灌漿法在公路橋梁隧道施工中的應用

陳 卓

（貴州省公路工程集團有限公司，貴州 貴陽 550081）

0 引言

對墩臺裂縫的預防和治理是公路橋梁隧道施工中的重要工作內容，而實際施工中，由于墩臺的不均勻沉降或墩臺自身裂縫等原因，橋臺、橋墩常出現不同程度的裂縫，對橋梁隧道工程的安全性能和服務性能產生嚴重的影響。本文通過橋梁隧道施工實例證明：公路橋梁隧道施工中，利用灌漿法對施工中出現的裂縫進行修補，能夠達到加固橋梁基礎的目的，使用效果較為理想，應得到廣泛運用。

1 工程概況

某公路橋梁隧道，橋全長為42m，橋梁的跨徑組合為3m×14m,橋寬組合為1.5m+12.0m+1.5m。該橋梁隧道的下部結構為柱式墩配擴大基礎，橋臺為U型橋臺配擴大基礎。

該橋梁隧道施工中發現以下問題：a）橋墩、橋臺存在裂縫，范圍是臺帽中間到臺身，寬度約為2mm，長度約為3m；b）橋墩上游側防震擋塊開裂；c）橋臺砌石出現松動現象。對上述問題的成因進行分析，認為裂縫的產生原因為墩臺不均勻沉降，以及墩臺開裂。為了在施工過程中有效解決上述問題，及時控制裂縫的范圍和深度，保障公路橋梁隧道施工質量，本工程采用灌漿法對橋梁基礎進行加固施工。

2 灌漿法加固的原理

利用灌漿法加固橋梁基礎指的是運用液壓、氣壓、電化學原理，在壓力作用下將漿液注入橋梁基礎的裂縫和空隙中，從而達到填補裂縫，加固基礎的目的。灌漿法的主要作用是通過灌漿來改善基礎的化學性質以及物理性質，在灌漿過程中，漿液滲透到裂縫和孔隙中，并形成漿脈，進而形成漿柱體，漿柱體與橋梁基礎結合后形成符合基礎，從而有效提高橋梁基礎的承載能力，并減輕墩臺不均勻沉降的問題。

3 灌漿法加固橋梁隧道基礎方案設計

合理設計施工方案是保障灌漿法加固橋梁隧道基礎施工質量的重要前提，灌漿法加固橋梁隧道基礎的方案設計應包含以下幾項內容。

3.1 灌漿施工控制標準

灌漿強度控制標準：灌漿后，要求雜填土的承載力標準值達到130kPa，淤泥或淤質泥的承載力標準值達到80kPa以上，復合地基的承載力要達到130kPa以上。

灌漿施工質量控制標準：灌漿施工的質量控制標準應視橋梁隧道工程施工設計要求和施工控制標準而定，對于橋梁基礎的加固施工沒有特定的施工質量衡量標準，由于不同工程橋梁基礎的均一性、裂縫數量、裂縫程度和理論耗漿都不相同，因而對橋梁墩臺灌漿施工效果應結合工程實際情況制定一套科學的質量控制標準，從而保障灌漿加固施工的有效開展。

3.2 灌漿施工段的選擇

結合橋梁隧道基礎的不均勻沉降程度、裂縫等病害的范圍和嚴重程度選擇灌漿加固施工段，本工程主要對墩臺基礎四周進行加固。

3.3 漿材配比

本工程以水泥粉煤灰漿液作為灌漿材料，這種漿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：粉煤灰比為4∶1； 水灰比在0.5~0.55左右；水泥種類為普通硅酸鹽水泥，水泥的強度是32.5。

3.4 擴散半徑

由于實際施工中墩臺基礎的地質存在不同程度的差異，墩臺的孔隙率和滲透系數也存在一定的變化，因而不能以公式計算得到的擴散半徑作為實際施工中的灌漿擴散半徑。本工程施工中首先通過大量經驗將擴散半徑確定為1.5m，實際施工中結合具體情況對擴散半徑進行適當調整。

