橋梁路基過渡段加筋注漿處治技術(shù)研究

景軻

摘 要：目前，我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，路橋工程數(shù)量和規(guī)模不斷增加，尤其是近年來，隨著公路網(wǎng)絡(luò)的基本完善，公路建設(shè)極大地帶動了區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，充分發(fā)揮了公路交通的優(yōu)勢作用。然而，在路橋工程通車運營一段時間后，很容易產(chǎn)生過渡段不均勻沉降問題，甚至引發(fā)橋頭跳車病害。一旦出現(xiàn)此類問題，將會嚴(yán)重影響行車舒適性和安全。為此，本文結(jié)合具體工程案例，提出了加筋注漿法，以期有效解決橋頭跳車病害。

關(guān)鍵詞：橋梁工程;過渡段;加筋注漿法;橋頭跳車

中圖分類號：U445.55 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

“十四五”時期，是我國從實現(xiàn)“全面小康”到“全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家”，實現(xiàn)第二個百年戰(zhàn)略目標(biāo)關(guān)鍵的開局時期。面對國際環(huán)境變化和我國經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展，對"十四五"期間交通運輸發(fā)展也提出新的更高的要求。公路交通是交通運輸體系最重要的組成部分，其快速發(fā)展將進(jìn)一步推進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，是促進(jìn)和諧社會發(fā)展的重要動力。然而，在我國公路事業(yè)迅速發(fā)展的同時，也面對著諸多問題，尤其是橋梁路基過渡段不均勻沉降問題日益凸顯，甚至?xí)a(chǎn)生“橋頭跳車”病害。加筋注漿法的應(yīng)用，可有效解決橋頭跳車病害，提高工程施工質(zhì)量。

1 工程概況

某公路工程是連接兩地的重要通道，全長71.36 km，分三期建設(shè)完成。在本項目當(dāng)中涉及多座橋梁工程，為了有效防治過渡段不均勻沉降問題，抑制橋頭跳車病害產(chǎn)生，決定以公路項目A大橋0號臺為例，采用加筋注漿技術(shù)進(jìn)行施工處治。

2 加筋注漿施工方案

經(jīng)現(xiàn)場實地考察，決定采用加筋注漿法進(jìn)行施工，施工方案如下：在橋頭路基30 m處，順著路基橫向利用錨管在坡上直接鉆孔插入，隨后作高壓注漿施工。錨管布設(shè)共3層，2 m為層間距，第1、2層錨管橫向間距均為1 m，第3層錨管橫向間距為1.5 m。

為了達(dá)到施工剛度及強(qiáng)度要求，可采取特質(zhì)鋼制作錨管，48 mm為外徑，5 mm壁厚，前端可設(shè)為尖狀，管壁相隔30 cm鉆一注漿孔，φ8 mm。呈螺旋式布設(shè)注漿眼，在相同縱、橫截面上僅布設(shè)1個，按照施工要求長度進(jìn)行錨管連接。一般來講，連接方法有2種，其一，在施工現(xiàn)場通過人工方式焊接;其二，通過機(jī)械設(shè)備方式進(jìn)行連接，比如機(jī)器加工車絲扣連接法。基于經(jīng)濟(jì)性原則，本工程以人工焊接法為主，呈梅花狀布設(shè)錨管。

通過加筋注漿法處理路橋過渡段后，路基內(nèi)的填料和注入的漿液一起硬化，可形成性能良好的復(fù)合處治體，其強(qiáng)度和剛度可滿足規(guī)定。同時，在錨管錨固段和土體之間將生成一定粘結(jié)摩阻力，從而共同承擔(dān)外部荷載，達(dá)到有效減小不均勻沉降，提升過渡段的整體性能。

3 加筋注漿施工流程

3.1 注漿材料選擇

對于加筋注漿效果而言，漿液的選擇和配置極為關(guān)鍵。根據(jù)施工具體情況，決定采用425普通硅酸鹽水泥作為注漿材料，為了有效控制漿液凝固時間，可適當(dāng)摻加一定量的緩凝劑。水灰比為0.75：1～1.5：1，速凝早強(qiáng)劑為0.8%～1.2%。注漿材料性質(zhì)如表1所示。

