压浆包桩法在高速公路桥梁桩基加固中的应用

文/孙峰波 中铁十二局集团第一工程有限公司 陕西西安 710038

我国在役公路桥梁数量庞大，桥梁在运营过程中常因人为因素和环境变迁而遭受破坏，其中桩基破坏将严重削弱桥梁的承载能力、稳定性和耐久性，必须采取适当的措施对病害桩基进行加固。

1、后压浆技术

1.1 后压浆法的使用原理

在进行高速公路桥梁施工过程中，后压浆技术是通过对灌注桩的泥皮以及沉渣进行固化，从而确保桥梁桩基的质量稳定性及其承载能力均能达到相关的标准。一般情况下，工程建设的后压浆是在桩基成桩前将钢筋配笼、管阀以及压浆管有机的连接在一起，然后将其安置在桩孔之中，再对其进行混凝土浇筑使其成桩，待其成桩后隔一段时间再进行后压浆。

1.2 后压浆法的作用

用后压浆技术主要的作用就是可以起到比以往较为高质量的桩基底部及周围软土的加固，使其基础更为牢固，这样就有利于提高桩基下部的基础地层的强度。后压浆技术在桥梁桩基建设过程中的使用还具有以下几种作用：(1)对桩孔底部的沉渣进行胶结；(2)避免桩基在道路投运后出现较大的沉降；(3)对桩身存在的一些缺陷进行修补；(4)确保桩基的实际承载能力能够达到设计的相关要求；(5)减少或避免桩基建筑物在施工的过程中出现不均匀沉降。

1.3 后压浆施工方式

对桩基进行后加压浆施工主要是将配制好的水泥浆液通过压浆泵的增压作用使其被压入桩身的内管中，然后再通过桩侧或桩底的注浆阀，将水泥浆液注入桩基周围的土体中，以此来实现对其周围及底部的介质进行加固的目标。此外，还可以利用对地基与桩基底部的沉渣界面进行压浆的方式，来使桩基能够有效的将桥面的行车荷载传送到地基中。这种处理桩基的方式还可以对桩基存在问题的部位进行有效地修补。

(1)利用桩身内的预埋构件来对桩基基础进行加固这种方法主要是用来对桩基顶部的支撑能力以及桩身的摩擦情况进行改善。一般情况下，可以利用钢管与桩身内预设的管道组成套管，以此来对地基进行间隔压浆。在压浆的过程中，当承力面中有较大的溶洞时，就必须对该低端的桩基底部进行支承加固，具体的加固方案可以采用吊篮式结构。其施工方法就是对可能出现岩溶空穴的地方进行钻孔，同时还要放入钢筋笼，最后再放入吊篮，最后再放入管子和粗砂砾，并对其进行混凝土浇筑，使其达到加固地基的目的。

(2)桩端压浆。在灌注桩成桩的过程中，如果孔底的沉渣厚度过大或者对沉渣的处理不够彻底，在其成孔的过程中，都有可能导致孔壁出现开裂、坍塌的情况，此外，它还有可能会耽误混凝土的浇筑，甚至造成混凝土无法凝结的情况出现，最终导致桩端的支承能力不能达到相关的要求。在对高速公路的桥梁桩基进行施工时，如果遇到这些情况就必须对桩基的承力面进行修补或加固。

(3)侧桩压浆。利用侧桩压浆的方法可以对桩基两侧的泥皮进行破坏或消除，以便于提高桩基与周围土体的粘结能力，提升桩基的侧面摩阻力。当注浆压力相对较大时，浆液就可以渗透到桩基底部的土体中，使其与桩基结合在一起，并以此来提高单个桩基的承载能力。

2、后压浆施工工艺

2.1 桩土体系

该体系主要需要在桩基上安装通达桩基底部土层的注浆管道，即在对桩基进行浇筑前，就对注浆管进行预设，使其直达桩基底部的土层，且在其顶端必须安装与之对应的注浆器。这就是在桩基进行压浆前的准备工作，同时也是决定工程的压浆是否能够成功的核心环节。

2.2 泵压体系

当桩基混凝土强度达到一定的要求，且形成压浆通道之后，就可以对注浆泵以及压浆管进行连接，并用清水液将压浆管上的密封套冲破，并根据压水参数，来对注浆浆液进行设计拌制，最后将拌制好的浆液利用注浆泵压入桩基底部的土层中。

2.3 浆液体系

桥梁桩基注浆过程中，其发挥作用的主体是浆液，其主要原料是可凝固性的材料，具体材料类型需根据桩基的实际地质情况进行选择。一般情况下，压浆所需的主要材料就是水泥，根据施工现场的具体情况，可以增加适当的外加剂，以此来达到对软土地基进行改性的目的。

3、压浆施工质量控制

3.1 压浆管埋设

桩端注浆时选用声测管作为注浆管，绑扎在钢筋笼内侧，随钢筋笼下入孔底。桩径为1.5m以下时声测管布置三根呈等边三角形，当桩径为1.5m以上时声测管布置四根呈十字交叉形，声测管为孔径57mm，管壁厚度3．5mm的钢管，顶端高出地面100cm并用堵头封严，防止泥浆进入。选两根声测管作为注浆管，下部分别用三通和单向阀连接一根25cm带钢丝的柔性高压塑料管作为注浆喷头管，喷头管绕桩身环形布置并间隔10cm钻6mm孔于管壁上，在外包裹一层橡皮带密封。两根中一根作为备用管，注浆管注浆失败时启用。

3.2 浆液制备

水泥浆配制时，先根据试验参数确定出一定水灰比的水泥浆液，原材采用P042.5级普通硅酸盐水泥。在正式搅拌前，将一定水灰比水泥浆液的对应刻度在搅拌机筒外壁上做出标记，配制水泥浆液时先在搅拌机内加一定量的水，然后边搅拌边加入定量水泥，根据水灰比再补加水后达到对应刻度，搅拌时间不少于2min，搅拌好经过滤后放人贮浆筒备用。

3.3 压浆控制

桩侧注浆时，桩长45m及以上的设置3道侧注浆阀，桩长45m以下的设置2道，按照以下位置布置注浆阀：最下面一道距离桩底12m～18m，最上面一道距离桩顶8m～15m，每道侧注浆阀竖向间距12m，对应一根注浆管，注浆管采用DN25钢管，绑扎在钢筋笼外侧。钢管连接三通、单向阀和一根担5cm带钢丝的柔性高压塑料管作为注浆喷管，布置同桩底注浆喷管。（1)注浆应满足设计需要的压力和持续时间，一般要求：桩侧注浆压力为2MPa-2.5MPa，桩底注浆压力为2MPa～4MPa，持荷时间：压力达到设计值后持荷时间不应小于5min。（2)为减少管路系统对注浆压力的损失，注浆泵与注浆孔口距离不宜大于30m，并确保注浆过程中注浆管路不发生弯折。（3)压浆作业过程中对后压浆的各项工艺参数进行检查，发现异常情况时，立即查明原因，采取措施后继续压浆。

总之，对于桩基采用后压浆技术，其承载力得到了大幅度提高。以此为契机，高速公路桥梁桩基工程技术应致力于把桩基技术与地基处理技术互相渗透融合，开发出更多的新技术，进而确保桥梁桩基长期稳定耐久。