公路橋梁沉降段路基路面的施工技術研究

楊友國

(貴州橋梁建設集團有限公司)

1 工程概況

某段高速公路TJ-C合同段起于K26+400，止于K33+400，路線長 7 km。雙向四車道高速公路，行車速度80 km/h;整體式路基寬度24.5 m、分離式路基寬度12.25 m，荷載等級公路Ⅰ級;隧道建筑限界:凈寬2×10.25 m;設計洪水頻率:特大橋1/300，大中小橋、涵洞及路基1/100。本段塘灣隧道，地質結構復雜，是控制工期工程，也是本標段內的關鍵工程。本標段路基、橋梁按常規設計施工。路基:在挖方高邊坡段落，開挖時應至上而下分層開挖，機械不能作業的部位采用人工作業;邊坡部分(1～2 m)采用光面爆破，以確保邊坡穩定。放線測量要“勤、準”，控制好邊坡位置和坡率。

K29+400橋梁引道地段最大累計沉降量達到178 mm(西南角ZY1點)，特別是在4月28日和5月3日先后兩次的觀測期間，出現了沉降73 mm的過程(5 d內的沉降速率達到14.6 mm/d)。經勘察分析沉降的主要原因:2009年11月27日及2010年4月30日，與K29+400橋梁引道地段相鄰的水管先后兩次發生斷裂，大量帶壓力的水沖刷K29+400地段基礎，將部分換填層沖刷至其下部的塊石層以及基礎外側的填土層、塊石層中，從而引起地基的下沉。

2 公路橋梁沉降段路基路面的施工優化設計

本工程采用雙液(水泥+水玻璃.膨脹劑)壓力注漿處理方案可行。通過注漿泵將水泥漿用一定壓力注入地基填土層、碎石層及塊石層中，水玻璃可控制漿液流失并快速固結，在雙液中加入適量的YL-UEA混凝土膨脹劑。膨脹劑與水泥的水化反應生成硫鋁酸鈣能產生適度膨脹，抵償水泥漿的收縮。生成的陣棒狀晶體可以有效堵塞空隙，降低滲透系數，提高整個建筑物周邊地基承載力及穩定性，防止地表水滲透、減少基礎持力層的流失及壓縮，從而達到控制地基沉降。

3 公路橋梁沉降段路基路面的施工工藝

3.1 注漿孔布設

根據設計:在K29+400橋梁引道地段四周距離軸線3.5 m(西側A區)～4.5 m(南側B區)處布設第一排注漿孔(最外側)，采用Φ108 mm鉆孔開孔至老土層，老土層以下換用Φ91 mm鉆孔直至終孔。

由外向內依次施工3～4排注漿孔(場地受限部位為1～2排)，縱橫間距1 m×1 m，梅花狀排列布置，鉆孔平均深度約13.0 m(標高180.00～193.00 m)。最內側的一排注漿孔距離建筑物軸線1.5 m，盡可能斜向基礎底面延伸，以達到最佳處理效果。

在K29+400地段西兩側距離軸線1.5 m處各布設一排注漿孔，采用Φ108 mm鉆孔開孔至老土層，老土層以下換用Φ91 mm鉆孔直至終孔。注漿孔間距1 m，鉆孔平均深度約13.0 m(標高180.00m～193.00 m)。所有鉆孔深度以鉆入原狀土3 m為準，平均孔深約為13.0 m(標高180.00～193.00 m)。注漿過程中將根據注漿量的多少，適當調整孔深。

3.2 成孔

采用鉆探成孔，開孔口徑Φ108 mm，終孔口徑不小于Φ91 mm。施工順序先外排后內排，內排孔需向墻體方向傾斜100～120，其他孔應鉛直成孔。采用跳孔間隔施工。為保證孔壁的滲透性能，清水鉆進。如垮塌嚴重，需采用套管護壁跟管鉆進。應控制泥漿濃度、保證孔內干凈，方可下入注漿管進行注漿。

注漿孔成孔應小壓力水量鉆進，防止施工中鉆探水壓力過大，加速地基的下沉。成孔深度按設計要求為13.0 m(180.00 m)。現場應根據地層實際情況調整，保證進入原狀土3.0 m。施工要與有關部門銜接，將地埋管線具體位置標示出來，避免在施工中破壞已有設施。

