抗滑樁結構裂縫分析及加固施工技術

中鐵貴州工程有限公司 / 晁增福

1.工程概況

安紫高速公路土建四標K51+320～K51+375段右側為四級挖方邊坡，邊坡坡率1：1.25，邊坡防護形式采用拱形骨架護坡，其中K51+320～K51+375段右側邊溝平臺外側為1#～12#抗滑樁，樁長17m，錨固段長8m，錨固段均嵌入中風化石灰巖中。抗滑樁全部完成施工后，開始K51+320～K51+375段右側邊坡開挖，本段范圍內挖方邊坡已開挖成型且已施做三四級邊坡拱形骨架防護。施工過程中，正逢安順市雨季時期，持續降雨，在坡面及塹頂發現8處細微裂縫，且裂縫持續擴大，裂縫寬達到10～30cm，同時坡面出現3處局部溜塌，且發現2#～8#抗滑樁樁身出現裂紋，縫寬約

0.1～2mm。抗滑樁平面位置如圖1所示。

2.施工方案的確定

因受地形、地貌、地質條件和施工安全條件限制，采用重力式擋墻進度緩慢無法滿足施工進度要求。為取得最佳經濟效益實現業主節點工期目標要求，施工前對該抗滑樁進行了施方案技術經濟性能比選。重力式擋土墻和加固抗滑樁技術經濟性能見表1與表2所示。

通過表1與表2技術方案技術經濟性能對比可知采用加固抗滑樁方案比采用重力式擋土墻理論上節約工期近1.5個月，節約成本18萬元。本項目工期緊，加之雨季時間長，抗滑樁施工進度直接影響業主給定的后續樓梯關大橋架梁節點工期，為保證業主架梁節點目標的實現最終確定選用加固抗滑樁方案進行施工。

3.裂縫發生原因的分析

3.1 按裂縫成因分

其混凝土裂縫成因包含：結構性裂縫以及非結構性裂縫兩種。

圖1 抗滑樁平面位置圖

表1 重力式擋土墻方案技術經濟性能

表2抗滑樁加固方案技術經濟性能

(1)結構性裂縫：因多種外荷載引起，因此也叫和在裂縫。由外載荷直接應力亦或間接作用導致結構次應力產生，進而造成裂縫。

(2)非結構性裂縫：因溫度、自身收縮、沉降收縮、養護不當或施工不當造成，早期凍脹作用以及其他形式造成的不規則裂縫。

3.2 按裂縫產生的時間分析

施工期間出現的裂縫。具體的有溫度裂縫、沉降收縮裂縫、施工裂縫（施工不當引起）、自身收縮裂縫、養護裂縫（養護不當引起）、膨脹裂縫（早期膨脹引起）和不規則裂縫（其他因素引起）。

3.3 按裂縫的形狀分析

(1)橫向裂縫，一般與構建底面互相垂直。因溫差、載荷引起。

(2)剪切裂縫，主要因震動位移或豎向載荷造成。

(3)斜向裂縫或八字形以及倒八字形裂縫，一般存在混凝土梁和墻體；因地基沉降不均勻、缺乏抗剪承載力或溫差作用引起。

3.4 按裂縫的發展狀態分

按照裂縫運動狀態以及變化趨勢分作兩類：

(1)穩定裂縫。通常對持久使用影響不大。包括兩種：一種是運動時其自身會愈合，因水泥顆粒與水在滲透時更進一步化合，從而變成凝膠物質，進而使裂縫被膠合封閉，能夠有效阻止滲漏促使裂縫自愈。另一種裂縫則是處于穩定運動中，例如周期性載荷作用引起裂縫周期性閉合和擴展。

(2)不穩定裂縫。此類裂縫會不穩定的不斷擴展，能夠對結構物使用的持久性產生影響，要根據其擴展部位，施加補救措施。

4.加固方法及工藝流程

4.1 表面封閉法

更多應用在寬度小于0.2mm極其微小的裂縫，利用彈性密封膠、聚合物水泥膏亦或滲透性防水劑，在裂縫表層涂刷，使其耐久性和防水性得到恢復。一般用在淺裂縫上。

(1)工藝流程。首先，要對表面刷毛，且沖洗干凈；其次，嵌補表面缺損，使用乳膠水泥亦或環氧膠泥；最后，對選材實施涂復工序。

(2)施工要點。涂層較薄，則需選用不易老化且粘結力強的材料；活動裂縫加固要用彈性材料以保證延伸性；均勻涂復，確保無氣泡。

4.2 壓力灌漿法

寬度大于0.3mm、較深的裂縫，則需化學灌漿材料（環氧樹脂等），使用壓力灌漿設備灌注。

(1)工藝流程：首先，鑿槽與埋設漿嘴；然后，封縫與檢查密封性，配制漿液對封孔灌漿；最后，檢查灌漿質量。

(2)施工要點可灌性與粘結力均好的樹脂類材料用作灌漿，一般用環氧樹脂；縫寬大于2mm特大裂縫，則用水泥類材料；活動性裂縫，則用稀釋后的聚氨酯或環氧樹脂。壓力控制：化學灌漿0.2-0.4MPa，水泥漿灌漿壓力通常0.4-0.8MPa；灌漿后，觀察漿液初凝無外滲現象，才能拆下灌漿嘴（管、盒）。

5.檢驗加固效果

加固完成后通過第三方檢測報，檢測報告結果：對安紫高速公路K51+320至K51+460段2#至8#抗滑樁裂縫修補加固后抗滑樁采用低應變探測顯示，樁體裂縫均已密實，樁體低應變波傳導連續，滿足各項設計技術指標。

6.結束語

上述加固方案通過了安紫高速業主單位及監理單位的的現場試加固考證與方案評審論證。采用高強度粘合劑加固樁體，在施工過程中沒有發生任何安全質量事故,保證了工期節點,取得了良好的經濟和社會效益。