涵洞地基整體加固施工

涵洞地基整體加固施工我干路橋一線施工快十五年了，見過太多本來能用到幾十年的涵洞，用了不到一半時間就出了大問題：墻身裂得能塞進拳頭，涵底沉降錯臺能顛爆貨車輪胎，甚至還有整個涵洞歪了把路基拉裂的。追根溯源，十有八九都是地基出了問題——要么是當年施工處理不到位，要么是長期被水浸泡軟了承載力，要么是現在通行荷載比原來設計高了好幾倍，地基扛不住了。很多時候維修都是補補墻身填填縫，沒從地基根上解決問題，用不了兩三年病害又出來了。涵洞地基整體加固，就是從基底開始徹底處理，把整個涵洞的承載基礎補結實，算是給涵洞“換筋骨”的工程。本文我就結合這么多年實際施工的經驗，把涵洞地基整體加固從前期準備到完工驗收的全流程梳理清楚，給同行做個實在的參考。1施工前期準備與原地基檢測評估要做整體加固，第一步絕對不能上來就動工，得先把原來涵洞的底摸摸清楚，不然就是盲人騎瞎馬，做了也是白做。1.1技術資料收集與現場前期協調首先要把能找到的所有舊資料攢齊，包括原來涵洞的設計圖紙、竣工記錄、地基處理檔案，還有投用這么多年來的維修養護記錄，哪年出過沉降、補過哪些位置，都要捋一遍，心里先有個大概的底。然后就是現場清場準備，把涵洞進出口淤積的泥沙、雜草全部清理干凈，把涵底、墻身、錐坡這些位置都露出來，方便后續檢查。最重要的其實是協調工作，我之前吃過一次大虧：好幾年前做一個鄉道涵洞加固，前期只和交通部門打了招呼，沒問村里的情況，動工第一天就把路半幅封了，結果附近村民開著收割機要去收稻，只有這一條路能走，攔在工地門口不讓動工，耽誤了整整一天，最后臨時修了個臨時便道才解決。所以說，不管工程大小，前期一定要摸清楚周邊出行需求，提前協調好繞行路線，該公示公示，該給村民打招呼打招呼，別等動工了再救火，既耽誤時間又得罪人。如果是在高速公路或者國省道上施工，還要按要求做好圍擋、警示標識，提前和路政交管部門定好通行方案，半幅施工的話還要留夠安全錯車空間，不能拿安全開玩笑。1.2原地基病害檢測與承載力評估資料和協調都弄好了，接下來就是實打實檢測原地基，搞清楚病害到底有多嚴重，這是選方案定參數的依據，絕對不能偷懶。1.2.1外觀病害初查首先就是全線全位置的外觀排查，沿著涵洞的縱橫向一步步走，量清楚墻身裂縫的長度、寬度，沉降縫的錯臺高度，涵底的下沉量，進出口錐坡有沒有下滑、開裂，涵底鋪砌有沒有脫空、起翹，每一個病害都要記清楚位置和大小，標在圖上。我習慣帶個小錘子，敲一遍涵底和墻身，有空響的地方就做記號，大概率底下就是脫空了。1.2.2內部缺陷檢測外觀看完了還要看地底下的情況，現在一般用地質雷達先整體掃一遍，不用鉆孔就能把地基0到10多米范圍內的情況掃出來，哪里有脫空、哪里有軟弱夾層、哪里密實度不夠，一下子就能看出來。之后還要選病害最嚴重的位置做鉆芯取樣，我一般會在涵底中心、沉降縫位置、進出口錐坡這幾個地方各取一到兩個芯，直接看原來地基填料的類型、密實度、含水量，看看有沒有被水泡軟，原來的基礎強度夠不夠，就算原來的資料寫了換填，我們也要自己鉆了才放心——我之前就碰到過，資料寫的換填1.5米碎石，鉆芯才發現只換了50公分，下面全是淤泥土，難怪年年沉降，要是按原來資料做加固，肯定出事。1.2.3承載力核算評估拿到所有檢測數據之后，就要結合現在的通行荷載要求核算承載力，原來設計是能過10噸的車，現在天天過四五十噸的重載貨車，荷載提了好幾倍，原地基承載力差多少，需要加固到什么標準，就都清楚了。把這些結果整理出來，我們才能進入下一步選方案的環節。