韓 松

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

橋梁是交通領(lǐng)域不可或缺的構(gòu)造，也是日常出行重要的環(huán)節(jié)，橋梁地基穩(wěn)定性直接決定了橋梁安全性。施工環(huán)節(jié)需采取有效措施改善橋梁地基承載力與穩(wěn)定性，可采用注漿加固施工技術(shù)，確保橋梁地基指標(biāo)達(dá)標(biāo)，保障橋梁通車安全[1-3]。

1 工程概況

某高速公路改擴(kuò)建工程項(xiàng)目包括路基路面墊層、橋梁、通道、防水、排水、路基土石方、涵洞等。該段橋梁合計(jì)17 座，共1 800 m，其中特大橋1 座，天橋6 座，分離式立交橋3 座，互通式立交橋3 座，中橋和橋式通道各2 座，樁基共計(jì)272 根，根據(jù)其受力情況可分為摩擦樁和嵌巖樁兩大類。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)標(biāo)段內(nèi)六座中小橋均存在擴(kuò)大基礎(chǔ)，擴(kuò)大基礎(chǔ)埋深、水文情況、土層參數(shù)及溶洞發(fā)育情況具體見表1。

表1 原中小橋擴(kuò)大基礎(chǔ)地基情況調(diào)查表

2 設(shè)計(jì)概況

為確保舊橋及高速公路的運(yùn)營(yíng)安全，橋梁施工前需對(duì)原有橋梁的結(jié)構(gòu)，特別是基礎(chǔ)類型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，對(duì)于舊橋基礎(chǔ)為擴(kuò)大基礎(chǔ)的，在進(jìn)行拼寬橋梁樁基施工前，必須對(duì)擴(kuò)大基礎(chǔ)周圍土體進(jìn)行注漿加固處理[4]。

3 注漿加固原理

施工中，各項(xiàng)準(zhǔn)備工作完畢后，以注漿管利用液壓原理，將提前混合均勻的漿液注入土層。通過漿液擠壓、深入、填充，使地基、巖洞中的空氣被排出，土體顆粒和混合料分子填充其原有位置，固結(jié)后土體顆粒與漿液混合成整體，形成結(jié)構(gòu)強(qiáng)大、承載力強(qiáng)、穩(wěn)定性突出的固結(jié)體，提高了基礎(chǔ)周圍土體承載力，保證拼寬橋梁樁基施工過程中孔壁的穩(wěn)定性[5]。

4 地基注漿加固施工

4.1 灌漿材料、設(shè)備及制漿

（1）該工程中，灌漿材料擬選擇水泥強(qiáng)度等級(jí)為42.5 的普通硅酸鹽水泥，因該區(qū)域氣候干燥，嚴(yán)重缺水，不可選用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥。

（2）如若地基吸漿量較大，可適當(dāng)采用水玻璃提高漿液的凝結(jié)速度。

（3）根據(jù)項(xiàng)目需求及原有施工經(jīng)驗(yàn)，水泥漿液水灰比擬定為2 ∶1、5 ∶1、1 ∶1、0.5 ∶1 四種類型。純水泥漿液以高速攪拌機(jī)攪拌30 s 以上，施工前過濾漿液，濾除雜質(zhì)和大顆粒不溶物，漿液制備完畢后需在4 h 內(nèi)使用。

4.2 套殼料配比及參數(shù)

（1）采用黏土和水泥按照水灰比1 ∶2.6 ∶4 配制套殼料，漿液比重1.35～1.60 g/cm3，馬氏漏斗黏度約40～45 s，施工過程中可通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)配比進(jìn)行調(diào)整。

（2）嚴(yán)格執(zhí)行工藝標(biāo)準(zhǔn)與施工要求，控制套殼料強(qiáng)度增加速率與凝固時(shí)間，灌漿需于套殼料配制好后2～5 d內(nèi)進(jìn)行。

4.3 機(jī)械設(shè)備選用

（1）泥漿泵：性能應(yīng)與漿液類型及濃度相互匹配。

（2）攪拌機(jī)：高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪漿，攪拌時(shí)間大于30 s。

