■姚建軍

（福建省高速公路集團(tuán)有限公司南平管理分公司，南平 353000）

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，在當(dāng)今的社會(huì)里，全國人民已經(jīng)擺脫貧困，大部分家庭已過上小康生活， 廣大民眾的生活水平得到進(jìn)一步提高，汽車已成為普通百姓家庭的主要出行工具。 因此，人們對(duì)高速公路出行快速性、舒適性和安全性的需求越來越高，如何確保高速公路路基橋梁等主要基礎(chǔ)設(shè)施的完好性，是高速公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)工作者一項(xiàng)非常重要的工作。

1 工程概況

新嶺后大橋位于寧武高速公路K290+148 （福建南平市境內(nèi)），屬高山丘陵斜坡間山谷地貌，其武夷山臺(tái)沿線路方向自然坡較緩， 坡度大致為8°～25°，下部原地表為大河。 2020 年7 月初，因當(dāng)?shù)剡B降暴雨， 該橋B 道武夷山橋臺(tái)錐坡及部分路基于2020 年7 月8 日發(fā)生坍塌， 現(xiàn)場情況岌岌可危，嚴(yán)重影響寧武高速行車安全，具體見圖1～3：（1）武夷山臺(tái)B 道錐坡整個(gè)坍塌（圖1）；（2）臺(tái)前護(hù)墻下沉開裂（圖2）；（3）1#橋墩樁基沖刷掏空嚴(yán)重（圖3）。

圖1 錐坡坍塌嚴(yán)重

圖2 臺(tái)前護(hù)墻開裂

圖3 橋墩沖刷掏空

檢測單位監(jiān)測了新嶺后大橋錐坡坍塌的動(dòng)態(tài)變形情況，以及原有坡面構(gòu)筑物的工作狀況。 監(jiān)測結(jié)果表明：（1）各監(jiān)測孔及錐坡表面均未發(fā)現(xiàn)明顯的變形，ZK5 監(jiān)測孔在22 m 埋深處有活動(dòng)變形的跡象；（2）材料有嚴(yán)重缺損，出現(xiàn)功能下降，構(gòu)筑物大部分已損壞，影響交通[1]。 根據(jù)橋梁外觀檢查和錐坡的動(dòng)態(tài)變形檢測數(shù)據(jù)，可以推斷該橋的錐坡處于蠕動(dòng)變形狀態(tài)。

根據(jù) 《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/TH21-2011）[1]和檢測單位的綜合檢測數(shù)據(jù)，評(píng)定新嶺后大橋技術(shù)狀況為三類橋。 為了確保橋上車輛的行車安全， 經(jīng)業(yè)主研究決定于2020 年7 月下旬對(duì)該橋病害進(jìn)行維修加固處治。

2 橋梁病害加固方案

設(shè)計(jì)單位對(duì)該邊坡進(jìn)行現(xiàn)場勘察后，結(jié)合橋梁外觀病害、邊坡動(dòng)態(tài)變形及原有構(gòu)筑物工作狀態(tài)的檢測報(bào)告，鑒于該橋橋頭錐坡地質(zhì)復(fù)雜，山洪頻發(fā)且流量大，不良地質(zhì)比較多，易產(chǎn)生邊坡推移和坍塌等諸多因素。 研究決定采用錐坡腳混凝土擋墻、坡面預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁、 臺(tái)前非預(yù)應(yīng)力錨桿護(hù)面墻、坡面及平臺(tái)片石混凝土硬化、臺(tái)后路基注漿相結(jié)合的綜合加固方案。

2.1 施工準(zhǔn)備

施工前準(zhǔn)備：（1）根據(jù)施工現(xiàn)場情況，須備好鋼管支架等施工所需的桿件，注漿、張拉等機(jī)械設(shè)備必須由具有資質(zhì)的單位進(jìn)行檢驗(yàn)，標(biāo)定合格后方可投入使用。 （2）工地采用的鍍鋅鋼筋籠、錨桿鋼筋、水泥等所需的主要材料，在進(jìn)場時(shí)，必須附有質(zhì)量保障的出廠合格證明，并根據(jù)規(guī)范要求，由監(jiān)理和業(yè)主進(jìn)行隨機(jī)抽檢，通過抽查檢驗(yàn)合格后才可投入使用，錨桿使用的鋼筋須統(tǒng)一集中加工制作。 （3）做好“三通一平”即路通、電通、水通和場地平整的各項(xiàng)施工前準(zhǔn)備工作。

