桥梁施工中桩端后压浆技术的应用

2023-01-08靳朝炜

交通世界 2022年7期

靳朝炜

（中建路桥集团有限公司，河北石家庄 050001）

0 引言

在桥梁桩基础施工中，采用传统的泥浆护壁时，泥皮的存在可能会导致桩侧摩擦力降低，清孔时无法将所有沉渣清除干净，容易形成软垫层，造成桩端阻力无法全面发挥。为有效解决这一问题，可采用桩端后压浆技术。借此就桥梁施工中桩端后压浆技术的应用展开分析探讨。

1 工程概况

某桥梁工程全长4.0km，其中主桥的长度为0.47km，引桥的长度为3.53km，桥面宽度为33.5m。该桥上部结构采用预应力混凝土连续箱梁，下部结构为桩基础，桩径从2 000～2 500mm不等，共计538根，包括两种类型，一种是端承桩，另一种是摩擦桩。桥址所在区域的土层特征有淤泥、碎石、淤泥质土、黏土、砾砂、粉质黏土、中粗砂，地下水为孔隙水和基岩裂隙水，具有微腐蚀性。

2 桥梁施工中桩端后压浆技术的应用

2.1 后压浆施工准备

2.1.1 设备配置

（1）本工程中，桩端后压浆施工采用的是转速在1 000r/min以上的高速制浆机，浆液的制备及存储能力与压浆功率相匹配，由此可以保证压浆施工的连续性。

（2）对相应的仪器及配套设备，如压力表、流量计、传感器等准确标定，确保所有仪器及设备在使用前全部处于完好状态，如实填写检查记录，当使用次数或是时间超过规范标准的规定要求后，必须重新标定。若是仪器、设备在使用过程中出现异常，要及时查明原因并采取有效的措施消除问题。

（3）压浆泵（阀）的工作压力控制在6MPa以内，并为压浆泵配备卸荷阀，同时在桩顶压浆管处设置相应的仪器和设备，通过实时检测，完成相关数据的自动采集[1]。

2.1.2 现场安装

（1）安装压浆管前，先用清水冲洗，将管内的杂物清除干净，防止压浆时管路堵塞的情况发生。将压浆管与制作好的钢筋笼牢靠固定，一并下入孔内，安装时要避免压浆管受损。

（2）压浆管的连接部位要严密，防止浆液渗漏，下放钢筋笼时，要对每节压浆管注水，借此来检查密封性，若发现漏水，可采取相应的措施加以处理。

（3）在本工程中，压浆管均匀布设在钢筋笼的内侧，对管路编号并挂好相应的标牌，按编号顺序与分配器连接[2]。

2.1.3 压浆材料

（1）水泥选用42.5级普硅水泥，性能与现行规范标准的规定要求相符；选用的外加剂性能稳定；拌和水的水质达标，水中氯离子含量控制在350mg/L以内，且不得存在对钢筋、水泥有害的成分[3]。

（2）用于桩端后压浆施工的水泥浆液，要有良好的流动性，浆液的凝结时间符合施工要求，可在相对较短的时间内固化，初凝时间以4～6h为宜，7d强度应当达到10MPa以上，稠度保持在10～14s[4]。

（3）浆液的水灰比控制在0.45～0.55，可按土体的饱和度加以确定，遵循宜小不宜大的原则。针对地下水流动的情况，可加入适量的外加剂，以此来缩短水泥浆的初凝时间。

（4）配制浆液时，要按照顺序加料，即先放入拌和水，然后掺入外加剂，搅拌均匀后再加入水泥。要对浆液的配比严格控制，通过试验确定最佳的配合比例，搅拌时间不少于120s。拌制好的浆液经过滤处理后，注入储浆桶内。