（3）泥漿管：應(yīng)保證漿液流動(dòng)通暢，且能承受1.5倍的最大壓漿壓力。

（4）壓力表：根據(jù)該工程最大壓漿壓力及提高計(jì)量精度，確定選用1.6 MPa 左右壓力表為宜[6]。

4.4 孔位分布、孔徑、孔深、注漿段、注漿壓力及結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)等參數(shù)

（1）根據(jù)以往注漿經(jīng)驗(yàn)，注漿孔排間距1 m、孔距按1.5～2.0 m 布置，具體見圖1。

圖1 注漿孔位平面布置圖

（2）鉆孔孔徑及孔深根據(jù)地層特點(diǎn)確定，孔徑暫定為11 cm。

（3）孔深一般超過老橋擴(kuò)大基礎(chǔ)承臺(tái)底標(biāo)高6 m即可。

（4）注漿段位原擴(kuò)大基礎(chǔ)底以下6 m 至基礎(chǔ)底以上1 m 范圍段。

（5）注漿壓力可按0.2～0.3 MPa 考慮，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果與項(xiàng)目需求，遵循技術(shù)操作規(guī)程進(jìn)行適度調(diào)整，采用分段注漿形式，分段注漿長(zhǎng)度采用1.5～2 m 左右，注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)以漿液流量小于5 L/min 為準(zhǔn)[7]。

5 施工技術(shù)要點(diǎn)

5.1 工藝流程（圖2）

圖2 灌注樁施工流程圖

5.2 施工工藝及方法

5.2.1 測(cè)量放樣

嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)操作規(guī)程，遵守施工方案指標(biāo)，對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行校對(duì)與核驗(yàn)，確保其測(cè)量精度達(dá)標(biāo)。按孔位布置示意圖中孔位與拼寬橋梁樁基的相對(duì)位置放出注漿孔位置，其位置偏差不大于5 cm，定好位后插打鋼筋頭并撒上石灰標(biāo)記。

5.2.2 鉆進(jìn)成孔

鉆孔采用150 型地質(zhì)鉆機(jī)鉆進(jìn)施工，操作中保持鉆桿垂直度，鉆機(jī)就位后需牢固，操作準(zhǔn)確穩(wěn)定，控制樁位偏差在誤差范圍內(nèi)，施工中出現(xiàn)跨孔困難可先進(jìn)行灌漿，隨后繼續(xù)鉆進(jìn)，成孔避免袖閥管無法下放至孔底。

5.2.3 洗孔、清孔

待鉆進(jìn)成孔后，對(duì)孔內(nèi)雜物進(jìn)行清理，接氣管至孔底，采用空壓機(jī)鼓氣的方式進(jìn)行孔底沉渣的清理。

5.2.4 灌注套殼料

套殼料由水泥、水、黏性土按照水灰比配制而成，主要作用為封閉鉆孔孔壁與袖閥管間空間，避免漿液在壓漿環(huán)節(jié)流竄。同時(shí)，在止?jié){塞和橡膠套的聯(lián)合作用下，使套殼料開環(huán)后保持漿液在灌漿段范圍內(nèi)進(jìn)入底層。完成清洗工作后，將套殼料注入壓漿孔內(nèi)，可先注入一半，待袖閥管完全下放至孔底后，在從孔口位置將套殼料灌入，孔口溢出原漿液后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，濃度合格后方可進(jìn)行下一道工序。

5.2.5 袖閥管

采用直徑為50 mm 脆性PVC 管制作袖閥管，注漿段采用手電鉆在每個(gè)截面施鉆4個(gè)對(duì)稱孔，每25 cm 一個(gè)截面，鉆孔完畢后，采用膠帶將孔洞封閉起來。袖閥管連接接頭需牢靠，防止下管過程中發(fā)生斷節(jié)。

下管過程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況向袖閥管內(nèi)注入清水以克服下管浮力，袖閥管下沉至底部后，及時(shí)臨時(shí)封堵管口，防止堵塞[8]。

