橋涵臺背回填土注漿處理施工技術(shù)應(yīng)用分析

云南建投第二建設(shè)有限公司，云南 昆明 650203

1 工程概況

G214線景洪南過境公路屬于國道214線勵海—景洪的組成路段，是云南省公路規(guī)劃“三縱三橫、九大通道”路網(wǎng)骨架中的第三縱，即德欽—大理、臨滄—景洪中的一段。該公路地貌形態(tài)以山地、丘陵、河流階地等為主，沿線地形復雜，溝谷眾多，降水豐富，路基工程相對復雜，沿線除少數(shù)土質(zhì)邊坡、巖質(zhì)邊坡有崩塌外，其余多數(shù)自然邊坡穩(wěn)定性較好，挖方邊坡參考沿線自然邊坡的坡比進行挖方設(shè)計，以分級設(shè)碎落臺的方式進行開挖，全、強風化基巖路段挖方坡比較緩，中風化基巖路段類挖方坡比較陡。該項目2號橋及兩端路基早已建成，在后期使用過程中，起點橋臺路基結(jié)合部位逐漸發(fā)展有橫向裂縫，并隨著時間推移沉降嚴重，導致無法通行。通過分析得知該位置經(jīng)過溝谷地帶，分布有規(guī)模不等的軟土及軟弱土、魚塘等，表現(xiàn)為表層軟弱土含水量、液限較高，壓縮性較大，地表水較豐富，地下水位較高。施工人員通過與設(shè)計人員溝通采用注漿處理方式對臺背、涵背進行處理，取得了良好效果。

2 橋頭跳車產(chǎn)生的原因

橋頭跳車是指由于橋梁、涵洞等構(gòu)造物兩側(cè)與路堤填土銜接處產(chǎn)生較大差異沉降，造成橋臺與路基結(jié)合部出現(xiàn)明顯的縱坡變化，使高速行駛的車輛在該處產(chǎn)生顛簸跳躍現(xiàn)象。橋頭臺階的產(chǎn)生和形成主要有以下幾個方面的原因。

2.1 地基強度不同

通常情況下，橋臺及涵洞先施工，然后進行路基回填。施工人員在橋臺施工時為了操作方便，會根據(jù)橋臺施工進度分次回填臺背。臺背通常位于半坡，土質(zhì)因被雨水沖刷，地基強度相對較差。橋臺為混凝土結(jié)構(gòu)，屬于剛性結(jié)構(gòu)物，基本不沉降或者沉降較小。地基強度不同導致差異變形，再反映到上部路面結(jié)構(gòu)層，久而久之形成臺階。

2.2 設(shè)計考慮不全

設(shè)計人員對特殊地質(zhì)出露段設(shè)計考慮不全，沒有充分考慮填料、臺背排水等施工階段，從源頭上造成地基承載力較弱。

2.3 臺后回填壓實不足

靠近橋臺處填方體的壓實度很難達到設(shè)計規(guī)范要求，這也是一直困擾設(shè)計和施工的難點。對于輕型橋臺，考慮壓路機對橋臺結(jié)構(gòu)物的擠壓作用，壓路機一般離橋臺結(jié)構(gòu)物有一定距離，使得靠近橋臺部位的回填土不易達到壓實度要求，造成橋臺與臺后填方差異沉降。同時，因趕工而沒有很好地控制臺背填土的壓實度和填土速率，致使填料壓實度不能滿足規(guī)范要求，造成較大的工后沉降變形。

2.4 橋臺伸縮縫破損

伸縮縫在車輛荷載及各種因素的作用下很容易受到破壞，如混凝土的開裂和破損、伸縮縫卡死、材料老化等。

3 橋臺臺背處置方法

防止橋頭跳車的方法有很多，如改善地基性能提高其承載力的地基處理方法。一般地基可采取加固土的方法進行加固處理，對于軟弱不良的地基土，需要進行適用于各自特點的特殊地基處理方法，如換土墊層法、強力夯實法、擠密法、深層攪拌法、超載預(yù)壓及塑料排水板、注漿加固地基法等，以提高其承載力，保證其穩(wěn)定性，減少工后沉降量。結(jié)合上述原因分析，文章主要從注漿加固臺背地基施工方法入手進行深入探討。結(jié)合該項目橋涵臺背回填后存在的開裂、沉降較大問題，經(jīng)過與投資方、總包方、監(jiān)理方、設(shè)計方、地勘方溝通，決定采用鉆孔灌漿的處理方案，以此掌握了注漿處理技術(shù)在橋涵臺背回填土中的優(yōu)勢。

