桥梁钻孔灌注桩后压浆技术研究

刘磊

（萍乡市芦溪公路事业发展中心，江西 萍乡 337000）

0 引言

在传统的桥梁钻孔灌注桩的施工工艺中，需要在桩口完成之后进行清理，并用泥浆展开浇筑工作，这种传统的工艺相对于后压浆技术而言，施工工艺简单且对技术和设备的要求低，比较常见于一些对桩基没有更高要求的项目施工过程当中。但是，桥梁施工对整个桩基的摩擦力和承载力有着更高的要求，所以传统施工技术无法适应现代化桥梁施工的实际施工需求。而利用后压浆技术能够有效提高整个桩基的承载力。在桥梁工程施工过程中，由于各个桩基之间的距离较大且地质环境比较复杂，利用后压浆技术能够有效改善桥梁不稳定的问题。

1 桥梁钻孔灌注桩后压浆技术作用原理

桥梁钻孔灌注桩后压浆技术是从地基处理技术的基础上转化而来的。在地基处理技术当中有着岩土注浆技术，而桥梁钻孔灌注桩后压浆技术就是从岩土注浆技术的基础上改造而成的。岩土注浆技术主要是利用劈裂注浆、压密注浆和渗透注浆等不同的方式，对岩土土层进一步加固。后压浆技术的作用原理与以上三种注浆技术的工作原理有着一定的相似性。以上三种注浆技术的作用原理以及特征如表1 所示。后压浆技术利用以上三种注浆技术能避免在注浆过程中出现桩底沉渣的问题，同时也能够在注浆过程中消除护壁钻孔时桩侧出现的泥皮。在钻孔注浆过程中，提高桩基承载力主要是通过消除双侧泥皮和增加桩端受力面积等手段完成的。后压浆技术将桩端桩侧后的压浆管道埋在钢筋笼上，并通过设置管端压浆阀的方式，将水泥浆注入至桩端、地基和桩侧的位置，从而达到加固桩基的目的。除此之外，也能够提高桩基承载力和桩侧阻力。在开展桥梁钻孔施工之前，可以利用施压工作对各个桩径的压浆量和所需要的桩径桩长曲线关系进行分析，进而确定所需要的压浆量以及压力关系。在确定相关数据和参数之后，根据数据开展大面积的钻孔作业，在施工过程中要对所需要用到的压浆量以及压力进行准确记录，如果在施工过程中与试桩参数存在误差，就必须及时分析误差存在的原因，并采取科学合理的措施进行处理。

表1 三种注浆技术的作用原理与特点

2 桥梁钻孔灌注桩后压浆技术的具体应用

2.1 工程概况

某个公路桥梁的整体施工长度为6.9km，桥面宽度设置为43m，桥梁分左右半侧。整个桥梁的总体共设置有1615 根钻孔灌注桩，整个桩长为60.24km。桩径主要有三种，即1.3m、1.5m 和1.8m。根据桥梁施工的实地勘察数据显示，当地的地层类型为松散碎屑堆积地层，整个试验区的上层土质和下层土质有着很大区别，上层土质为亚砂土和亚黏土等，而下层的土质主要是中粗砂和中细砂等。

2.2 后压浆技术应用分析

2.2.1 后压浆技术设计要点

在桥梁钻孔灌注桩后压浆技术实际应用过程中，要对实际施工条件以及结构荷载等数据进行分析，为桥梁钻孔灌注桩后压浆技术的设计提供数据依据。钻孔灌注桩桩端所聚集的沉泥常无法被及时清理，因此在桩端压浆过程中，必须通过后压浆技术来提高整体的承载力，桩体抗拔力也可以通过桩侧压浆的工作进一步提升。

由此一来，桩端的桩侧压浆技术在钻孔灌注桩的水平和竖直方向的承载力提高上有着良好表现。在具体的钻孔灌注桩后压浆技术施工过程中，可以利用压浆组合的施工工艺。首先需要完成桩测的压浆施工，之后再开展桩端的压浆施工，如此一来，能够大大提高钻孔灌注桩的整体承载力。比如，在钻孔灌注桩后压浆技术设计过程中，可以围绕多断面的桩测压浆工作开展，利用先上后下的原则开展后压浆技术设计。在后压浆技术设计中，要注意相关技术规范对灌注桩的承载力要求，要根据相关的计算公式，对钻孔灌注桩后压浆承载力的数值进行标准化计算，保证整个压浆桩的承载力能够得到单桩横向、竖向的静止载力实验支持。为了保证整个钻孔灌注桩的承载力能够达到标准要求，必须保证注浆压力注浆量的数据符合科学设计的依据。

除此之外，单桩压浆量主要是受土层的性质以及承载力增幅等客观因素的影响，如果设置独立单桩或者桩具较大，则需要适当提高整体注浆量。单桩压浆量的数据可以以20%作为数据提高幅度的参考，而注浆压力值计算要根据实际桩箱点的深度以及土层质量进行确定，如此可以保证整体钻孔灌注桩施工质量不会受到较大程度的影响。因此，在实际施工过程中，具体的数据取值要以规范的标准作为依据，数据失误纠正过程中，也需要结合实际施工进行确定[1]。

