桥涵台背回填钻孔注浆处理施工工法

第３７卷第ｌ２期　・山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨｎＥＣＴＵＲＥ　１９４・　２　０　１　１年４月　Ｖ０１．３７　Ｎｏ．１２　Ａｐｒ．　２０１１　文章编号：１００９－６８２５（２０１　１）１２—０１９４－０２　桥涵台背回填钻孔注浆处理施工工法　郭　涛　摘要：从桥头跳丰产生的原因方面进行了论述，介绍了桥梁台背的加固思想和加固机理，并阐述了台背加固的技术要　求及施工方法，加固处理后压实度和承载力得到了较大提高，加固效果良好。　关键词：桥涵台背，钻孔注浆，施工工法　中图分类号：Ｕ４４３．２　文献标识码：Ｂ　１概述　桥头跳车问题一直是高等级公路中常见的病害，它直接影响　行车速度，也影响了行车的舒适与安全。桥头跳车的问题涉及到　几乎没有静置沉降和趋于稳定的时间，导致运行后的初期沉降变　形较大。４）桥头排水集中，造成排水不畅及填土流失。施工时对　桥梁与路面接缝的处理没有引起足够的重视，结果通车后接缝损　加之桥梁段纵坡较大，以利于排水，雨水会沿着缝隙渗透，渗　路堤沉降、台背回填、桥台类型、接缝、桥头搭板、路面以及施工方　坏，水对桥台一般不会产生破坏作用，但对台背填料易产生侵蚀和软　法等众多因素。桥头跳车的直接原因是刚性结构物桥台与路堤　化，特别对填方体压实不够，易产生侵蚀和软化，降低台背整体强　直接处在行车荷载的反复作用下产生较大的沉降变形差异，这种　度，导致填方体变形。在外部车辆荷载冲击作用下，必然会造成　情况在高填土段桥头显得尤为突出。因此，解决高等级公路桥头　桥头路基沉陷。　跳车，控制高填方段桥头的沉降变形，才能保证公路交通安全和　高速运营。　３台背处置　桥头刚柔过渡段的设计和施工一直是我们研究的重点和方　２桥头跳车的原因　桥头跳车产生的原因是路堤与桥台衔接处结构的沉降差。　影响桥头差异沉降的因素很多，既有台后填料的内在因素，也有　工程质量、设计不周、施工管理不善等人为因素。　向，近年来随着我国桥梁施工经验的不断积累和国内高速公路的　不断修建，我们在桥梁桥头刚柔过渡段的设计和施工已有了一套　比较成熟的施工方案和设计方案，桥头跳车的通病也已达到了有　效的控制。我公司在山西省大同一右卫高速公路桥梁台背回填　２．１　台后填料的内在因素引起桥头跳车　台背填料一般为砂砾与土，属于三相体，存在空隙，施工中的　处理时就应用了钻孔灌浆的施工方案，在工程实践中掌握了其施　工技术，对之进行总结形成了本工法。　任何措施都不能将填料颗粒问的空隙完全消除，在材料自重及车　辆荷载的作用下，孔隙率逐渐降低，台背填料在一定期限内产生　４施工工艺　　布孔　压缩沉降。工程实践表明，压缩沉降主要决定于填料性质、施工　４．１在桥梁搭板范围内，第一排注浆孔距台背０．５　ｍ，最外一排注　条件及台前、台背防护工程的设置情况。一般透水性好的土及级　５　ｍ，在中央分隔带一侧注浆孔距分隔带１．０　ｍ；　配较好的砂砾材料，其压缩沉降小；施工符合工序、压实符合要　浆孔距搭板外缘０．横向孔距：在行车道、超　求、压缩变形小，台前、台背设置有挡土墙、护面墙等防护构造物　沿线路纵向每排注浆孔的间距为１．５　ｍ，时，其压缩沉降也较小。　车道一侧孔距为１．２　ｍ，硬路肩一侧孔距为１．５　ｍ；若构造物为斜　交，应视实际情况适当增加注浆孔。　２．２工程质量及施工管理不完善引起的桥头跳车　１）压实度达不到设计要求。对于软弱地基上的桥梁、涵洞等　４．２孔深　每排孔深为台背回填厚度（路床顶面至原地面）。　构造物，在设计中一般要求先填筑路基，然后再开挖修建构造物，　其目的是为了减少路基的工后沉降，但在实施过程中，往往由于　４．３压浆技术要求　注浆施工设备采用ＳＹＢ５０／５０液压机注浆或ＨＢ一８０型注浆机　受工期的限制，更多的则是先修桥梁、涵洞等构造物，再进行台背　泵压控制在０．２　ｍ～０．５　ＩＴＩ之间，流量为２０　Ｌ／ｒａｉｎ～５０　Ｌ／ｍｉｎ，　填筑，这样势必造成路堤的沉降量大，桥涵沉降量小；同时在填筑　注浆，５—０．６，采用３２．５级普通硅酸盐水泥，不掺￣，ＨＪｔｌ剂，　路堤时，在接近台背的地方由于受作业面局限，又不能使构造物　水灰比为０．　