道地段相鄰的水管先后兩次發(fā)生斷裂，大量帶壓力的水沖刷K29+400地段基礎(chǔ)，將部分換填層沖刷至其下部的塊石層以及基礎(chǔ)外側(cè)的填土層、塊石層中，從而引起地基的下沉。

2 公路橋梁沉降段路基路面的施工優(yōu)化設(shè)計(jì)

本工程采用雙液(水泥+水玻璃.膨脹劑)壓力注漿處理方案可行。通過注漿泵將水泥漿用一定壓力注入地基填土層、碎石層及塊石層中，水玻璃可控制漿液流失并快速固結(jié)，在雙液中加入適量的YL-UEA混凝土膨脹劑。膨脹劑與水泥的水化反應(yīng)生成硫鋁酸鈣能產(chǎn)生適度膨脹，抵償水泥漿的收縮。生成的陣棒狀晶體可以有效堵塞空隙，降低滲透系數(shù)，提高整個建筑物周邊地基承載力及穩(wěn)定性，防止地表水滲透、減少基礎(chǔ)持力層的流失及壓縮，從而達(dá)到控制地基沉降。

3 公路橋梁沉降段路基路面的施工工藝

3.1 注漿孔布設(shè)

根據(jù)設(shè)計(jì):在K29+400橋梁引道地段四周距離軸線3.5 m(西側(cè)A區(qū))～4.5 m(南側(cè)B區(qū))處布設(shè)第一排注漿孔(最外側(cè))，采用Φ108 mm鉆孔開孔至老土層，老土層以下?lián)Q用Φ91 mm鉆孔直至終孔。

由外向內(nèi)依次施工3～4排注漿孔(場地受限部位為1～2排)，縱橫間距1 m×1 m，梅花狀排列布置，鉆孔平均深度約13.0 m(標(biāo)高180.00～193.00 m)。最內(nèi)側(cè)的一排注漿孔距離建筑物軸線1.5 m，盡可能斜向基礎(chǔ)底面延伸，以達(dá)到最佳處理效果。

在K29+400地段西兩側(cè)距離軸線1.5 m處各布設(shè)一排注漿孔，采用Φ108 mm鉆孔開孔至老土層，老土層以下?lián)Q用Φ91 mm鉆孔直至終孔。注漿孔間距1 m，鉆孔平均深度約13.0 m(標(biāo)高180.00m～193.00 m)。所有鉆孔深度以鉆入原狀土3 m為準(zhǔn)，平均孔深約為13.0 m(標(biāo)高180.00～193.00 m)。注漿過程中將根據(jù)注漿量的多少，適當(dāng)調(diào)整孔深。

3.2 成孔

采用鉆探成孔，開孔口徑Φ108 mm，終孔口徑不小于Φ91 mm。施工順序先外排后內(nèi)排，內(nèi)排孔需向墻體方向傾斜100～120，其他孔應(yīng)鉛直成孔。采用跳孔間隔施工。為保證孔壁的滲透性能，清水鉆進(jìn)。如垮塌嚴(yán)重，需采用套管護(hù)壁跟管鉆進(jìn)。應(yīng)控制泥漿濃度、保證孔內(nèi)干凈，方可下入注漿管進(jìn)行注漿。

注漿孔成孔應(yīng)小壓力水量鉆進(jìn)，防止施工中鉆探水壓力過大，加速地基的下沉。成孔深度按設(shè)計(jì)要求為13.0 m(180.00 m)。現(xiàn)場應(yīng)根據(jù)地層實(shí)際情況調(diào)整，保證進(jìn)入原狀土3.0 m。施工要與有關(guān)部門銜接，將地埋管線具體位置標(biāo)示出來，避免在施工中破壞已有設(shè)施。

3.3 下注漿篩管

注漿篩管采用Φ25 mm鍍鋅管(亦可采用PPR管作篩管)，在篩管底部2 m交錯鉆4 mm小孔4排，底部密封。鉆探成孔后，即下入注漿篩管，且下至距孔底部0.2 m左右，上部與套管緊密連接。即分別下入通氣管和長篩管各1根，通氣管長約2 m，長篩管下至孔底。

3.4 止?jié){塞

注漿管下至設(shè)計(jì)位置后，在孔口沿注漿管四周倒入配置好的水泥砂漿(摻適量水玻璃)，以控制在地面以下1.5 m左右，適當(dāng)搗實(shí)。待其達(dá)到一定強(qiáng)度后開始注漿，確保在注漿時(shí)上部止?jié){塞有可靠的密封性。鉆探下套管的注漿孔，套管應(yīng)下到建筑物基礎(chǔ)以上部位。套管周圍以素砼密封。

3.5 制漿

雙液的配置質(zhì)量好壞直接影響注漿質(zhì)量的效果，施工中應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)操作規(guī)程，深刻領(lǐng)會設(shè)計(jì)意圖。水玻璃及膨脹劑的摻量應(yīng)通過試驗(yàn)達(dá)到最佳效果。

