地基注浆技术在公路桥梁基础施工中的应用

2022-11-10王亮亮

运输经理世界 2022年11期

关键词：浆液土体注浆

王亮亮

（南丰县交通运输局，江西抚州 344500）

0 引言

公路桥梁在施工过程中会受到施工技术、周边环境等多种因素影响。为了进一步确保整体施工质量，需要施工单位结合实际情况选择合理的施工技术，通过地基注浆等施工方式减少土体孔隙，提高公路桥梁施工的安全性。

1 地基注浆技术的发展历程

地基注浆技术最早起源于18世纪中期。在实际施工建设过程中，由于受到施工技术以及气候因素影响，可能导致施工工程存在裂缝或者塌陷。为了进一步确保整体施工质量、修复损坏位置，施工人员通过地基注浆技术能够有效加固局部位置，完善施工步骤。

随着时代的发展，地基注浆技术的应用越来越广泛，有关人员结合不同施工情况设计出多种注浆技术，如三重管高压喷射技术，有效改革原有注浆方式，提高注浆效率。相比于发达国家，我国引进注浆技术的时间较晚，但在公路桥梁基础施工领域的建设经验却大于其他国家。

2 地基注浆技术概述

2.1 技术原理

随着我国施工领域蓬勃发展，地基注浆技术的应用在一定程度上推动了我国公路桥梁的施工建设。不同于传统施工工艺，注浆技术需要施工人员通过气压方式将浆液注入地层，随着时间的推移，浆液会慢慢固化，浆液与桥梁主体之间的孔隙紧密结合。从注浆技术角度来看，由于在注浆过程中，施工人员需要利用高压喷射设备开展相关作业，浆液在喷射过程中动能较大，极强的冲击力与原有固体实现紧密结合，显著提高密实度、坚硬度，最终确保整体施工质量的稳定。

2.2 重要性

从城市建设角度来看，公路桥梁是保障城市交通的主要途径。公路桥梁在日常使用的过程中，不断受到各类设施的冲击，由于自身高度、长度以及气候因素的影响，部分公路桥梁会在频繁冲击下产生安全隐患。例如，我国部分地区高速公路桥梁表面出现裂缝，局部地区存在轻微塌陷的现象。这些现象不仅影响公路桥梁的整体质量，还会威胁生命财产安全。

传统的施工方式主要以人工和大型机械设备为主。这些施工工艺的实施不仅耗费大量时间，还会消耗大量的建筑材料以及人力资源。通过地基注浆技术能够将公路桥梁施工难度降至最低，并且有效提高人力、物力资源的利用率。通过该技术还能够提高公路桥梁的稳定性，延长其使用寿命，确保施工单位整体经济效益的提升，促进城市建设的可持续发展。

2.3 注浆技术分类

注浆技术主要分为渗透注浆以及压密注浆。渗透注浆是指施工人员需要在避免破坏土层的前提下将浆液填充到土壤中，确保浆液能够与土层颗粒紧密结合，形成一个整体。压密注浆是指施工人员需要结合现场实际施工情况，将黏稠度较高的浆液通过钻孔注入土体。浆液依靠自身的扩散性挤压周边土体能够显著提高土体的密实度，确保整体的工程质量。在我国公路桥梁建设领域中，压密注浆技术的应用十分广泛，为公路桥梁施工质量提供坚实有力的保障。

2.4 浆液扩散形式

浆液扩散形式是指浆液在土层中的扩散类型。由于在实际施工过程中，施工环境可能会对地基注浆工艺造成不同影响，因此施工人员需要结合现场环境选择合适的施工方式，不同的施工方式以及土层类型对应不同的浆液扩散形式。如果施工现场有较多的砂石以及卵石，在注入浆液过程中，扩散半径不大以及注浆压力较低等因素使浆液出现渗透扩散；对于中细砂以及粉细砂等材质，在注入浆液过程中，会以劈裂的方式进行扩散；对裂缝较大的岩石断层，在注入浆液过程中会产生裂缝填充；对于其他注浆形式难以应用的地层孔隙，需要施工人员采取挤压填充，然而这种注浆方式会导致整体加固效果相对较差。