3.5 布孔

灌漿施工的布孔分布、布孔位置是否合理直接影響著灌漿施工對橋梁基礎的加固效果，本工程的灌漿布孔采用梅花形分布，成孔直徑為9cm，孔深為5cm。

3.6 灌漿施工操作

本工程灌漿施工操作方案設計如下：a）灌漿孔深度 結合勘探資料將灌漿孔的深度范圍確定為3.5~6.0m；b）灌漿壓力 在施工現場通過實驗確定灌漿壓力，一般來說橋梁基礎灌漿加固的灌漿壓力在0.3~0.5MPa左右，灌漿過程中如遇到特殊地質及其他特殊情況應進行合理分析再調整灌漿壓力；c）灌漿量 灌漿施工的最終要求是達到灌漿飽滿，使漿液充滿地基，因而無論是通過理論公式（即灌漿量為對象土量的20%）還是通過經驗判斷，灌漿量的計量都應以飽滿、填滿地基為準；d）灌漿結束標準 規定灌漿壓力下，當孔段吸漿量不大于0.6L/min時，延續30min方可結束灌注。

4 灌漿施工

灌漿法加固橋梁隧道基礎的具體施工對策如下。

4.1 施工準備

進行灌漿施工前首先要做好灌漿施工準備，施工準備包括以下內容：a）準備好灌漿施工所用的機具設備；b）準備好灌漿施工所需的各種漿材；c）開展灌漿試驗，通過試驗確定合理的灌漿擴散半徑、灌漿孔距等；d）施工現場組織到位，施工人員、技術人員就位，合理安排灌漿施工進度，組織施工現場質量控制和監督人員。

4.2 施工流程及施工工藝

灌漿法加固公路橋梁隧道基礎的施工流程如下：道基礎灌漿施工應按以下流程進行：成孔→安放漿管和封堵孔口→攪漿→灌漿→待凝→成孔→安放灌漿管和封堵孔口→攪漿→灌漿→封孔。

施工工藝：灌漿法加固橋梁墩臺施工中應控制好以下幾項施工工藝：a）成孔 采用直徑為89mm的鉆頭正對孔位鉆進，當鉆頭鉆進至粉性土中時，應先下入導管護壁，再通過撈砂筒取砂成孔鉆至粘性土中；b）安放灌漿管和封堵孔口 將軟橡皮包裹在花管外壁來阻隔泥沙防止泥沙涌入花管；c）攪拌 將一定量的水導入攪拌槳筒，再用攪拌機攪拌，再加入預定量的水泥，繼續攪拌3~5min后過濾漿液備用；d）灌漿 灌漿施工過程中應按照自上而下的順序進行孔口封閉純壓式灌漿，直至漿液飽滿，填滿基礎，達到設計深度為止；e）封孔 當灌漿施工達到結束標準后，應及時進行封孔操作，封孔過后24h還需要對孔口進行檢查，當漿液下沉后還需要進行補漿，直至漿液達到頂面。

5 結語

經過本次灌漿施工，公路橋梁隧道基礎的裂縫等問題得到了很好的解決，墩臺強度得到有效提高。經過本次灌漿加固施工可以看出：為了保證灌漿施工質量應從施工材料、漿液設計、布孔、灌漿操作等各個環節加強控制，必要時應通過試驗確定操作方案。尤其要注意的是：灌注壓力和漿材的水灰比對灌漿施工的成敗有著顯著的影響，在今后的施工實踐中應尤其注意這兩個問題。

綜上所述，灌漿法對于公路橋梁隧道基礎的加固效果理想，且施工流程較為簡單，施工操作難度較低，經濟可行，同時也避免了傳統加固方法造成的浪費和質量隱患。今后的公路橋梁隧道施工中，如需對墩臺基礎進行加固，應首先考慮運用灌漿加固法。此外，應結合工程實際不斷優化漿材配合比、優化布孔方案和改進灌注工藝，進而更好地解決墩臺裂縫問題，顯著提升橋梁基礎的承載力。

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