2.2 施工總流程

因該橋錐坡地形變化較大，且坡面含有較多坍塌后的浮土亂石，故采用清除表層松散體后，再進(jìn)行各個(gè)構(gòu)筑物的施工， 具體施工順序如下: 錐坡面挖臺(tái)階填片石→預(yù)應(yīng)力錨桿鉆孔注漿→非預(yù)應(yīng)力錨桿鉆孔注漿→預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁施工→坡腳仰斜式擋墻施工→臺(tái)前護(hù)面墻施工→坡面及平臺(tái)硬化→臺(tái)后路基注漿加固。

3 綜合加固施工工藝

該橋梁病害處治的項(xiàng)目大部分是地下隱蔽工程, 須嚴(yán)格按照有關(guān)技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量檢評(píng)標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施， 地下隱蔽工程必須按順序逐項(xiàng)施工和逐項(xiàng)驗(yàn)收，即完成上一道施工程序并經(jīng)驗(yàn)收合格后，才能進(jìn)行下一道工序的實(shí)施, 以確保錐坡構(gòu)筑物的質(zhì)量和施工安全。 橋梁綜合加固方案見圖4。

圖4 橋梁綜合加固方案布置示意圖

錐坡及部分路基坡面在完成損壞松散體清理之后，首先對(duì)邊坡水平、中心線、橫截面進(jìn)行復(fù)測，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙放樣坡面擋墻、護(hù)墻、預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力錨桿、框架梁等構(gòu)筑物的具體位置，并按設(shè)計(jì)要求打樁編號(hào)，每完成一項(xiàng)施工任務(wù)后，就將樁號(hào)用紅漆一一標(biāo)記在構(gòu)筑物上。

3.1 錐坡面挖臺(tái)階填片石

在錐坡面填片石之前，必須先挖臺(tái)階，挖臺(tái)階由上向下，而填筑片石則由下向上，填片石表面層必須碼砌，保持坡面大致平整。

3.2 預(yù)應(yīng)力錨桿鉆孔注漿

預(yù)應(yīng)力錨桿（圖5）總數(shù)8 根，鉆孔孔徑為110 mm，錨桿長20 m,采用PSB1080 螺紋鋼筋,荷載不大于300 kN。（1）錨桿軸線方向每隔1.5～2.0 m 設(shè)置1 個(gè)對(duì)中器，以保證錨桿的保護(hù)層厚度。 （2）錨桿自由段防腐采用刷漆、涂防腐潤滑脂、外套高密度聚丙烯塑料管及管外與孔壁間注水泥漿等多層防腐措施，所涂的潤滑脂為復(fù)合鈣基潤滑脂。 （3）錨桿鉆孔采用無水鉆進(jìn)方式成孔，同時(shí)采用高壓氣清除孔壁灰土巖屑等雜物，鉆孔完成后將錨桿緩慢送入孔中至設(shè)計(jì)位置。 （4）錨桿鋼筋的連接采用原廠配套連接器，連接器和外錨螺母的極限抗拉荷載不低于桿體母材的極限抗拉荷載。 （5）錨桿采用孔底注漿法注漿。 注漿材料為M30 水泥漿，注漿材料加入聚丙烯晴纖維（PAN），摻入量1.8～2.0 kg/m3（纖維抗拉強(qiáng)度不小于700 MPa）； 錨固段和張拉段注漿壓力不小于2.5 MPa。

圖5 預(yù)應(yīng)力錨桿布置示意圖

3.3 非預(yù)應(yīng)力錨桿鉆孔注漿

非預(yù)應(yīng)力錨桿（圖6）總數(shù)18 根，鉆孔孔徑為90 mm，錨桿長12 m,采用32HRB400 螺紋鋼筋，荷載不大于124 kN。 （1）錨桿鉆孔采用無水鉆進(jìn)方式成孔， 同時(shí)采用高壓氣清除孔壁灰土巖屑等雜物。（2）錨桿使用鋼筋在施工初期，按使用錨桿數(shù)量的3%進(jìn)行拉拔試驗(yàn)。 （3）錨桿支架鋼筋應(yīng)與桿體鋼筋焊接牢靠， 每2 m 等距離布設(shè)一處，確保錨桿鋼筋下入鉆孔后居中；16 焊接鋼筋為4 根， 分別與錨桿鋼筋及護(hù)墻中鋼筋焊接牢靠，以固定錨桿。 （4）鉆孔完成后將錨桿緩慢送入孔中至設(shè)計(jì)位置， 然后采用M30 水泥漿孔底注漿，其壓力0.2～0.4 MPa。

