涵洞地基整体加固施工

涵洞地基整体加固施工我干路桥一线施工快十五年了，见过太多本来能用到几十年的涵洞，用了不到一半时间就出了大问题：墙身裂得能塞进拳头，涵底沉降错台能颠爆货车轮胎，甚至还有整个涵洞歪了把路基拉裂的。追根溯源，十有八九都是地基出了问题——要么是当年施工处理不到位，要么是长期被水浸泡软了承载力，要么是现在通行荷载比原来设计高了好几倍，地基扛不住了。很多时候维修都是补补墙身填填缝，没从地基根上解决问题，用不了两三年病害又出来了。涵洞地基整体加固，就是从基底开始彻底处理，把整个涵洞的承载基础补结实，算是给涵洞“换筋骨”的工程。本文我就结合这么多年实际施工的经验，把涵洞地基整体加固从前期准备到完工验收的全流程梳理清楚，给同行做个实在的参考。1施工前期准备与原地基检测评估要做整体加固，第一步绝对不能上来就动工，得先把原来涵洞的底摸摸清楚，不然就是盲人骑瞎马，做了也是白做。1.1技术资料收集与现场前期协调首先要把能找到的所有旧资料攒齐，包括原来涵洞的设计图纸、竣工记录、地基处理档案，还有投用这么多年来的维修养护记录，哪年出过沉降、补过哪些位置，都要捋一遍，心里先有个大概的底。然后就是现场清场准备，把涵洞进出口淤积的泥沙、杂草全部清理干净，把涵底、墙身、锥坡这些位置都露出来，方便后续检查。最重要的其实是协调工作，我之前吃过一次大亏：好几年前做一个乡道涵洞加固，前期只和交通部门打了招呼，没问村里的情况，动工第一天就把路半幅封了，结果附近村民开着收割机要去收稻，只有这一条路能走，拦在工地门口不让动工，耽误了整整一天，最后临时修了个临时便道才解决。所以说，不管工程大小，前期一定要摸清楚周边出行需求，提前协调好绕行路线，该公示公示，该给村民打招呼打招呼，别等动工了再救火，既耽误时间又得罪人。如果是在高速公路或者国省道上施工，还要按要求做好围挡、警示标识，提前和路政交管部门定好通行方案，半幅施工的话还要留够安全错车空间，不能拿安全开玩笑。1.2原地基病害检测与承载力评估资料和协调都弄好了，接下来就是实打实检测原地基，搞清楚病害到底有多严重，这是选方案定参数的依据，绝对不能偷懒。1.2.1外观病害初查首先就是全线全位置的外观排查，沿着涵洞的纵横向一步步走，量清楚墙身裂缝的长度、宽度，沉降缝的错台高度，涵底的下沉量，进出口锥坡有没有下滑、开裂，涵底铺砌有没有脱空、起翘，每一个病害都要记清楚位置和大小，标在图上。我习惯带个小锤子，敲一遍涵底和墙身，有空响的地方就做记号，大概率底下就是脱空了。1.2.2内部缺陷检测外观看完了还要看地底下的情况，现在一般用地质雷达先整体扫一遍，不用钻孔就能把地基0到10多米范围内的情况扫出来，哪里有脱空、哪里有软弱夹层、哪里密实度不够，一下子就能看出来。之后还要选病害最严重的位置做钻芯取样，我一般会在涵底中心、沉降缝位置、进出口锥坡这几个地方各取一到两个芯，直接看原来地基填料的类型、密实度、含水量，看看有没有被水泡软，原来的基础强度够不够，就算原来的资料写了换填，我们也要自己钻了才放心——我之前就碰到过，资料写的换填1.5米碎石，钻芯才发现只换了50公分，下面全是淤泥土，难怪年年沉降，要是按原来资料做加固，肯定出事。1.2.3承载力核算评估拿到所有检测数据之后，就要结合现在的通行荷载要求核算承载力，原来设计是能过10吨的车，现在天天过四五十吨的重载货车，荷载提了好几倍，原地基承载力差多少，需要加固到什么标准，就都清楚了。把这些结果整理出来，我们才能进入下一步选方案的环节。