既有道路桥头搭板脱空注浆处理技术应用

  既有道路桥头搭板脱空注浆处理技术应用  1.山东省路桥集团有限公司山东济南2500132.山东高速股份有限公司山东济南250014Summary：为解决高速公路改扩建工程中既有道路部分桥头搭板脱空，影响行车质量及安全的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，本文阐述了京台高速改扩建工程济泰段 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 前采用了地质雷达探测技术，并依据检测数据制定了注浆处理的施工 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，重点展开了施工方案设计、操作要点及处理效果，可为后期改扩建工程提供参考。Keys：桥头搭板；板底脱空；注浆处理0引言高速公路改扩建工程中既有道路部分桥头搭板下存在脱空，易导致桥头跳车，影响车辆驾驶体验，严重时还会导致车辆失控，造成安全事故。较大面积的板底脱空在车辆荷载的持续作用下还会使搭板发生断裂，影响桥梁整体结构性能。为降低桥头跳车风险，保证桥梁整体结构完好，工程对全线既有桥梁桥头路基采用地质雷达设备进行了探测，并依据检测结果制定了施工方案，有针对性地对桥头搭板板底脱空病害进行了注浆处理，以保证行车舒适与安全。1工程概况京台高速公路济南至泰安段，是连接济南市、泰安市及周边以远地区的干线高速公路，北起殷家林枢纽立交，南至泰山枢纽立交，路段桩号为K415+160～K468+421.635,全长53.264km，全段共有桥梁180座，其中特大桥2座，占1.20%；大桥36座，占16.17%，中桥43座，占25.75%；小桥99座，占56.89%。既有道路已建成多年，技术标准落后，通行能力不足，工程结构物耐久性下降。根据高速公路改扩建相关 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 要求，项目对段内桥梁进行了调查评估，明确了既存缺损的性质、部位、严重程度及发展趋势，本文讨论的既有道路桥头搭板板底脱空即为典型病害之一。2既有桥梁桥头搭板脱空病害2.1既有桥梁桥头搭板脱空病害概况经调查既有桥梁桥头搭板脱空突出体现在与路面相接一侧下沉较大，搭板与路面相接处有明显凹陷，车辆通过时会发生桥头跳车现象，明显影响高速公路车辆行驶质量。另外，车辆驶过桥头凹陷处时搭板剧烈颤动，严重处已产生搭板裂缝，遇雨雪天气，地表水顺裂缝渗入基层，继续冲刷路基，可见部分路面唧泥或有泥浆自桥下顺桥台涌出。如不及时处理，任其进一步发展，可能会导致桥头搭板断裂，影响桥涵构造物的整体稳定性。2.2既有桥梁桥头搭板脱空病害产生原因针对路段内既有桥梁桥头搭板脱空病害，分析其引发原因，认为主要有以下几点：（1）台背填料压实度不足。京台高速公路既有桥梁建于1999年，施工规范和验收标准较为落后，在建设期是路、桥同建，桥涵建成后即回填桥台背，衔接道路，没有经过一定的固结沉降期，台背填料存在后期固结变形。且台背处工作面较窄，大型机械需与桥台结构物保持安全距离，难以实现无遗漏、密结合碾压，小型机械压实作用深度小，压实效果较差，两种机械共同压实不匀，易使近桥台结构物段产生不均匀沉降，与搭板局部范围不再连续接触，最终形成搭板局部脱空。（2）刚性与柔性结构差异大。桥（涵）台一般是用混凝土浇筑的，成型后通常其结构本身变形量很小，属刚性构造物。而台背回填料一般采用集科，存在孔隙结构，成型后还会产生一定的固结沉降，属柔性构造物。桥台和台后路基的刚度不同，使用后沉降量不同，是造成台背与路基连接不好的原因之一。（3）地表水顺裂缝渗入侵蚀。由于对已产生的搭板裂缝养护不及时，雨雪天地表水顺缝侵入。在车辆荷载作用下，雨水和路基材料中的细颗粒形成泥浆顺桥台不断流出，致使板底形成脱空。路基土的掏蚀还会造成台背下沉、锥坡下滑，并进一步对台背造成下滑牵引。再综合考虑桥涵运营中存在的挠曲作用，还将会使伸缩缝处张裂。