荊克林 (安徽省交通控股集團(tuán)有限公司養(yǎng)護(hù)管理中心,安徽 合肥 230001)
縱向裂縫多發(fā)生在硬路肩與行車道處,縱縫長(zhǎng)度100m~300m,裂縫寬度4cm~6cm,同時(shí)部分裂縫存在約2cm~3cm內(nèi)高外底的錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。為進(jìn)一步確定縱向裂縫的發(fā)展趨勢(shì)及裂縫深度,采用開挖探坑和探地雷達(dá)無(wú)損探測(cè)相結(jié)合的方式對(duì)寬大縱向裂縫進(jìn)行探測(cè)。
1.1.1 開挖探坑勘查
于K771+508硬路肩縱向裂縫位置開挖探坑,探測(cè)結(jié)果顯示:縱向裂縫呈上寬下窄的“V”字型形態(tài),首先裂縫由路表面逐漸發(fā)展至上基層底部,并在上基層底面有平移現(xiàn)象,平距約40cm~50cm,然后裂縫繼續(xù)發(fā)展至路床頂面。根據(jù)對(duì)裂縫長(zhǎng)度的長(zhǎng)期觀察測(cè)量,發(fā)現(xiàn)裂縫有逐漸發(fā)展的趨勢(shì)。
1.1.2 雷達(dá)探測(cè)
雷達(dá)探測(cè)選取3條具有代表性的縱向裂縫進(jìn)行檢測(cè),其中在K771+508處檢測(cè)兩條測(cè)線,K771+452和K771+442各檢測(cè)一條測(cè)線,探測(cè)結(jié)果見表1所示。
圖1 原路面縱向裂縫病害
圖2 開挖探測(cè)圖
局部路段邊坡存在輕微滑塌,表面散石裸露,石塊呈散落狀,邊坡同時(shí)伴有縱向裂縫,證明路基邊坡已有輕微的滑移的現(xiàn)象。
①邊坡表面滑塌,坡腳向外側(cè)滑移變形,致使路面結(jié)構(gòu)受拉斷裂,逐漸由上往下發(fā)展,這與縱縫上寬下窄的現(xiàn)象相符。
②雨水沿著裂縫下滲,尤其是連續(xù)降雨季節(jié),致使路面結(jié)構(gòu)甚至路床軟化,承載能力降低,因此加快了裂縫的發(fā)展速度。
①填石路基邊坡長(zhǎng)期受雨水沖刷侵蝕,坡面填料石塊間黏土逐漸流失,植被難以生長(zhǎng),防護(hù)能力減弱,且隨著時(shí)間的發(fā)展,路基石料間的內(nèi)摩擦角嚴(yán)重降低,受雨水浸泡時(shí)邊坡自重增大,以致邊坡出現(xiàn)縱向裂縫,如此循環(huán),逐漸發(fā)展成邊坡滑塌。
②土石混填路基壓實(shí)質(zhì)量參差不齊,硬路肩壓實(shí)度不夠,在長(zhǎng)期的行車動(dòng)荷載和雨水的作用下,硬路肩處產(chǎn)生不均勻沉降,致使局部邊坡產(chǎn)生滑塌。
根據(jù)合徐北高速公路寬大縱縫路段的路基路面病害現(xiàn)狀及特點(diǎn),并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘查與檢測(cè),針對(duì)瀝青路面寬大縱向裂縫病害,對(duì)行車道及硬路肩采取銑刨至水泥穩(wěn)定碎石上基層,然后重鋪19cm厚LSPM-30大粒徑瀝青碎石+8cm AC-20C(SBS改性)+6cm AC-20C(SBS改性)+4cm AC-13C(SBS改性)。銑刨側(cè)壁處涂刷改性熱瀝青,進(jìn)行冷接縫處理。瀝青層新舊瀝青接縫處粘貼20cm寬PE高強(qiáng)抗裂貼,以防止或延緩反射裂縫。重鋪的LSPM-30大粒徑瀝青碎石基層底部右側(cè)間距15m/道~20m/道,增設(shè)橫向排水管,以排除下滲的層間水。排水管采用φ75mm的UPVC管,同時(shí)在凹形豎曲線底部路段可適當(dāng)加密排水管,間距10m/道。橫向排水管出口段伸出拱護(hù)坡面30cm,以便將層間水排出路基。養(yǎng)護(hù)路段土路肩采用C25水泥混凝土進(jìn)行重新硬化,硬化厚度10cm,并與拱護(hù)頂端相接,做封水處理。