2涵洞地基整體加固方案選型摸清了病害情況，接下來就是選合適的加固方案，不是越貴越好，也不是越省事越好，得對癥下藥。2.1常見整體加固方案的適用場景目前常用的整體加固方案主要有三種，各自適合不同的情況：2.1.1注漿加固法這個是最常用的，適合大部分病害不是特別嚴重的情況，比如原地基承載力比要求差個20%-30%，有局部脫空、填料松散，整體沉降量在15公分以內，沒有出現嚴重的錯臺開裂。原理就是把水泥基的漿液通過鉆孔壓到地基的空隙和軟土里面，漿液凝固之后把松散的填料粘成整體，把脫空填滿，還能把軟土里面的水擠出去，提高整體承載力。這個方案的優點是不用大規模挖開，對現有交通影響很小，施工速度快，成本也比較低，大部分既有涵洞加固都能用。2.1.2樁基礎托換加固法這個適合病害特別嚴重的情況，比如涵洞整體沉降超過30公分，沉降縫錯臺嚴重，原地基已經完全失去承載力，或者涵洞就在主線路基下面，不能挖開換填，就用樁基礎托換。一般用微型樁或者靜壓預制樁，在涵洞基礎兩側或者基底下方鉆孔打樁，把樁打到下面堅硬的持力層上，然后做樁頂承臺把原來的涵洞基礎托住，把整個涵洞的荷載直接傳到持力層上，相當于給涵洞換了一個新的堅實地基。這個方案加固效果徹底，能用幾十年，就是成本比注漿高，施工要求也更高，適合大病害或者重要路段的涵洞加固。2.1.3換填加固法這個適合涵洞埋深比較淺，施工空間足夠，周邊可以臨時改道的小型涵洞，就是把原來的涵洞整個抬起來或者移開，把地基里面全部軟弱填料挖出來，分層填灰土或者碎石壓實，再把涵洞放回去，相當于重新做一遍地基。這個方案最直接，效果也最穩定，就是需要全封閉施工，對交通影響大，只適合小型涵洞或者新建還沒通車就出現地基問題的涵洞。2.2方案確定的核心原則我干這么多年總結出來，選方案核心就是兩條：第一是滿足荷載和使用壽命要求，不能圖便宜湊活，要是沉降錯臺都快半米了，墻身都裂透了，你非得注漿糊弄，用不了兩年還得修，花的錢是現在的好幾倍，還得堵路挨罵；第二是盡量減少對交通和周邊的影響，能半幅施工就不全封閉，能不拆涵洞就不拆，畢竟現在不管是國省道還是鄉道，封路的成本都很高，周邊群眾也意見大。比如說我之前做一個高速匝道的涵洞，沉降才8公分，只有局部脫空，就選了注漿加固，10天就干完了，完全沒影響主線通行，成本才幾萬塊，要是拆了重建得幾十萬，還得封匝道幾個月，完全沒必要。選好方案之后，就進入正式的施工環節了，我們以最常用的既有涵洞注漿整體加固為例，說一下具體的施工過程控制要點。3涵洞地基整體加固施工過程控制整體加固最看重過程控制，每一步都卡好標準，才能出來合格的加固效果，一點偷工減料都不能有。3.1施工放線與孔位布置首先按照方案放孔位，一般來說沿著涵洞的縱軸和橫軸布置，墻身基礎下方、涵底中心位置都要布孔，間距一般在1.5米到2米左右，沉降縫、進出口這些病害嚴重的位置要加密孔位，防止漏注。放孔的時候一定要注意避開原來涵身基礎的鋼筋和沉降縫的止水帶，我們一般放完孔之后會先用鋼筋探一下，確認下面沒有原有結構再開孔，不然鉆壞了原來的涵身，本來只是地基不好，再把涵身鉆漏了，還得補涵身，得不償失。3.2成孔施工成孔深度一般要求打到軟弱層以下至少50公分，如果是樁托換的話要打到設計要求的持力層，成孔過程中一定要安排專人記錄，每鉆一米都看看返出來的渣土是什么，和之前勘察的結果對不對得上，如果發現不對，比如本來設計說到3米就是硬持力層，結果鉆到4米還是軟土，一定要立刻停鉆，通知設計和監理現場看，調整孔深或者注漿參數，不能抱著按圖施工沒錯的想法硬干，地底下的情況千變萬化，哪能都和設計一模一樣。3.3注漿施工控制注漿是整體加固的核心環節，每一個細節都不能錯。