搭板路面裂缝养护不利同样会造成地表水渗入，路面结构层受车轮碾过时造成的真空泵吸作用冲刷掏蚀，搭板下基（垫）层稳定集料的累计塑性变形不断加大，加剧脱空。（4）车辆荷载持续作用。在车辆荷载尤其是超载车辆的作用下，路面受到巨大的垂直荷载作用。水泥混凝土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，就会改变桥头搭板与路基密贴的受力机理，使弹性地基上弹性薄板受力模式变成悬臂薄板的不利受力模式。此种受力模式下受车辆荷载作用而过早产生的断裂是不规则的，养护较难处理，往往很快导致搭板严重破裂，无法使用[1]。3地质雷达探测技术3.1检测原理地质雷达探测是以超高频电磁波作为探测场源，由一个发射天线向地下发射一定中心频率的无载波电磁脉冲波，另一天线接收由地下不同介质界面产生的反射回波。电磁波在介质中传播时，其传播时间、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及测试目标体的几何形态的差异而产生变化，根据接收的回波旅行时间、幅度和波形等信息，可探测地下目的体的结构和位置信息[2]。在本项目中可用于探测旧桥搭板下方的底部密实程度及背后脱空、空洞等情况，为旧桥台背病害调查提供数据支持。图1地质雷达探地工作原理示意图3.2检测设备本项检测采用国际先进的美国SIR4000地质雷达及400MHz屏蔽天线，探测的雷达图形以脉冲反射波的波形形式记录，以连续剖面记录方式采集数据，以波形或灰度显示探地雷达垂直剖面图。表1主要检测仪器及设备一览表序号仪器名称规格型号产地1探地雷达劳雷SIR4000美国2屏蔽天线400Mhz美国图2雷达探测仪器图3.3检测方案按照规范，本项探测沿线路方向在桥梁搭板纵向（道路轴线方向）、横向（垂直道路轴线方向）分别布置多条测线，每条测线间距为1m~2m，形成网格状测区以保证探测精度。图3雷达探测测线布置示意图探测时，采用检测配套专用400MHz屏蔽天线，天线贴在桥梁搭板表面，按事先设置的探测测线进行连续扫描探测，获得探测对象的波形数据及图像。3.4检测结果本项目经检测得到了若干波形图，下图即为凤凰中桥左幅南侧搭板的雷达检测结果示意图。图4凤凰中桥左幅南侧搭板雷达检测结果示意图通过波形分析得到旧桥台背桥头搭板脱空沉陷的范围后，以此对该病害危害程度进行判定：（1）轻度：病害水平方向长度距离小于5米；（2）中度：病害水平方向长度距离5～10米；（3）重度：病害水平方向长度距离大于10米。本项目通过地址雷达探测获得了精准详尽的旧桥台背病害信息，确定了病害范围和程度，及时采取了压力注浆处理，处治了旧桥台背病害，使其符合技术标准，从而可以实现旧桥的继续利用。现将部分旧桥台背搭板脱空病害地质雷达探测结果列入下表。表2部分旧桥搭板底部密实度检测结果统计表序号检测桥梁病害部位检测结果缺陷程度备注1孙家峪中桥左幅北侧搭板局部不密实中～重度底部不密实长度合计约为13m2孙家峪中桥左幅南侧搭板局部不密实中度底部不密实长度合计约为7m3大侯集大桥左幅南侧搭板局部不密实中度底部不密实长度合计约为6.5m4金家大桥左幅北侧搭板局部不密实中度底部不密实长度合计约为8m5凤凰中桥左幅北侧搭板局部不密实中度底部不密实长度合计约为6.5m6凤凰中桥左幅南侧搭板局部不密实中～重度底部不密实长度合计约为15m7玉符河大桥左幅北侧搭板局部不密实中度底部不密实长度合计约为6.5m8玉符河大桥左幅南侧搭板局部不密实中度底部不密实长度合计约为9m4压力注浆处理4.1注浆材料注浆液采用32.5级水泥配制，水泥浆的水灰比据现场施工效果在0.5～0.65范围内适当调整。4.2注浆压力注浆压力据现场施工情况在0.4～0.6MPa范围内适当调整，当注浆段单位吸浆量小于0.5L/min时，注浆压力稳定30min后即可终止注浆。4.3注浆量注浆量Q=KVn，K为经验系数，n为土体孔隙率，根据初步试验结果K×n取0.404。V为注浆土量，V=L×π×(0.6×D)2，D值平均取1m，L为钻孔长度。