浅议高等级公路桥梁台背加固处理方案.doc

浅议高等级公路桥梁台背加固处理方案游汉伟广东摘要：本文作者主要介绍了某高等级公路桥梁台背注浆加固处理桥头跳车问题的施工技术，仅供同行参考！关键词：桥头跳车 高等级公路 施工工艺1 概述在公路建设中，项目工作人员为了解决桥头跳车问题，给出了建议。高等级公路桥头台背路基填方高，施工后自然沉降大(有的多达十几公分)，有调查资料显示，当路堤压实度为95时，1m高的填土，其交工通车一年后沉降约有1 cm。而营运期间桥头台背路基沉降是引起桥头跳车的主要原因。因此解决好桥头台背路基沉降，是一条解决桥头跳车的有效途径。某高等级公路工程建设工期紧，土体自然沉降时间短，投入营运后在大量重车荷载作用下，自然沉降将继续且加剧，极易出现跳车现象。针对这种情况，进行了专题分析论证，制定了注浆处理台背填料的加固方案。为了新技术推广，同时也便于广大同行对该方案进行进一步的论证指导，现具体介绍台背处理技术。2 桥梁台背加固思路与加固机理21 加固思路该高等级公路路面设计为沥青砼路面，土路基也为柔性体，但桥梁等结构物为刚性体，因此在路基与桥梁之间将存在一个结构突变，必须有一个“刚柔过渡段”进行过渡，而桥梁台背注浆加固方案设计的指导思想就是在桥台背后形成“刚柔过渡段”并减小自然沉降量。22 加固机理注浆法是通过钻孔和利用注浆设备，运用液压、气压或电化学原理，通过注浆管将浆液分层均匀地注人地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式排出土颗粒间裂隙中的水分和空气，并占据土颗粒间的空间，使路基孔隙比减少，强度提高。经过一段时间后，浆液将原来松散的土颗粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个强度大、防水性能高和化学稳定性好的结合体，从而达到加固路基的目的。注浆压力和浆液浓度是保证注浆质量的重要因素。对于不同填料和形态的路基，采用的注浆压力也不同，注浆压力的大小主要取决于路基的密实度、强度及初始应力。注浆用的单液浆液，以水泥为主体，适当配入部分粉煤灰和外加剂；双液浆液以水泥和水玻璃为主体，适当调配而成，为改善浆液性能，可适当加入外加剂。根据浆液在土中的流动方式，注浆法分为渗透注浆法和劈裂注浆法。前者用于填料为透水性好的路基，如碎石土、砂卵土等。当注浆压力较低时，浆液在中等浓度的情况下以渗流方式渗入路基土的孔隙，这时，注浆量及扩散半径常用渗流理论求解；当压力逐渐加大，浆液的流动由层流变为紊流，这时，注浆量及扩散半径常用紊流理论求解。劈裂注浆法用于透水性差的粘土路基，粘土从宏观上表现为松、软、承载力低、颗粒细、塑性流动等特点，在这样的土质中注浆加固，用渗透注浆是不现实的，只能用劈裂注浆，即利用浆液在压力作用下，似利斧般劈人土层，浆液在劈人过程中，并不与土体混合，而是以二相存在，同时产生充填效应、挤压效应、扩散效应、骨架效应和离子效应等，达到注浆加固土层的效果。3 加固方案设计及施工工艺该高等级公路因桥头路基已施工完毕，但还未上桥头搭板。因此，方案设计时考虑在保留原设计的桥头搭板的基础上，在搭板下和后端的土基上设孔灌浆和铺30 kN双向受力土工格栅。施工工艺顺序为：浅挖台背后(需铺土工格栅范围内)的回填土30 cm 碾压(压实度95) 铺放底层土工格栅 回填土至路床顶面碾压(压实度95)铺放上层土工格栅 碾压 成孔下注浆花管第一阶段注浆(压力03 MPa)第二阶段注浆(压力06 MPa) 第三阶段注浆(压力09MPa)。31 台背加固的施工技术要求(1)充分理解桥台加固施工的意图是为了从刚性桥台至柔性路基段形成一段长度合适的“刚柔过渡区”，减小刚性桥台与柔性路基间的差异沉降。