4 注漿加固特點

（1）施工機械簡單，主要為鉆機、砂漿攪拌機、注漿機等。（2）操作方便，機械化作業(yè)強度高。（3）道路分幅施工，對交通的影響小。（4）加固成本相對較低。

5 工藝流程

（1）測放孔位。根據(jù)現(xiàn)狀裂縫及沉降區(qū)域情況測放出注漿孔，撒白灰將點位標記出來。（2）鉆孔。注漿孔施工宜選用孔徑為75mm或91mm的鉆機成孔。（3）注漿。首先選擇注漿材料，宜選擇水灰比為1∶1的純水泥漿。拌和水泥宜為P·O 42.5硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，注漿壓力一般控制在0.5～1.4MPa。在正式注漿前，應(yīng)選用具有代表性的部位先進行現(xiàn)場注漿工藝性試驗，以此確定單孔注漿量、注漿壓力等參數(shù)，為后續(xù)注漿施工提供重要參數(shù)。注漿時要先對橋臺注漿區(qū)邊緣孔位進行注漿，在四周形成帷幕屏障，避免漿液往不必要的方向擴散；接著對中間部分加固孔進行注漿，中間孔注漿時仍然采用隔孔跳注的方式進行，并且從長邊的一端向另一端分段進行注漿，以確保漿液充滿空隙，當漿液開始往表土冒出時，停止注漿。為了既不浪費水泥漿又能很好地加固臺背回填土，施工人員在進行四周帷幕注漿時一定要控制好注漿深度和注漿間距，防止?jié){液外竄，增加注漿成本。結(jié)合項目試驗段的注漿，建議邊緣帷幕孔孔距一般為注漿孔孔距的1/3～1/2，且每組注漿應(yīng)間隔2～3孔進行隔孔跳打，以確保注漿效果。（4）檢驗。注漿結(jié)束28d后，采用鉆孔取芯法進行注漿檢測，同時可選用標準貫入、輕型動力觸探對加固地層進行均勻性檢測，測定其密實度及復合地基承載力。橋臺臺背注漿示意圖見圖1。

圖1 橋臺臺背注漿示意圖（單位：m）

6 施工技術(shù)要求

注漿壓力應(yīng)通過現(xiàn)場試驗來確定，綜合考慮注漿壓力、漿液種類、地質(zhì)條件等因素的影響。

6.1 注漿順序

注漿應(yīng)按跳孔間隔注漿方式進行，采用先外圈后內(nèi)圈的注漿施工方法，外圈的作用主要是形成一道帷幕來避免竄漿，內(nèi)圈的作用是固結(jié)回填土。

6.2 注漿量

根據(jù)地基基礎(chǔ)相關(guān)規(guī)范，每孔注漿量可參考下列計算公式：

式中：Q為每孔注漿量，m3；A為漿液損耗系數(shù)，取1.15～1.30；H為注漿孔深，m；R為漿液有效擴散半徑，m；β為漿液充填系數(shù)；S為漿液擴散面積，m2；n為孔隙率。

6.3 冒漿

注漿時一旦發(fā)現(xiàn)漏漿，應(yīng)立即停注，間歇到下一循環(huán)再繼續(xù)注漿，并可采取以下措施：（1）采取水泥砂漿加速凝劑堵塞大的漏漿出口；（2）將水灰比調(diào)整到0.6∶1（或0.8∶1），并在漿液內(nèi)加入氯化鈣速凝劑；（3）減少單次注漿量，增加注漿循環(huán)次數(shù)直到滿足終孔標準。

6.4 串漿

灌漿孔中的漿液從其他孔流失，這主要是回填土孔隙較大，碾壓不密實，或者回填材料粒徑較大造成的，施工人員要適當延長相鄰孔的施工間隔來解決串漿問題。串漿若為邊緣孔位，必須及時進行調(diào)整，確保帷幕不漏漿。

7 質(zhì)量檢驗

地基處理是一項系統(tǒng)工程，涉及多方面施工，必須嚴格按照相關(guān)要求進行注漿施工。質(zhì)量檢驗的方法主要包括鉆芯法、載荷平板試驗法、變形觀測法等。

為了檢驗注漿效果，施工單位需要安排專人進行一段時間的連續(xù)觀測，通常為三個階段，分別為在開工前觀測一次，完成注漿工程2個月后進行一次，完成注漿工程6個月后進行一次。為了確保注漿質(zhì)量，相關(guān)人員在注漿結(jié)束28d后應(yīng)進行抽測，注漿孔檢驗點按注漿孔數(shù)的60%進行抽檢，檢驗點合格率應(yīng)大于90%。只有在確保質(zhì)量檢驗合格的前提下，才能進行后續(xù)施工。

8 結(jié)束語

該項目在G214線景洪南過境公路橋涵臺背回填處理中采用鉆孔灌漿施工技術(shù)，經(jīng)過連續(xù)一年的觀測，橋臺處理部位沒有出現(xiàn)明顯的沉降變形，并且裂縫較長時間沒有發(fā)展，初步判定采用注漿處理后橋涵臺背回填土已經(jīng)基本固結(jié)不會發(fā)生較大變形，為后續(xù)路面結(jié)構(gòu)施工奠定了良好的基礎(chǔ)。