周 森

（ 中鐵十八局集團(tuán)有限公司，天津 300222）

云貴高原及其周邊地區(qū)為主的高海拔地區(qū)，地處于我國(guó)西南部，具有冬季氣溫低、日溫差大、年溫差小、日照長(zhǎng)、輻射強(qiáng)、干濕季分明、多大風(fēng)等氣候特點(diǎn)[1]。 該區(qū)域的薄層混凝土常出現(xiàn)開(kāi)裂等病害。

1 設(shè)計(jì)情況

D3K439 + 598—DK440 + 996 段 路 基， 長(zhǎng)326.581 m（D3K439 +728.581 =DK440 +800，短鏈1 071.419 m），設(shè)計(jì)為路基面以下挖除松動(dòng)體后采用不小于200 mm厚的C25 混凝土填筑，軌道采用CRTSⅠ型雙塊式無(wú)砟軌道， 道床板現(xiàn)場(chǎng)澆筑， 厚260 mm，道床板下全部設(shè)置C35 鋼筋混凝土底座，厚300 mm。 D3K439 +567.75—D3K439 +598、DK440 +996—DK441 +000.25 為路橋過(guò)渡段。

本段路基按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行巖溶整治，一期巖溶整治共設(shè)計(jì)先導(dǎo)探灌孔10 孔，孔深5 ～12 m，其中有3 個(gè)鉆孔揭示溶洞。 為充填溶洞，溶洞規(guī)模為0.8 ～0.9 m，現(xiàn)場(chǎng)平均注漿系數(shù)為0.48 m/m3；根據(jù)一期鉆孔情況，二期巖溶整治設(shè)計(jì)注漿孔12 個(gè)，孔深5 ～9 m， 鉆 孔 未 見(jiàn) 溶 洞， 平 均 注 漿 系 數(shù)0.23 m/m3。 經(jīng)檢測(cè)單位檢測(cè)，達(dá)到巖溶整治效果。

2 施工情況

D3K439 +598—DK440 +996 段路基混凝土基床表層于2015 年10 月23 日開(kāi)始對(duì)基面以下松散體進(jìn)行清理，清理干凈后用水進(jìn)行沖洗，2015 年11月11 日開(kāi)始澆筑找平層混凝土，橫向全幅一次澆筑成型，縱向每30 m設(shè)置橫向伸縮縫一道，縫寬2 cm。

因基巖面高低起伏，在澆筑前先對(duì)坑洼地段采用同級(jí)混凝土進(jìn)行找平后再模筑表層混凝土，混凝土澆筑厚度在0.3 ～1.0 m之間。 2015 年11 月28日該段路基找平層混凝土澆筑完成，2016 年3 月底找平層混凝土表面出現(xiàn)縱向裂紋。

3 路基基床混凝土開(kāi)裂原因分析

3.1 地質(zhì)情況分析

該段路基為弱風(fēng)化的硬質(zhì)巖路塹，下伏基巖為灰?guī)r、灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r夾泥質(zhì)白云巖，表層節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層呈片狀，較破碎。

3.2 沉降觀測(cè)與評(píng)估

該段路基埋設(shè)有自動(dòng)沉降記錄儀，通過(guò)連續(xù)的沉降觀測(cè)及針對(duì)該段路基加密觀測(cè)對(duì)比[2]，發(fā)現(xiàn)沉降數(shù)據(jù)在-1.01 ～0.8 mm區(qū)間，與歷史觀測(cè)成果基本吻合（見(jiàn)表1）。

3.3 內(nèi)外力作用

該段路基位于云貴高原，當(dāng)?shù)囟練鉁氐?、日溫差大、輻射?qiáng)，施工期為濕季、多大風(fēng)。 混凝土內(nèi)里作用為開(kāi)裂原因之一[3]。 混凝土找平層于2015年11 月28 日全部澆筑完成。 2015 年12 月10 日開(kāi)始放行小型車(chē)輛，禁止大型載重車(chē)輛行駛。 2015年12 月12 日該段路基開(kāi)始通行運(yùn)架梁一體機(jī)及其他施工機(jī)械。 開(kāi)放交通較早是導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂的主要因素之一。

表1 隨機(jī)抽測(cè)加密點(diǎn)沉降結(jié)論與連續(xù)沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)比較

3.4 發(fā)展趨勢(shì)及后果

整段路基橫向裂縫有20 道，縱向不規(guī)則裂縫5道，基本位于線路中心線位置。 裂紋平均寬度2 mm，最大寬度5 mm。 2016 年9 月19 日，在混凝土基床表層開(kāi)裂裂縫橫縱交匯點(diǎn)及裂縫縫寬較大位置分別進(jìn)行了鉆芯取樣，芯樣顯示裂縫已經(jīng)貫穿整個(gè)混凝土基床表層，縫寬約2 ～5 mm，混凝土基底均為基巖，巖性為灰?guī)r，基底未見(jiàn)虛碴，基底亦未見(jiàn)下伏基巖有明顯開(kāi)裂現(xiàn)象。 為驗(yàn)證發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)行貼片觀測(cè)，結(jié)果顯示裂紋未發(fā)展（見(jiàn)表2）。