2涵洞地基整体加固方案选型摸清了病害情况，接下来就是选合适的加固方案，不是越贵越好，也不是越省事越好，得对症下药。2.1常见整体加固方案的适用场景目前常用的整体加固方案主要有三种，各自适合不同的情况：2.1.1注浆加固法这个是最常用的，适合大部分病害不是特别严重的情况，比如原地基承载力比要求差个20%-30%，有局部脱空、填料松散，整体沉降量在15公分以内，没有出现严重的错台开裂。原理就是把水泥基的浆液通过钻孔压到地基的空隙和软土里面，浆液凝固之后把松散的填料粘成整体，把脱空填满，还能把软土里面的水挤出去，提高整体承载力。这个方案的优点是不用大规模挖开，对现有交通影响很小，施工速度快，成本也比较低，大部分既有涵洞加固都能用。2.1.2桩基础托换加固法这个适合病害特别严重的情况，比如涵洞整体沉降超过30公分，沉降缝错台严重，原地基已经完全失去承载力，或者涵洞就在主线路基下面，不能挖开换填，就用桩基础托换。一般用微型桩或者静压预制桩，在涵洞基础两侧或者基底下方钻孔打桩，把桩打到下面坚硬的持力层上，然后做桩顶承台把原来的涵洞基础托住，把整个涵洞的荷载直接传到持力层上，相当于给涵洞换了一个新的坚实地基。这个方案加固效果彻底，能用几十年，就是成本比注浆高，施工要求也更高，适合大病害或者重要路段的涵洞加固。2.1.3换填加固法这个适合涵洞埋深比较浅，施工空间足够，周边可以临时改道的小型涵洞，就是把原来的涵洞整个抬起来或者移开，把地基里面全部软弱填料挖出来，分层填灰土或者碎石压实，再把涵洞放回去，相当于重新做一遍地基。这个方案最直接，效果也最稳定，就是需要全封闭施工，对交通影响大，只适合小型涵洞或者新建还没通车就出现地基问题的涵洞。2.2方案确定的核心原则我干这么多年总结出来，选方案核心就是两条：第一是满足荷载和使用寿命要求，不能图便宜凑活，要是沉降错台都快半米了，墙身都裂透了，你非得注浆糊弄，用不了两年还得修，花的钱是现在的好几倍，还得堵路挨骂；第二是尽量减少对交通和周边的影响，能半幅施工就不全封闭，能不拆涵洞就不拆，毕竟现在不管是国省道还是乡道，封路的成本都很高，周边群众也意见大。比如说我之前做一个高速匝道的涵洞，沉降才8公分，只有局部脱空，就选了注浆加固，10天就干完了，完全没影响主线通行，成本才几万块，要是拆了重建得几十万，还得封匝道几个月，完全没必要。选好方案之后，就进入正式的施工环节了，我们以最常用的既有涵洞注浆整体加固为例，说一下具体的施工过程控制要点。3涵洞地基整体加固施工过程控制整体加固最看重过程控制，每一步都卡好标准，才能出来合格的加固效果，一点偷工减料都不能有。3.1施工放线与孔位布置首先按照方案放孔位，一般来说沿着涵洞的纵轴和横轴布置，墙身基础下方、涵底中心位置都要布孔，间距一般在1.5米到2米左右，沉降缝、进出口这些病害严重的位置要加密孔位，防止漏注。放孔的时候一定要注意避开原来涵身基础的钢筋和沉降缝的止水带，我们一般放完孔之后会先用钢筋探一下，确认下面没有原有结构再开孔，不然钻坏了原来的涵身，本来只是地基不好，再把涵身钻漏了，还得补涵身，得不偿失。3.2成孔施工成孔深度一般要求打到软弱层以下至少50公分，如果是桩托换的话要打到设计要求的持力层，成孔过程中一定要安排专人记录，每钻一米都看看返出来的渣土是什么，和之前勘察的结果对不对得上，如果发现不对，比如本来设计说到3米就是硬持力层，结果钻到4米还是软土，一定要立刻停钻，通知设计和监理现场看，调整孔深或者注浆参数，不能抱着按图施工没错的想法硬干，地底下的情况千变万化，哪能都和设计一模一样。3.3注浆施工控制注浆是整体加固的核心环节，每一个细节都不能错。