3.3 下注漿篩管

注漿篩管采用Φ25 mm鍍鋅管(亦可采用PPR管作篩管)，在篩管底部2 m交錯鉆4 mm小孔4排，底部密封。鉆探成孔后，即下入注漿篩管，且下至距孔底部0.2 m左右，上部與套管緊密連接。即分別下入通氣管和長篩管各1根，通氣管長約2 m，長篩管下至孔底。

3.4 止漿塞

注漿管下至設計位置后，在孔口沿注漿管四周倒入配置好的水泥砂漿(摻適量水玻璃)，以控制在地面以下1.5 m左右，適當搗實。待其達到一定強度后開始注漿，確保在注漿時上部止漿塞有可靠的密封性。鉆探下套管的注漿孔，套管應下到建筑物基礎以上部位。套管周圍以素砼密封。

3.5 制漿

雙液的配置質量好壞直接影響注漿質量的效果，施工中應嚴格遵守相關操作規程，深刻領會設計意圖。水玻璃及膨脹劑的摻量應通過試驗達到最佳效果。

制漿配比∶水泥∶水∶水玻璃 =1∶0.5∶0.005，(內摻 YLUEA膨脹劑8%，須經試驗確定)。原材料:郴王水泥廠生產的P.O 32.5(R)普硅水泥、符合要求的清水、水玻璃、YLUEA膨脹劑。水灰比根據現場施工情況適時調整，漿液濃度從稀逐步至濃。

1-制漿池 2-水塔 3-沉淀池 4-泥漿池 5-出口循環槽6-泥漿泵進漿管 7-鉆孔 8-護筒 9-出漿槽 10-閥門泥漿(正)循環系統布置示意圖

配制過程:在攪漿桶內加入定量的水，開動攪漿機加入所需水泥及按設計用量的膨脹劑，攪拌時間≥5 min。攪拌好后經篩濾轉入儲漿桶中備用。注漿前摻入速凝劑，攪拌1 min后立即進行注漿，以免出現堵塞。漿液配制:采用直徑1 m、高1 m的鐵桶，每次制漿0.5 m3。先在桶中加入0.7 m深的清水，再加入水泥5包和膨脹劑20 kg，充分攪拌。

3.6 注漿

采用JCB-100/5或BW-250型活塞式水泵，單管或雙管注漿法(不垮孔孔段采用單管)，注漿順序先下后上。

注漿前先用清水清洗鉆孔，然后用高壓膠管連接孔內長注漿篩管及注漿機(短注漿篩管暫時封堵)，啟動注漿機，將攪制好的水泥漿泵入注漿孔內。隨著泵入的水泥漿量增加，將孔內多余的積水由出氣管返出地表，待出氣管有少量的水泥漿液流出時，將出氣管封堵，此時整個孔內形成一個密室。水泥漿液在壓力作用下，通過篩眼噴出滲入土層中，隨著注入量的增加，注漿機上的壓力表隨之上升，注漿壓力控制按從小到大，水泥漿由稀至濃的原則，當注漿壓力達到2～2.5 MPa時(壓力控制先小后大，終注壓力達到2.5～3.0 MPa)，保持20 min左右換壓和回壓時間方可結束長篩管的注漿。

封堵長注漿篩管，連接好短注漿篩管，按長注漿篩管注入法進行回填土層中的壓力注漿。注漿壓力視實際情況而定，一般控制在 1.5～2.0 MPa，局部可達 3.0 MPa，保持20 min左右換壓和回壓時間方可結束整個單孔的注漿工作。

如部分注漿孔存在上部回填土松散冒漿時，先暫停注漿1～2 h，待水泥漿初凝后，再進行二次壓漿。對內排傾斜的注漿孔，采用大泵壓濃漿液持續進行。整個注漿工作完成、待水泥漿初凝后，及時拔出孔內套管和篩管以便循環使用。

3.7 注漿深度的控制

注漿深度設計為4～13 m段(標高180.00～189.00 m)，成孔后下套管至地面(標高193.00 m)以下4 m，注漿管篩孔亦留4 m不鉆孔。

3.8 注漿效果的檢測

在完成整個一區后，選擇2～3個位置進行抽芯檢查。檢測注漿處理后復合地基土層的膠結情況及地基承載力。檢測孔再次注漿封孔。整個項目的效果檢測需在施工完后，結合沉降觀測等資料綜合全面評估。

4 結束語

公路橋梁路基路面的施工技術對公路橋梁的使用性能和壽命都有直接的關系。所以要在具體施工中嚴把技術關，針對不同情況采用不同的施工技術。修建穩定性好、質量過硬的路基路面。

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