3.2 注漿壓力

按照施工要求，注漿壓力可控制在0.2 MPa～0.6 MPa，在具體施工當(dāng)中，可根據(jù)工程進(jìn)度的不同進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，但注漿壓力最大值不得大于1 MPa，避免破壞土體結(jié)構(gòu)。

3.3 注漿半徑

在加筋注漿施工中注漿半徑是最關(guān)鍵的參數(shù)指標(biāo)，注漿半徑不正確將會對孔位的布設(shè)間距和布設(shè)方式造成直接影響。因此，應(yīng)綜合考慮注漿孔的孔徑大小、注漿設(shè)備、注漿壓力等多因素準(zhǔn)確確定注漿半徑。根據(jù)注漿施工情況，可在1.5 m ～2 m之間確定注漿半徑。

3.4 施工流程

（1）施工場地清理。施工前，必須徹底清理干凈施工場地，并做好安全生產(chǎn)檢查工作及在指定位置設(shè)置警示牌等。按照設(shè)計要求，統(tǒng)一進(jìn)行孔位編號，并做好相關(guān)記錄工作，為了保證鉆孔位置的準(zhǔn)確性，可提前通過高精度儀器進(jìn)行錨管鉆孔，并在3 cm以內(nèi)控制孔位偏差。

（2）錨管施工。錨管施工前，精準(zhǔn)定位錨管孔位，并統(tǒng)一編號，施工中詳細(xì)記錄所有錨管施工情況。通過氣動沖擊錘將錨管打入，并隨時檢查施工效果，一旦發(fā)現(xiàn)問題，需及時處理。

（3）壓力注漿。完成上述施工作業(yè)后，即可進(jìn)行注漿施工。第一，首先，要保證注漿材料配合比設(shè)計的準(zhǔn)確定，準(zhǔn)確計量水泥結(jié)合料和速凝早強(qiáng)劑等材料，保證誤差在5%以內(nèi)。其次，通過高速攪拌機(jī)進(jìn)行均勻攪拌，攪拌時間可控制在2 min以上。隨后，通過泵送方式注入注漿錨管，漿液從開始加水?dāng)嚢韬褪褂猛甑臅r間嚴(yán)控在水泥初凝時間以內(nèi)。為了提升加筋注漿效果，可按照配合比要求加入適量速凝早強(qiáng)劑。第二，向土體內(nèi)打入錨管之后，可通過泵送方式注入一定量的清水，不宜過多，以便將孔底殘渣進(jìn)行稀釋，隨后清除。注漿時，采取“上—下、內(nèi)側(cè)—外側(cè)”的順序進(jìn)行壓力注漿。同一排鉆孔時，可利用隔點注漿法進(jìn)行施工，同步施工的2個注漿孔施工時間需控制在2 h以內(nèi)，距離小于5 m。若注漿壓力增大，且達(dá)到設(shè)計要求后，可維持10 min。若注漿效率減小，注漿量在1 L /min以下，10 min內(nèi)壓力不再減小，或降低幅度在5%以內(nèi)，便可止?jié){。應(yīng)采取止?jié){塞進(jìn)行處理，保證滿足孔徑和注漿壓力要求。

4 加筋注漿處治效果檢測分析

通過檢驗加筋注漿技術(shù)加固效果，對改進(jìn)設(shè)計方法和完善施工工藝具有重大意義。為此，應(yīng)采取試驗檢測法進(jìn)行加筋注漿法技術(shù)測定。針對本工程實際情況，決定采用面波波速和經(jīng)緯儀測量法進(jìn)行試驗檢測分析。

4.1 波速法檢測

面波也被稱為瑞雷波，是確定巖石力學(xué)參數(shù)的重要方式。相比其他地震波法，瑞雷波波速法淺層分辨率高，可根據(jù)實際情況，采用不同的波長，能夠勘察測定厘米級的裂縫，且不會因各地層的速度關(guān)系制約，操作方便。根據(jù)工程實際情況，本文決定采用波速法進(jìn)行加筋注漿效果測定，主要測定路橋過渡段不同深度測點的波速變化規(guī)律，從而真實評價加筋注漿效果。本試驗當(dāng)中，在相同測點部位分別對加筋注漿前后第7d的情況進(jìn)行測定，所得結(jié)果如下表2所示。