依據(jù)路基路面是否進(jìn)行水泥注漿及邊坡防護(hù)方案的不同,本次共采用了三種綜合處治方案見表2所示。
雷達(dá)探測(cè)結(jié)果 表1
合徐北寬大縱縫處治方案 表2
K771+524~K771+340段,邊坡坡腳增設(shè)鋼管立柱C25混凝土擋墻,坡面設(shè)置C25混凝土拱護(hù),路基路面裂縫進(jìn)行水泥注漿。
①增設(shè)鋼管立柱混凝土擋墻:擋墻墻背采用垂直式,以減少邊坡的開挖與擾動(dòng)。墻高 2.2m、埋深 1.0m、頂寬0.8m、底寬1.32m,墻身用 C25 混凝土現(xiàn)澆,基底承載力不小于220kPa。底部的鋼管立柱采用廢棄的護(hù)欄立柱,立柱尺 寸 為 φ114mm×4.5mm×2100mm,沿基底設(shè)置兩排,縱向間距2m,橫向凈間距40cm。沿基底垂直打入土體內(nèi),上部預(yù)留1m,使立柱頂部與原地面齊平,然后再進(jìn)行擋墻混凝土的澆筑。擋墻排水管采用φ50mmUPVC塑料管,間距2.5m,進(jìn)口段及打孔部分裹2層反濾防老化土工紗網(wǎng)。
②坡面防護(hù):采用現(xiàn)澆混凝土拱形骨架護(hù)坡,拱窗內(nèi)采用現(xiàn)澆六棱塊進(jìn)行防護(hù),防止雨水對(duì)邊坡進(jìn)行再次沖刷。拱護(hù)頂部與土路肩相接,并用C25混凝土進(jìn)行硬化封水處理,底部與擋墻墻頂相接。
③路面注漿:采用Ф50mm PVC花管對(duì)縱向裂縫進(jìn)行鉆孔注漿,沿裂縫兩側(cè)交錯(cuò)布置兩排注漿孔。依據(jù)路基填土高度,注漿深度應(yīng)不小于6m(鉆深至路基原地表線以下0.5m以上)。第一排注漿孔距離裂縫50cm,第二排注漿孔距第一排注漿孔橫向間距1m。PVC花管打孔制作,小孔直徑Ф10mm,呈60°放射狀分布,豎間距10cm,花管上部預(yù)留0.71m不打孔。壓漿孔沿裂縫縱向間距為3m。
K771+340~K771+170 段,邊坡坡腳增設(shè)C25混凝土擋墻,坡面設(shè)置C25混凝土拱護(hù),路基路面進(jìn)行水泥注漿。
①增設(shè)混凝土擋墻:不使用鋼管立柱,其他要求同方案一。
②坡面防護(hù):同方案一。
③路面注漿:同方案一。
K771+105~K771+023 段,邊坡坡腳增設(shè)C25混凝土擋墻,坡面設(shè)置C25混凝土拱護(hù)。
①增設(shè)混凝土擋墻:同方案二。
②坡面防護(hù):同方案一。
銑刨施工嚴(yán)禁損壞橋涵結(jié)構(gòu)物混凝土,同時(shí)應(yīng)保證銑刨線形順直,銑刨層間向內(nèi)錯(cuò)開15cm預(yù)留施工臺(tái)階。銑刨速度控制在2m/min~3m/min為宜,銑刨過(guò)程中,應(yīng)隨時(shí)檢查刀頭磨損情況,對(duì)已磨損刀頭應(yīng)及時(shí)更換,以保證銑刨面的平整度。
銑刨過(guò)程中設(shè)專人嚴(yán)格控制銑刨深度,避免出現(xiàn)夾層和超銑現(xiàn)象。銑刨用水量應(yīng)達(dá)到渣料潮而不濕、銑刨后地面無(wú)水跡為原則,以便于后續(xù)清掃。
在鋪筑前對(duì)下承層的裂縫采用50cm寬PE高強(qiáng)抗裂貼進(jìn)行抗裂處理。
路面攤鋪施工應(yīng)滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定。
4.3.1 主要技術(shù)指標(biāo)
①注漿材料:本次注漿材料采用水泥漿液,水泥采用P·O42.5普通硅酸鹽水泥;粉煤灰等級(jí)為二級(jí);水泥:粉煤灰:水(質(zhì)量比)=1.0:2.0:1.2,確保水泥漿液不離析、不泌水。同時(shí)摻加水泥用量2.5%的減水劑和3%的速凝劑。
