灌浆法在公路桥梁隧道施工中的应用

陈 卓

（贵州省公路工程集团有限公司，贵州 贵阳 550081）

0 引言

对墩台裂缝的预防和治理是公路桥梁隧道施工中的重要工作内容，而实际施工中，由于墩台的不均匀沉降或墩台自身裂缝等原因，桥台、桥墩常出现不同程度的裂缝，对桥梁隧道工程的安全性能和服务性能产生严重的影响。本文通过桥梁隧道施工实例证明：公路桥梁隧道施工中，利用灌浆法对施工中出现的裂缝进行修补，能够达到加固桥梁基础的目的，使用效果较为理想，应得到广泛运用。

1 工程概况

某公路桥梁隧道，桥全长为42m，桥梁的跨径组合为3m×14m,桥宽组合为1.5m+12.0m+1.5m。该桥梁隧道的下部结构为柱式墩配扩大基础，桥台为U型桥台配扩大基础。

该桥梁隧道施工中发现以下问题：a）桥墩、桥台存在裂缝，范围是台帽中间到台身，宽度约为2mm，长度约为3m；b）桥墩上游侧防震挡块开裂；c）桥台砌石出现松动现象。对上述问题的成因进行分析，认为裂缝的产生原因为墩台不均匀沉降，以及墩台开裂。为了在施工过程中有效解决上述问题，及时控制裂缝的范围和深度，保障公路桥梁隧道施工质量，本工程采用灌浆法对桥梁基础进行加固施工。

2 灌浆法加固的原理

利用灌浆法加固桥梁基础指的是运用液压、气压、电化学原理，在压力作用下将浆液注入桥梁基础的裂缝和空隙中，从而达到填补裂缝，加固基础的目的。灌浆法的主要作用是通过灌浆来改善基础的化学性质以及物理性质，在灌浆过程中，浆液渗透到裂缝和孔隙中，并形成浆脉，进而形成浆柱体，浆柱体与桥梁基础结合后形成符合基础，从而有效提高桥梁基础的承载能力，并减轻墩台不均匀沉降的问题。

3 灌浆法加固桥梁隧道基础方案设计

合理设计施工方案是保障灌浆法加固桥梁隧道基础施工质量的重要前提，灌浆法加固桥梁隧道基础的方案设计应包含以下几项内容。

3.1 灌浆施工控制标准

灌浆强度控制标准：灌浆后，要求杂填土的承载力标准值达到130kPa，淤泥或淤质泥的承载力标准值达到80kPa以上，复合地基的承载力要达到130kPa以上。

灌浆施工质量控制标准：灌浆施工的质量控制标准应视桥梁隧道工程施工设计要求和施工控制标准而定，对于桥梁基础的加固施工没有特定的施工质量衡量标准，由于不同工程桥梁基础的均一性、裂缝数量、裂缝程度和理论耗浆都不相同，因而对桥梁墩台灌浆施工效果应结合工程实际情况制定一套科学的质量控制标准，从而保障灌浆加固施工的有效开展。

3.2 灌浆施工段的选择

结合桥梁隧道基础的不均匀沉降程度、裂缝等病害的范围和严重程度选择灌浆加固施工段，本工程主要对墩台基础四周进行加固。

3.3 浆材配比

本工程以水泥粉煤灰浆液作为灌浆材料，这种浆材所用的材料包括粉煤灰、水泥等，本工程施工中采用的水泥：粉煤灰比为4∶1； 水灰比在0.5~0.55左右；水泥种类为普通硅酸盐水泥，水泥的强度是32.5。

3.4 扩散半径

由于实际施工中墩台基础的地质存在不同程度的差异，墩台的孔隙率和渗透系数也存在一定的变化，因而不能以公式计算得到的扩散半径作为实际施工中的灌浆扩散半径。本工程施工中首先通过大量经验将扩散半径确定为1.5m，实际施工中结合具体情况对扩散半径进行适当调整。