第一，面波波速大小和路基深度成正比，伴隨路基深度的不斷加大，波速也隨之提升。

第二，加筋注漿施工后，大幅提升了路基的波速。比如路基為1 m深時，處治前后的波速平均值分別為127 m/s、372 m/s，由此可見，處治后，波速大幅提升。

第三，通過加筋注漿處治之后，路基各層平均波速均有大幅提升，表明漿液可充分填充孔隙，具有顯著的處治效果。

4.2 沉降觀測

過渡段最易產(chǎn)生的問題的就是不均勻沉降，為了有效控制沉降變形，本工程通過水準(zhǔn)儀進(jìn)行沉降觀測。試驗時，可將2個水準(zhǔn)基點設(shè)置到橋臺處，并將觀測點設(shè)于路面頂面。將起點定位橋臺背，每隔2 m進(jìn)行一個測點設(shè)置，20 m為觀測長度。為了保證觀測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，也應(yīng)將觀測點設(shè)于路線兩肩和中線處。共獲取3組數(shù)據(jù)，即A組（A1～11）、B組（B1～11）、C組（C1～11），共對測點進(jìn)行了為期180d的跟蹤觀測，所得結(jié)果如下：

（1）A組（A1～11）：0d時，沉降量為0，30d時，沉降量為0.31 mm～0.70 mm;90d時，沉降量為1.52 mm～2.12 mm;180d時，沉降量為3.14 mm～4.25 mm。

（2）B組（B1～11）：0d時，沉降量為0，30d時，沉降量為0.23 mm～0.75 mm;90d時，沉降量為1.61 mm～2.14 mm;180 d時，沉降量為1.97 mm～4.25 mm。

（3）C組（C1～11）：0d時，沉降量為0，30d時，沉降量為0.24 mm～0.76 mm;90d時，沉降量為1.81 mm～2.17 mm;180d時，沉降量為1.91 mm～4.22 mm。

根據(jù)上述檢測結(jié)果，選取路基橫向3個檢測數(shù)據(jù)的平均值順著路線走向獲取了路基沉降情況，即不同時間條件下距橋臺距離的沉降量情況。所得結(jié)果如下：

（1）30d時：與橋臺相距0 m，沉降量為1.21 mm;與橋臺相距5 m，沉降量為1.53 mm;與橋臺相距10 m，沉降量為1.10 mm;與橋臺相距15 m，沉降量為1.14 mm;與橋臺相距20 m，沉降量為1.14 mm。

（2）90d時：與橋臺相距0 m，沉降量為1.81 mm;與橋臺相距5 m，沉降量為2.24 mm;與橋臺相距10 m，沉降量為1.91 mm;與橋臺相距15 m，沉降量為1.85 mm;與橋臺相距20 m，沉降量為1.85 mm。

（3）180d時：與橋臺相距0 m，沉降量為3.07 mm;與橋臺相距5 m，沉降量為4.25 mm;與橋臺相距10m，沉降量為2.56 mm;與橋臺相距15 m，沉降量為2.58 mm;與橋臺相距20 m，沉降量為2.58 mm。

通過上述分析，在與橋臺相距5 m左右時，30d、90d、180d條件下，均為路基最大沉降點集中處，在與橋臺相距10 m之外，路基沉降基本趨于穩(wěn)定。

5 結(jié)束語

綜上所述，作為橋梁過渡段常見病害，橋頭跳車不僅會影響行車舒適性，甚至?xí)l(fā)安全交通事故，將成為路橋工程建設(shè)的一大弊端。為了保證路橋工程建設(shè)質(zhì)量，確保車輛行駛安全，必須及時采取切實可行的措施有效處治路橋過渡段出現(xiàn)的病害問題。加筋注漿法具有施工簡單、成本低、適用性強(qiáng)等優(yōu)勢，將其用于路橋過渡段橋頭跳車病害處治具有十分重要的現(xiàn)實意義。

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