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来源：职称驿站所属分类：交通运输论文 发布时间：2012-07-17浏览：69次
摘要：本文通过对桥台工后沉降的原因分析，结合广东某高速公路跨铁路高架桥桥台地基预加固处理实例，讲述了桥台地基预加固施工技术的应用及施工方法，为今后类似工程的预加固处理提供参考。
关键词：桥台地基，预加固，处理
1、引言
桥台工后沉降变形问题，是目前我国公路上普遍存在的质量通病，无论是高速公路还是普通乡村公路，无处不在。公路投入营运后，常会因为桥台工后沉降变形导致桥台跳车，严重时使桥台搭板断裂、桥台背墙牛腿拉裂甚至桥台跨塌。严重影响行车的安全、速度和舒适，及时采取有效措施对桥台搭板地基进行补强是十分必要的，否则在通车后，一旦桥台搭板地基出现问题再补救，则工作难度大、费用高，既影响通车，社会影响也坏。因此，本文通过对桥台跳车形成原因及广东某高速公路跨铁路高架桥桥台搭板预压浆技术预防处理地基沉降所取得效果做些分析和探讨。
2、桥台工后沉降原因分析
（1）桥台路堤地基沉降
桥台路堤及锥坡范围内不良土清理不干净或地基处理不彻底，是桥台工后沉降的主要原因。如果在填土前处理不彻底或处理方法不当，在路堤土的重力作力及车辆荷载作用下，会造成路堤地基工后沉降较大。
（2）桥台路堤填筑受施工实际影响
桥涵台后回填土，按规定要求通常应先于桥梁工程半年填筑完毕，以确保沉降过程和路基稳定。但在施工实际操作中由于各方面原因而无法按要求做到。这样一方面路基自然沉降无预压期，沉降量不足；另一方面，由于结构物的形成，导致路基工作面受限制，大型、重型压实机械不能到位，无法发挥其功能，轻型压实机械或人工夯实机械效果欠佳。
（3）桥台地基与桥台路堤地基强度存在差异影响
桥涵地基大部分为灌注混凝土桩基础，其地基强度较高，工后沉降量较小或不发生沉降。而桥台路堤地基若不是软土地基，则地基基本未进行处理加固，从而使工后桥台和台后路堤填方产生沉降变形差异，以致桥台跳车现象。
（4）设计方面原因影响
按理论计算，填土路基即使压实度达到技术规范要求，填高在3m左右的，工后沉降量可达10cm或更高；填高超过6m的，则工后沉降量可达10—20cm。
（5）桥台伸缩缝质量问题影响
由于某种原因桥台伸缩缝自身质量问题，造成伸缩缝漏水，渗入台后路堤回填土中，使台后路堤强度指标下降、地基土软化，造成桥台工后沉降量加大。
（6）施工质量问题影响
某些项目为赶进度，桥台回填土速度过快，对地基造成扰动或破坏，但又没有充分的时间固结稳定。
台后与路基的工后沉降是客观存在的，难以避免的。
3、桥台地基预加固处理实例
结合施工的实际情况和桥台跳车原因的分析，桥台跳车防治措施应该是综合的，现将广东某高速公路跨铁路高架桥在工期紧迫的条件下所做的预加固措施及工后桥台搭板情况作以下总结。
（1）工程概况
该高架桥0#桥台填土高度9.14m，16#桥台填土高度6.24m，桥台地基土质情况依次为:耕植土（厚度1.2m，属淤泥质软土）——含粉质粘土（厚度3.5m）—黄褐色粘土（厚度4.6m）—强风化泥岩（厚度8.6m）——弱风化泥岩（厚度7.8m）——微风化泥岩。地基情况不算很复杂，但在粉质粘土中渗水比较严重，周围均为大面积水稻田，水稻随时要引水灌溉。为使该桥台在工后避免出现搭板脱空或桥台路堤失稳导致搭板断裂和桥台跳车现象，业主汇集设计院、监理公司等科研机构，决定对该桥桥台搭板地基进行预加固处理。
（2）桥台处理及填筑情况