3.5 布孔

灌浆施工的布孔分布、布孔位置是否合理直接影响着灌浆施工对桥梁基础的加固效果，本工程的灌浆布孔采用梅花形分布，成孔直径为9cm，孔深为5cm。

3.6 灌浆施工操作

本工程灌浆施工操作方案设计如下：a）灌浆孔深度 结合勘探资料将灌浆孔的深度范围确定为3.5~6.0m；b）灌浆压力 在施工现场通过实验确定灌浆压力，一般来说桥梁基础灌浆加固的灌浆压力在0.3~0.5MPa左右，灌浆过程中如遇到特殊地质及其他特殊情况应进行合理分析再调整灌浆压力；c）灌浆量 灌浆施工的最终要求是达到灌浆饱满，使浆液充满地基，因而无论是通过理论公式（即灌浆量为对象土量的20%）还是通过经验判断，灌浆量的计量都应以饱满、填满地基为准；d）灌浆结束标准 规定灌浆压力下，当孔段吸浆量不大于0.6L/min时，延续30min方可结束灌注。

4 灌浆施工

灌浆法加固桥梁隧道基础的具体施工对策如下。

4.1 施工准备

进行灌浆施工前首先要做好灌浆施工准备，施工准备包括以下内容：a）准备好灌浆施工所用的机具设备；b）准备好灌浆施工所需的各种浆材；c）开展灌浆试验，通过试验确定合理的灌浆扩散半径、灌浆孔距等；d）施工现场组织到位，施工人员、技术人员就位，合理安排灌浆施工进度，组织施工现场质量控制和监督人员。

4.2 施工流程及施工工艺

灌浆法加固公路桥梁隧道基础的施工流程如下：道基础灌浆施工应按以下流程进行：成孔→安放浆管和封堵孔口→搅浆→灌浆→待凝→成孔→安放灌浆管和封堵孔口→搅浆→灌浆→封孔。

施工工艺：灌浆法加固桥梁墩台施工中应控制好以下几项施工工艺：a）成孔 采用直径为89mm的钻头正对孔位钻进，当钻头钻进至粉性土中时，应先下入导管护壁，再通过捞砂筒取砂成孔钻至粘性土中；b）安放灌浆管和封堵孔口 将软橡皮包裹在花管外壁来阻隔泥沙防止泥沙涌入花管；c）搅拌 将一定量的水导入搅拌桨筒，再用搅拌机搅拌，再加入预定量的水泥，继续搅拌3~5min后过滤浆液备用；d）灌浆 灌浆施工过程中应按照自上而下的顺序进行孔口封闭纯压式灌浆，直至浆液饱满，填满基础，达到设计深度为止；e）封孔 当灌浆施工达到结束标准后，应及时进行封孔操作，封孔过后24h还需要对孔口进行检查，当浆液下沉后还需要进行补浆，直至浆液达到顶面。

5 结语

经过本次灌浆施工，公路桥梁隧道基础的裂缝等问题得到了很好的解决，墩台强度得到有效提高。经过本次灌浆加固施工可以看出：为了保证灌浆施工质量应从施工材料、浆液设计、布孔、灌浆操作等各个环节加强控制，必要时应通过试验确定操作方案。尤其要注意的是：灌注压力和浆材的水灰比对灌浆施工的成败有着显著的影响，在今后的施工实践中应尤其注意这两个问题。

综上所述，灌浆法对于公路桥梁隧道基础的加固效果理想，且施工流程较为简单，施工操作难度较低，经济可行，同时也避免了传统加固方法造成的浪费和质量隐患。今后的公路桥梁隧道施工中，如需对墩台基础进行加固，应首先考虑运用灌浆加固法。此外，应结合工程实际不断优化浆材配合比、优化布孔方案和改进灌注工艺，进而更好地解决墩台裂缝问题，显著提升桥梁基础的承载力。

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