1 概況
石安高速公路位于京珠高速公路K271+345—K487+358km處,是我國中南部進(jìn)京的一條重要通道,貨物運輸量較大。1997 年底通車以后,部分橋涵、通道結(jié)構(gòu)物的搭板底出現(xiàn)了不同程度 的脫空。其病害主要表現(xiàn)為:(一)搭板處路面出現(xiàn)了不同程度的沉 陷,橋頭一側(cè)基本上不下沉,而與路面相接一側(cè)下沉較大,造成 搭板與路面相接處形成裂縫,車輛通過時形成橋頭跳車現(xiàn)象。(二) 由于搭板中部脫空,致使車輛駛過時搭板劇烈顫動。脫空嚴(yán)重的 搭板已斷裂;雨雪天時搭板下積水內(nèi)存,繼續(xù)沖刷路基,橋下可 見泥漿順橋臺涌出。該病害的存在,嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性 和行車的安全、舒適。在2003年3月,我們對該病害進(jìn)行了分析, 采用搭板下注漿的施工方法予以處理,效果很好。
2 脫空形成原因及影響
2.1 臺背填料不密實
由于臺背填料不密實,尤其是高填方路段的路基填筑材料不均勻、碾壓不密實,在車輛荷載作用和震動下填料沉降,從而造 成板底脫空。
2.2 雨水流入,填料流失
由于接縫養(yǎng)護(hù)不及時,導(dǎo)致雨雪水進(jìn)入搭板下,在車輛荷載 作用下形成唧漿和泥漿順橋臺流出,致使板底下的路基材料不斷 減少,進(jìn)而形成脫空。
2.3 車輛超載的破壞
在車輛荷載尤其是超載車輛的作用下,面板受到巨大的垂直 荷載作用,不斷地對板底路基進(jìn)行補(bǔ)充壓實,最后形成脫空。
2.4 脫空對搭板的影響
由于水泥砼搭板抗壓強(qiáng)度較高而抗折強(qiáng)度較低,加上對超載 敏感,一旦板底脫空,致使路基形成不均勻支撐,從而改變了砼 搭板與路基密貼的實際機(jī)理,使彈性地基上彈性薄板受力模式變 成懸臂薄板受力模式。在車輛荷載作用下過早的產(chǎn)生斷裂,而這 種斷裂是不規(guī)則的,養(yǎng)護(hù)較難處理。這樣就加快了雨水的侵入, 加大脫空面積和深度,進(jìn)而使斷裂增加。這樣反復(fù)作用,最終導(dǎo)致搭板嚴(yán)重破壞,不能行車。
3 注漿處理
3.1 注漿處理方法的機(jī)理
水泥砼搭板底脫空注漿處治技術(shù)是針對砼搭板出現(xiàn)脫空而提 出的恢復(fù)板底密貼、確保板底均勻支撐的技術(shù)措施,它有以下作 用和效果:
1)通過注漿處治可充實板底脫空恢復(fù)板底密貼,改善面板側(cè) 支撐狀況,使砼板的受力狀態(tài)符合設(shè)計原理,避免砼搭板過早損 壞。
2)由于注漿材料本身穩(wěn)定性好、強(qiáng)度大,加上漿體的流動性 好,在壓力作用下有較強(qiáng)的滲透力,因而能夠改善基層和路基的 密實度和水穩(wěn)性。
3.2 注漿技術(shù)施工工藝
3.2.1 主要施工機(jī)械設(shè)備。TXV-100型地質(zhì)鉆機(jī)一臺,BW-250/50型水泥漿泵二臺,JW-180型灰漿 攪拌機(jī)二臺。
3.2.2 注漿孔的布設(shè)及鉆孔。注漿孔的布設(shè)好壞以及每塊板所布設(shè)的孔數(shù)及深度,直接影響到注 漿的效果。根據(jù)經(jīng)驗,孔位一般布置為行距1m、孔距2m。石安高速公路為雙向四車道,橋頭搭 板長度一般為3m、寬度為10.75m,由于高速公路施工是不斷交施工,且緊急停車帶基本 不脫空,所以注漿孔布設(shè)為二行,第一行距橋頭1m處,第二 行距搭板與路面相接處1m處,共布設(shè)五個孔,第一行三個孔, 第二行二個孔,呈梅花樁式交錯布置。深度一般為鉆透搭板后進(jìn) 入路基5~10cm為宜。注漿花管直徑宜采用37~42mm,長度在 1.5~2.0m之間。鉆孔應(yīng)準(zhǔn)確到位,盡量減少注漿孔的斜度。
3.2.3 注漿材料的選擇及制漿。板底脫空注漿是通過注漿泵的壓力推動,將拌和的填充料經(jīng)過壓 漿管、壓頭擠入板底或滲透到路基的空隙中,因而要求填充拌和 物應(yīng)有較好的粘聚性、較高的流動性和較小的干縮性,并要求在 注漿過程中不離析、不泌水。
膠凝材料要保證注漿拌和物能順利地壓入板底,要求注漿拌 和物具有良好的可泵性、保水性、因此選擇保水性好、泌水性 小的水泥作為注漿拌和物的膠凝材料。一般選用32.5#普通硅酸 鹽水泥。