3 地基注浆施工的准备工作

3.1 做好图纸文件信息核查

为了确保整体施工质量，在注浆施工开始前，需要管理者协同全体施工人员召开会议，结合施工图纸以及实际施工环境，认真核对各项工作细则。同时管理者还应引导各个部门管理人员认真探讨在实际施工过程中可能存在的各项问题，并做出预案。此外，为了进一步提高整体施工质量，设计人员以及监理人员还需对施工图纸进行复查以及会审，确保各项技术方案的合理性。

3.2 落实测量放样工作

在公路桥梁施工建设前期，为了获得更加精准的数据，需要施工人员结合现场实际情况开展测量放样工作。在实际施工过程中，确保导线点与水准线点的位置。施工人员需要通过加密复核的方式确保整体稳定。

3.3 结合现场实际情况调整施工设备

不同注浆技术的应用可能需要不同的施工设备，因此管理人员还需做好施工设备的管理与应用工作，结合当前施工环节选择正确的机械设备，并调整好相关机械设备的参数。此外，在开展工程建设前，现场监理人员还需严格审查施工设备、操作人员的相关资质。

3.4 做好人员分配

在地基注浆施工过程中，管理人员需要严格分配技术员、操作人员以及工程管理员，根据施工图纸引导他们在各自工作岗位中做好准备。同时还需要结合施工设计方案确保技术能力较强的工作人员配置到对应的岗位当中，发挥带头作用。

3.5 严格控制材料质量

在注浆施工过程中，技术人员要严格控制施工材料的用量以及比例，如浆液中各类物质需要进行严格配比。同时，根据地基的情况选择合理的注浆量，以此达到最佳的稳固效果。

3.6 做好监管措施

提高施工质量的前提在于落实施工监管体系。管理人员需要引导现场监管人员，在确保自身工作职责的前提下做好施工监督工作，结合不同使用环境的关键技术，引导施工人员遵守有关施工规范并做好相关记录。倘若，施工环节出现安全隐患，管理人员需第一时间找到直接负责人，并协商解决措施。

4 地基注浆的常见方案

4.1 压密注浆法

压密注浆技术的要点在于测量放样，测量人员需要结合现场实际情况做好测量放样工作，以此得到精准的数据。现场监理人员需要对整个压密注浆施工环节进行监管。例如，根据施工图纸严格控制桩位距离，通常需要将桩位线控制在2cm 以内。施工人员利用振动打孔机实施钻孔作业。在实际施工中，施工人员在注浆管端部入土前加注浆头，将注浆管压入土中。随后接入第二节钻杆。确保注浆管在下入过程中始终保持垂直状态，角度偏差不会超过1%。此外，施工人员还需做好浆液的搅拌工作。浆液的配合比需要严格遵守施工规范，并且在配置过程中科学合理地进行搅动，确保搅动力度以及搅动时间能够达到要求。为了防止出现中途停止的现象，管理人员要对施工设备及施工材料进行检查，确保技术参数正确。

4.2 劈裂注浆法

劈裂注浆法是指通过水力劈裂原理在公路桥梁的地基土体中施加压力，并灌注泥浆，使泥浆与地基土体之前形成具有较高物理抗性的固体结构。从技术原理角度来看，注浆浆液在与公路桥梁地基岩土发生作用的过程中，会随着时间的推移逐渐形成防渗体，最终达到防渗的施工效果。劈裂注浆法能够有效减少、改善公路桥梁地基结构原有的孔隙，提高整体的施工质量。此外，浆液在与岩土发生相互作用的过程中，会通过湿陷作用将原本存在孔隙中的干松土体变得更为密实，最终改变固体结构的应力状态。