圖6 非預(yù)應(yīng)力錨桿布置示意圖

3.4 預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁施工

坡面4 孔預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁（圖7），規(guī)格8 m×8 m，數(shù)量2 片。 （1）框架梁嵌入坡面35 cm，硬質(zhì)砌石邊坡開挖凸出或凹進(jìn)均不應(yīng)大于20 cm， 軟質(zhì)填石則不應(yīng)大于10 cm，框架梁刻槽后采用厚2～5 cm的水泥砂漿進(jìn)行基底調(diào)平，遇局部架空采用C30 混凝土補(bǔ)調(diào)平整。 （2）框架豎肋基礎(chǔ)底部先鋪墊5 cm厚混凝土墊層，再進(jìn)行鋼筋安裝。 若錨桿與框架箍筋相干擾， 可局部調(diào)整箍筋間距及橫梁主筋位置。（3） 框架梁間設(shè)厚2 cm 變形縫， 用浸瀝青木板填塞。（4）框架梁采用C30 混凝土澆筑，錨固節(jié)點(diǎn)處混凝土應(yīng)采用小型振動(dòng)棒從多方向進(jìn)行多次振搗，保證混凝土振搗密實(shí)以滿足混凝土受力要求。 （5）框架混凝土養(yǎng)生1 周左右，即開始框內(nèi)60 cm 厚C25片石混凝土澆筑， 在澆筑前先將框底整平并鋪設(shè)300 g/m2長絲土工布。（6）當(dāng)框架梁混凝土養(yǎng)生（28 d）達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，開始對(duì)錨桿進(jìn)行張拉，張拉值為300 kN，錨桿張拉分次進(jìn)行，張拉力按30%左右遞增，嚴(yán)禁單個(gè)錨桿一次張拉到位；全部錨桿張拉完成并錨固后，最后用混凝土封錨。

圖7 預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁布置示意圖

3.5 坡腳仰斜式擋墻施工

（1）在基礎(chǔ)開挖之前，須根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行放樣，放樣好后再進(jìn)行仰斜式擋墻基坑的開挖。 基坑開挖好后，及時(shí)測量地基承載力[2]，地基承載力小于300 kPa 的土層地段， 按設(shè)計(jì)要求增挖基礎(chǔ)深度并換填80 cm 厚級(jí)配碎石墊層。 （2）砌筑鍍鋅鋼筋石籠時(shí)，要錯(cuò)縫進(jìn)行并上下層緊扣；鋼筋石籠石材強(qiáng)度為MU30，最小尺寸不小于30 cm。 （3）擋墻與鋼筋籠接觸面鋪設(shè)300 g/m2長絲土工布。 （4）仰斜式擋墻總長20 m 分兩段施工， 第1 段實(shí)施一半后再進(jìn)行第2 段，擋墻中間設(shè)一道2 cm 沉降縫；模板拆除后去除部分縫內(nèi)木板，采用瀝青麻筋填塞，并深入墻體內(nèi)20 cm。 （5）擋墻模板安裝好后，用導(dǎo)管將C25 混凝土送到指定位置，再使用振搗器將混凝土分層振搗密實(shí)。 （6）擋墻基坑回填后的地面標(biāo)高，必須高于檔墻基礎(chǔ)頂面且不小于1 m。

3.6 臺(tái)前護(hù)面墻施工

（1）臺(tái)前護(hù)面墻采用C25 混凝土澆筑。 安裝模板時(shí)，在護(hù)面墻上布設(shè)直徑φ75 mmPVC 泄水孔，間距2 m×2 m 呈品字形交錯(cuò)布設(shè)。 （2）護(hù)面墻背全部鋪設(shè)300 g/m2長絲土工布。 （3）擋墻模板安裝好后，用導(dǎo)管將C25 混凝土送到指定位置，再使用振搗器將混凝土分層振搗密實(shí)。

3.7 坡面及平臺(tái)硬化

該項(xiàng)目包含錐坡和部分路基的坡面及平臺(tái)。

（1）坡面及平臺(tái)均采用C25 片石混凝土澆筑，安裝模板時(shí)，根據(jù)坡面高和地基性質(zhì)不同，每隔10～15 m 安設(shè)一道2 cm 厚沉降縫； 模板拆除后去除部分縫內(nèi)木板， 采用瀝青麻筋填塞， 并深入墻體內(nèi)20 cm。 （2）坡面及平臺(tái)底面全部鋪設(shè)300 g/m2長絲土工布。 （3）在坡布設(shè)直徑φ75 mmPVC 泄水孔，間距2 m×2 m 呈品字形交錯(cuò)布設(shè)。 （4）坡面及平臺(tái)模板安裝好后，即可開始澆筑C25 片石混凝土，在澆筑片石混凝土過程中，必須用插入式振搗器將混凝土分層振搗密實(shí)，片石參量不大于30%。