②壓漿孔工序:采取沿裂縫間隔注漿施工順序,每注漿一次中間跳1個(gè)注漿孔。壓漿孔分2組序次進(jìn)行壓漿,先外側(cè)后內(nèi)側(cè)。第1序次壓漿為外側(cè)第二排的壓漿孔,第2序次為內(nèi)側(cè)第一排的壓漿孔。
4.3.2 注漿施工步驟
①鉆機(jī)就位及成孔:鉆機(jī)按現(xiàn)場(chǎng)放樣孔位標(biāo)志準(zhǔn)確就位,同時(shí)校正鉆桿垂直度,用φ75mm鉆頭開孔并成孔,成孔方式為回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。壓漿管兩端采用絲扣連接,壓漿設(shè)備應(yīng)具有可靠的密封性和單向閥的功能,并設(shè)有阻尼環(huán)。
每灌水泥漿液的攪拌時(shí)間不得低于3min,對(duì)攪拌好的水泥漿液采用不大于3mm×3mm雙層過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾后,方可入泵注入孔內(nèi)。
壓漿必須連續(xù)進(jìn)行,中途停止時(shí)間不得超過(guò)水泥的初凝時(shí)間。每孔壓漿完畢后,應(yīng)立即封孔,防止管內(nèi)壓力釋放,使?jié){液從孔內(nèi)放出。
②注漿花管的埋設(shè):在花管注漿孔段外壁包上橡膠袖閥,然后將其壓至預(yù)定深度。
③注漿(第一次注漿):?jiǎn)?dòng)注漿泵,逐漸加壓灌注漿液。當(dāng)出現(xiàn)以下兩種情況之一時(shí)即停止灌注:
a.相鄰孔內(nèi)或裂縫中冒漿;
b.灌 注 壓 力 達(dá) 到 0.5MPa~1.0MPa。間隔15min后再進(jìn)行第二次注漿。
④第二次注漿:壓力不得高于第一次,當(dāng)出現(xiàn)上述兩種情況之一時(shí)即停止注漿。終止壓漿的條件,當(dāng)符合下列條件之一者可終止壓漿:
a、注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)注漿終壓,即0.5MPa~1MPa;
b、注 漿 壓 力 未 達(dá) 到 0.5MPa~1MPa,但平均每米注漿量值已達(dá)到設(shè)計(jì)最大值2倍;
c、當(dāng)出現(xiàn)孔周冒漿,且達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量的60%以上。
⑤壓漿結(jié)束:將壓漿孔填實(shí)封閉,截?cái)嗫卓趬簼{管,留下標(biāo)記備查,并清理場(chǎng)地,去除污染。
①測(cè)量定線:根據(jù)放樣的擋墻軸線,準(zhǔn)確測(cè)定出擋土墻邊線和原地面標(biāo)高,經(jīng)核查無(wú)誤后方可開挖基坑。
②基坑的開挖:基坑的開挖采用機(jī)械開挖,人工配合修整的方法?;娱_挖應(yīng)避免超挖,底面應(yīng)高于設(shè)計(jì)高程20cm左右,以保證夯實(shí)后滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)基坑進(jìn)行地基承載力檢測(cè),基地承載力要求不小于220kPa,當(dāng)?shù)鼗休d力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí),需及時(shí)進(jìn)行地基補(bǔ)強(qiáng)處理?;娱_挖后,按照設(shè)計(jì)圖紙對(duì)鋼管立柱進(jìn)行定位并標(biāo)記位置,在標(biāo)記位置處,用打樁機(jī)或其他機(jī)械設(shè)備垂直將鋼管立柱打入土體1.1m深度,頂部與地面線齊平,傾斜角度不得超過(guò)10°。