表2 裂紋貼片觀測(cè)數(shù)據(jù)比較

該段路基混凝土找平層開(kāi)裂的主要原因在于混凝土溫度應(yīng)力導(dǎo)致，混凝土因溫度應(yīng)力在內(nèi)部產(chǎn)生毛細(xì)裂紋后，在動(dòng)荷載的反復(fù)作用下導(dǎo)致裂縫不斷發(fā)展延伸。 根據(jù)近一年的觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，該段路基未發(fā)生異常沉降，表明該段路基處于穩(wěn)定狀態(tài)?；炷琳移綄映a(chǎn)生縱向及個(gè)別橫向裂紋外，未發(fā)現(xiàn)找平層混凝土有壓碎現(xiàn)象，表明找平層混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足承載力要求，不會(huì)對(duì)后續(xù)軌道結(jié)構(gòu)造成危害。

4 混凝土裂縫的整治舉措

4.1 整治方法及措施

對(duì)混凝土裂縫擬采用化學(xué)注漿，即環(huán)氧樹(shù)脂封閉法進(jìn)行處理[4]。

4.2 整治過(guò)程

（1）清表 人工清理表面灰塵，并采用高壓風(fēng)清除裂縫內(nèi)雜物，為電錘打孔做好準(zhǔn)備。

（2）鉆孔 沿裂縫長(zhǎng)度方向正對(duì)裂縫鉆設(shè)注漿孔，鉆孔孔徑φ18 mm，孔距40 cm，孔深以鉆至基巖面為準(zhǔn)，鉆孔完成后使用高壓風(fēng)將周邊鉆碴清理干凈。 由于裂縫發(fā)展走向不規(guī)則，為保證漿液在裂縫內(nèi)的流動(dòng)，保證漿液充填效果，在裂縫彎折部位增設(shè)加密注漿孔（見(jiàn)圖1）。

（3）注漿 采用高壓灌注堵漏機(jī)進(jìn)行壓灌注漿液[5]，灌注順序?yàn)閺慕Y(jié)構(gòu)立面由下坡往上坡灌注，依次向前進(jìn)行，灌漿從裂縫的一個(gè)端頭開(kāi)始向另一端逐步進(jìn)行。 將漿液從注漿管中注入混凝土裂縫，直到壓不進(jìn)為止（ 注入率≤0.01 L/min） 隨即關(guān)閉閥門(mén)，待材料完全固化即可去除注漿針頭（見(jiàn)圖2）。

圖1 鉆孔平面位置圖

圖2 騎縫鉆孔及注漿剖面圖

（4） 修復(fù) 確保漿液完全固化后，剔除注漿管頭，用RF-6 粘合劑、防水砂漿封堵注漿孔，并做好修飾和復(fù)查[6]。

（5）打磨 打磨工作須在前期工作做好，符合質(zhì)量要求的情況下進(jìn)行，保持混凝土表面打磨光滑、平整[7]，然后用SK-02 及JS -981 等材料進(jìn)行表面裝飾工作的處理以便達(dá)到質(zhì)量要求和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 施工驗(yàn)證

施工效果采取鉆芯法進(jìn)行結(jié)論驗(yàn)證。 沿裂縫每10 m長(zhǎng)度隨機(jī)選取一處，長(zhǎng)度不足10 m裂縫每4 條選取一處進(jìn)行取芯驗(yàn)證，保證取芯驗(yàn)證率不小于整治裂縫長(zhǎng)度的25%。 用取芯機(jī)安裝100 mm的鉆頭，騎縫鉆至基巖，觀察到芯樣裂紋處漿液飽滿(mǎn)，滿(mǎn)足注漿要求[8]。

5 結(jié) 語(yǔ)

新建成貴鐵路D3K439 +598—DK440 +996 段路基找平層開(kāi)裂的原因是混凝土溫度應(yīng)力和外力綜合作用導(dǎo)致，混凝土因溫度應(yīng)力在內(nèi)部產(chǎn)生毛細(xì)裂紋后，在動(dòng)荷載的反復(fù)作用下導(dǎo)致裂縫不斷發(fā)展延伸。 但混凝土找平層除產(chǎn)生縱向及個(gè)別橫向裂紋外，未發(fā)現(xiàn)找平層混凝土有壓碎現(xiàn)象表明，找平層混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足承載力要求，不會(huì)對(duì)后續(xù)軌道結(jié)構(gòu)造成危害。 采取騎縫注漿措施后，滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)使用要求。 受西南地區(qū)氣候及地質(zhì)影響，建議西南地區(qū)鐵路設(shè)計(jì)減少路基找平層設(shè)計(jì)或采取加筋等防裂措施。