(2)灌浆布孔设计(如图1、2所示)(3)注浆花管采用48 mm无缝钢管加工，自注浆管上部管口50 cm以下部位均应布设小孔，小孔直径 l0 mm，沿钢管周长三等分，长度方向间距20cm，梅花型布设至管底。(4)注浆孔一定要采用干钻成孔，孔深按原设计图纸确定，但有特殊情况时可适当调整，一般情况下要求中间孔浅，边缘孔深，边缘孔不能低于设计深度，且所有注浆孔深不小于4 m。(5)注浆管宜比注浆孔短25 cm，保证注浆孔底部有25 cm的空隙，以使浆液灌注的流畅。注浆管与注浆孔问在路基顶面段的空隙必须用水泥沙浆封堵，封堵长度不小于30 cm。注浆应待封堵空隙水泥终凝后方可开始，以防注浆期间浆液冒出地表。(6)注浆材料选择，采用425#普通硅酸盐水泥，质量必须可靠，无大颗粒杂质混合，以免破坏输送设备或堵塞注浆管道；水采用一般河水，但不得含有泥土等杂质，以免降低水泥浆强度或堵塞注浆管道。(7)压浆施工应先施工边孔，按先边后中的施工顺序进行。32 台背加固施工工艺321 土工格栅的铺设工艺(1)清除30 cm回填好的路基顶面填料，应尽量减少对路床填土非清除区的扰动，清除填土后应采用18 t以上压路机在表面层部位碾压46遍，然后再铺设底层土工格栅。(2)在压实度合格的回填路床面上安放上层土工格栅。(3)土工格栅搭接长度为20 cm，接头用尼龙绳扎结。322 钻孔工艺及设备选择(1)合理选择设备。由于施工钻孔浅、孔数多，钻机移位频繁，同时又是干钻成孔，要求钻机功率较大，所以应选用功率大、机械化程度较高、移动方便的油压钻机为好。XY一2型和GX一1T型油压钻机配柴油机作动力较好，注浆用100151型注浆泵，配MD一89型压浆栓塞可满足要求。(2)钻孔工艺采用 91 mm普通合金回旋钻成孔。其钻进规程应按轻压、中速、短回次钻进为宜。另外钻进中要严格注意钻进速度的变化，如遇空洞及分散发育等情况应及时记录其相应位置，以便分析填筑质量和指导灌浆。3、23 注浆方法及工艺一般均采用孔口封堵、全孔分三阶段注浆的方法注浆，每阶段间隔时间3045 min。第一阶段注浆压力达0、3 MPa ，浆液浓度水灰比12：1，第二、三阶段的浓度均为1：1，注浆压力需求不大，以0309MPa为宜，一般大吸浆量孔均可采用自流注浆，为保证路基的安全稳定，边孔注浆压力不可超过10MPa(注意：这里所说注浆压力为标准压力，具体数值应根据土质情况进行调整，如为砂砾则压力要小些，砂性土或山渣压力则要大些)。台背注浆，其目的是通过注浆充填其间的空间、缝隙，增强其整体性和提高密实度，使台背路堤减少工后沉降并形成刚柔路堤过渡区，施工中应掌握以下要点：(1)注浆要保证钻孔注满，注满N?L口不再吸浆时才可止浆，止浆后应用碎石(或河砂)加水泥浆将钻孔填实封闭。(2)一般吸浆量大的钻孔，可先采用自流注浆，并可大量掺人粉煤灰，水泥与粉煤灰配比按1：31：4均可。(3)吸浆量小的钻孔，必须采用加压注浆，浆液为纯水泥浆，并遵循先稀后浓的原则和按设计止浆标准止浆。(4)遇漏浆、冒浆或吸浆量特大的钻孔，采用地面封堵和间歇、限量、变级轮灌等方法处理。(5)注浆中必须加强观察，分析注浆情况的变化，现场及时采取相应措施，确保注浆质量。(6)注浆采用注浆量和注浆压力双控的原则，即以注浆量控制，压力作为校核值。324 注浆效果检查(1)各工程点均按总施工孔的5 7 布置注浆质量检查孔。检查孔通过取出的土(岩)芯中观察水泥浆渗人情况和通过注浆压力、吸浆量大小来判断注浆质量的好坏。(2)各桥台背注浆时，随着注浆时间的延长和注浆量的增加，在边坡位置可发现冒清水(浆)的位置明显依次上升。当注浆孔都灌满后，冒点也随之上升到路面以下相应位置，说明注浆充填效果很好。