后壓漿技術(shù)控制新舊橋梁不均勻沉降的研究與應(yīng)用

利用原有高速公路進(jìn)行拓寬改建，提高原有道路橋梁的使用功能，可以節(jié)約工程投資，是舊路改建工程通常采用的有效途徑。為了適應(yīng)路線(xiàn)拓寬改建后的公路通行能力要求，提高道路橋梁的通行能力，亟待將寬度較窄的舊路舊橋加以拓寬改建。

津?yàn)I高速公路于2001年4月18日通車(chē)，橋梁基礎(chǔ)的沉降在載荷作用下已基本完成，但橋梁加寬后，新建橋梁基礎(chǔ)在使用過(guò)程中由于過(guò)橋車(chē)輛載荷以及各種自然因素的影響，必定會(huì)產(chǎn)生沉降并對(duì)沉降已經(jīng)趨于穩(wěn)定的舊橋基礎(chǔ)造成影響；而且加寬后橋梁基礎(chǔ)的沉降由于新舊基礎(chǔ)的不同還存在沉降大小、速度、發(fā)展趨勢(shì)上的差異，如果沉降差超出一定的范圍產(chǎn)生明顯的不均勻沉降時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生橋梁病害，影響其正常運(yùn)營(yíng)或?qū)蛄赫w安全構(gòu)成危害。

基礎(chǔ)的穩(wěn)定性是橋梁上部結(jié)構(gòu)正常工作的根本，如何控制新舊橋梁的不均勻沉降，使其處在正常的工作狀態(tài)之內(nèi)，這就對(duì)橋梁的樁基基礎(chǔ)的承載力提出了更高的要求。本文對(duì)后壓漿技術(shù)有效的控制新舊橋梁的不均勻沉降展開(kāi)研究。

1 樁端后壓漿技術(shù)

1.1 鉆孔灌注樁樁底后壓漿設(shè)計(jì)

1）漿液配置。壓漿水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽無(wú)結(jié)塊的水泥。水灰比平均0.6，嚴(yán)格控制水灰比，攪拌時(shí)間不少于2min，漿液進(jìn)入儲(chǔ)漿桶時(shí)必須用16目紗網(wǎng)過(guò)濾，防止雜物堵塞壓漿孔。

2）壓漿量。依據(jù)JTGD 63—2007《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，壓漿量主要考慮樁徑、樁長(zhǎng)、樁端土層性質(zhì)等因素，按下式確定。

式中：Gc為單樁注漿量，t；αp為壓漿系數(shù)，取值范圍見(jiàn)表 1；d為樁徑，m。

表1 注漿系數(shù)αp

兩座橋梁樁底土為粘性土、細(xì)砂，統(tǒng)一取αp=2.5，樁徑 d=1m，單樁注漿量為 Gc=αpd=2.5×1=2.5（t）。由水灰比0.6可知，單根樁壓漿需要水泥約31袋。

3）壓漿流量。參考JTGD63—2007，取50～75 L/min。

4）壓漿壓力。參考JTGD63—2007，取2～6MPa。

5）壓漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要求終止壓漿。如樁周地面冒漿，間歇2～3 h后再次補(bǔ)壓漿，累計(jì)使壓漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。如泵壓超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí)應(yīng)停壓漿0.5～1 h，改其他樁壓漿，然后回頭再壓漿。

6）后壓漿施工控制標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)行壓漿量與壓力雙控，以壓漿量（水泥用量）控制為主，壓漿壓力控制為輔。若壓漿壓力達(dá)到控制壓力并持荷5min，注漿量達(dá)到80%，也滿(mǎn)足要求。

2 實(shí)際應(yīng)用

津?yàn)I高速公路馴海路立交橋和東金路互通式立交橋兩座橋梁加寬部分鉆孔灌注樁采取了樁底后壓漿技術(shù)。現(xiàn)場(chǎng)壓漿裝置布置見(jiàn)圖1，壓漿參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 壓漿參數(shù)

馴海路立交橋共計(jì)166根，共需水泥257.3 t，東金路互通式立交橋共計(jì)72根，共需水泥111.6 t。

圖1 樁底壓漿裝置布置

3 后續(xù)監(jiān)測(cè)

在新建橋梁和舊橋墩身或臺(tái)身埋置沉降觀測(cè)點(diǎn)，定期對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行高程水準(zhǔn)測(cè)量。假設(shè)舊橋墩臺(tái)沉降已完成，故每次以舊橋其中一個(gè)墩柱上的測(cè)點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，加寬的新建橋梁墩柱和橋臺(tái)上的測(cè)點(diǎn)作為測(cè)量點(diǎn)，利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測(cè)量。每次測(cè)量計(jì)算測(cè)量點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差，以第1次測(cè)量的高差值作為基準(zhǔn)值，第2次，……，第n次測(cè)量的高差值與第1次測(cè)量的高差值之差即為新舊橋梁基礎(chǔ)的差異沉降累計(jì)值。監(jiān)測(cè)時(shí)間為1 a，監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 東金路互通式立交橋2#墩位基礎(chǔ)差異沉降測(cè)量數(shù)據(jù) m

由表3可以看出，東金路互通式立交橋市區(qū)—塘沽方向新舊橋梁基礎(chǔ)差異沉降為0.9mm，塘沽—市區(qū)方向新舊橋梁基礎(chǔ)差異沉降為0.1mm。后壓漿技術(shù)對(duì)橋梁差異沉降控制的較好。

4 結(jié)論

1）采用樁底后壓漿技術(shù)，可以對(duì)樁基沉降起到一定的控制作用，但隨著樁長(zhǎng)的增加，對(duì)樁基礎(chǔ)沉降控制效果有所降低。

2）同規(guī)格樁基礎(chǔ)，樁底后壓漿樁的沉降量比非壓漿樁的沉降量減小。

3）樁底壓漿后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，控制沉降的效果越明顯。

4）樁基礎(chǔ)后壓漿技術(shù)應(yīng)用于高速公路擴(kuò)建橋梁加寬工程，作為控制新舊橋梁基礎(chǔ)差異沉降的技術(shù)措施是完全可行的。