受损，大型机械无法碾压，这样客观上造成了桥涵台背填筑质量　为水泥净浆。达不到设计要求，必然出现较大的工后沉降差异，从而导致桥头　４．４施工技术要求　跳车。２）桥头路堤基底处理不彻底，路基沉陷的影响。桥涵通常　１）注浆孔必须采用干钻成孔，除非钻遇路基结构层或大块石　位于沟壑地段，地下水位较高，且多数为软土。由于软土一般都　头等障碍物确实无法钻进时，才可以加少量水湿润，平常严禁清　具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性强和抗剪强度低等特点，在　水钻孔，成孔后为防止雨水灌入，必须采用有效方法封孔或及时　软土上填筑路基极易产生沉降（包括瞬时沉降、固结沉降和次固　进行压浆；孔径需确保注浆管的放置。　结沉降）。同时，桥头路基填筑高度较其他地段大，在车辆荷载及　２）灌浆时必须一次性将灌浆管放置到设计深度，从下而上进　高填路基产生的应力影响下，产生基底应力相对较大，更易引起　行注浆，砂性土注浆压力达到０．２　ＭＰａ，粘性土注浆压力达到　地基沉降，特别是工后沉降较大。３）桥梁通常作为控制性工程优　０．５　ＭＰａ，方可终止注浆。　先施工，路基工程一般是桥梁建成后施工，路桥过渡段集中填筑，　收稿日期：２０１１－Ｏ１．０３　３）冒浆处理：在注浆过程中，水泥浆液沿土体孔隙往上串流冒　作者简介：郭　涛（１９７０一），男，助理工程师，山西远方路桥（集团）公司，山西大同０３７００６　第３７卷第１２期　２　０　１　１年４月　文章编号：１００９—６８２５（２０１　１）１２－０１９５－０３　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩ　ｒＥＣＴＵＲＥ　Ｖ０１．３７　Ｎ０．１２　Ａｐｒ．２０１１　．１９５．　桥梁群桩基础的空问等效子结构模型　刘文海　摘要：根据群桩基础的空间等效原理，建立了两种群桩基础的空间等效子结构模型，推导了两种模型的各项力学参数，　并给出了某铁路桥梁群桩基础空间等效子结构模型的详细计算过程，以指导施工实践。　关键词：群桩，子结构，等效刚度，模型　中图分类号：Ｕ４４５．５５　文献标识码：Ａ　桩基础是现代桥梁工程中常用的一种深基础形式，对于大跨　《公路桥涵地基与基础设计规范》　均采用这种方法。　度桥梁，上部结构、桥墩以及桩基础是一个共同工作的整体。在　等效子结构模型中，将承台及桩土相互作用的桩基看成是整　进行大跨度桥梁全桥整体受力分析时，如果采用墩底固结，或者　体计算模型中的一个子结构，在此定义它与上部结构连接处的节　依据某些简化算法，将桩基础在一定深度处固结，以固结边界条　点为出口节点，将子结构关于其出口节点的刚度称为“出口刚　件代替群桩基础的桩土相互作用，显然过于简单，计算结果将不　度”＿４　Ｊ。只要能保证子结构出口刚度与规范计算得到的群桩基础　可信。　的刚度相等，则视其为群桩基础的等效子结构。常用的等效子结　１　群桩基础的计算模型　构模型有水平位移等效法、单杆刚度等效、单杆加一补充弹簧法、　对于群桩基础的计算模型，实践中常采用的是文克勒尔（Ｅ．　双杆ｎ形等效以及二阶阶梯变截面等效法　。　ｗｉｎｋｌｅｒ）土弹簧模型和等效子结构模型。文克勒尔假定桩土间的　２群桩基础空间等效子结构模型　相互作用力与深度和桩身水平位移的乘积成正比，将群桩基础中　对于群桩基础，在承台底面对称中心处建立笛卡尔坐标系，　的每排桩视为弹性地基粱，桩土之间的相互作用由弹簧对粱的水　承台中心的位移向量为：　平弹性支承来实现…，我国《铁路桥涵地基和基础设计规范》　８＝｛。，ｂ，ｃ，　，卢，　｝　（１）　出地面，称为地表冒浆。地表冒浆处理时必须耐心细致，有时可　的密实度进一步提高，减少填土与桥台之间的刚度差，消除因台　能要多次反复处理；一般是在冒浆处用碎棉絮、麻絮或速凝水泥　背填土的沉降而产生桥头跳车的现象。　封堵，若封堵无效，则可采用降压、改变水灰比或孔隙灌浓水泥浆　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　等办法进行处理。　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　４）串浆：在注浆过程中，水泥浆液从注浆孔内流出的现象叫　要取决于路基的密实度、强度及初始应力。