【摘要】針對(duì)橋梁下部樁基的不同沖刷破壞程度,弄清樁周土體沖刷破壞對(duì)樁基的不利影響,提出有效可行的防護(hù)加固措施,為橋梁下部樁基防護(hù)加固提供完整的技術(shù)方法和理論,從而為樁基結(jié)構(gòu)周期防護(hù)對(duì)策研究奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ), 為廣大地區(qū)橋梁的安全狀況評(píng)定、管理和維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】壓漿包樁法;橋梁樁基加固;應(yīng)用
我國(guó)在役公路橋梁數(shù)量龐大,橋梁在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中常因人為因素和環(huán)境變遷而遭受破壞,其中樁基破壞將嚴(yán)重削弱橋梁的承載能力、穩(wěn)定性和耐久性,必須采取適當(dāng)?shù)拇胧?duì)病害樁基進(jìn)行加固。
1、后壓漿技術(shù)
1.1后壓漿法的使用原理
在進(jìn)行高速公路橋梁施工過(guò)程中,后壓漿技術(shù)是通過(guò)對(duì)灌注樁的泥皮以及沉渣進(jìn)行固化,從而確保橋梁樁基的質(zhì)量穩(wěn)定性及其承載能力均能達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下,工程建設(shè)的后壓漿是在樁基成樁前將鋼筋配籠、管閥以及壓漿管有機(jī)的連接在一起,然后將其安置在樁孔之中,再對(duì)其進(jìn)行混凝土澆筑使其成樁,待其成樁后隔一段時(shí)間再進(jìn)行后壓漿。
1.2后壓漿法的作用
用后壓漿技術(shù)主要的作用就是可以起到比以往較為高質(zhì)量的樁基底部及周?chē)浲恋募庸?,使其基礎(chǔ)更為牢固,這樣就有利于提高樁基下部的基礎(chǔ)地層的強(qiáng)度。后壓漿技術(shù)在橋梁樁基建設(shè)過(guò)程中的使用還具有以下幾種作用:(1)對(duì)樁孔底部的沉渣進(jìn)行膠結(jié);(2)避免樁基在道路投運(yùn)后出現(xiàn)較大的沉降;(3)對(duì)樁身存在的一些缺陷進(jìn)行修補(bǔ);(4)確保樁基的實(shí)際承載能力能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的相關(guān)要求;(5)減少或避免樁基建筑物在施工的過(guò)程中出現(xiàn)不均勻沉降。
1.3后壓漿施工方式
對(duì)樁基進(jìn)行后加壓漿施工主要是將配制好的水泥漿液通過(guò)壓漿泵的增壓作用使其被壓入樁身的內(nèi)管中,然后再通過(guò)樁側(cè)或樁底的注漿閥,將水泥漿液注入樁基周?chē)耐馏w中,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其周?chē)暗撞康慕橘|(zhì)進(jìn)行加固的目標(biāo)。此外,還可以利用對(duì)地基與樁基底部的沉渣界面進(jìn)行壓漿的方式,來(lái)使樁基能夠有效的將橋面的行車(chē)荷載傳送到地基中。這種處理樁基的方式還可以對(duì)樁基存在問(wèn)題的部位進(jìn)行有效地修補(bǔ)。
(1)利用樁身內(nèi)的預(yù)埋構(gòu)件來(lái)對(duì)樁基基礎(chǔ)進(jìn)行加固這種方法主要是用來(lái)對(duì)樁基頂部的支撐能力以及樁身的摩擦情況進(jìn)行改善。一般情況下,可以利用鋼管與樁身內(nèi)預(yù)設(shè)的管道組成套管,以此來(lái)對(duì)地基進(jìn)行間隔壓漿。在壓漿的過(guò)程中,當(dāng)承力面中有較大的溶洞時(shí),就必須對(duì)該低端的樁基底部進(jìn)行支承加固,具體的加固方案可以采用吊籃式結(jié)構(gòu)。其施工方法就是對(duì)可能出現(xiàn)巖溶空穴的地方進(jìn)行鉆孔,同時(shí)還要放入鋼筋籠,最后再放入吊籃,最后再放入管子和粗砂礫,并對(duì)其進(jìn)行混凝土澆筑,使其達(dá)到加固地基的目的。
(2)樁端壓漿。在灌注樁成樁的過(guò)程中,如果孔底的沉渣厚度過(guò)大或者對(duì)沉渣的處理不夠徹底,在其成孔的過(guò)程中,都有可能導(dǎo)致孔壁出現(xiàn)開(kāi)裂、坍塌的情況,此外,它還有可能會(huì)耽誤混凝土的澆筑,甚至造成混凝土無(wú)法凝結(jié)的情況出現(xiàn),最終導(dǎo)致樁端的支承能力不能達(dá)到相關(guān)的要求。在對(duì)高速公路的橋梁樁基進(jìn)行施工時(shí),如果遇到這些情況就必須對(duì)樁基的承力面進(jìn)行修補(bǔ)或加固。
(3)側(cè)樁壓漿。利用側(cè)樁壓漿的方法可以對(duì)樁基兩側(cè)的泥皮進(jìn)行破壞或消除,以便于提高樁基與周?chē)馏w的粘結(jié)能力,提升樁基的側(cè)面摩阻力。當(dāng)注漿壓力相對(duì)較大時(shí),漿液就可以滲透到樁基底部的土體中,使其與樁基結(jié)合在一起, 并以此來(lái)提高單個(gè)樁基的承載能力。
2、后壓漿施工工藝
