蔣洪松

(廣西路橋工程集團(tuán)有限公司道橋分公司，廣西 南寧 530011)

0 引言

橋頭跳車(chē)問(wèn)題在廣西等南方地區(qū)的公路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中都較為常見(jiàn)，該問(wèn)題也是工程界歷來(lái)關(guān)注的技術(shù)難題之一，對(duì)公路使用性能、行車(chē)安全以及后期養(yǎng)護(hù)都有嚴(yán)重不良影響。造成橋頭跳車(chē)的原因主要是橋頭臺(tái)背回填處出現(xiàn)不均勻沉降所致，從以往實(shí)踐看，采用注漿加固法能比較經(jīng)濟(jì)、有效地緩解該問(wèn)題。武平高速(S52)為廣西“十一五”規(guī)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目，2012年8月開(kāi)工建設(shè)，2015-12-29正式通車(chē)，主線(xiàn)共長(zhǎng)197 km，連線(xiàn)長(zhǎng)63.348 km，路面路寬26 m。2017年9月，發(fā)現(xiàn)馬平段243 km+700 m小橋涵橋臺(tái)臺(tái)背填筑砂礫結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重?fù)p壞，橋頭跳車(chē)問(wèn)題嚴(yán)重。該標(biāo)段范圍內(nèi)臺(tái)背填筑材料為砂礫石，壓實(shí)度要求≥96%，通過(guò)不同深度處鉆探取樣，發(fā)現(xiàn)路基施工壓實(shí)度不足是導(dǎo)致橋頭跳車(chē)問(wèn)題的基本原因，為提高路基密實(shí)度，分析論證后擬用注漿加固法對(duì)臺(tái)背回填進(jìn)行處理，以最大限度緩解跳車(chē)問(wèn)題，本文具體就該注漿加固處治措施進(jìn)行粗淺探討。

1 注漿材料及配合比設(shè)計(jì)

注漿加固的機(jī)理是漿液在一定壓力作用下，利用其流淌性擴(kuò)散、滲入到松散的橋背回填料中，就地固結(jié)后在回填體里形成新的、強(qiáng)度更大的、化學(xué)穩(wěn)定性更好的復(fù)合地基結(jié)構(gòu)體，進(jìn)而提升橋背回填體的密實(shí)度、強(qiáng)度和承載力，達(dá)到治理橋頭跳車(chē)的目的。因此，對(duì)注漿加固工程而言，注漿材料的選擇是關(guān)鍵而基礎(chǔ)的一環(huán)。在實(shí)踐中，應(yīng)結(jié)合填料性狀合理選擇注漿材料。本標(biāo)段范圍內(nèi)橋梁臺(tái)背填筑材料為砂礫石，因此注漿材料選用水泥漿液，水泥為32.5R普通硅酸鹽，注漿用水為自來(lái)水，Ⅱ級(jí)粉煤灰，為提高漿液早期強(qiáng)度，擬參配減水劑及速凝劑作為外加劑。經(jīng)試驗(yàn)表明，當(dāng)水∶水泥∶粉煤灰=1.2∶1∶0.5時(shí)，按水泥用量添加1.5%減水劑+4%速凝劑，水泥漿初凝、終凝時(shí)間分別可達(dá)到20 min、180 min，灌漿體0.5 d、7 d養(yǎng)生期的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)到1.4 MPa、4.5 MPa(曲線(xiàn)圖詳見(jiàn)圖1～3)，從而可以很好地滿(mǎn)足快速施工的要求，故本次注漿加固處理采用如上配合比作為施工參考。

圖1 速凝劑摻量與凝結(jié)時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)圖

圖2 水泥立方體抗壓強(qiáng)度隨齡期變化曲線(xiàn)圖

圖3 水泥穩(wěn)定砂礫的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與速凝劑摻量關(guān)系曲線(xiàn)圖

2 壓力注漿參數(shù)的確定

3 注漿加固施工技術(shù)要點(diǎn)

在實(shí)際施工中，注漿加固基本工藝流程如下圖4所示，三通一平和定位放樣等常識(shí)性工作不再贅述，其中一些主要工序注意要點(diǎn)如下：

圖4 注漿施工工藝流程圖

3.1 鉆進(jìn)成孔

鉆進(jìn)成孔作業(yè)是注漿加固的基礎(chǔ)工作，其質(zhì)量好壞直接影響到注漿作業(yè)能否順利完成。本程路段采用XY-1型油壓鉆機(jī)無(wú)水干鉆成孔，鉆進(jìn)順序先邊后中，鉆進(jìn)速度采取“輕壓、中速、短回次”的方法，始入土?xí)r速度先慢后快，入土深度≥0.5 m后常速鉆進(jìn)，每孔孔徑≥75 mm。此外，鉆進(jìn)施工中一旦孔位發(fā)生大偏差將直接影響到鉆孔質(zhì)量，因此須做好測(cè)量復(fù)查工作以確保偏差在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以?xún)?nèi)。鉆孔完成后，嚴(yán)格按規(guī)范要求以設(shè)計(jì)值為參照對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，確?？讖?、孔深、孔型、成孔傾斜度等均合格達(dá)標(biāo)，如：孔位偏差≤10 cm，成孔傾斜度不大于孔深的1%，否則需返工修復(fù)。