制漿配比∶水泥∶水∶水玻璃 =1∶0.5∶0.005，(內(nèi)摻 YLUEA膨脹劑8%，須經(jīng)試驗(yàn)確定)。原材料:郴王水泥廠生產(chǎn)的P.O 32.5(R)普硅水泥、符合要求的清水、水玻璃、YLUEA膨脹劑。水灰比根據(jù)現(xiàn)場施工情況適時(shí)調(diào)整，漿液濃度從稀逐步至濃。

1-制漿池 2-水塔 3-沉淀池 4-泥漿池 5-出口循環(huán)槽6-泥漿泵進(jìn)漿管 7-鉆孔 8-護(hù)筒 9-出漿槽 10-閥門泥漿(正)循環(huán)系統(tǒng)布置示意圖

配制過程:在攪漿桶內(nèi)加入定量的水，開動攪漿機(jī)加入所需水泥及按設(shè)計(jì)用量的膨脹劑，攪拌時(shí)間≥5 min。攪拌好后經(jīng)篩濾轉(zhuǎn)入儲漿桶中備用。注漿前摻入速凝劑，攪拌1 min后立即進(jìn)行注漿，以免出現(xiàn)堵塞。漿液配制:采用直徑1 m、高1 m的鐵桶，每次制漿0.5 m3。先在桶中加入0.7 m深的清水，再加入水泥5包和膨脹劑20 kg，充分?jǐn)嚢琛?/p>

3.6 注漿

采用JCB-100/5或BW-250型活塞式水泵，單管或雙管注漿法(不垮孔孔段采用單管)，注漿順序先下后上。

注漿前先用清水清洗鉆孔，然后用高壓膠管連接孔內(nèi)長注漿篩管及注漿機(jī)(短注漿篩管暫時(shí)封堵)，啟動注漿機(jī)，將攪制好的水泥漿泵入注漿孔內(nèi)。隨著泵入的水泥漿量增加，將孔內(nèi)多余的積水由出氣管返出地表，待出氣管有少量的水泥漿液流出時(shí)，將出氣管封堵，此時(shí)整個孔內(nèi)形成一個密室。水泥漿液在壓力作用下，通過篩眼噴出滲入土層中，隨著注入量的增加，注漿機(jī)上的壓力表隨之上升，注漿壓力控制按從小到大，水泥漿由稀至濃的原則，當(dāng)注漿壓力達(dá)到2～2.5 MPa時(shí)(壓力控制先小后大，終注壓力達(dá)到2.5～3.0 MPa)，保持20 min左右換壓和回壓時(shí)間方可結(jié)束長篩管的注漿。

封堵長注漿篩管，連接好短注漿篩管，按長注漿篩管注入法進(jìn)行回填土層中的壓力注漿。注漿壓力視實(shí)際情況而定，一般控制在 1.5～2.0 MPa，局部可達(dá) 3.0 MPa，保持20 min左右換壓和回壓時(shí)間方可結(jié)束整個單孔的注漿工作。

如部分注漿孔存在上部回填土松散冒漿時(shí)，先暫停注漿1～2 h，待水泥漿初凝后，再進(jìn)行二次壓漿。對內(nèi)排傾斜的注漿孔，采用大泵壓濃漿液持續(xù)進(jìn)行。整個注漿工作完成、待水泥漿初凝后，及時(shí)拔出孔內(nèi)套管和篩管以便循環(huán)使用。

3.7 注漿深度的控制

注漿深度設(shè)計(jì)為4～13 m段(標(biāo)高180.00～189.00 m)，成孔后下套管至地面(標(biāo)高193.00 m)以下4 m，注漿管篩孔亦留4 m不鉆孔。

3.8 注漿效果的檢測

在完成整個一區(qū)后，選擇2～3個位置進(jìn)行抽芯檢查。檢測注漿處理后復(fù)合地基土層的膠結(jié)情況及地基承載力。檢測孔再次注漿封孔。整個項(xiàng)目的效果檢測需在施工完后，結(jié)合沉降觀測等資料綜合全面評估。

4 結(jié)束語

公路橋梁路基路面的施工技術(shù)對公路橋梁的使用性能和壽命都有直接的關(guān)系。所以要在具體施工中嚴(yán)把技術(shù)關(guān)，針對不同情況采用不同的施工技術(shù)。修建穩(wěn)定性好、質(zhì)量過硬的路基路面。

［1］王道峰.徐美娟.高速公路路橋過渡段橋頭跳車現(xiàn)象研究的分析［J］. 常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，22(4):13-15.

［2］張寧.季凍區(qū)高等級公路橋頭路堤沉降處治的效果分析［M］.吉林:東北林業(yè)大學(xué)，2002.

［3］王末順.北方冰凍地區(qū)高等級公路橋頭跳車允許工后沉降值的研究［M］.吉林:東北林業(yè)大學(xué)，2002.