3.8 臺(tái)后路基注漿加固

臺(tái)后路基注漿（圖8）采用φ90 mm 鉆孔，鉆孔間距1 m×1 m 梅花形布置， 花管采用9 m 長φ80 mm×3 mm 無縫鋼管加工而成。 （1）鉆孔采用無水鉆進(jìn)方式成孔，同時(shí)用高壓氣清除孔壁灰土巖屑等雜物。 （2）花管φ6 支架鋼筋每處3 根，分別與花管焊接牢靠，支架鋼筋1 m 等距離布設(shè)，確保鋼花管下入鉆孔后居中。 （3）出漿段每周鉆4 個(gè)出漿孔，孔眼φ4～6 mm，梅花型布設(shè)，間距40 cm。 （4）鋼花管管口進(jìn)入路面以下0.1 m， 孔口設(shè)止?jié){塞并設(shè)排氣孔，以保證注漿飽滿。 （5）注漿材料采用M7.5 水泥砂漿，設(shè)計(jì)注漿擴(kuò)散半徑為0.6 m，注漿時(shí)可摻入一定量的水玻璃，盡量使?jié){液充分滲入土體，灌漿壓力0.3～0.5 MPa，壓漿結(jié)束后用濃漿封孔。

圖8 臺(tái)后路基注漿布置示意圖

4 施工過程異常情況處理

（1）本工程地理位置和地質(zhì)條件復(fù)雜，在開挖擋墻基礎(chǔ)時(shí)部分地段內(nèi)側(cè)坡面出現(xiàn)蠕動(dòng)變形現(xiàn)象，為了確保挖基工作繼續(xù)開展，故采用分段跳槽進(jìn)行開挖，即由兩側(cè)向中間跳槽逐段施工，開挖一段實(shí)施一段，待前一段施工完成后，再進(jìn)行下一段基礎(chǔ)的開挖。 （2）在錨桿鉆孔過程中出現(xiàn)多次塌孔、縮孔、孔壁掉塊、卡鉆等異常情況。 應(yīng)立刻停鉆，并及時(shí)進(jìn)行固壁灌漿處理，待水泥砂漿初凝后，重新開孔鉆進(jìn)，鉆孔結(jié)束后，使用高壓空氣將孔內(nèi)巖粉及雜質(zhì)全部清除出孔外； 部分錨孔采用了套管跟進(jìn)法，較好滿足了設(shè)計(jì)的孔深要求。 （3）在錨孔注漿過程中，多次出現(xiàn)注漿管堵塞現(xiàn)象，采取進(jìn)漿管錨孔補(bǔ)設(shè)回漿管，并通過回漿管進(jìn)行注漿的方法，有效地提高了注漿數(shù)量， 較順利完成了錨桿注漿任務(wù)。（4）在臺(tái)后路基注漿過程中，部分注漿孔的注漿量已超過設(shè)計(jì)值，但壓力還是達(dá)不到設(shè)計(jì)值，而且吸漿率還是較快，則采用加大灰漿的水灰比，并在灰漿中加入適量細(xì)沙， 并且采用間歇式注漿的辦法，就很好地達(dá)到目標(biāo)壓力值的要求。

5 加固效果

高速公路橋梁加固是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜而長期的工作， 如何選擇采用經(jīng)濟(jì)合理防護(hù)有效的加固措施，是高速公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)工作者一項(xiàng)值得深入研究和探討的重要課題。 新嶺后橋梁的加固，采用錐坡腳混凝土擋墻、坡面預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁、臺(tái)前非預(yù)應(yīng)力錨桿護(hù)面墻、坡面片石混凝土硬化和臺(tái)后路基注漿相結(jié)合的綜合處理方法，彌補(bǔ)了新嶺后大橋下錐坡原有構(gòu)筑物受力不足的設(shè)計(jì)缺陷，并為坡體增加一定的剛性支撐，能夠有效減緩了錐坡體的蠕動(dòng)變形，對(duì)防止地基土體的剪切破壞和失穩(wěn)起到了積極作用。 在工程施工過程中，對(duì)橋臺(tái)和錐坡進(jìn)行了沉降量的觀測， 其橋臺(tái)和錐坡的沉降變化不大；工程竣工半年后， 檢測單位對(duì)該橋梁進(jìn)行一次監(jiān)測，橋梁病害并沒有繼續(xù)發(fā)展，目前運(yùn)行狀況良好。 通過今年幾場暴雨洪水的考驗(yàn)和近一年的行車運(yùn)營實(shí)踐證明，這種維修加固方法對(duì)類似橋梁病害的處治是有效可行的。