2.2 压浆施工要点

2.2.1 压浆控开塞

桥梁桩基混凝土灌注24h内，可对压浆孔开塞，压力控制在4.0MPa以内，具体的开塞方法如下：

（1）对U形管回路高压注水，出浆口有水流出后，将出浆阀关闭并继续加压。要对每个注浆管路单独开塞，若管路有多个出浆口，则要保证瞬时流量足够大，从而使所有的出浆口都能被水顺利冲开[5]。

（2）压力如果出现突降的情况，则说明高压胶胎已经开裂，成功完成开塞。随后量阀门封闭10min左右，使压力逐步消散。当有水向外喷射时，则可继续关闭阀门，每间隔3～5min左右观察一次，直至压力完全消散。压浆作业前，要仔细检查管路，避免堵塞。

2.2.2 压浆控制

（1）在压浆施工过程中，采用双控原则，即以压浆量控制为主，压力控制为辅，按照试桩结果对工作压力合理确定。压浆控制的主要参数应符合规定要求，其中桩基底部的压浆压力控制在6MPa以内，浆液流动速度控制在75L/min以内，确保200L浆液的灌注时间不超过4min，持续施加荷载的时间控制在5min以上[6]。

（2）在桩基底部压浆时，可根据分管、等量压入的原则，并按单管对压浆量及压力加以控制。压浆施工前，要对管路细致检查，看是否畅通，若发现堵塞，则需要对压浆量重新计算，以此来确保压浆量准确无误。当压浆量达到设计要求后，持续施加5min荷载后，便可停止压浆。

（3）受地层性质的影响，压浆压力会出现无法达到控制压力的情况，对此，可在不计水头压力的前提下，将压浆控制在最低压力。当压浆压力在压浆量达标时未达到设计要求，可将压浆量增加到设计压浆量的120%，然后封压[7]。

（4）为避免压力阀的压力过大诱发安全事故，可将压力控制在6MPa以内，压力达到6MPa，且压浆总量达到设计要求80%以上，便可停止压浆。若压浆总量未达到停压标准，则需要找出原因，采取相应的措施加以解决处理。

2.2.3 注意事项

（1）为确保桩端后压浆施工的整体质量，必须保证桩基础的垂直度，钢筋笼制作与现行规范标准的规定要求相符，并对桩底沉淀层的厚度加以严格控制，采用二次清孔，将孔底残渣清除干净，不可以采用加大孔深的方法替代清孔，以确保压浆U形管能够顺利放置到桩基底部。下放钢筋笼的过程中，要确保压降管路处于密封状态，避免浆液进入管内。

（2）压浆时，若是注浆压力持续升高或突然降低，则应停止压浆，找出原因加以消除后，方可恢复压浆。由专人负责对压浆的起止时间、压浆量、压力等准确记录，在现场监理工程师确认注浆完毕后，用封压浆液填充管路。

（3）为避免后压浆施工对环境造成污染，要采取有效的保护措施，如使用密闭的容器运输浆体，防止运输途中出现泄漏，未用完的浆液不得随意倾倒，必须妥善处理。

（4）为降低安全事故的发生概率，无关人员不得进入压浆作业现场，所有作业人员必须佩戴防护罩[8]。

2.2.4 技术措施

（1）在后压浆施工中，当出现注浆中断的情况后，要及时找出导致中断的原因，采取相应的措施消除问题，争取在较短的时间内恢复压浆。若是进浆量与中断之前比较接近，则可快速恢复浆液的稠度，相差较大时，必须逐级增加浓度；进浆量降低的幅度比较大且注浆压力上升较大时，可在短时间内完成压浆。

（2）当出现压浆量无法达到停压标准时，可适当降低压力并降低浆液的流动速度，以加快颗粒的沉积速度；在现有的基础上降低水灰比，以提升浆液的浓度；向浆液内加入适量的速凝剂，缩短凝结时间；改用间歇的压浆方式，促使浆液在静止状态下的沉积速度加快。

（3）开塞时间要控制在桩基混凝土首次灌注完的24h以内，桩端压浆处塌孔时，可以提前开塞。