注浆技术在桥梁基础加固中的应用

2010-01-01李利东

中国新技术新产品 2010年15期

李利东

（广东省航盛建设集团有限公司，广东广州 511442）

1 注浆技术在桥台基础加固中的应用情况

注浆技术应用于桥涵加固，在近年来的公路工程建设中已频频耳闻，虽然算不上是一项新技术，但由于是从其它行业新引进来，在对一些工艺技术进行照搬照套的同时，还必须根据桥涵自身的结构特点，进行必要的改进，只有这样，才能使得一项技术的应用，得到更广的推广。为让更多业内人士掌握学习这种工艺，本人将结合自身工程管理实践，从质量控制的角度出发，对注浆技术在桥台基础这一领域的应用情况进行介绍。

随着我省对公路建设的重视，高标准、高要求是现代公路建行的发展趋势、因此，在进行桥台基础的设计时，有时对地基承载力的要求是越来越高，同于桥梁基础一般采取灌注桩基础，有时为了满足设计要求，灌注桩的持力层要求是较为完整的岩石层，桩长和桩径尺寸往往做的很大，使得地下部分的造价在整个工程总造价中占有较大的份额，同时，由于桩长很长，给施工造成很大的困难。在我国有些地区，地貌属于山前冲积平原单元，地质在穿过粘土层后，是一层较厚的碎石层，能否将这一地层加固，达到设计要求，作为基础的持力层呢？基于这种考虑，经过多年的探索和实践，我们的技术专家决定采用一套注浆工艺用以来加固桩基桩端地质情况，以求节省设计桩长，达到科学设计、科学施工的效果。下面，就让我们来了解一下，在利用注浆技术加固桥台基础时，需要做好哪些方面的准备工作，以及在进行这些环节的实操时应该注意哪些相关事项。

2 注浆工艺流程

2.1 注浆孔施工

对桥台地基进行加固时，先采用地质钻机钻穿既有基础或承台，然后根据设计注浆深度要求，选择采用地质钻机或高压旋喷钻机钻孔到设计深度。一般以土层或强风化岩层作为注浆持力层时可采用高压旋喷钻机直接钻孔，若以中风化以上岩层作为注浆持力层时需先采用地质钻机钻至终孔，若地层中有卵砾石层也需采用地质钻机钻孔。钻孔孔径一般开孔为110mm，终孔直径为91mm，钻孔垂直度保证<1%。对岩层或混凝土层采用金刚石钻头钻进，对卵砾石地层采用合金钻头钻进行，采用泥塞浆护壁或套管护壁，钻孔后需保证钻孔不跨孔不堵塞。

2.2 孔口注浆装置安装

注浆钻孔施工完成以后，在注浆孔口建立注浆装置。孔口注浆装置需既满足静压洼浆要求又满足高压旋喷注浆管可以从其中下钻的要求。孔口注浆装置可采用单管接头式或混合器式，单管接头式用于单液注浆，混合器式用于双液注浆。孔口注浆装置采用预埋设的方式固定在注浆孔口，采用水泥浆或水泥水玻璃浆液将孔口装置与钻孔之间的间隙固定密封。

2.3 高压旋喷注浆作业

孔口注浆装置埋设1-2 天后，先采用高压旋喷注浆方式进行旋喷注浆，旋喷注浆需按设计规定的工艺参数(喷射压力、提升速度、旋转速度、浆液水灰比)进行注浆，将注浆管分段下人孔底，每段注浆钻杆需连接紧密并采用麻丝密封。旋喷注浆按从下而上的方式。为了减小建筑物的附加沉降，旋喷一般采用单管旋喷注浆方式，下钻时尽量快速且尽量小压力小流量喷水，旋喷时采用不喷水而直接喷浆一遍的方式，在底部和顶部需喷浆2 遍。在对建筑物进行纠偏加固时，为加速浆液凝固，有时采用先喷一遍水泥浆液后喷射一遍水玻璃的方式，进行双液旋喷。