桥台和锥坡范围在回填前先挖除耕植土，再回填中粗砂至地下水位线以上30cm后采用内摩擦角ψ≥35°的砂性土作为台背回填料，并按规范进行分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工，周围做好排水措施，压实度达到规范标准要求，同时按一天三层的速度进行对称填筑，以保证台背回填后有三个月的预压期。
（3）依据设计图进行枕梁、搭板的施工，并按下图所示在搭板混凝土浇注时预留好孔位，以便打入压浆钢管。
搭板预留孔平面图(单位：cm)
搭板预留孔断面图(单位：cm)
（4）桥台搭板地基预压浆技术
①适用条件
预压浆技术适用于砂性土或含砾砂性土、碎石层或碎石含量应在50%以上，充填土与碎石无胶结或者为轻微胶结的地质环境。
②加固机理
预压浆技术是利用挤压式压浆机，通过压浆钢管将水泥浆液压入土层孔隙中，使得原本有孔隙或松散的砂粒、土粒和孔隙结成一个高强度的结合体。水泥浆液在压力作用下土层的孔隙里向四周扩散，将所有的砂粒、土粒、孔隙和浆液连成一片，使其成为一个整体，从而使得原来不满足要求的土层变为满足承载力要求。
③压浆材料选用及具体要求
压浆采用水泥浆，浆体硬化强度应不低于混凝土路面板下基层的强度，即一般7d抗压强度不低于2.5MPa，另外，为了减少水泥浆的硬化收缩并降低造价，应掺入适量粉煤灰、减水剂、膨胀剂等，具体要求：
a) 水泥：325#普通硅酸盐水泥
b) 水：可饮用水或经检验合格的水
c) 粉煤灰：Ⅱ级或Ⅱ级别以上
d) 外掺剂：减水剂、膨胀剂等应符合有关技术标准
④水泥浆或水泥粉煤灰的技术要求
用于预压浆技术的水泥粉煤灰应具备可泵性、和易性、保水性，浆体过稠不能均匀布满砂性土之间的空隙，浆体过稀，干缩性大。在施工中，为防止浆体的干缩，浆液中宜掺加一定量膨胀剂。
a) 强度：将浆体制成7.07×7.07×7.07cm的立方体试件，标准养护7d，其抗压强度应到5mpa以上，其抗压强度将作为强度评定依据。
b) 流动度是影响可灌性的主要因素，一般流动度越高，可灌性就越好，施工现场浆体的稠度宜控制在20-30s之间较好，否则会产生泌水现象。
c) 浆体的泌水率最大不超过4%，拌和后3h泌水率宜控制在2%，24h后泌水应全部被浆体吸回。
d) 浆体自调制至压人区的延续时间，视气温情况而定，一般不宜超过30~45min，浆体在使用前和压注过程中应经常搅动以防沉淀。
⑤水泥浆或水泥粉煤灰浆配比设计
根据“公路桥涵施工技术规范”，水灰比一般采用0.40~0.45，由于对灰浆强度要求不高，为了减少干缩和节约水泥，可掺入部分粉煤灰；为提高流动度、降低用水量，可掺入减水剂，此时，水灰比可减少到0.35；另外，还可以在水泥浆或水泥粉煤灰中掺入适量的膨胀剂，如铝粉等。铝粉的掺入量约为水泥或水泥加粉煤灰用量的0.01%。水泥浆或者水泥粉煤灰浆掺入膨胀剂后的自由膨胀率应＜10%。采用的水泥(粉煤灰)浆配合比最终应通过试验确定。
⑥施工流程
本次地基注浆预加固的要求为：a)钻孔深度要求落在黄褐色粘土层上；b)为防止产生附加沉降，钻孔要求干孔作业；c）钻孔应分序施工。
⑦施工工艺
a)钻孔布置及工作量：根据现场及地质情况，钻孔直径采用φ110mm施工(如上图所示)，采用分段钻孔、分段注浆，对周围土体挤压密实，压缩模量增加达到提高地基承载力，阻止地基沉降变形的目的。下注浆管时对注浆段用封孔器封闭好，防止灌浆过程中出现孔口冒浆现象。灌浆结束，提出注浆管由孔口灌入水泥砂浆捣实封口。
b)施工程序：设备人员进场→孔位定点→钻机成孔→水泥浆搅拌下注浆管→注水泥浆→提拔注浆管→分段循环直至设计深度→封孔。
c）施工设备、材料及参数选择：采用QXT–100钻机3台，WJG80型搅拌机1台，HB80/10注浆泵1台。32.5R普通硅酸盐水泥、高压胶管、压力表、注浆管、封孔器及管钳等。施工开始前先做试灌，以便修正确定施工参数：注浆压力：0.1～0.5MPa。
