高壓旋噴注漿法在橋梁基礎(chǔ)加固中的應(yīng)用研究

王欣欣徐開磊關(guān) 蕾

（1.西安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西西安 710077 2.中交第二公路工程局有限公司，陜西西安 710065）

高壓旋噴注漿法在橋梁基礎(chǔ)加固中的應(yīng)用研究

王欣欣1徐開磊2關(guān) 蕾1

（1.西安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西西安 710077 2.中交第二公路工程局有限公司，陜西西安 710065）

高壓旋噴注漿技術(shù)可提高橋梁地基的抗剪強(qiáng)度，抵制土層變形，提升橋梁基礎(chǔ)承載能力。本文主要講述高壓旋噴注漿技術(shù)施工要點(diǎn)，并結(jié)合具體工程應(yīng)用，以驗(yàn)證高壓旋噴注漿法在橋梁基礎(chǔ)加固應(yīng)用中的抗壓特性。

高壓旋噴；橋梁；基礎(chǔ)加固

一、高壓旋噴注漿原理

高壓旋噴注漿技術(shù)屬于高壓噴射注漿技術(shù)的其中一種，這里我們先介紹下高壓噴射注漿。對(duì)于含有顆粒的沙類土或者含泥量大的粘性土地基，靜壓注漿無(wú)法使?jié){液充分滲透，以致使加固效果不佳。高壓噴射注漿是在靜壓注漿的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，通過(guò)將具有特別噴嘴的注漿管插入到預(yù)定深度的土層，將漿液以約20MPa的高壓噴射沖擊土層，利用水力高壓使?jié){液與泥土均勻混合，經(jīng)過(guò)凝固在土層中形成堅(jiān)固的結(jié)體。高壓水噴切割技術(shù)在采煤方面的應(yīng)用也為高壓注漿技術(shù)打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐應(yīng)用。根據(jù)漿液噴射方向和固結(jié)體形狀的不同，高壓注漿技術(shù)可分為定向噴射注漿和旋轉(zhuǎn)噴射注漿兩種，本文介紹的是旋轉(zhuǎn)噴射注漿。

旋轉(zhuǎn)噴射注漿在施工中，首先在地基上鉆出直徑在50～100mm之間的孔，孔的數(shù)量和深度根據(jù)實(shí)際加固深度確定，然后將噴嘴置于孔地，一邊旋轉(zhuǎn)噴射漿液一邊提升噴嘴，噴射完成后經(jīng)過(guò)自然凝固形成圓柱狀的固結(jié)體，形成的固結(jié)體直徑一般為40～200mm。采用不同的漿液配比，可形成不同強(qiáng)度的固結(jié)體，一般使用的水泥漿液噴射形成的固結(jié)體，其在粘性土壤中的抗壓強(qiáng)度在5～10MPa，在沙土中的抗壓長(zhǎng)度在10～20MPa。高壓旋噴注漿施工方便靈活，適用范圍廣，主要用于地基的加固，可有效增加地基的抗剪切強(qiáng)度，抵制土層的變形。

二、高壓旋噴注漿施工工藝

高壓旋噴注漿施工工藝流程如圖1所示，其中主要的施工技術(shù)有一下幾個(gè)方面：

圖1 高壓注漿技術(shù)施工工藝流程圖

（1）孔位確定。為了確保樁子位置的正確性，需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙測(cè)量定位樁孔，并用紅漆或其他標(biāo)志作標(biāo)記。

（2）鉆機(jī)設(shè)備到位。在橋下或公路坡面上施工，需在孔位上方搭設(shè)腳手架，將鉆機(jī)設(shè)備架設(shè)在孔位上方，保證鉆軸與樁位中心垂直對(duì)準(zhǔn)，防止樁孔鉆斜。

（3）鉆孔。在地基土層內(nèi)鉆孔不能使用沖水鉆孔，可結(jié)合合金回轉(zhuǎn)鉆和氣動(dòng)孔錘進(jìn)行鉆孔，需要反復(fù)清洗孔里殘?jiān)?/p>