2.1樁土體系
該體系主要需要在樁基上安裝通達(dá)樁基底部土層的注漿管道,即在對(duì)樁基進(jìn)行澆筑前,就對(duì)注漿管進(jìn)行預(yù)設(shè),使其直達(dá)樁基底部的土層,且在其頂端必須安裝與之對(duì)應(yīng)的注漿器。這就是在樁基進(jìn)行壓漿前的準(zhǔn)備工作,同時(shí)也是決定工程的壓漿是否能夠成功的核心環(huán)節(jié)。
2.2泵壓體系
當(dāng)樁基混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定的要求,且形成壓漿通道之后,就可以對(duì)注漿泵以及壓漿管進(jìn)行連接,并用清水液將壓漿管上的密封套沖破,并根據(jù)壓水參數(shù),來(lái)對(duì)注漿漿液進(jìn)行設(shè)計(jì)拌制,最后將拌制好的漿液利用注漿泵壓入樁基底部的土層中。
2.3漿液體系
橋梁樁基注漿過(guò)程中,其發(fā)揮作用的主體是漿液,其主要原料是可凝固性的材料,具體材料類(lèi)型需根據(jù)樁基的實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行選擇。一般情況下,壓漿所需的主要材料就是水泥,根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況,可以增加適當(dāng)?shù)耐饧觿?,以此?lái)達(dá)到對(duì)軟土地基進(jìn)行改性的目的。
3、壓漿施工質(zhì)量控制
3.1壓漿管埋設(shè)
樁端注漿時(shí)選用聲測(cè)管作為注漿管,綁扎在鋼筋籠內(nèi)側(cè),隨鋼筋籠下入孔底。樁徑為1.5m以下時(shí)聲測(cè)管布置三根呈等邊三角形,當(dāng)樁徑為1.5m以上時(shí)聲測(cè)管布置四根呈十字交叉形,聲測(cè)管為孔徑57mm,管壁厚度3.5mm的鋼管,頂端高出地面100cm并用堵頭封嚴(yán),防止泥漿進(jìn)入。選兩根聲測(cè)管作為注漿管,下部分別用三通和單向閥連接一根25cm帶鋼絲的柔性高壓塑料管作為注漿噴頭管,噴頭管繞樁身環(huán)形布置并間隔10cm鉆6mm孔于管壁上,在外包裹一層橡皮帶密封。兩根中一根作為備用管,注漿管注漿失敗時(shí)啟用。
3.2漿液制備
水泥漿配制時(shí),先根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)確定出一定水灰比的水泥漿液,原材采用P042.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。在正式攪拌前,將一定水灰比水泥漿液的對(duì)應(yīng)刻度在攪拌機(jī)筒外壁上做出標(biāo)記,配制水泥漿液時(shí)先在攪拌機(jī)內(nèi)加一定量的水,然后邊攪拌邊加入定量水泥,根據(jù)水灰比再補(bǔ)加水后達(dá)到對(duì)應(yīng)刻度,攪拌時(shí)間不少于2min,攪拌好經(jīng)過(guò)濾后放人貯漿筒備用。
3.3壓漿控制
樁側(cè)注漿時(shí),樁長(zhǎng)45m及以上的設(shè)置3道側(cè)注漿閥,樁長(zhǎng)45m以下的設(shè)置2道,按照以下位置布置注漿閥:最下面一道距離樁底12m~18m,最上面一道距離樁頂8m~15m,每道側(cè)注漿閥豎向間距12m,對(duì)應(yīng)一根注漿管,注漿管采用DN25鋼管,綁扎在鋼筋籠外側(cè)。鋼管連接三通、單向閥和一根擔(dān)5cm帶鋼絲的柔性高壓塑料管作為注漿噴管,布置同樁底注漿噴管。(1)注漿應(yīng)滿足設(shè)計(jì)需要的壓力和持續(xù)時(shí)間,一般要求:樁側(cè)注漿壓力為2MPa-2.5MPa,樁底注漿壓力為2MPa~4MPa,持荷時(shí)間:壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值后持荷時(shí)間不應(yīng)小于5min。(2)為減少管路系統(tǒng)對(duì)注漿壓力的損失,注漿泵與注漿孔口距離不宜大于30m,并確保注漿過(guò)程中注漿管路不發(fā)生彎折。(3)壓漿作業(yè)過(guò)程中對(duì)后壓漿的各項(xiàng)工藝參數(shù)進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí),立即查明原因,采取措施后繼續(xù)壓漿。
總之,對(duì)于樁基采用后壓漿技術(shù),其承載力得到了大幅度提高。以此為契機(jī),高速公路橋梁樁基工程技術(shù)應(yīng)致力于把樁基技術(shù)與地基處理技術(shù)互相滲透融合,開(kāi)發(fā)出更多的新技術(shù),進(jìn)而確保橋梁樁基長(zhǎng)期穩(wěn)定耐久。
參考文獻(xiàn):
[1]張志.壓漿包樁法在橋梁樁基加固中的應(yīng)用[J].2017.
[2]張其恩.淺談壓漿包樁法在高速公路橋梁樁基加固中的應(yīng)用[J].2017.
作者簡(jiǎn)介:
孫峰波,中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司,陜西西安。