桥涵搭板底脱空形成原因及防治措施

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  摘 要 本文介绍了高速公路桥涵搭板底脱空形成的原因，防治措施，以及注浆技术施工 工艺。 关键词 桥涵搭板，脱空，注浆工艺 1 概况 石安高速公路位于京珠高速公路K271+345—K487+358km处，是我国中南部进京的一条重要通道，货物运输量较大。1997 年底通车以后，部分桥   摘 要 本文介绍了高速公路桥涵搭板底脱空形成的原因，防治措施，以及注浆技术施工 工艺。 关键词 桥涵搭板，脱空，注浆工艺1 概况 石安高速公路位于京珠高速公路K271+345—K487+358km处，是我国中南部进京的一条重要通道，货物运输量较大。1997 年底通车以后，部分桥涵、通道结构物的搭板底出现了不同程度 的脱空。其病害主要表现为:(一)搭板处路面出现了不同程度的沉 陷，桥头一侧基本上不下沉，而与路面相接一侧下沉较大，造成 搭板与路面相接处形成裂缝，车辆通过时形成桥头跳车现象。(二) 由于搭板中部脱空，致使车辆驶过时搭板剧烈颤动。脱空严重的 搭板已断裂;雨雪天时搭板下积水内存，继续冲刷路基，桥下可 见泥浆顺桥台涌出。该病害的存在，严重影响了结构物的稳定性 和行车的安全、舒适。在2003年3月，我们对该病害进行了分析， 采用搭板下注浆的施工方法予以处理，效果很好。 2 脱空形成原因及影响 2.1 台背填料不密实 由于台背填料不密实，尤其是高填方路段的路基填筑材料不均匀、碾压不密实，在车辆荷载作用和震动下填料沉降，从而造 成板底脱空。 2.2 雨水流入，填料流失 由于接缝养护不及时，导致雨雪水进入搭板下，在车辆荷载 作用下形成唧浆和泥浆顺桥台流出，致使板底下的路基材料不断 减少，进而形成脱空。 2.3 车辆超载的破坏 在车辆荷载尤其是超载车辆的作用下，面板受到巨大的垂直 荷载作用，不断地对板底路基进行补充压实，最后形成脱空。 2.4 脱空对搭板的影响 由于水泥砼搭板抗压强度较高而抗折强度较低，加上对超载 敏感，一旦板底脱空，致使路基形成不均匀支撑，从而改变了砼 搭板与路基密贴的实际机理，使弹性地基上弹性薄板受力模式变 成悬臂薄板受力模式。在车辆荷载作用下过早的产生断裂，而这 种断裂是不规则的，养护较难处理。这样就加快了雨水的侵入， 加大脱空面积和深度，进而使断裂增加。这样反复作用，最终导致搭板严重破坏，不能行车。 3 注浆处理 3.1 注浆处理方法的机理 水泥砼搭板底脱空注浆处治技术是针对砼搭板出现脱空而提 出的恢复板底密贴、确保板底均匀支撑的技术措施，它有以下作 用和效果: 1)通过注浆处治可充实板底脱空恢复板底密贴，改善面板侧 支撑状况，使砼板的受力状态符合设计原理，避免砼搭板过早损 坏。 2)由于注浆材料本身稳定性好、强度大，加上浆体的流动性 好，在压力作用下有较强的渗透力，因而能够改善基层和路基的 密实度和水稳性。 3.2 注浆技术施工工艺 3.2.1 主要施工机械设备。TXV-100型地质钻机一台，BW-250/50型水泥浆泵二台，JW-180型灰浆 搅拌机二台。 3.2.2 注浆孔的布设及钻孔。注浆孔的布设好坏以及每块板所布设的孔数及深度，直接影响到注 浆的效果。根据经验，孔位一般布置为行距1m、孔距2m。石安高速公路为双向四车道，桥头搭 板长度一般为3m、宽度为10.75m，由于高速公路施工是不断交施工，且紧急停车带基本 不脱空，所以注浆孔布设为二行，第一行距桥头1m处，第二 行距搭板与路面相接处1m处，共布设五个孔，第一行三个孔， 第二行二个孔，呈梅花桩式交错布置。深度一般为钻透搭板后进 入路基5～10cm为宜。注浆花管直径宜采用37～42mm，长度在 1.5～2.0m之间。钻孔应准确到位，尽量减少注浆孔的斜度。 3.2.3 注浆材料的选择及制浆。板底脱空注浆是通过注浆泵的压力推动，将拌和的填充料经过压 浆管、压头挤入板底或渗透到路基的空隙中，因而要求填充拌和 物应有较好的粘聚性、较高的流动性和较小的干缩性，并要求在 注浆过程中不离析、不泌水。 胶凝材料要保证注浆拌和物能顺利地压入板底，要求注浆拌 和物具有良好的可泵性、保水性、因此选择保水性好、泌水性 小的水泥作为注浆拌和物的胶凝材料。一般选用32.5#普通硅酸 盐水泥。 在注浆拌和物中掺入适量的掺和物，不仅可以降低成本，而 且又能增加注浆拌和物的流动性能。粉煤灰是注浆掺和物的首选 材料，这是因为粉煤灰中含有大量的空心玻璃微珠，可以解决为 了提高注浆硬化

