探討熔蝕溝槽地質場區橋梁地基注漿加固施工技術

韓 松

（貴州橋梁建設集團有限責任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

橋梁是交通領域不可或缺的構造，也是日常出行重要的環節，橋梁地基穩定性直接決定了橋梁安全性。施工環節需采取有效措施改善橋梁地基承載力與穩定性，可采用注漿加固施工技術，確保橋梁地基指標達標，保障橋梁通車安全[1-3]。

1 工程概況

某高速公路改擴建工程項目包括路基路面墊層、橋梁、通道、防水、排水、路基土石方、涵洞等。該段橋梁合計17 座，共1 800 m，其中特大橋1 座，天橋6 座，分離式立交橋3 座，互通式立交橋3 座，中橋和橋式通道各2 座，樁基共計272 根，根據其受力情況可分為摩擦樁和嵌巖樁兩大類。根據調查發現標段內六座中小橋均存在擴大基礎，擴大基礎埋深、水文情況、土層參數及溶洞發育情況具體見表1。

表1 原中小橋擴大基礎地基情況調查表

2 設計概況

為確保舊橋及高速公路的運營安全，橋梁施工前需對原有橋梁的結構，特別是基礎類型進行現場調查，對于舊橋基礎為擴大基礎的，在進行拼寬橋梁樁基施工前，必須對擴大基礎周圍土體進行注漿加固處理[4]。

3 注漿加固原理

施工中，各項準備工作完畢后，以注漿管利用液壓原理，將提前混合均勻的漿液注入土層。通過漿液擠壓、深入、填充，使地基、巖洞中的空氣被排出，土體顆粒和混合料分子填充其原有位置，固結后土體顆粒與漿液混合成整體，形成結構強大、承載力強、穩定性突出的固結體，提高了基礎周圍土體承載力，保證拼寬橋梁樁基施工過程中孔壁的穩定性[5]。

4 地基注漿加固施工

4.1 灌漿材料、設備及制漿

（1）該工程中，灌漿材料擬選擇水泥強度等級為42.5 的普通硅酸鹽水泥，因該區域氣候干燥，嚴重缺水，不可選用火山灰質硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥。

（2）如若地基吸漿量較大，可適當采用水玻璃提高漿液的凝結速度。

（3）根據項目需求及原有施工經驗，水泥漿液水灰比擬定為2 ∶1、5 ∶1、1 ∶1、0.5 ∶1 四種類型。純水泥漿液以高速攪拌機攪拌30 s 以上，施工前過濾漿液，濾除雜質和大顆粒不溶物，漿液制備完畢后需在4 h 內使用。

4.2 套殼料配比及參數

（1）采用黏土和水泥按照水灰比1 ∶2.6 ∶4 配制套殼料，漿液比重1.35～1.60 g/cm3，馬氏漏斗黏度約40～45 s，施工過程中可通過現場試驗對配比進行調整。

（2）嚴格執行工藝標準與施工要求，控制套殼料強度增加速率與凝固時間，灌漿需于套殼料配制好后2～5 d內進行。

4.3 機械設備選用

（1）泥漿泵：性能應與漿液類型及濃度相互匹配。

（2）攪拌機：高速攪拌機進行攪漿，攪拌時間大于30 s。

（3）泥漿管：應保證漿液流動通暢，且能承受1.5倍的最大壓漿壓力。

（4）壓力表：根據該工程最大壓漿壓力及提高計量精度，確定選用1.6 MPa 左右壓力表為宜[6]。

4.4 孔位分布、孔徑、孔深、注漿段、注漿壓力及結束標準等參數

（1）根據以往注漿經驗，注漿孔排間距1 m、孔距按1.5～2.0 m 布置，具體見圖1。

圖1 注漿孔位平面布置圖

（2）鉆孔孔徑及孔深根據地層特點確定，孔徑暫定為11 cm。

（3）孔深一般超過老橋擴大基礎承臺底標高6 m即可。

（4）注漿段位原擴大基礎底以下6 m 至基礎底以上1 m 范圍段。

（5）注漿壓力可按0.2～0.3 MPa 考慮，根據現場勘測數據結果與項目需求，遵循技術操作規程進行適度調整，采用分段注漿形式，分段注漿長度采用1.5～2 m 左右，注漿結束標準以漿液流量小于5 L/min 為準[7]。

5 施工技術要點

5.1 工藝流程（圖2）

圖2 灌注樁施工流程圖

5.2 施工工藝及方法

5.2.1 測量放樣

嚴格執行技術操作規程，遵守施工方案指標，對測量儀器進行校對與核驗，確保其測量精度達標。按孔位布置示意圖中孔位與拼寬橋梁樁基的相對位置放出注漿孔位置，其位置偏差不大于5 cm，定好位后插打鋼筋頭并撒上石灰標記。