（4）旋噴注漿。鉆孔完成后卸下潛孔錘，換上漿液噴嘴，利用回轉(zhuǎn)鉆將其送入孔底。開通高壓泵，先進(jìn)行定噴2～3min，之后按照設(shè)計(jì)的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)提升噴射注漿，對(duì)于漏漿部位或者進(jìn)漿量大的部位，可進(jìn)行加稠泥漿減慢噴頭提升速度處理，對(duì)于冒漿部位，可適當(dāng)加快噴頭提升速度。

（5）回灌樁頂。高壓旋噴完成后，由于漿液會(huì)吸水沉淀，需要用水泥含量高的冒漿或純水泥進(jìn)行回灌，以確保地基與樁頂?shù)拿苜N。

（6）鉆具清洗。高壓旋噴注漿作業(yè)完成后，需要拆卸鉆具，并及時(shí)清洗，防止鉆具中遺留的水泥堵塞通道。

（7）封孔。鉆孔注漿施工完成之后，需在7天后用水泥砂漿進(jìn)行回填封孔。

三、工程應(yīng)用

西安市某沙河立交小橋，其右7～14m之外是堅(jiān)硬砂巖，砂巖的傾角在45度左右，立交橋地基由粉土夾雜礫石構(gòu)成，其厚度在10m左右，以下是基巖或卵石土。由于地基土層不均勻，小橋左側(cè)臺(tái)腳發(fā)生了整體下沉，導(dǎo)致右側(cè)橋臺(tái)的側(cè)墻和前墻開裂，橋面出現(xiàn)了一條裂縫，需要通過(guò)高壓旋噴注漿進(jìn)行橋基加固。

橋基加固后要求橋臺(tái)地基不再發(fā)生沉降，右側(cè)橋臺(tái)的側(cè)墻和前墻以及路面沉降不再加重，橋梁可以安全通車。根據(jù)橋面載荷和橋基的實(shí)際情況布置樁子的數(shù)量和位置，噴樁的上端支撐住橋臺(tái)底部，下端嵌入到基巖面內(nèi)0.5m，樁之間的間距保持1.2～1.5m，樁直徑要大于0.5m?？偣膊贾眯龂姌?10根，2排布置與橋臺(tái)左側(cè)的公路邊坡上，2排布置在橋下地面，4排布置在橋面下方。取橋面下方三根樁作為試驗(yàn)樁，檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)旋噴樁呈現(xiàn)不規(guī)則的鋸齒狀邊緣，樁體是粉土和水泥的混合體且混合均勻，平均直徑大于0.5m，表1中列出了抗壓試驗(yàn)結(jié)果，滿足設(shè)計(jì)要求，可將三根試驗(yàn)樁作為標(biāo)準(zhǔn)試件。

表1 試驗(yàn)樁抗壓試驗(yàn)結(jié)果表

四、結(jié)論

橋基加固一個(gè)月后進(jìn)行樁基檢驗(yàn)，結(jié)果表明采用高壓旋噴技術(shù)對(duì)橋基加固效果明顯，后經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè)發(fā)現(xiàn)橋臺(tái)基礎(chǔ)不再沉降,橋臺(tái)及路面裂縫不再發(fā)展,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。實(shí)踐證明,高壓旋噴注漿技術(shù)對(duì)橋梁地基加固是切實(shí)可行的、有效的。采用注漿方案對(duì)既有橋墩臺(tái)進(jìn)行加固方案國(guó)內(nèi)已有很多成功實(shí)例，通過(guò)對(duì)注漿壓力及注漿量合理控制可以達(dá)到預(yù)期加固效果。

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1007-6344（2016）02-0216-01

王欣欣(1986.10--) 女，陜西省寶雞市人，碩士學(xué)歷，職業(yè)：西安職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師。