現(xiàn)役高速公路擋墻加固技術研究
——以框架梁壓力注漿錨桿組合加固為例

李登紅，王文軒，賀永明，陳何兆

(四川省交通建設集團股份有限公司，四川 成都 610041)

0 前 言

目前，國內(nèi)對已傾倒垮塌擋墻采用拆除并新建擋墻，對外傾變形段如果也都采取拆除并新建擋墻，將大大增加既有高速公路擋墻施工成本，且延長施工工期。因此，對現(xiàn)役公路擋墻缺陷加固新技術的研究與應用是當前一項重要的任務[1]。本文以G75蘭海高速公路廣甘路面病害處治工程實際背景為依托，對現(xiàn)役高速公路擋墻外傾變形段加固方式進行技術創(chuàng)新，采用公路擋墻框架梁壓力注漿錨桿組合加固技術，坡面框架梁橫豎梁同時布置鋼筋同時澆筑，框架梁混凝土養(yǎng)護采用智能化均勻噴淋灑水養(yǎng)護技術等，形成了一整套現(xiàn)役高速公路擋墻框架梁壓力注漿錨桿組合加固技術。

1 工程概況

G75蘭海高速公路廣甘路面病害處治工程，路線全長56.438 km，病害處治工程包括：采用鋼管樁+聯(lián)系梁、墻底回填對K590+421～K590+460段右線路基病害處治以及后期檢測。拆除K543+963～974.5段已傾倒垮塌擋墻、對已外傾變形段擋墻K543+951～963采用工字鋼支撐、K543+963～978增設兩排鋼管樁、新建K543+963～978I型擋墻、新建K543+895～K544+018II型擋墻、新建K543+915.5～963段錨桿框架梁、新建排洪溝、對K543+978～K544+010段右岸基巖底部凹腔進行C20混凝土支撐嵌補、進行河道清淤和清順縱坡，施工完成后加強后期監(jiān)測。路基填料壓力注漿處治K551+335～K551+401段右線路基病害并加以后期檢測。

2 技術原理

根據(jù)本工程所出現(xiàn)的高速公路擋墻外傾變形問題，結合工程實際，并查閱相關文獻提出了框架梁壓力注漿錨桿組合加固施工方案。壓力注漿錨桿采用螺紋鋼筋，錨桿鉆孔直徑110 mm，傾角為20°[2]。錨桿為全長粘結錨桿，錨固材料采用M30水泥砂漿。錨桿施工前確定合理的注漿壓力、注漿量等參數(shù)，并確保滿足設計所要求的抗拔力。坡面框架梁的配筋和澆筑在壓力注漿錨桿施工完成后進行，橫豎梁同時布置鋼筋，同時澆筑。框架橫、豎梁均在原右線左側既有擋墻墻面坡上修建，澆筑前在橫豎梁相應位置進行鑿毛，并澆水濕潤，保證梁與墻面緊貼，如圖1所示。

圖1 現(xiàn)役高速公路擋墻框架梁壓力注漿錨桿組合加固施工結構平面圖

3 工藝流程與操作要點

3.1 工藝流程

施工工藝流程圖如圖2所示。

圖2 施工工藝流程圖

3.2 操作要點

3.2.1 確定孔位

1)錨桿孔測量放線。在錨桿施工范圍內(nèi)，采用專有儀器確定起止點的位置并設置固定樁，中間根據(jù)實際環(huán)境條件進行適當加密[3]。

2)鉆孔設備的選擇。依據(jù)施工現(xiàn)場地層情況、錨桿直徑、深度等進行機具設備的選擇。

3.2.2 鉆機就位

將鉆機設備放置在由錨桿與斜坡固定的平臺上，平臺下部用直徑50 mm的腳手架桿豎立起來。

3.2.3 調(diào)整鉆機鉆進角度

1)鉆孔過程必須進行干鉆，確保錨桿施工不破壞邊坡巖體穩(wěn)定性條件。

2)鉆孔過程中必須嚴格控制鉆機鉆孔的速度，以杜絕鉆孔扭曲變徑的問題。

3)采用間隔成孔方法，以防止鄰孔干擾。

3.2.4 鉆 孔

1)鉆進過程。鉆進過程應對每個孔做好現(xiàn)場施工記錄。

2)鉆孔孔徑及孔深?？讖?、孔深及工程實際使用的鉆頭的直徑都不得小于設計規(guī)定值，實際施工鉆孔的孔深應超過設計深度的0.2 m以上，確保鉆孔孔徑及孔深都滿足要求。

3.2.5 清 孔

1)錨桿孔的清理。鉆孔鉆進達到設計要求的深度后，需先穩(wěn)鉆1～2 min；鉆孔孔壁利用高壓空氣及高壓水清理干凈，如果遇到錨桿孔中存在承壓水流出的情況，可在其周邊適當設置排水孔進行處理。

2)錨桿孔的檢驗。錨桿孔的檢查必須由監(jiān)理工程師在現(xiàn)場進行，使用設計的孔徑、鉆頭和標準鉆桿對孔進行檢查。在檢查過程中，要求鉆頭能夠順利進出，用高壓風檢測無明顯的濺塵及水體現(xiàn)象[4]。

3.2.6 安裝錨桿

1)錨桿試驗。錨桿施工前應進行拉拔試驗，試驗錨桿可按照設計圖紙在工作錨桿中選取。

2)錨桿體制作及安裝。錨桿桿體采用三級32 mm HRB400螺紋鋼筋，鋼筋定位器沿錨桿軸線間隔布置，保證錨桿保護層厚度符合要求；安裝前應按照單體錨桿體規(guī)范要求再次仔細、嚴格地檢查錨桿體，確保無誤；安裝過程中，將錨桿體慢慢放入鉆孔中，測量露出的錨桿，確保錨固長度。

