抗滑桩结构裂缝分析及加固施工技术

中铁贵州工程有限公司 / 晁增福

1.工程概况

安紫高速公路土建四标K51+320～K51+375段右侧为四级挖方边坡，边坡坡率1：1.25，边坡防护形式采用拱形骨架护坡，其中K51+320～K51+375段右侧边沟平台外侧为1#～12#抗滑桩，桩长17m，锚固段长8m，锚固段均嵌入中风化石灰岩中。抗滑桩全部完成施工后，开始K51+320～K51+375段右侧边坡开挖，本段范围内挖方边坡已开挖成型且已施做三四级边坡拱形骨架防护。施工过程中，正逢安顺市雨季时期，持续降雨，在坡面及堑顶发现8处细微裂缝，且裂缝持续扩大，裂缝宽达到10～30cm，同时坡面出现3处局部溜塌，且发现2#～8#抗滑桩桩身出现裂纹，缝宽约

0.1～2mm。抗滑桩平面位置如图1所示。

2.施工方案的确定

因受地形、地貌、地质条件和施工安全条件限制，采用重力式挡墙进度缓慢无法满足施工进度要求。为取得最佳经济效益实现业主节点工期目标要求，施工前对该抗滑桩进行了施方案技术经济性能比选。重力式挡土墙和加固抗滑桩技术经济性能见表1与表2所示。

通过表1与表2技术方案技术经济性能对比可知采用加固抗滑桩方案比采用重力式挡土墙理论上节约工期近1.5个月，节约成本18万元。本项目工期紧，加之雨季时间长，抗滑桩施工进度直接影响业主给定的后续楼梯关大桥架梁节点工期，为保证业主架梁节点目标的实现最终确定选用加固抗滑桩方案进行施工。

3.裂缝发生原因的分析

3.1 按裂缝成因分

其混凝土裂缝成因包含：结构性裂缝以及非结构性裂缝两种。

图1 抗滑桩平面位置图

表1 重力式挡土墙方案技术经济性能

表2抗滑桩加固方案技术经济性能

(1)结构性裂缝：因多种外荷载引起，因此也叫和在裂缝。由外载荷直接应力亦或间接作用导致结构次应力产生，进而造成裂缝。

(2)非结构性裂缝：因温度、自身收缩、沉降收缩、养护不当或施工不当造成，早期冻胀作用以及其他形式造成的不规则裂缝。

3.2 按裂缝产生的时间分析

施工期间出现的裂缝。具体的有温度裂缝、沉降收缩裂缝、施工裂缝（施工不当引起）、自身收缩裂缝、养护裂缝（养护不当引起）、膨胀裂缝（早期膨胀引起）和不规则裂缝（其他因素引起）。

3.3 按裂缝的形状分析

(1)横向裂缝，一般与构建底面互相垂直。因温差、载荷引起。

(2)剪切裂缝，主要因震动位移或竖向载荷造成。

(3)斜向裂缝或八字形以及倒八字形裂缝，一般存在混凝土梁和墙体；因地基沉降不均匀、缺乏抗剪承载力或温差作用引起。

3.4 按裂缝的发展状态分

按照裂缝运动状态以及变化趋势分作两类：

(1)稳定裂缝。通常对持久使用影响不大。包括两种：一种是运动时其自身会愈合，因水泥颗粒与水在渗透时更进一步化合，从而变成凝胶物质，进而使裂缝被胶合封闭，能够有效阻止渗漏促使裂缝自愈。另一种裂缝则是处于稳定运动中，例如周期性载荷作用引起裂缝周期性闭合和扩展。

(2)不稳定裂缝。此类裂缝会不稳定的不断扩展，能够对结构物使用的持久性产生影响，要根据其扩展部位，施加补救措施。

4.加固方法及工艺流程

4.1 表面封闭法

更多应用在宽度小于0.2mm极其微小的裂缝，利用弹性密封胶、聚合物水泥膏亦或渗透性防水剂，在裂缝表层涂刷，使其耐久性和防水性得到恢复。一般用在浅裂缝上。

(1)工艺流程。首先，要对表面刷毛，且冲洗干净；其次，嵌补表面缺损，使用乳胶水泥亦或环氧胶泥；最后，对选材实施涂复工序。

(2)施工要点。涂层较薄，则需选用不易老化且粘结力强的材料；活动裂缝加固要用弹性材料以保证延伸性；均匀涂复，确保无气泡。

4.2 压力灌浆法

宽度大于0.3mm、较深的裂缝，则需化学灌浆材料（环氧树脂等），使用压力灌浆设备灌注。

(1)工艺流程：首先，凿槽与埋设浆嘴；然后，封缝与检查密封性，配制浆液对封孔灌浆；最后，检查灌浆质量。

(2)施工要点可灌性与粘结力均好的树脂类材料用作灌浆，一般用环氧树脂；缝宽大于2mm特大裂缝，则用水泥类材料；活动性裂缝，则用稀释后的聚氨酯或环氧树脂。压力控制：化学灌浆0.2-0.4MPa，水泥浆灌浆压力通常0.4-0.8MPa；灌浆后，观察浆液初凝无外渗现象，才能拆下灌浆嘴（管、盒）。

5.检验加固效果

加固完成后通过第三方检测报，检测报告结果：对安紫高速公路K51+320至K51+460段2#至8#抗滑桩裂缝修补加固后抗滑桩采用低应变探测显示，桩体裂缝均已密实，桩体低应变波传导连续，满足各项设计技术指标。

6.结束语

上述加固方案通过了安紫高速业主单位及监理单位的的现场试加固考证与方案评审论证。采用高强度粘合剂加固桩体，在施工过程中没有发生任何安全质量事故,保证了工期节点,取得了良好的经济和社会效益。