2.4 静压方式注浆作业

高压旋喷注浆结束后，利用孔口注浆装置封住孔口进行静压注浆，通过静压注浆可以扩大浆液的注入范围，防止旋喷固结体收缩从而增加旋喷体与原基础混凝土结合紧密性。静压注浆开始时采用较稀的浆液和较低的注浆压力，随后逐渐增加浆液浓度及加大注浆压力，直至设计注浆量和注浆压力为止。一般静压注浆在浆液终凝前需进行2-3 次灌注。静压注浆可以采用单液也可采用双液注浆。

2.5 封孔

静压注浆结束后，若注浆孔口冒浆，需对孔口进行封闭处理，防止浆液流出。若注浆结束后孔内浆液有流失需补灌浆液到注浆孔内浆液饱满为止。复合注浆顺序有时需根据实际情况进行调整，有时需采用先静压注浆后高压旋喷注浆的方式进行注浆

3 工艺技术要求

3.1 注浆准备工作

3.1.1 组织施工人员：复合注浆法加固地基施工时，设备班需配备施工队长、工程技术人员、高压泵工、电工、修理工各1人，钻工3-6人，注浆工4人，共12-15人。

3.1.2 现场施工前准备：施工前应组建队伍、清理施工场地、作好机械检修和保养、布置好孔位、以及搭设工棚、备好材料等。(3)确定施工程序：①钻孔：按设计钻孔到一定深度，钻孔孔径为91(或101)mm，垂直度保证<1%。②建立孔口灌浆装置：孔口灌浆装置需满足静压灌浆要求，又需满足高压旋喷注浆管可以从其中下钻的要求。

3.1.3 采用高压旋喷注浆法进行喷射注浆，注浆从下而上，在既有地基加固中一般采用单管旋喷方式注浆。在缺陷桩基加固中，先喷高压清水一遍到三遍后再注浆。

3.1.4 高压旋喷注浆结束后，利用孔口注浆装置封孔进行静压注浆，静压注浆可以采用单液也可采用双液注浆，根据需要，浆液终凝前可进行多次灌注。

3.1.5 注浆结束后，若注浆孔口冒浆，需对孔进行封闭处理，防止浆液流出。

3.1.6 复合注浆施工中出现问题的处理

①注浆深度大时，易造成上粗下细的固结体。影响固结体的承载能力，因而需在深度大的地层中注浆时采用增大压力或降低提升速度的方式补救。②当发现返浆量不足或不返浆时，可采用降低提升速度或复喷方式处理。③当冒浆量过大时，可采用提高注浆喷射压力、缩小喷嘴直径的方式处理。④在既有建筑物基础加固处理时，为防止产生附加沉降，施工时应跳孔施工，同时应在浆液中加速凝剂或采用双液旋喷注浆。

3.1.7 静压注浆时如出现冒浆

可采用多次灌注的方式进行注浆，待第一次灌注的浆液终凝堵塞冒浆通道后再进行第二次注浆。同时注意将孔口注浆装置与孔壁密封牢靠，防止浆液从孔口冒出。

3.2 注浆工艺要求

3.2.1 单管法复合注浆

单管法复合注浆是利用钻机把安装在注浆管(单管)底部侧面的特殊喷嘴，置人土层预定深度后，用高压泵等装置，以大于是20Mpa的压力，把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，同时借助注浆的旋转和提升运动，使浆液与从土体中崩落下来的土搅拌混合。然后进行静压注浆，使浆液进一步扩散。浆液经过一定时间凝固，便在土中形成圆柱状固结体。

3.2.2 二重管法复合注浆。二重管法复合注浆是使用双通道的二重注浆管，将二重注浆管钻到土层的预定深度后，通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴，同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体。即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出20Mpa 以上压力的喷液，从内喷嘴中高速喷出，并用0.7Mpa 左右压力把压缩空气从外嘴中喷出。在高压浆液和它外圈环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，喷嘴一面喷射一面旋转和提升。然后以大于是0.3MPa 一2.0MPa的压力进行静压注浆，使浆液进一步扩散。最后在土中形成圆柱状固结体。