3.2.7 錨固注漿

1)實際常壓注漿量一般大于理論注漿量，當孔洞排氣停止，孔洞灌漿開始噴出濃漿時，認為灌漿結束。

2)灌漿量不得小于計算量，壓力灌漿時的充填系數(shù)為1.1～1.3。

3)采用M30水泥砂漿用作灌漿材料，注漿壓力為0.2～0.4 MPa，注漿量和注漿時間根據(jù)錨固本身和地層而定。

4)注漿完成后，清洗注漿管、注漿槍和注漿套管，做好注漿記錄。

5)采用20 cm×20 cm×2 cm鋼墊板及配套螺母進行錨桿錨頭錨固，采用C30混凝土用于錨頭密封，如圖3所示。

圖3 框架梁壓力注漿錨桿結構示意圖

3.2.8 制作框架梁

2)過挖部分采用C30混凝土調(diào)整至設計坡度。

3)梁的基礎應在鋼筋制作和安裝前用水泥砂漿找平。

4)鋼筋接頭應錯開，同一截面的鋼筋接頭數(shù)量不得超過鋼筋總數(shù)的1/2。

5)模板由木頭制成，并用短錨固定在斜坡上。

6)混凝土澆筑時，特別是錨孔周圍的鋼筋密實，必須小心振搗，以確保質量。

7)框架應分段施工，每根梁之間的寬度應伸縮2 cm，并用浸漬瀝青的木板填充。

3.2.9 測量放樣

完成各開挖段的復測后，測量出框架梁的位置及起始應用范圍。

3.2.10 基礎開挖

1)修剪斜坡，并將凸出部分整平。

2)根據(jù)框架梁的尺寸和模板的厚度，準確挖出單梁肋輪廓。

3.2.11 鋼筋綁扎

1)先施工豎梁，在接縫處預留梁筋，待豎梁成型后再施工。

2)框架加固施工安裝前，清除框架基礎底部浮渣，保證基礎密實。

3)邊坡應做短鋼筋錨，并準備與混凝土保護層厚度相同的砂漿墊[6]。

4)綁扎鋼筋并用墊塊與邊坡保持一定的中間距離，同時與短鋼筋錨固連接，如圖4所示。

圖4 錨桿鋼筋混凝土框架格梁配筋圖

3.2.12 立模板

1)模板采用木模板按設計尺寸組裝。

2)模板安裝前，先檢查鋼架的質量，然后再安裝模板。

3)在模板表面刷離模劑，模板連接應平整、牢固，間隙大小準確。

4)利用腳手架鋼條支撐固定模板，模板底部應與基礎緊密連接。

5)仔細檢查模板的安裝質量，并做好質量檢驗記錄，安裝現(xiàn)場如圖5所示。

圖5 鋼筋綁扎、模板安裝

3.2.13 混凝土澆筑、養(yǎng)護、拆模，修整邊坡、回填種植土

1)鋼筋全長骨架的制作和安裝應符合設計要求。

2)澆筑框架混凝土施工縫應設置在橫梁之間的垂直梁上，縫寬2 cm。

3)螺栓和框架的位置必須準確測量和定位。

4)澆筑框架混凝土時，應自下而上分3部分進行一次混凝土試驗。

5)框架梁混凝土養(yǎng)護采用均勻噴淋灑水養(yǎng)護，噴淋灑水養(yǎng)護在場地安裝養(yǎng)護管道系統(tǒng)，在養(yǎng)生期間確保框架梁濕潤。

6)拆模、修整邊坡、回填種植土，如圖6～7所示。

圖6 錨桿鋼筋混凝土框架立面圖

圖7 框架梁壓力注漿錨桿效果圖

4 優(yōu)勢及特點

1)本研究為解決高速公路擋墻外傾變形問題，提出了擋墻框架梁壓力注漿錨桿組合加固技術，有效加強了公路擋墻與邊坡的整體性，控制了擋墻邊坡的變形、位移及裂縫的發(fā)展。

2)本研究提出坡面框架梁橫、豎梁同時布置鋼筋、同時澆筑，有效保證了加固結構的整體性。

3)框架梁橫、豎梁均在既有擋墻墻面坡上修建，澆筑前在橫、豎梁相應位置進行鑿毛，并澆水濕潤，有效保證了梁與墻面的緊貼。

4)框架梁混凝土養(yǎng)護采用均勻噴淋灑水養(yǎng)護，噴淋灑水養(yǎng)護在場地安裝養(yǎng)護管道系統(tǒng)，養(yǎng)護裝置通過智能控制器設置持續(xù)噴淋時間和間隔時間，在養(yǎng)生期間有效保證了框架梁的濕潤。

5 結束語

本文結合G75蘭海高速公路廣甘路面病害處治工程，提出現(xiàn)役高速公路擋墻框架梁壓力注漿錨桿組合加固技術有效加強了公路擋墻與邊坡的整體性，控制了現(xiàn)役高速公路擋墻變形、位移及裂縫的發(fā)展，有效解決了框架梁易產(chǎn)生裂縫的問題。本技術能很好地發(fā)揮現(xiàn)役擋墻組合加固應用的優(yōu)勢，可推廣至其他類似工程應用中。

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