5.2.6 壓漿

待套殼料灌注2～5 d 達(dá)到強(qiáng)度后，即可進(jìn)行水泥漿的灌注。

（1）前期灌注施工階段，稀漿液注入袖閥管后加壓開環(huán)，嚴(yán)密監(jiān)測(cè)壓力值變化，一旦出現(xiàn)壓力驟降且持續(xù)5～10 min 或進(jìn)漿量達(dá)到400 L，表明開環(huán)開始，根據(jù)項(xiàng)目方案要求注入規(guī)定配比配制成的套殼料，進(jìn)行正式灌漿工序。開環(huán)壓力一般在0.2～0.3 MPa 為宜，具體需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整。

（2）漿液變換原則：保持灌漿壓力穩(wěn)定，注入率不變或持續(xù)減少的前提下，灌漿壓力持續(xù)升高，漿液配比保持不變。當(dāng)注入量大于400 L，注入率大于30 L/min 時(shí)，根據(jù)具體情況，可變濃一級(jí)。

（3）灌漿順序及方法:灌漿需分排、分序施工，按施工圖中標(biāo)示的分排、分序情況；分排先施工外排，再施工內(nèi)排，分序先施工Ⅰ，再施工Ⅱ[9]。

（4）灌注以孔底向上灌漿，采用雙栓塞芯管進(jìn)行灌漿，原料水灰比為5 ∶1，每段灌漿高度約1.5～2 m，根據(jù)項(xiàng)目需求和方案指標(biāo)參數(shù)，控制灌漿壓力在0.2～0.3 MPa范圍內(nèi)。

（5）終孔標(biāo)準(zhǔn):檢測(cè)注入率指標(biāo)，注入率控制在5 L/min 時(shí)可結(jié)束灌漿。如果施工中發(fā)現(xiàn)灌漿管存在上抬趨勢(shì)，或者存在竄漿現(xiàn)象則立刻停止注漿操作。

（6）注漿后，使用配比為0.5 ∶1 的水泥砂漿填充袖閥管，封閉密實(shí)即可。

5.2.7 安全、環(huán)保措施

保持操作面和周邊區(qū)域的整潔整齊，收集并處理施工場(chǎng)地廢舊的混凝土、鋼筋頭等垃圾，及時(shí)進(jìn)行清理處理；在施工現(xiàn)場(chǎng)劃分處理垃圾的專屬區(qū)域，安排專人對(duì)施工場(chǎng)地堆放的垃圾進(jìn)行分類，并定時(shí)定點(diǎn)完成垃圾的外運(yùn)，卸料時(shí)應(yīng)當(dāng)保持平穩(wěn)，嚴(yán)禁對(duì)垃圾進(jìn)行拋擲[10]。

6 結(jié)論

綜上所述，地基注漿加固技術(shù)可作為改善地基承載力與穩(wěn)定性的理想手段，該工藝具備安全性突出、經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益明顯、可操作性強(qiáng)、便捷程度高、速度快、效率高等特點(diǎn)，熔蝕溝槽地質(zhì)場(chǎng)區(qū)，橋梁地基注漿加固施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)如下：

（1）安全性：地基注漿利用液壓工作原理，可以避免傳統(tǒng)清淤換填的各種機(jī)械傷害生產(chǎn)的安全隱患；采用此種方法施工無須對(duì)正在運(yùn)營(yíng)的高速公路進(jìn)行復(fù)雜的安全防護(hù)措施，非常適用于改擴(kuò)建工程。

（2）環(huán)保性好：注漿施工中無粉塵、飛屑，不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染，同時(shí)無振動(dòng)、沖擊擾動(dòng)，不產(chǎn)生噪聲污染，對(duì)運(yùn)營(yíng)過程中的改擴(kuò)建高速公路不會(huì)產(chǎn)生影響。

（3）功效高注漿速度快，功效高：①質(zhì)量好，注漿后形成的“結(jié)石體”可以大大提高擴(kuò)大基礎(chǔ)周圍土體承載力。保證拼寬橋梁樁基礎(chǔ)施工過程中孔壁的穩(wěn)定性；②成本低，大大節(jié)省工期，減少工、料、機(jī)費(fèi)用。