www.gong66.com物的强度而减少水灰比和为了提高拌和物的可泵 性而需增加水灰比的矛盾;由于粉煤灰能与水泥的水化物产生的 二次水化作用，使硬化物更加致密强度更高;由于空心玻璃珠的 吸水作用，在拌和物终凝后，还可以不断释放出少量的水参与养生，减少收缩;由于注浆拌和物 在硬化后会产生一定量的收缩，因此可以在注浆拌和物中掺入适 量的膨胀剂。 注浆拌和物的稠度太大时，硬化后强度高，但是可泵性差， 容易造成堵管;太稀硬化后收缩量大，不能达到密贴作用。因此 注浆拌和物配比应根据不同季节来定，一般采用1:0.33:0.06:0.04 (水泥:粉煤灰:水:膨胀剂，质量比)。 制浆步骤:(1)按程序加料，准确计量，掌握浆液性能;(2)浆 液应充分搅拌，并坚持注浆前不断的搅拌，防止再次沉降，影响 浆液质量。 3.2.4 压力的确定。板底脱空注浆时压力过大将造成浆液流入搭板与沥青砼面层之间、致使沥青 砼面层拱起或断裂;过小则无法压满。注浆压力一般应控制在 0.5～1.0MPa为宜。 3.2.5 注浆。通过注浆设备，输浆管路，将浆液注入到目的的层中，应采用自下而上法，分段自 下而上注浆。在注浆顺序上，先施工边缘帷幕孔，再施工加固 孔，当注浆压力达到要求时，终止注浆。在注浆过程中，出现隆 起或跑浆现象时应停止注浆，分析其原因，下一个注浆段宜减量 注浆并检查封孔装置、注浆设备等。 4 施工中应注意的问题 1)观测注浆孔深度，孔深应根据各孔地层情况进行适当调整。 2)观测注浆顺序，根据地层条件、场地条件和注浆目的进行 适当调整。 3)对浆液配合比进行严格控制，注意流量计及压力计是否完好、准确。 4)注浆量控制。根据配制浆液时材料用量与水的用量进行测 定，随时检查，并做好记录。 5)安全保障措施。安全标志一定要齐全，高速公路施工是不 断交施工，工作难度大，危险多，安全工作尤为重要。 5 体会与心得 5.1 封堵。搭板下悬空较大的应先在桥台锥坡及护坡处打开口， 塞堵石块以减少压浆量，并做好防扩展以防渗漏浆液。 5.2 注浆方式。采用自流和压力灌注相结合的方式注浆。注浆时 采用多孔多次灌入且速度由快到慢，顺序先低后高，加压大小视 情况而定。单孔压浆结束标准是邻孔注满自溢，然后换其他孔注 浆，保证搭板下填满，使搭板具有足够的承载力。 5.3 浆液的选择及配置。注浆材料要符合可注性、速凝性、固结 体强度高等要求，浆液配置采用1:0.33:0.06:0.04(水泥:粉煤灰:水: 膨胀剂，质量比)做到经济实用。 5.4注浆工程属地下隐蔽工程，直观性差，直接定量判断注浆效 果在技术上是很困难的。若注浆施工严格按照设计要求和施工规 范进行，注浆量、注浆压力符合标准要求，一般就可以确认注浆 效果是好的，能够保证注浆工程的质量。 在施工的过程中对施工工艺也进行了一些改善，使注浆技术 在处理高速公路通道搭板底脱空问题上更加合理、经济。经过注 浆处理的搭板，重车驶过时无明显颤动，雨天时桥下不见泥浆再 涌出，搭板的使用寿命得到了延长，保证了结构物的稳定和行车 的安全、舒适

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