2.2.2 后压浆原材料及设备选用

第一，选择后压浆原材料。在后压浆技术设计中，原材料多会选择普通的硅酸盐水泥作为后压浆施工的主要材料，以此保证整体水泥强度等级控制在32.5 以上。在开展正式施工前，要对整个水泥材料的质量进行抽检，且水泥材料存放时应保证缩短材料的整体缩放时间，同时做好水泥存放环境的防潮工作。根据整个混凝土的制作用水需求，后压浆技术用水要选择无毒害物质无污染来源的自来水。

首先，在整体浆样的拌制环节当中，可以添加适当的外加剂用于提高整体水泥浆的稳定性和透水性，而浆样透水性和稳定性也需要通过相关实验来确定。

其次，根据设计需求对水泥浆液进行合理配置，通过控制水灰比的方式来提高整体浆液的质量，水灰比一般控制在0.5～0.9 之间。按照科学合理的配比方式展开制浆配料，同时也要允许5% 左右的偏差。在水泥浆拌制过程中，可以采用普通搅拌机展开搅拌，一般来说需要控制搅拌时间在3min 以上。如果采用的是高速搅拌机，则需要控制搅拌时间在30s 以上。在投入使用前要对浆液进行过筛，最后根据施工环境温度确定制浆温度。如果在注浆过程当中温度较低，则需要将整个水泥浆液的温度控制在5℃以上，且在冬季要避免冰或雪等温度较低的物质混合至拌和料内；如果注浆时气温较高，则需要做好注浆的散热准备，使整体浆液的温度控制在40℃以下。从拌制到使用的整个环节，水泥浆的应用时间必须保证在4h之内完成，如果所需要用到的注浆量较大且过于集中则可以设置拌浆站完成集中化的拌浆运送工作[2]。

第二，选择后压浆设备。根据实际桥梁施工需求可以采用双层拌浆装置作为后压浆搅拌的主要设备，保证整个搅拌机的压力和搅拌速度能够满足排浆量的要求，并且能够保证后压浆液均匀且连续。除此之外，也可以采用多缸往复式柱塞作为主要施工设备，注浆泵的性能要满足浆液浓度提出的要求。相对来说,注浆最大压力的设置应保证是其工作压力的1.5倍，并且应当与出浆量的稳定性需求相符。整体注浆的管路在施工过程当中要保证浆液能够稳定流动，避免出现沉淀和堵塞的问题。同时,应在注浆泵和注浆口的位置安装抗震压力表，将压力表的量程设置为注浆最大压力的1.3 倍，并且严格控制压力表的精度，根据相关的标准与规定记录观察压力表的数据；为了避免在施工过程当中压力表出现故障，则要做好养护工作和试机工作。

2.2.3 后压浆系统应用

在后压浆系统中,主要包括压浆阀和压浆导管。一般来说,会选取专用的管道材料作为压浆管道，同时还可以利用超声波对灌注桩整体进行无损化检测。为了保证整个接头的连接方便，一般会采用桩端设置单向阀的方式完成，在桩侧则利用环形阀。根据整个施工需求和施工实际情况，一般会设置2 个桩侧的压浆通道，桩端则设置4 个压浆通道，同时选择用铅丝对压浆导管进行固定捆扎，保证整个压浆导管在施工过程当中的稳定性。在制作钢筋笼时,可以对压浆的导管进行捆扎，同时在入孔之前起吊笼并安装桩端压浆的单向阀，在入孔之后安装桩侧环形压浆阀[3]。

2.3 后压浆施工技术注意要点及施工效果评价

在后压浆施工过程中,必须保证压浆阀的正常启动，如果压浆阀无法正常使用，则可以通过注浆泵压力提高的方法进行处理，同时要保证压力最大值在15MPa 以内，还可以利用脉冲法来保证整个压浆管道的通畅性和稳定性，保证注浆工作能够正常稳定运行。如果在压浆阀全部堵塞之后，整体压浆作业无法正常实施，则可以在桩中心或者桩中心的附近钻孔，并再次安装压浆系统，应当避免再次安装时对桩基钢筋产生损坏。如果因为设备故障无法连续展开正常的压浆作业，则应当尽快找出设备故障原因，缩短故障影响的施工时间[4]。除此之外，在施工过程中应合理布置沉降观测点，按照相关的施工规定要求，观测点数量要控制在桩基总量的3%以上。施工沉降观测点如表2 所示。

表2 施工沉降观测点

在设置沉降观测点时，要在被测部位前后对称的墩柱上设置，并以膨胀螺栓作为观测点，观测点位置要与地面相距1～1.5m。设置沉降观测点后，可以按照前6 个月之内每隔15 天观测一次，并在之后的3 个月或者6 个月再观测一次。从某水利工程观测结果来看，其后压浆的桥墩桩基部位无明显沉降现象；但从其箱梁主体沉降情况来看，桩顶荷载出现变化，呈现较缓的增速，这对沉降观测有着一定的影响。

3 结语

综上所述，桥梁钻孔灌注桩后压浆技术在整个施工过程中具有很高的使用价值，通过应用后压浆技术能够有效提高整个桩基的承载力和摩擦力，避免在后续出现灌注桩沉降问题。在施工过程中,应当根据具体施工需求合理设置后压浆设备，以保证能对桩壁和桩底展开全面灌注。