根据初步试验每延米注浆量推算注浆水泥数量；最终注浆量根据实际发生并经监理确认后计量。4.4注浆流程及操作要点4.4.1注浆施工工艺流程注浆准备→钻机就位→定位钻孔→封孔→配水泥浆液→注浆→养生→验收。图5桥头搭板注浆处置4.4.2注浆施工方法及要求（1）注浆准备注浆处治的施做时间安排在了新建拼宽桥台台背回填完成后进行，应尽早开工，以保证注浆结束后有足够的时间成型并达到设计强度。处治前对材料做好质量把关再运到现场，预先调试检查以保证各种设备的性能完好。压力注浆主要是要能形成封闭的压力环境，所以注浆前认真检查了搭板四周有无空洞及缝隙，尤其是由于道路扩建，部分边坡和桥台锥坡已经开挖，故而派专人负责检查跑浆漏浆现象，确保了施工过程顺利进行。为增强注浆效果，注浆顺序由外排向内排进行，以减少浆液向路基加宽范围外扩散，同时使内排孔注浆受外排孔注浆后的土层约束而取得好的加固效果[3]。对同排孔可采取跳压以防止窜浆。（2）钻机就位钻机安放在设计的孔位上并应保持垂直，施工时钻杆的允许倾斜度不大于2%。（3）定位钻孔注浆孔钻孔直径110mm，注浆管采用内径50mm、壁厚>2mm的的钢管，在钢管上每隔15cm钻设直径4-8mm的小孔，在注浆管上呈梅花形布置，钢管接头采用丝扣连接。注浆孔应钻至原地面线。原桥搭板范围注浆孔与搭板钢筋发生干扰时，可适当挪动注浆孔位置。图6注浆孔位布置[4]图7孔位布置示意图[4]（4）封孔压力注浆处理需形成密闭的压力环境，故而在钻孔后及时塞入构件固定，并使用砂浆灌注，进一步固定并密封，保证钻孔环境的密闭性。（5）配水泥浆液对于压力注浆施工来说，浆液需要有一定的和易性，才能在压力作用下充满各个空隙。在配制浆液时，严格控制配比，要保证混合料结硬后不能有多余的水份，控制其膨胀性，避免注浆压力控制不当破坏原有搭板。还应考虑水泥浆液的凝结时间，控制水泥浆液的配置效率。（6）注浆浆体经过搅拌机充分搅拌均匀后压注，并在注浆过程中不停地缓缓搅拌，浆体在泵送前经过筛网过滤以保证其均匀细腻。遇因土层空隙率较大有造成浆液大量流失时，采用了间歇灌注法，即让一定数量的浆液注入孔隙大的土中后，暂停工作，让浆液凝固，几次反复，先把流失通道堵死再进行压注。在注浆过程中随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，注重分析注浆情况，有效防止了堵浆、跑浆、漏浆，通过做注浆记录，更有助于现场分析注浆施工效果[5]。图8注浆作业（7）养生注浆完成后，立即进行了养生，预留了足够的养生时间，保证了验收时，浆体有足够的强度。（8）验收注浆效果的检验采用了地址雷达扫描检测，在处治后的每个桥头布置了两条测线，使其方向垂直于行车方向。检测结果无杂乱或双曲线反射，注浆效果充分密实，无空洞。4.5效果通过对桥头搭板脱空注浆处理后的部位再次进行地质雷达探测，发现处置后的搭板已经与砂浆连为一体，无脱空，车辆通过时无抖动现象，彻底消除了桥头跳车现象，有效保障了行车速度及行车安全。5结语在本项目改扩建中，结合既有道路结构强度基本符合使用要求的调查结果，坚持可持续发展、统筹协调全过程、创新驱动、因地制宜的基本原则，充分发挥原道路资源，安全利用原有桥头搭板，因地制宜地查缺补漏，利用压力注浆法处置了既有桥梁桥头搭板板下脱空的病害，完善了既有道路的功能性缺失，有一定借鉴价值。Reference：[1]王新建，安利丹．桥头搭板脱空的成因和现行处置方法的讨论[C]．土木建筑学术文库，2009．[2]余铁.基于地质雷达技术的铁路路基病害动态探测研究[J].中国铁路，2014，10：21-24.[3]田怀念.注浆法处理软土地基施工技术[J].铁道建筑技术，2010，5:53-56.[4]山东省交通规划设计院集团有限公司.京台高速济泰段改扩建 工程施工 建筑工程施工承包1园林工程施工准备消防工程安全技术交底水电安装文明施工建筑工程施工成本控制 图设计文件[Z].2021.[5]李鼎祥.桥涵台背灌浆加固施工技术[J].四川建筑，2009，10:185-186. -全文完-