探讨熔蚀沟槽地质场区桥梁地基注浆加固施工技术

韩 松

（贵州桥梁建设集团有限责任公司,贵州 贵阳 550001）

0 引言

桥梁是交通领域不可或缺的构造，也是日常出行重要的环节，桥梁地基稳定性直接决定了桥梁安全性。施工环节需采取有效措施改善桥梁地基承载力与稳定性，可采用注浆加固施工技术，确保桥梁地基指标达标，保障桥梁通车安全[1-3]。

1 工程概况

某高速公路改扩建工程项目包括路基路面垫层、桥梁、通道、防水、排水、路基土石方、涵洞等。该段桥梁合计17 座，共1 800 m，其中特大桥1 座，天桥6 座，分离式立交桥3 座，互通式立交桥3 座，中桥和桥式通道各2 座，桩基共计272 根，根据其受力情况可分为摩擦桩和嵌岩桩两大类。根据调查发现标段内六座中小桥均存在扩大基础，扩大基础埋深、水文情况、土层参数及溶洞发育情况具体见表1。

表1 原中小桥扩大基础地基情况调查表

2 设计概况

为确保旧桥及高速公路的运营安全，桥梁施工前需对原有桥梁的结构，特别是基础类型进行现场调查，对于旧桥基础为扩大基础的，在进行拼宽桥梁桩基施工前，必须对扩大基础周围土体进行注浆加固处理[4]。

3 注浆加固原理

施工中，各项准备工作完毕后，以注浆管利用液压原理，将提前混合均匀的浆液注入土层。通过浆液挤压、深入、填充，使地基、岩洞中的空气被排出，土体颗粒和混合料分子填充其原有位置，固结后土体颗粒与浆液混合成整体，形成结构强大、承载力强、稳定性突出的固结体，提高了基础周围土体承载力，保证拼宽桥梁桩基施工过程中孔壁的稳定性[5]。

4 地基注浆加固施工

4.1 灌浆材料、设备及制浆

（1）该工程中，灌浆材料拟选择水泥强度等级为42.5 的普通硅酸盐水泥，因该区域气候干燥，严重缺水，不可选用火山灰质硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。

（2）如若地基吸浆量较大，可适当采用水玻璃提高浆液的凝结速度。

（3）根据项目需求及原有施工经验，水泥浆液水灰比拟定为2 ∶1、5 ∶1、1 ∶1、0.5 ∶1 四种类型。纯水泥浆液以高速搅拌机搅拌30 s 以上，施工前过滤浆液，滤除杂质和大颗粒不溶物，浆液制备完毕后需在4 h 内使用。

4.2 套壳料配比及参数

（1）采用黏土和水泥按照水灰比1 ∶2.6 ∶4 配制套壳料，浆液比重1.35～1.60 g/cm3，马氏漏斗黏度约40～45 s，施工过程中可通过现场试验对配比进行调整。

（2）严格执行工艺标准与施工要求，控制套壳料强度增加速率与凝固时间，灌浆需于套壳料配制好后2～5 d内进行。

4.3 机械设备选用

（1）泥浆泵：性能应与浆液类型及浓度相互匹配。

（2）搅拌机：高速搅拌机进行搅浆，搅拌时间大于30 s。

（3）泥浆管：应保证浆液流动通畅，且能承受1.5倍的最大压浆压力。

（4）压力表：根据该工程最大压浆压力及提高计量精度，确定选用1.6 MPa 左右压力表为宜[6]。

4.4 孔位分布、孔径、孔深、注浆段、注浆压力及结束标准等参数

（1）根据以往注浆经验，注浆孔排间距1 m、孔距按1.5～2.0 m 布置，具体见图1。

图1 注浆孔位平面布置图

（2）钻孔孔径及孔深根据地层特点确定，孔径暂定为11 cm。

（3）孔深一般超过老桥扩大基础承台底标高6 m即可。

（4）注浆段位原扩大基础底以下6 m 至基础底以上1 m 范围段。

（5）注浆压力可按0.2～0.3 MPa 考虑，根据现场勘测数据结果与项目需求，遵循技术操作规程进行适度调整，采用分段注浆形式，分段注浆长度采用1.5～2 m 左右，注浆结束标准以浆液流量小于5 L/min 为准[7]。

5 施工技术要点

5.1 工艺流程（图2）

图2 灌注桩施工流程图

5.2 施工工艺及方法

5.2.1 测量放样

严格执行技术操作规程，遵守施工方案指标，对测量仪器进行校对与核验，确保其测量精度达标。按孔位布置示意图中孔位与拼宽桥梁桩基的相对位置放出注浆孔位置，其位置偏差不大于5 cm，定好位后插打钢筋头并撒上石灰标记。