注浆用的浆液，以水　串浆。发生串浆的原因是在地层中孔隙、裂缝较多，压力较高时，　泥为主体，根据工程需要适当配入一定量的粉煤灰和附加剂（速　相互串联造成串浆通路。处理的办法有：ａ．适当延长相邻孔之间　凝剂、早强剂、悬溶剂等）。　的注浆间隔时间；ｂ．串浆孔和注浆孔同时进行压浆；ｃ．封堵串浆孔。　６工程实例　５注浆加固台背原理　我公司承建的山西省大同一右卫段高速公路杨树湾大桥、南　注浆法通过钻孔和利用注浆设备，运用液压原理，通过注浆　梁沟大桥和五旗大桥台背处理就采用了注浆处理方案。　管将浆液分层均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方　三座桥台背高均在１０　ｍ～１３　ｍ之间，台后填土设计用渗水　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，　性土回填，但在实际施工过程中由于施工机械和填料以及工期等　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　多方面的原因，在后期用重型动力触探仪进行台背检测时，发现　散的土颗粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防　台背填料回弹模量均在２６　ｋＰａ～３４　ｋＰａ之间；经为期４０　ｄ的注浆　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。　处理后，再经山西省交通科学研究院大呼中心试验室检测，三个台　注浆的机理主要有渗入性注浆、劈裂注浆和压密注浆三种。　背回填实测回弹模量最小值Ｅ都大于设计回弹模量Ｅ（３５　ｋＰａ）。　注浆法加固台背填土是以渗入性注浆为主，利用注浆设备将配制　参考文献：　好的水泥浆液，通过注浆管注入台背填料，浆液在压力作用下渗　［１］　何书武．桥梁台背注浆法加固处理技术［Ｊ］．山西建筑，　入填土的孑Ｌ隙中，与土体的土粒骨架产生固化反应，使台背填土　２００６，３２（２４）：２９１－２９２．　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｂｒｉｄｇｅ　ａｂｕｔｍｅｎｔ　ｂａｃｋｆｉｌｌ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｈｏｌｅｓ　ＧＵｏ　Ｔａｏ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｂｒｉｄｇｅ　ｊｕｍｐｅｄ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｉｄｅｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｂｒｉｄｇｅ　ａｂｕｔｍｅｎｔ．ａｎｄ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ａｂｕｔｍｅｎｔ　ｒｅｉｆｎｏｒｃｅｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ａｆｔｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ—　ｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｈａｄ　ｂｅｅｎ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｗａｓ　ｖｅｒｙ　ｇｏｏｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｄｇｅ　ａｂｕｔｍｅｎｔ，ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　收稿日期：２０１１－０１－１０　作者简介：刘文海（１９８４．），男，助理工程师，太原市城市建设管理中心，山西太原０３０００９