4 对某桥梁加固方案及其效果4.1 工程概况某高等级公路通道桥在加固施工前，搭板沉陷及底基层破损严重，搭板下空隙已全部贯通，某超车道的搭板已有一个角断裂下陷，与搭板连接处沥青混凝土虽屡次修补，但由于下卧基层呈弹簧状，修补后维持时间极短。每逢降雨，泥浆沿薄壁桥台墙面大量挤出，不仅使搭板下空隙迅速扩大，且使泥浆漫溢，影响通道的正常通行4.2 加固方案采用高压注浆进行托换加固，针对搭板的结构，设计了施工布孔方案。同时开设注浆孔和效果观察孔，注浆孔间距取1020 m，使被加固土体在平面和深度范围内连成一个整体。注浆施工按照先外围，后中间，先点注，后遍注的顺序进行。如观察孔内冒浆，则封闭观察孔，如观察孔不冒浆，则将观察孔改为注浆孔，加密注浆孔。终止注浆条件采用压力与搭板抬升变形量指标双控。一般控制在注浆压力达到12 MPa或者搭板有明显抬升，但靠近桥头位置，抬升量不宜过大，可控制在10mm以内。尾部靠路基侧，可以适当放宽到20 mm。施工结束即可开放交通，如能养护12h，加固效果会更好。加固效果可以用钻孔来检验。4.3 加固效果注入水泥5 t，水玻璃05 t，注浆压力最大达到25 MPa。搭板范围注浆孔深度0610 m，路基与搭板连接处注浆孔深度0812 m。加固后，搭板与路面均有明显抬升，空隙被充分填充，对底基层起到了托换加固的作用。加固施工历时2 d，单车道封闭施工。从钻孔检验情况看，底基层及灰土路基空隙已被浆液填充，灰土路基被固化。施工结束后经历了连续的降雨，通道内未再发生挤泥，也无渗水现象发生。搭板及路基与搭板连接处均表现稳定，断板部分也被固定。加固完工至今，期间该处桥头搭板未再发生沉降、挤泥等不良病害，路面也未再发生损失5 结束语综上所述，该高等级公路通车一年来，桥头跳车现象不明显，经抽样检查，采用本方法加固的桥头路基加固效果良好，基本解决了桥头跳车的问题。高等级公路桥头跳车问题是广大公路建设者一直想解决的难题之一，有的工程项目尽管花了很大的人力、物力去处理桥头调车的问题，但收效甚微，本文为桥梁台背加固提供了一个思路，供广大公路建沥青公路路面平整度的施工技术探讨游汉伟广东 摘要：通常来说路面平整度是衡量高等级公路使用性能的一项重要指标。本文通过高等级公路沥青路面的施工实践， 从施工角度对影响沥青路面平整度的原因进行了细致的分析并提出相应的解决措施。关键词：高等级沥青公路；沥青路面；路面平整度； 影响因素为确保行驶车辆的安全和舒适性，通常高等级公路行车密度大、车速高，所以对路面平整度的要求也很高。由于影响沥青路面平整度的因素很多，对每一个因素的忽视都将对沥青面层最终的平整度产生影响。一、摊铺基准的影响目前高等级公路使用的摊铺机均具有自动找平装置，摊铺时按照预先设定的基准来控制(基准面可以是设计高程面， 也可以是设计高程的平行面)，如果基准控制不好，则摊铺出来的路面平整度就差。最常用的基准是一根与路线设计高程平行的张紧钢丝，施工中称为“走钢丝”，因此钢丝放样的正确性尤为重要。影响摊铺基准正确性的因素有以下几点：(一)放样用水准点不均匀沉降路基施工经过了相当长的一个过程才进入路面施工，在此期间由于地质条件等各种因素影晌，水准点之间总有不均匀沉降产生， 由产生了不均匀沉降的各水准点所引出的程高之间必有较大的误差，从而影响路面平整度。(二)施工放样测量精度的影响一般施工放样均为等外测量(闭合差均按3 0L (mm)控制)，所用仪器绝大部分均为DS 3水准仪每次读数精度为3mm)，使得钢丝基准面误差较大。