桥墩基础注浆加固技术

2015-01-28于海生刘博文

中华建设科技 2014年12期

于海生　刘博文

【摘要】江西省萍乡市芦——武公路的桂花桥桥墩采用扩大基础，由于长期受河水的冲蚀，大部分花岗岩被风化剝蚀，导致桥墩下陷、桥面铺装层开裂。对基础进行注浆加固，取得了较好的效果。

【关键词】风化剥蚀；地基下陷；注浆加固

1. 工程概况

“芦万武”旅游公路——桂花桥2#墩扩大基础，其迎水面长期受河水冲蚀，将桥墩基础周围的覆盖层冲走，基础直接暴露在外。扩大基础底部的花岗岩层，由于长期的裸露及河水冲涮，产生了严重风化剥蚀，扩大基础底部局部被掏空（如图1）。桥墩基础部位产生不均匀沉降，导致该桥桥面2#墩位置沿迎水面严重倾斜、倾斜部位桥面护栏立柱受下沉挤压明显损毁（图2），如不及时处置，将有进一步扩大趋势。

图1 被冲蚀的桥墩基础

图2 桥面明显下沉

2. 加固目的及原理

（1）钻孔压密注浆是采用机械钻孔至完整基岩内，下入注浆导管后，通过高压泵将水泥浆液泵送压入地下，水泥浆在压力作用下，沿地层孔隙（裂隙）流动，达到扩散充填和后期固化胶结，有效提高扩大基础下承层的承载力。

（2）有关研究表明，在注浆压力的作用下，将粘稠的浆液注入加固对象所形成的浆泡体，会使加固对象中产生极其复杂的应力体系，浆泡面附近虽因受扰动在其密度特征方面没有明显的增加，但距浆泡体0.5～1.8m加固范围内均能受到明显的加固。压浆过程中所产生的上抬力量足以将上覆结构或需加固体向上抬动。根据上述原理，通过采用压密注浆手段，在基础底部及周边形成浆泡体，能够使基础底部及周边的土体得到有效的加固，不仅能够有效地使基础底部被风化剥蚀所形成的空洞和软弱层得到充填和加固，也使基础下部岩层的承载能力得以增强，进而达到控制桥面沉降的目的。

3. 加固施工

3.1 场地布置。

施工前应对桥墩基础进行围堰止水，清理桥墩基础周围漂石，并回填渣土至常水位以上0.8～1.0m用以作为注浆处理的工作平台。

3.2 注浆钻孔布置。

按浆液扩散半径为0.5m考虑，本次注浆钻孔孔距为1.0m，沿墩身向外0.20m为第一排注浆孔，向外1.20m为第二排注浆孔，基础迎水面布置三排注浆孔，孔位与孔位之间以梅花型错位布置（如图3）。施工的第一排注浆孔向基础内侧倾斜，倾角80°，以便尽量将水泥浆液压入扩大基础底部，充分充填基础下部的空洞和固结底部基岩。其余注浆钻孔倾角均为90°直孔。

图3 桥墩基础加固示意

3.3 施工技术。

（1）此桥墩共施工64个钻孔，考虑到注浆孔施工范围卵石层和岩层，注浆花管若采用传统的吊锤打入方法则施工难度较大，故决定采用钻机钻孔，再将注浆花管压入孔内注浆。采用从迎水面到背水面施工的顺序，防止在施工中迎水面继续下陷。每个注浆孔孔深不低于6m。

（2）本次施工主要加固材料为水泥，浆液配合比确定为：P.O 32.5级普通硅酸盐水泥∶水∶水泥添加剂=100∶65∶0.5。

（3）注浆顺序按跳孔间隔注浆方式进行，本工程采用二次加密法逐渐加密，并采用先外围后内部的注浆施工方法，对于渗透系数相同的土层，首先采用注浆封顶，然后由下而上的施工方法，防止浆液上冒。

（4）注浆孔注浆压力一般为0.5～1.0MPa。个别注浆压力达到了1.5～2.0MPa。

（5）一般情况下二次注浆需要待水泥凝固后，重新透孔然后进行二次水泥灌注，现在我们在第一次注浆后马上下入一根16#钢筋及水管一根，在水管上钻小眼，然后用胶带包好，待水泥初凝后进行第二次注浆补强。效果明显，一般泵压会达到1.4MPa左右。

图4 充填水泥样

4. 施工中的问题及解决方法

4.1 地面冒浆。

（1）场地在施工前对桥墩基础进行围堰止水，清理桥墩基础周围漂石，并回填渣土至常水位以上0.8～1.0m用以作为注浆处理的工作平台。其回填层的密实度不够，在注浆过程中冒浆现象较为明显，造成了水泥浆液的流失，资源的浪费。

（2）解决方法：清理回填土0.5m左右，然后用水泥及沙搅拌均匀在重新回填并夯实，提高工作平台的强度。