后压浆技术控制新旧桥梁不均匀沉降的研究与应用

利用原有高速公路进行拓宽改建，提高原有道路桥梁的使用功能，可以节约工程投资，是旧路改建工程通常采用的有效途径。为了适应路线拓宽改建后的公路通行能力要求，提高道路桥梁的通行能力，亟待将宽度较窄的旧路旧桥加以拓宽改建。

津滨高速公路于2001年4月18日通车，桥梁基础的沉降在载荷作用下已基本完成，但桥梁加宽后，新建桥梁基础在使用过程中由于过桥车辆载荷以及各种自然因素的影响，必定会产生沉降并对沉降已经趋于稳定的旧桥基础造成影响；而且加宽后桥梁基础的沉降由于新旧基础的不同还存在沉降大小、速度、发展趋势上的差异，如果沉降差超出一定的范围产生明显的不均匀沉降时，就会产生桥梁病害，影响其正常运营或对桥梁整体安全构成危害。

基础的稳定性是桥梁上部结构正常工作的根本，如何控制新旧桥梁的不均匀沉降，使其处在正常的工作状态之内，这就对桥梁的桩基基础的承载力提出了更高的要求。本文对后压浆技术有效的控制新旧桥梁的不均匀沉降展开研究。

1 桩端后压浆技术

1.1 钻孔灌注桩桩底后压浆设计

1）浆液配置。压浆水泥采用P.O42.5普通硅酸盐无结块的水泥。水灰比平均0.6，严格控制水灰比，搅拌时间不少于2min，浆液进入储浆桶时必须用16目纱网过滤，防止杂物堵塞压浆孔。

2）压浆量。依据JTGD 63—2007《公路桥涵地基与基础设计规范》，压浆量主要考虑桩径、桩长、桩端土层性质等因素，按下式确定。

式中：Gc为单桩注浆量，t；αp为压浆系数，取值范围见表 1；d为桩径，m。

表1 注浆系数αp

两座桥梁桩底土为粘性土、细砂，统一取αp=2.5，桩径 d=1m，单桩注浆量为 Gc=αpd=2.5×1=2.5（t）。由水灰比0.6可知，单根桩压浆需要水泥约31袋。

3）压浆流量。参考JTGD63—2007，取50～75 L/min。

4）压浆压力。参考JTGD63—2007，取2～6MPa。

5）压浆量达到设计要求终止压浆。如桩周地面冒浆，间歇2～3 h后再次补压浆，累计使压浆量达到设计要求。如泵压超过设计值时应停压浆0.5～1 h，改其他桩压浆，然后回头再压浆。

6）后压浆施工控制标准。实行压浆量与压力双控，以压浆量（水泥用量）控制为主，压浆压力控制为辅。若压浆压力达到控制压力并持荷5min，注浆量达到80%，也满足要求。

2 实际应用

津滨高速公路驯海路立交桥和东金路互通式立交桥两座桥梁加宽部分钻孔灌注桩采取了桩底后压浆技术。现场压浆装置布置见图1，压浆参数见表2。

表2 压浆参数

驯海路立交桥共计166根，共需水泥257.3 t，东金路互通式立交桥共计72根，共需水泥111.6 t。

图1 桩底压浆装置布置

3 后续监测

在新建桥梁和旧桥墩身或台身埋置沉降观测点，定期对观测点进行高程水准测量。假设旧桥墩台沉降已完成，故每次以旧桥其中一个墩柱上的测点作为基准点，加宽的新建桥梁墩柱和桥台上的测点作为测量点，利用水准仪进行高程测量。每次测量计算测量点与基准点之间的高差，以第1次测量的高差值作为基准值，第2次，……，第n次测量的高差值与第1次测量的高差值之差即为新旧桥梁基础的差异沉降累计值。监测时间为1 a，监测结果见表3。

表3 东金路互通式立交桥2#墩位基础差异沉降测量数据 m

由表3可以看出，东金路互通式立交桥市区—塘沽方向新旧桥梁基础差异沉降为0.9mm，塘沽—市区方向新旧桥梁基础差异沉降为0.1mm。后压浆技术对桥梁差异沉降控制的较好。

4 结论

1）采用桩底后压浆技术，可以对桩基沉降起到一定的控制作用，但随着桩长的增加，对桩基础沉降控制效果有所降低。

2）同规格桩基础，桩底后压浆桩的沉降量比非压浆桩的沉降量减小。

3）桩底压浆后，随着时间的延长，控制沉降的效果越明显。

4）桩基础后压浆技术应用于高速公路扩建桥梁加宽工程，作为控制新旧桥梁基础差异沉降的技术措施是完全可行的。