橋頭搭板工后沉降預埋注漿配比優化設計

李建強，金龍飛，許展飛，劉 帥

(1.山東省路橋集團有限公司，山東 濟南 250002；2.山東高速建設管理集團有限公司，山東 濟南 250002;3.山東省交通科學研究院山東，山東 濟南 250002)

1 注漿加固原理分析

橋梁通車使用過程中如出現搭板沉降等問題，采用注漿加固措施處理，鉆孔、埋管，在注漿管內注漿加固，即利用巨大壓力將注漿液注入橋頭路基，如路基下部為粘性土，注漿液沿結構裂縫處流入下部土體，將粘性土土體分割成不規則的塊狀，在塊狀土體之間存在硬化的注漿粘液，形成一種復合型巖土，防止或減弱路基再次下沉；在碎石土、砂礫土填筑的路基內，漿液以滲流或紊流的方式滲入路基土孔隙，從而提高了路基強度和剛度，填實搭板脫空部分，讓搭板不再松動。

2 注漿液材料配比優化設計

2.1 傳統漿液材料配比

傳統漿液材料一般選用水泥、水、水玻璃、注漿劑、黃砂，其早強砂漿參考配合比(質量比)為，水泥∶水∶水玻璃∶注漿劑∶砂=10∶5∶0.5∶0.5∶2。見表1)。

表1 傳統漿液配比表

水灰比一般宜采用0.40～0.45，當摻入部分粉煤灰和減水劑時，水灰比可減小至0.35；另外，可摻入適量膨脹劑，當摻入膨脹劑時，鋁粉的摻入量約為水泥或水泥和粉煤灰用量1%。采用的水泥漿或水泥粉煤灰漿配合比最終應通過試驗確定。

2.2 優化后漿液材料配比

隨著全球汽車產業的快速發展，廢舊輪胎的數量日益增多，其所產生的廢舊橡膠成為新的固體污染源，直接堆放填埋不僅浪費資源、占用土地，還會對土壤、地下水環境產生較大污染，焚燒同樣會造成大氣污染，如何更有效、更合理地利用廢舊橡膠是我們面臨的破在眉睫的任務。

美國North Carolina State大學教授Shuaib Ahmad首次制備橡膠混凝土，但是橡膠顆粒與水泥基材料界面粘結性較差，造成橡膠混凝土強度降低。隨后橡膠混凝土也被應用到實際工程中，美國、加拿大等國家采用橡膠粉生產橡膠普面板用于鐵道道口鋪面取代傳統混凝土鋪面。國內，同濟大學史巍等試驗發現，水泥砂漿的動彈性模量和固有頻率隨著橡膠粉摻加量發生變化，馬福榮通過試驗分析橡膠粉摻加量對水泥混凝土吸聲功能也有影響。

(1)漿液流動性試驗

在傳統漿液的基礎上添加橡膠粉，即通過室內試驗在相同橡膠粉粒徑目數條件下，改變橡膠粉摻加量，采用漿液流動稠度儀探究漿液的流動性，傳統材料組成為水泥、水、水玻璃、注漿劑、黃砂，在保持基準注漿材料配比的基礎上，將橡膠粉等體積代替黃砂的方式摻入漿液中，通過實驗得到新的漿液材料配比(試驗參數如表2所示)。

表2 試驗參數表

實驗結果分析：通過漿液流動性實驗，獲得結果如表3所示。

根據實驗結果分析(如表3所示)，在選擇相同橡膠粉粒徑時，橡膠粉摻加量增多，代替了黃砂材料的體積，黃砂摻加量減少，隨著橡膠粉摻加量的增加，漿液的流動性變化不大，但是不同目數的橡膠粉，隨著橡膠粒徑增大，漿液的表觀密度會下降，主要原因是因為較小粒徑的橡膠粉可以更加緊密的填充到漿液材料中的空隙內，這樣會使漿液流動降低，因此粒徑大的橡膠粉流動性要大。

表3 流動度參數表

(2)漿液抗壓強度試驗

漿液抗壓強度試驗材料參數設置與漿液流動性試驗相同，在保持基準注漿材料配比的基礎上，將橡膠粉等體積代替黃砂的方式摻入漿液中，具體參數參見表2。為確保橡膠粉在漿液中分散均勻，先用攪拌機攪拌漿液60 s。然后待漿液硬化后，檢測養護7 d和28 d的抗壓強度。

橡膠粉等體積代替黃砂所得漿液硬化后的抗壓強度損失如表4所示。

表4 強度損失參數表

由表4可以看出，在漿液硬化后養護7 d抗壓強度隨橡膠粉摻入量增加而逐漸降低。相同粒徑橡膠粉摻入量由5%增加到20%，而抗壓強度折損值最大折損35%，最小折損15%。當橡膠粉摻加量相同時，粒徑越大，抗壓強度折損越小。

在漿液硬化后養護28 d，抗壓強度同樣隨橡膠粉摻入量增加而逐漸降低。相同粒徑橡膠粉摻入量由5%增加到20%，而抗壓強度折損值最大折損36%，最小折損14%。當橡膠粉摻加量相同時，粒徑越大，抗壓強度折損也越小。因此，漿液硬化后養護7 d到28 d抗壓強度變化幅度不大。

3 結 論

(1)橡膠粉代替了一部分黃砂，導致漿液整體自重減輕，流動速度也會加快。

(2)橡膠粉摻量越大，漿液內部軟弱點增多，硬化后強度會降低，因此橡膠粉不能完全取代黃砂。

(3)橡膠粉粒徑越大，表面凹凸不平越明顯，硬化后與結構物的粘結性越好，因此粒徑越大，抗壓強度折損越小。

(4)漿液硬化快，養護7 d與28 d強度變化不大，因此注漿7 d后即可投入使用。