3.2 封孔

成孔后按照順時(shí)針?lè)较蜉p緩插入鋼花管，一次性放置到設(shè)計(jì)深度，注漿管路面外露≥20 cm以便連接橡膠管。在注漿管孔口以下50 cm處以塑料袋做10 cm封圈，從孔頂注入水泥砂漿將注漿管與孔壁處空隙進(jìn)行密封并插搗密實(shí)，以達(dá)到快速封孔的效果。封孔養(yǎng)護(hù)時(shí)間以48 h為宜，若時(shí)間太長(zhǎng)水泥砂漿凝固收縮后會(huì)與孔壁之間形成裂痕，進(jìn)而在注漿作業(yè)時(shí)在裂縫影響下發(fā)生冒漿問(wèn)題。

3.3 注漿

注漿作業(yè)是最關(guān)鍵、重要的工序，必須嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。注漿時(shí)先進(jìn)行邊緣帷幕注漿再進(jìn)行臺(tái)背注漿，以便在臺(tái)背周邊形成一個(gè)止?jié){帷幕，從而有效避免漿液從周邊串流，邊緣帷幕注漿72 h后方可行臺(tái)背注漿。正式注漿前，先選擇兩個(gè)孔作為試驗(yàn)孔，為其他注漿孔的順利注漿提供參照。施工實(shí)踐中，橋頭過(guò)渡段臺(tái)背填料加固一般采用一次鉆孔注漿方式，以免因過(guò)大壓力造成臺(tái)背填土的裂縫病害，反而影響注漿效果。本工程原擬定采用一次鉆孔注漿方式，注漿壓力取0.1～0.5 MPa。但試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在0.5 MPa注漿壓力下多部位(路面3 m范圍內(nèi)、臺(tái)前放坡、錐坡漿砌護(hù)面伸縮縫等)出現(xiàn)嚴(yán)重的竄冒漿問(wèn)題，嚴(yán)重影響注漿施工的順利進(jìn)行。對(duì)此，經(jīng)技術(shù)分析后決定將注漿工藝進(jìn)行調(diào)整，即先在原設(shè)計(jì)孔位2～3 m段以0.1～0.2 MPa低壓注漿充填上部孔隙，待漿液初凝達(dá)到一定的強(qiáng)度后再在原孔二次鉆孔至設(shè)計(jì)深度行二次注漿，如此通過(guò)分段注漿有效緩解了臨孔竄冒漿問(wèn)題。但此方式也出現(xiàn)了一個(gè)新問(wèn)題，注漿壓力達(dá)到0.5 MPa時(shí)搭板范圍內(nèi)依然狀態(tài)穩(wěn)定，但素混凝土墊層和水泥穩(wěn)定碎石層于0.2 MPa注漿壓力時(shí)就出現(xiàn)了抬動(dòng)變形問(wèn)題。鑒于此，決定對(duì)鋼筋混凝土搭板范圍內(nèi)采用一次鉆孔注漿，注漿壓力為0.1～0.2 MPa，搭板外采用二次注漿方式，填筑體上部2～3 m段注漿壓力為0.1～0.2 MPa，填筑體2～3 m以下段注漿壓力為 0.3～0.5 MPa，當(dāng)注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要求或注漿壓力達(dá)到止?jié){標(biāo)準(zhǔn)時(shí)即可終止注漿，穩(wěn)壓時(shí)間≥3 min。此外，要保證注漿質(zhì)量，注漿過(guò)程中還要適時(shí)靈活地調(diào)整漿液配合比，本工程中實(shí)驗(yàn)室推薦配比

為水∶水泥∶粉煤灰=1.2∶1∶0.5，施工中在不同注漿壓力下對(duì)主灌配合比做了相應(yīng)調(diào)整，0.1～0.2 MPa注漿壓力(一次注漿)下仍按照實(shí)驗(yàn)室推薦配比，而0.3～0.5 MPa注漿壓力(二次注漿)下配合比調(diào)整為水：水泥：粉煤灰=1.5∶1∶1.5。此外，為預(yù)防注漿施工中出現(xiàn)冒漿、串漿、吸漿量特大等質(zhì)量通病，可采取調(diào)整注漿壓力、限量、間歇注漿、地面封堵以及變級(jí)輪灌等方法進(jìn)行質(zhì)量預(yù)控。

4 結(jié)語(yǔ)

橋頭跳車(chē)問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)都是工程界的技術(shù)頑疾，本次對(duì)馬平段243 km+700 m小橋涵臺(tái)背進(jìn)行注漿加固后，鉆探取芯結(jié)果表明，水泥漿在所有進(jìn)行注漿加固處理的臺(tái)背填土中滲透情況良好，再次通車(chē)后橋頭段行車(chē)順暢，跳車(chē)沉降問(wèn)題得到明顯改善，表明臺(tái)背注漿加固技術(shù)對(duì)緩解橋頭跳車(chē)現(xiàn)象經(jīng)濟(jì)、有效，值得推廣。另一方面也要認(rèn)識(shí)到，當(dāng)前從根本上解決跳車(chē)問(wèn)題仍比較困難，而國(guó)內(nèi)外的相關(guān)調(diào)查表明，各國(guó)每年為處理橋頭跳車(chē)而產(chǎn)生的維修費(fèi)用巨大，有數(shù)據(jù)顯示我國(guó)每年在這方面所花費(fèi)用達(dá)1億元以上，因此要加強(qiáng)施工中的預(yù)防治理，以促進(jìn)路橋建設(shè)事業(yè)登上新臺(tái)階。