需注意的是，劈裂注浆法在实际施工过程中，施工人员首先要利用机械设备将孔洞的直径控制在8～10cm 以内；其次，将孔洞的垂直位偏差控制在1% 以内，对于相邻孔位，需要施工人员将其按照梅花形排列，并确保所有孔位之间的距离不能超过150cm，且不低于100cm；最后，利用相关设备灌入浆液。

在浆液灌注过程中，施工人员需要灌注封闭泥浆，有效填充孔壁以及单向阀管的缝隙。向孔洞中插入单向阀管，由于塑料材质的单向阀管具有较强的抗腐蚀性，施工人员应从经济效益和质量等角度出发，尽量选用塑料材质的单向阀管。在插入钻孔后，需要将管端封闭并注入水，随后插入双向密封注浆芯管，达到分层注浆的效果。为了确保整体施工质量，此时还需要对管内残留的浆液进行清洗，便于重复使用。

4.3 喷射注浆法

相比于其他注浆技术，喷射注浆法需要施工单位具备高压设备。在实际施工过程中，首先，施工人员利用钻机对地基土体进行钻孔；其次，需要将注浆管放置在孔洞中；最后，利用高压设备将浆液冲射进孔洞，破坏土层。地基土体在强大冲击力以及重力的作用下与浆液混合，提高地基整体的承载力。

5 地基注浆技术在公路桥梁基础施工的实践

5.1 模拟工程概况

以模拟工程概况的方式，探究在实际施工过程中如何科学合理地应用注浆技术，稳固地基土体，确保整体质量。该模拟工程项目所在区域为低山丘陵，属于亚热带温暖湿润季风气候。该公路桥梁施工环境存在较多软土，由于软土土质较差影响地基效果，因此需要通过注浆的方式确保基础的稳定性。

5.2 制定注浆方案

注浆方案的选择需要结合实际施工环境进行统筹规划。该模拟工程周边环境存在较多的软土，因此采取压密注浆的方式能够有效减少软土土体之间的孔隙。施工人员需要在注浆开始前期，尽量先填充孔隙较大的地方，随后再填充孔隙较小的地方，以此形成网状骨架结构。为了确保浆液的黏结性，施工人员需要严格遵守3∶1 配比，确保浆液质量。同时配置好水泥、减水剂、微膨胀剂的用量。

5.3 施工准备工作

在施工准备环节，需要管理人员做好关于施工材料、施工设备以及施工人员的分配工作。例如，在开展注浆工作过程中，使用DX-5F 型钻机、搅拌机以及高压输浆管等设备，确保能够顺利开展钻孔、制备以及输送浆液。在注浆环节，利用AB-60 型高压泵和MB-50 锚杆机完成相关操作。在使用大型机械设备前，还需对其进行调试，确保参数准确。施工环节结束后，需要有关人员合理运输、存储机械设备，同时定期对机械设备进行日常保养以及检修工作。确保施工准备工作有序开展，为后续各项施工环节的开展打好基础。

5.4 关键技术分析

压密注浆分为测量放样、钻孔、压水、注浆、拔管堵孔以及质量检测等多个环节。在测量放样环节，需要利用水准仪以及全站仪等精密设备开展数据监测工作，测量人员需要重点关注控制点，并在特殊路段增设导线点。在钻孔环节，施工人员要严格控制钻孔速度，避免发生卡钻现象。钻孔后，为了避免影响后续施工环节需要及时清理孔隙内的渣土。清理完毕后，还需及时添加泥浆，并用黏土填塞地基表面的孔隙。在压水环节，观察施工现场深孔壁岩体的特点，帮助施工人员控制注浆压力。在注浆环节，需要事先设置两个观测孔。在拔管堵孔环节，将每一节管道的高度控制在50cm 左右。在质量检测环节，安排专业技术人员记录参数，并将资料汇报监理工程师。至此，地基注浆施工作业全部结束。