注浆加固技术在桥头跳车处理中的应用

蒋洪松

(广西路桥工程集团有限公司道桥分公司，广西 南宁 530011)

0 引言

桥头跳车问题在广西等南方地区的公路建设和运营中都较为常见，该问题也是工程界历来关注的技术难题之一，对公路使用性能、行车安全以及后期养护都有严重不良影响。造成桥头跳车的原因主要是桥头台背回填处出现不均匀沉降所致，从以往实践看，采用注浆加固法能比较经济、有效地缓解该问题。武平高速(S52)为广西“十一五”规划的重点项目，2012年8月开工建设，2015-12-29正式通车，主线共长197 km，连线长63.348 km，路面路宽26 m。2017年9月，发现马平段243 km+700 m小桥涵桥台台背填筑砂砾结构被严重损坏，桥头跳车问题严重。该标段范围内台背填筑材料为砂砾石，压实度要求≥96%，通过不同深度处钻探取样，发现路基施工压实度不足是导致桥头跳车问题的基本原因，为提高路基密实度，分析论证后拟用注浆加固法对台背回填进行处理，以最大限度缓解跳车问题，本文具体就该注浆加固处治措施进行粗浅探讨。

1 注浆材料及配合比设计

注浆加固的机理是浆液在一定压力作用下，利用其流淌性扩散、渗入到松散的桥背回填料中，就地固结后在回填体里形成新的、强度更大的、化学稳定性更好的复合地基结构体，进而提升桥背回填体的密实度、强度和承载力，达到治理桥头跳车的目的。因此，对注浆加固工程而言，注浆材料的选择是关键而基础的一环。在实践中，应结合填料性状合理选择注浆材料。本标段范围内桥梁台背填筑材料为砂砾石，因此注浆材料选用水泥浆液，水泥为32.5R普通硅酸盐，注浆用水为自来水，Ⅱ级粉煤灰，为提高浆液早期强度，拟参配减水剂及速凝剂作为外加剂。经试验表明，当水∶水泥∶粉煤灰=1.2∶1∶0.5时，按水泥用量添加1.5%减水剂+4%速凝剂，水泥浆初凝、终凝时间分别可达到20 min、180 min，灌浆体0.5 d、7 d养生期的无侧限抗压强度可达到1.4 MPa、4.5 MPa(曲线图详见图1～3)，从而可以很好地满足快速施工的要求，故本次注浆加固处理采用如上配合比作为施工参考。

图1 速凝剂掺量与凝结时间关系曲线图

图2 水泥立方体抗压强度随龄期变化曲线图

图3 水泥稳定砂砾的无侧限抗压强度与速凝剂掺量关系曲线图

2 压力注浆参数的确定

3 注浆加固施工技术要点

在实际施工中，注浆加固基本工艺流程如下图4所示，三通一平和定位放样等常识性工作不再赘述，其中一些主要工序注意要点如下：

图4 注浆施工工艺流程图

3.1 钻进成孔

钻进成孔作业是注浆加固的基础工作，其质量好坏直接影响到注浆作业能否顺利完成。本程路段采用XY-1型油压钻机无水干钻成孔，钻进顺序先边后中，钻进速度采取“轻压、中速、短回次”的方法，始入土时速度先慢后快，入土深度≥0.5 m后常速钻进，每孔孔径≥75 mm。此外，钻进施工中一旦孔位发生大偏差将直接影响到钻孔质量，因此须做好测量复查工作以确保偏差在规范标准以内。钻孔完成后，严格按规范要求以设计值为参照对各项指标参数进行检测，确保孔径、孔深、孔型、成孔倾斜度等均合格达标，如：孔位偏差≤10 cm，成孔倾斜度不大于孔深的1%，否则需返工修复。

3.2 封孔

成孔后按照顺时针方向轻缓插入钢花管，一次性放置到设计深度，注浆管路面外露≥20 cm以便连接橡胶管。在注浆管孔口以下50 cm处以塑料袋做10 cm封圈，从孔顶注入水泥砂浆将注浆管与孔壁处空隙进行密封并插捣密实，以达到快速封孔的效果。封孔养护时间以48 h为宜，若时间太长水泥砂浆凝固收缩后会与孔壁之间形成裂痕，进而在注浆作业时在裂缝影响下发生冒浆问题。

3.3 注浆

注浆作业是最关键、重要的工序，必须严格控制施工质量。注浆时先进行边缘帷幕注浆再进行台背注浆，以便在台背周边形成一个止浆帷幕，从而有效避免浆液从周边串流，边缘帷幕注浆72 h后方可行台背注浆。正式注浆前，先选择两个孔作为试验孔，为其他注浆孔的顺利注浆提供参照。施工实践中，桥头过渡段台背填料加固一般采用一次钻孔注浆方式，以免因过大压力造成台背填土的裂缝病害，反而影响注浆效果。本工程原拟定采用一次钻孔注浆方式，注浆压力取0.1～0.5 MPa。但试验中发现，在0.5 MPa注浆压力下多部位(路面3 m范围内、台前放坡、锥坡浆砌护面伸缩缝等)出现严重的窜冒浆问题，严重影响注浆施工的顺利进行。对此，经技术分析后决定将注浆工艺进行调整，即先在原设计孔位2～3 m段以0.1～0.2 MPa低压注浆充填上部孔隙，待浆液初凝达到一定的强度后再在原孔二次钻孔至设计深度行二次注浆，如此通过分段注浆有效缓解了临孔窜冒浆问题。但此方式也出现了一个新问题，注浆压力达到0.5 MPa时搭板范围内依然状态稳定，但素混凝土垫层和水泥稳定碎石层于0.2 MPa注浆压力时就出现了抬动变形问题。鉴于此，决定对钢筋混凝土搭板范围内采用一次钻孔注浆，注浆压力为0.1～0.2 MPa，搭板外采用二次注浆方式，填筑体上部2～3 m段注浆压力为0.1～0.2 MPa，填筑体2～3 m以下段注浆压力为 0.3～0.5 MPa，当注浆量达到设计要求或注浆压力达到止浆标准时即可终止注浆，稳压时间≥3 min。此外，要保证注浆质量，注浆过程中还要适时灵活地调整浆液配合比，本工程中实验室推荐配比

为水∶水泥∶粉煤灰=1.2∶1∶0.5，施工中在不同注浆压力下对主灌配合比做了相应调整，0.1～0.2 MPa注浆压力(一次注浆)下仍按照实验室推荐配比，而0.3～0.5 MPa注浆压力(二次注浆)下配合比调整为水：水泥：粉煤灰=1.5∶1∶1.5。此外，为预防注浆施工中出现冒浆、串浆、吸浆量特大等质量通病，可采取调整注浆压力、限量、间歇注浆、地面封堵以及变级轮灌等方法进行质量预控。

4 结语

桥头跳车问题长期以来都是工程界的技术顽疾，本次对马平段243 km+700 m小桥涵台背进行注浆加固后，钻探取芯结果表明，水泥浆在所有进行注浆加固处理的台背填土中渗透情况良好，再次通车后桥头段行车顺畅，跳车沉降问题得到明显改善，表明台背注浆加固技术对缓解桥头跳车现象经济、有效，值得推广。另一方面也要认识到，当前从根本上解决跳车问题仍比较困难，而国内外的相关调查表明，各国每年为处理桥头跳车而产生的维修费用巨大，有数据显示我国每年在这方面所花费用达1亿元以上，因此要加强施工中的预防治理，以促进路桥建设事业登上新台阶。