5.2.2 钻进成孔

钻孔采用150 型地质钻机钻进施工，操作中保持钻杆垂直度，钻机就位后需牢固，操作准确稳定，控制桩位偏差在误差范围内，施工中出现跨孔困难可先进行灌浆，随后继续钻进，成孔避免袖阀管无法下放至孔底。

5.2.3 洗孔、清孔

待钻进成孔后，对孔内杂物进行清理，接气管至孔底，采用空压机鼓气的方式进行孔底沉渣的清理。

5.2.4 灌注套壳料

套壳料由水泥、水、黏性土按照水灰比配制而成，主要作用为封闭钻孔孔壁与袖阀管间空间，避免浆液在压浆环节流窜。同时，在止浆塞和橡胶套的联合作用下，使套壳料开环后保持浆液在灌浆段范围内进入底层。完成清洗工作后，将套壳料注入压浆孔内，可先注入一半，待袖阀管完全下放至孔底后，在从孔口位置将套壳料灌入，孔口溢出原浆液后进行现场检测，浓度合格后方可进行下一道工序。

5.2.5 袖阀管

采用直径为50 mm 脆性PVC 管制作袖阀管，注浆段采用手电钻在每个截面施钻4个对称孔，每25 cm 一个截面，钻孔完毕后，采用胶带将孔洞封闭起来。袖阀管连接接头需牢靠，防止下管过程中发生断节。

下管过程中，根据现场情况向袖阀管内注入清水以克服下管浮力，袖阀管下沉至底部后，及时临时封堵管口，防止堵塞[8]。

5.2.6 压浆

待套壳料灌注2～5 d 达到强度后，即可进行水泥浆的灌注。

（1）前期灌注施工阶段，稀浆液注入袖阀管后加压开环，严密监测压力值变化，一旦出现压力骤降且持续5～10 min 或进浆量达到400 L，表明开环开始，根据项目方案要求注入规定配比配制成的套壳料，进行正式灌浆工序。开环压力一般在0.2～0.3 MPa 为宜，具体需根据现场实际情况调整。

（2）浆液变换原则：保持灌浆压力稳定，注入率不变或持续减少的前提下，灌浆压力持续升高，浆液配比保持不变。当注入量大于400 L，注入率大于30 L/min 时，根据具体情况，可变浓一级。

（3）灌浆顺序及方法:灌浆需分排、分序施工，按施工图中标示的分排、分序情况；分排先施工外排，再施工内排，分序先施工Ⅰ，再施工Ⅱ[9]。

（4）灌注以孔底向上灌浆，采用双栓塞芯管进行灌浆，原料水灰比为5 ∶1，每段灌浆高度约1.5～2 m，根据项目需求和方案指标参数，控制灌浆压力在0.2～0.3 MPa范围内。

（5）终孔标准:检测注入率指标，注入率控制在5 L/min 时可结束灌浆。如果施工中发现灌浆管存在上抬趋势，或者存在窜浆现象则立刻停止注浆操作。

（6）注浆后，使用配比为0.5 ∶1 的水泥砂浆填充袖阀管，封闭密实即可。

5.2.7 安全、环保措施

保持操作面和周边区域的整洁整齐，收集并处理施工场地废旧的混凝土、钢筋头等垃圾，及时进行清理处理；在施工现场划分处理垃圾的专属区域，安排专人对施工场地堆放的垃圾进行分类，并定时定点完成垃圾的外运，卸料时应当保持平稳，严禁对垃圾进行抛掷[10]。

6 结论

综上所述，地基注浆加固技术可作为改善地基承载力与稳定性的理想手段，该工艺具备安全性突出、经济社会效益明显、可操作性强、便捷程度高、速度快、效率高等特点，熔蚀沟槽地质场区，桥梁地基注浆加固施工技术的优势如下：

（1）安全性：地基注浆利用液压工作原理，可以避免传统清淤换填的各种机械伤害生产的安全隐患；采用此种方法施工无须对正在运营的高速公路进行复杂的安全防护措施，非常适用于改扩建工程。

（2）环保性好：注浆施工中无粉尘、飞屑，不会产生环境污染，同时无振动、冲击扰动，不产生噪声污染，对运营过程中的改扩建高速公路不会产生影响。

（3）功效高注浆速度快，功效高：①质量好，注浆后形成的“结石体”可以大大提高扩大基础周围土体承载力。保证拼宽桥梁桩基础施工过程中孔壁的稳定性；②成本低，大大节省工期，减少工、料、机费用。