(三)钢丝架设过程中产生的误差放样后在架设钢丝的过程中， 由于钢丝的张拉力不够引起张拉不紧或钢丝太细无法用力张拉，以及桩距过大或放样划线不准引起标高误差等等， 将使钢丝产生竖向挠度，再加上摊铺机一般都是带振动的，在钢丝二支点的跨中产生36mm 的挠度，个别严重的可超过l 0mm ，使得摊铺层出现纵向波浪，影响路面的纵向平整度 另外，在施工过程中由于辅助人员及行人不注意而碰落架设的钢丝，或摊铺机在行走过程中传感器脱离钢丝等，都将使基准产生过大误差，从而影响到路面平整度。二、热拌沥青混合料的影响热拌沥青混合料的质量，也是影响沥青路面平整度的一个因素，而热拌沥青混合料的质量受以下几个因素的影响：(一)沥青混合料中集料的规格和质量由于国内采石场大部分为主、村集体开采，生产条件差，材料规格要求不严，每个料场的生产能力较小，而高等级公路路面材料消耗量很大，往往需从多个料场采购石料，尽管在级配过程中控制了最大粒径、12最大粒径、4.75mm、2.36mm、o.075mm五档规格料的通过量，但中间粒径的通过量出入较大，引起集料级配变化较大，使压实系数产生波动，影响路面平整度。另外， 由于拌和楼震动筛破裂，使集料中混有部分超规格的大颗粒，摊铺时使局部摊铺系数发生变化或引起摊铺面的拉痕，碾压后引起纵横向局部不规则的小波浪，影响路面平整度。(二)热拌沥青混合料拌和温度的影响为确保摊铺机连续、匀速、不间断地摊铺，每台拌和楼的产量必须达到一定的数值， 否则必须采用多台拌和楼联合供料，在联合供料过程中，每个拌和楼的拌和温度不可能完全一致，再加上料源的不一致，使得摊铺后的局部在碾压过程中碾压温度产生变化， 引起压实效果的变化，影响到路面的平整度。(三)热拌沥青混合料离析的影响一般沥青拌和楼均带有储料仓， 混合料通过运料斗进入储料仓再放人运输车辆，均会产生一定程度的粗细料离析(尽管采取车辆前后移动的措施)，再加上传统习惯施工过程中每车料摊铺结束时摊铺机接料斗的两翼都将翻起， 使得沥青混合料更加离析，摊铺后由于粗细料的相对集中，导致压实系数不同， 使得压路机在压实过程中有明显的摇晃， 引起压实效果不同而影响到平整度。三、沥青混合料摊铺过程中的影响缓慢、连续、均匀、不问断地摊铺是提高路面平整度最主要的措施， 因此摊铺机在操作过程中应注意以下几个影响因素：(一)摊铺应保持连续。必须配足与摊铺能力相匹配的混合料，尽量做到摊铺过程中不停机。尽管新型A B G 摊铺机具有“自锁”装置，但热混合料在熨平板装置自重的作用下总会产生微微下沉，摊铺机的重新启动也会产生局部微小不平整。(二)摊铺速度要保持缓慢均匀，一般摊铺速度应控制在每分钟24 m (根据供料情况，保持不停机为原则)，摊铺速度的不恒定，会导致摊铺层初始密度不均匀，从而引起碾压后局部厚度的变化而影响平整度。(三)在摊铺过程中，摊铺机螺旋送料器应均匀不停顿的转动，两侧应保持有不少于送料器高度23的混合料，并确保在摊铺全宽断面上不发生离析。摊铺后的混合料，原则上就不应用人工进行整修。(四)料车卸料时不慎撒落的混合料应及时清除，否则不能摊铺， 因为两侧履带或轮胎因撒落料影响而产生接地标高与横坡不一致时，会影晌摊铺后的横坡，使坡面产生波浪，影响平整度。四、碾压工艺的影响碾压工艺与碾压机具的合理组合对平整度的影晌很大。(一)初压应在较高温度下进行，以不产生推移、发裂为原则。初压温度应根据沥青稠度、压路机类型，摊铺初始密度等因素通过试铺确定。(二)压路机应以慢而均匀的速度碾压，初压时主动轮在前，防止热混合料被挤压隆起，碾压中从外侧向内侧，从低向高处碾压，碾压过程中不得打方向、刹车，碾压必须重叠，既防止超压，又要防止漏压。碾压过程中的启动、换向、倒退等方法不当都将引起油路面出现拥包和凹坑。(三)压路机应严禁停在未冷却的路段上，最好能停于结构物上，我们曾经搞过一个试验，在已复压完成的路段上(离机150m处)停上一台钢轮(68t)，1Omin后测得的