5.2.2 鉆進成孔

鉆孔采用150 型地質鉆機鉆進施工，操作中保持鉆桿垂直度，鉆機就位后需牢固，操作準確穩定，控制樁位偏差在誤差范圍內，施工中出現跨孔困難可先進行灌漿，隨后繼續鉆進，成孔避免袖閥管無法下放至孔底。

5.2.3 洗孔、清孔

待鉆進成孔后，對孔內雜物進行清理，接氣管至孔底，采用空壓機鼓氣的方式進行孔底沉渣的清理。

5.2.4 灌注套殼料

套殼料由水泥、水、黏性土按照水灰比配制而成，主要作用為封閉鉆孔孔壁與袖閥管間空間，避免漿液在壓漿環節流竄。同時，在止漿塞和橡膠套的聯合作用下，使套殼料開環后保持漿液在灌漿段范圍內進入底層。完成清洗工作后，將套殼料注入壓漿孔內，可先注入一半，待袖閥管完全下放至孔底后，在從孔口位置將套殼料灌入，孔口溢出原漿液后進行現場檢測，濃度合格后方可進行下一道工序。

5.2.5 袖閥管

采用直徑為50 mm 脆性PVC 管制作袖閥管，注漿段采用手電鉆在每個截面施鉆4個對稱孔，每25 cm 一個截面，鉆孔完畢后，采用膠帶將孔洞封閉起來。袖閥管連接接頭需牢靠，防止下管過程中發生斷節。

下管過程中，根據現場情況向袖閥管內注入清水以克服下管浮力，袖閥管下沉至底部后，及時臨時封堵管口，防止堵塞[8]。

5.2.6 壓漿

待套殼料灌注2～5 d 達到強度后，即可進行水泥漿的灌注。

（1）前期灌注施工階段，稀漿液注入袖閥管后加壓開環，嚴密監測壓力值變化，一旦出現壓力驟降且持續5～10 min 或進漿量達到400 L，表明開環開始，根據項目方案要求注入規定配比配制成的套殼料，進行正式灌漿工序。開環壓力一般在0.2～0.3 MPa 為宜，具體需根據現場實際情況調整。

（2）漿液變換原則：保持灌漿壓力穩定，注入率不變或持續減少的前提下，灌漿壓力持續升高，漿液配比保持不變。當注入量大于400 L，注入率大于30 L/min 時，根據具體情況，可變濃一級。

（3）灌漿順序及方法:灌漿需分排、分序施工，按施工圖中標示的分排、分序情況；分排先施工外排，再施工內排，分序先施工Ⅰ，再施工Ⅱ[9]。

（4）灌注以孔底向上灌漿，采用雙栓塞芯管進行灌漿，原料水灰比為5 ∶1，每段灌漿高度約1.5～2 m，根據項目需求和方案指標參數，控制灌漿壓力在0.2～0.3 MPa范圍內。

（5）終孔標準:檢測注入率指標，注入率控制在5 L/min 時可結束灌漿。如果施工中發現灌漿管存在上抬趨勢，或者存在竄漿現象則立刻停止注漿操作。

（6）注漿后，使用配比為0.5 ∶1 的水泥砂漿填充袖閥管，封閉密實即可。

5.2.7 安全、環保措施

保持操作面和周邊區域的整潔整齊，收集并處理施工場地廢舊的混凝土、鋼筋頭等垃圾，及時進行清理處理；在施工現場劃分處理垃圾的專屬區域，安排專人對施工場地堆放的垃圾進行分類，并定時定點完成垃圾的外運，卸料時應當保持平穩，嚴禁對垃圾進行拋擲[10]。

6 結論

綜上所述，地基注漿加固技術可作為改善地基承載力與穩定性的理想手段，該工藝具備安全性突出、經濟社會效益明顯、可操作性強、便捷程度高、速度快、效率高等特點，熔蝕溝槽地質場區，橋梁地基注漿加固施工技術的優勢如下：

（1）安全性：地基注漿利用液壓工作原理，可以避免傳統清淤換填的各種機械傷害生產的安全隱患；采用此種方法施工無須對正在運營的高速公路進行復雜的安全防護措施，非常適用于改擴建工程。

（2）環保性好：注漿施工中無粉塵、飛屑，不會產生環境污染，同時無振動、沖擊擾動，不產生噪聲污染，對運營過程中的改擴建高速公路不會產生影響。

（3）功效高注漿速度快，功效高：①質量好，注漿后形成的“結石體”可以大大提高擴大基礎周圍土體承載力。保證拼寬橋梁樁基礎施工過程中孔壁的穩定性；②成本低，大大節省工期，減少工、料、機費用。