3.3.1注漿材料配置一般用普通硅酸鹽水泥就夠了，如果空隙比較大，可以加20%左右的粉煤灰，既降低成本，還能提高漿液的流動性，更容易填滿小空隙。如果地基軟土含水量比較高，可以加適量的水玻璃加快凝固，防止漿液亂跑。配漿的時候一定要嚴格控制水灰比，不能太稀也不能太稠，太稀了凝固之后強度不夠，太稠了泵不進去，填不了小空隙，我每次開工都會讓工地先做兩三鍋試配，現場攪了試試流動性，沒問題再大規模配，不能拿著配合比就硬來。3.3.2注漿順序這個是很多新手容易搞錯的地方，注漿絕對不能從中間往外面注，一定要從外往內、從下往上注，先注涵洞周邊的孔，把外圍先封堵住，再注中間的孔，這樣就能防止漿液從周邊的縫隙跑出去，既浪費材料還填不實中間的空隙。如果有脫空層，先注地基下部，再注上部的脫空區，我剛干的時候帶過一個徒弟，他圖省事從中間開始注，結果漿液全從錐坡的裂縫里跑出去了，流了一地，最后補注了三次，多花了快五噸水泥，還耽誤了兩天工期，這個順序真的不能亂。3.3.3注漿壓力和變形觀測注漿壓力也很關鍵，壓力太小了漿液注不進去，壓力太大了容易把原來的涵身頂起來，那就闖大禍了。一般淺層地基注漿壓力控制在0.2到0.5MPa，深層注漿不超過1MPa，施工的時候一定要在涵身和墻身放觀測點，安排專人盯著變形，每注10分鐘就測一次，如果發現涵身抬升超過2毫米，立刻停注，等漿液凝固之后再換低壓慢注，很多人不重視這個觀測，覺得頂一點沒事，結果注完了涵底比原來高了好幾公分，把上面的路面都頂起來了，還得鑿掉重新弄，太折騰了。3.4施工過程安全與防護大部分加固都是在既有道路上施工，安全絕對不能放松，半幅施工的圍擋一定要搭牢，進出口的警示牌、反光標識一定要放夠，夜間還要加警示燈，每天下班都要檢查一遍，防止有車誤闖進去。還有就是一定要保護好涵洞的排水，施工的時候不能把渣土、漿液掉到涵洞里堵了排水，雨季施工還要提前準備好抽水設備，萬一降大雨，趕緊把涵洞里的水抽出去，別讓雨水泡了剛注完漿還沒凝固的地基，這個事看著小，一場大雨下來，半個月的活可能就白干了。施工完所有工序之后，不是就能交工了，還得做檢測驗收，后期也要做好養護，才能保證加固效果。4加固效果檢測驗收與后期養護4.1加固質量檢測施工完之后要等漿液完全凝固，樁身強度上來，一般等一周到十天左右再做檢測，首先用地質雷達再掃一遍整個地基，看看原來的脫空、松散空隙是不是都填滿了，有沒有沒注到的盲區，然后選代表性的位置做地基承載力載荷試驗，確認承載力達到設計要求，再復測整個涵洞的沉降差、錯臺量，看看墻身的裂縫是不是已經穩定，所有指標都合格了才能交工，哪里不合格就哪里補注，絕對不能含糊過關。4.2驗收的現場核查我驗收的時候從來不只看檢測報告，肯定要到現場走一遍，拿小錘子敲一遍涵底鋪砌，有空響的地方肯定是底下還有脫空，就得補，還要看看進出口排水順不順，錐坡穩不穩，有沒有新的開裂，這些細節報告上體現不出來，只有自己去看才能發現問題。4.3加固后的日常養護很多人覺得加固完就一勞永逸了，其實不對，涵洞就像人的身體，你做完手術也要好好保養，不然還會出問題。加固完工之后，每年至少要檢查兩次，雨季過后一定要重點看，有沒有淤積堵排水，有沒有新的沉降，發現小問題及時處理，別等小問題變成大病害，還要限制嚴重超載的車輛走，要是天天讓遠超設計荷載的車壓，再好的加固也用不了多少年。結語總的來說，涵洞地基整體加固，是從根源上解決涵洞沉降病害的核心工程，不是表面修修補補能比的，從前期的勘察檢測到方案選擇，再到施工過程的每一個細節，都需要我們實打實去做，不能有半點糊