d）注浆压力：孔深在0.0～2.0m、2.0～4.0m孔段控制在0.1～0.3MPa，终孔注浆压力控制最大值不超过1.0MPa。
e）水泥浆比重：初灌：1.40～1.50t/m3，终灌：1.65～1.70t/m3。回填封孔配比1：1，比重达1.50。
⑧加固效果
压浆2d后及时检查压浆效果，检查搭板是否有轻微隆起，若有，则说明预压浆成功，否则重新补压或加强观察。地基加固28天后，在桥台的中央分隔带处分别进行了两个孔的地质工程钻探、标准贯入试验和取土试验工作，发现水泥浆渗入较明显，各土层物理力学性质均有明显改善。（如下表所示）该桥台地基经压浆处理以后，为复合地基范畴，地基承载力达到设计要求。
地基土承载力值（kPa）
桥台回填后地基土层 地基土承载力值 处理后地基土承载力值
砂性土 200 280
中粗砂 280 350
粉质粘土 105 160
黄褐色粘土 190 220
⑨注意事项
a)压浆管的制作
压浆管采用黑铁管制作，接头采用丝扣连接，两端采用丝堵封严。压浆管在最下部20cm制作成压浆喷头（俗称花管），在该部分采用钻头均匀钻出4排（每排4个）、间距3cm、直径3mm的压浆孔作为压浆喷头。水泥浆通过注浆孔压入土层中孔隙。
b)按事先预留位置钻好洞，打入压浆钢管，用水泥砂浆将压浆管附近可能漏浆的缝隙封住，两天后方可压浆。
c)将压浆机、输浆管与压浆钢管连接
一般选用挤压式压浆机，在管道相连之前，必须仔细检查输浆管是否完好，及时发现有无破损、老化现象，并予以更换，防止高压下爆裂。另外，各连接头应牢固，最好采用螺丝口接头，以防压浆过程中脱落。
d） 拌和水泥粉煤灰
按设计配合比配制浆体，一般在压浆机盛浆槽中配制，搅拌均匀，现配现用。
e） 压浆
压浆时最好采用一个桥台一次性压浆，并采用从四周向中间循环压浆方法。压浆一般采用活塞式或挤压式压浆泵，不得使用压缩空气，压浆的最大压力一般宜控制在0.1MPa-1.0MPa之间，当邻近钢管出浆时将压浆管道移到邻近的出浆口，接头连接牢固后再开始压浆，依此顺序直至全部压浆口满灰为止。压浆过程中注意观察进浆量、漏浆情况并作好施工记录，估计基本压满后，稳定10~15min后再次压浆。当加大压力仍然无法压入时，一般可认为孔隙已压满，不宜强行继续加压压浆。现在已有专用挤压式压浆机，操作过程应遵循该机回答的操作规程。
f） 清理现场机具
压浆完毕后，应及时拔出压浆钢管，用砂浆封口；同时及时清洗输浆管道和压浆机盛浆槽。
4、预压浆地基处理技术综合效益评价
该桥自2005年10月份交付使用到现在，桥台平整度、桥台路堤稳定情况依然完好，这在高速公路特别是如此高的桥台填土路堤上所做的预防是比较成功的。预压浆作为一种防治桥台跳车病害，是及时可行的科学防治技术，具有成本低，操作简便，受自然因素影响小等优点。预压浆作为一种新型的预防加固处理技术，在公路桥台回填施工工程中，具有可观的经济效益和社会效益。
参考文献:
1、（JTJ041-2000）公路桥涵施工技术规范
2、（JTJ033-95）公路路基施工技术规范
3、（JTJ017-96）公路软土地基路堤设计与施工技术规范
4、JG79—911建筑地基基础处理技术规范[S]
《预压浆技术在公路桥台地基施工中的应用》
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文章名称： 预压浆技术在公路桥台地基施工中的应用
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