③按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置擋墻泄水孔,孔內(nèi)預(yù)埋透水管并長(zhǎng)出墻背15cm,其端頭用土工濾布包裹,在泄水孔進(jìn)水口處設(shè)置透水性填料以利排水。
④在基底標(biāo)高或地基土質(zhì)出現(xiàn)較大差異處設(shè)置變形縫。
4.5.1 施工準(zhǔn)備
用挖掘機(jī)結(jié)合人工對(duì)路基邊坡進(jìn)行整修,保證邊坡不小于1:1.5邊坡設(shè)計(jì)值;對(duì)于原虧坡路段,必須將邊坡放緩,并不得小于設(shè)計(jì)邊坡值,修整后的邊坡,經(jīng)驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下道工序。
4.5.2 拱護(hù)施工
①施工放樣:根據(jù)邊坡長(zhǎng)度準(zhǔn)確放出襯砌拱骨架位置和拱肋位置。本工程第一級(jí)骨架垂高統(tǒng)一設(shè)置為4.0m,第二級(jí)骨架根據(jù)道路縱坡可適當(dāng)減小骨架長(zhǎng)度。全段統(tǒng)一放樣,測(cè)定點(diǎn)位并埋設(shè)標(biāo)志,嚴(yán)禁邊施工邊放樣。
②材料要求:由于混凝土需要在坡面上澆筑,應(yīng)將混凝土坍落度控制在5cm~10cm,要求和易性好,采用振搗器振搗,采取隔段加纖維板橫隔的方式,防止混凝土下滑。
③施工方法:a.骨架及拱肋溝槽開挖:骨架及拱肋不宜采用機(jī)械作業(yè),全部采用人工開挖溝槽,嚴(yán)格控制開挖寬度和深度,不得超挖和欠挖,以保證骨架邊線順直。從上往下開挖,不得有松土留在溝槽中,并用人工拍打密實(shí)。根據(jù)施工能力及天氣情況合理確定開挖長(zhǎng)度,不得將開挖好的溝槽長(zhǎng)時(shí)間晾置。b.立模板:模板按設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行拼裝,接裝要求平整、嚴(yán)實(shí)、凈空尺寸準(zhǔn)確,模板表面涂刷脫模劑,模板底部要與基礎(chǔ)緊密接觸,以防跑漿、脹模。c.拱骨架及拱圈混凝土澆筑:澆筑拱護(hù)混凝土必須連續(xù)作業(yè),邊澆筑邊振搗。澆筑過(guò)程中如有混凝土滑動(dòng)跡象立即用蓋模壓住。各豎肋混凝土應(yīng)不間斷澆筑,若因故中斷澆筑,其接縫按通常方式處理。
④沉降縫的設(shè)置:一般每隔12m設(shè)置一道沉降、伸縮縫,要求縫寬1cm,縫內(nèi)采用竹夾板填塞。
⑤養(yǎng)護(hù):每施工完成一段,待混凝土初凝后,用濕草簾覆蓋定時(shí)灑水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)避免外力碰撞、振動(dòng)或承重。
本次寬大縱縫綜合處治工程,自2018年9月開放交通后,采取定期不定期進(jìn)行質(zhì)量后評(píng)價(jià)跟蹤監(jiān)測(cè),截至2021年3月,上述三種綜合處治方案瀝青路面結(jié)構(gòu)層均完好,路面未出現(xiàn)新的縱向裂縫病害,邊坡穩(wěn)定,坡面未出現(xiàn)滑移損毀等病害。通過(guò)兩年多的運(yùn)營(yíng)檢驗(yàn),證明本次寬大縱縫綜合處治技術(shù)方案,較適合用于處理路基邊坡滑移失穩(wěn)而致使路面出現(xiàn)長(zhǎng)寬縱縫病害。綜合考慮,作者推薦使用方案二:銑刨修復(fù)瀝青層與水穩(wěn)碎石上基層+C25混凝土擋墻+C25混凝土拱護(hù)+水泥注漿。