3.3.1注浆材料配置一般用普通硅酸盐水泥就够了，如果空隙比较大，可以加20%左右的粉煤灰，既降低成本，还能提高浆液的流动性，更容易填满小空隙。如果地基软土含水量比较高，可以加适量的水玻璃加快凝固，防止浆液乱跑。配浆的时候一定要严格控制水灰比，不能太稀也不能太稠，太稀了凝固之后强度不够，太稠了泵不进去，填不了小空隙，我每次开工都会让工地先做两三锅试配，现场搅了试试流动性，没问题再大规模配，不能拿着配合比就硬来。3.3.2注浆顺序这个是很多新手容易搞错的地方，注浆绝对不能从中间往外面注，一定要从外往内、从下往上注，先注涵洞周边的孔，把外围先封堵住，再注中间的孔，这样就能防止浆液从周边的缝隙跑出去，既浪费材料还填不实中间的空隙。如果有脱空层，先注地基下部，再注上部的脱空区，我刚干的时候带过一个徒弟，他图省事从中间开始注，结果浆液全从锥坡的裂缝里跑出去了，流了一地，最后补注了三次，多花了快五吨水泥，还耽误了两天工期，这个顺序真的不能乱。3.3.3注浆压力和变形观测注浆压力也很关键，压力太小了浆液注不进去，压力太大了容易把原来的涵身顶起来，那就闯大祸了。一般浅层地基注浆压力控制在0.2到0.5MPa，深层注浆不超过1MPa，施工的时候一定要在涵身和墙身放观测点，安排专人盯着变形，每注10分钟就测一次，如果发现涵身抬升超过2毫米，立刻停注，等浆液凝固之后再换低压慢注，很多人不重视这个观测，觉得顶一点没事，结果注完了涵底比原来高了好几公分，把上面的路面都顶起来了，还得凿掉重新弄，太折腾了。3.4施工过程安全与防护大部分加固都是在既有道路上施工，安全绝对不能放松，半幅施工的围挡一定要搭牢，进出口的警示牌、反光标识一定要放够，夜间还要加警示灯，每天下班都要检查一遍，防止有车误闯进去。还有就是一定要保护好涵洞的排水，施工的时候不能把渣土、浆液掉到涵洞里堵了排水，雨季施工还要提前准备好抽水设备，万一降大雨，赶紧把涵洞里的水抽出去，别让雨水泡了刚注完浆还没凝固的地基，这个事看着小，一场大雨下来，半个月的活可能就白干了。施工完所有工序之后，不是就能交工了，还得做检测验收，后期也要做好养护，才能保证加固效果。4加固效果检测验收与后期养护4.1加固质量检测施工完之后要等浆液完全凝固，桩身强度上来，一般等一周到十天左右再做检测，首先用地质雷达再扫一遍整个地基，看看原来的脱空、松散空隙是不是都填满了，有没有没注到的盲区，然后选代表性的位置做地基承载力载荷试验，确认承载力达到设计要求，再复测整个涵洞的沉降差、错台量，看看墙身的裂缝是不是已经稳定，所有指标都合格了才能交工，哪里不合格就哪里补注，绝对不能含糊过关。4.2验收的现场核查我验收的时候从来不只看检测报告，肯定要到现场走一遍，拿小锤子敲一遍涵底铺砌，有空响的地方肯定是底下还有脱空，就得补，还要看看进出口排水顺不顺，锥坡稳不稳，有没有新的开裂，这些细节报告上体现不出来，只有自己去看才能发现问题。4.3加固后的日常养护很多人觉得加固完就一劳永逸了，其实不对，涵洞就像人的身体，你做完手术也要好好保养，不然还会出问题。加固完工之后，每年至少要检查两次，雨季过后一定要重点看，有没有淤积堵排水，有没有新的沉降，发现小问题及时处理，别等小问题变成大病害，还要限制严重超载的车辆走，要是天天让远超设计荷载的车压，再好的加固也用不了多少年。结语总的来说，涵洞地基整体加固，是从根源上解决涵洞沉降病害的核心工程，不是表面修修补补能比的，从前期的勘察检测到方案选择，再到施工过程的每一个细节，都需要我们实打实去做，不能有半点糊