橋梁基礎(chǔ)加固高壓旋噴樁的應(yīng)用

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（江蘇省交通工程集團(tuán)有限公司，江蘇鎮(zhèn)江 212100）

1 橋梁基礎(chǔ)加固技術(shù)機(jī)理

相較于其他類型的建筑工程，橋梁的建設(shè)工程是更加講究基礎(chǔ)工程的工程質(zhì)量的。在進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)加固工作時(shí)，常采用高壓旋噴樁技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)相較于其他澆筑工藝占地面積更小，而且不會(huì)有很大的噪聲，施工方便。但是這項(xiàng)工藝的造價(jià)要高于一般水平，并在某些不易使泥漿凝固的土質(zhì)上的施工很不適用。高壓旋噴樁工程需要將加固目標(biāo)地進(jìn)行圈定，而后將水泥用高壓噴出，噴向目標(biāo)地。通常噴嘴處的壓強(qiáng)要在20MPa以上，這樣高速噴出的水泥流可以沖開表層土層，而后和固定的土層混合，在水泥凝固后形成較為堅(jiān)固的混合體，并且硬度較高、抗?jié)B性好的固塊。初步的噴射凝結(jié)結(jié)束后要對(duì)固塊進(jìn)行修飾，將其截面截成圓形。

2 工程概況

本文中所要講述的橋梁工程高壓旋噴樁施工實(shí)例是一座橫跨二級(jí)公路的跨路橋梁。這座橋的長(zhǎng)為45m，其上部結(jié)構(gòu)高10m，橋?qū)?4m，由兩座獨(dú)立橋梁共同拼鋪，并且橋面的縱坡度為1.5%。橋梁整體良好，但是在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于橋體的設(shè)計(jì)方案上稍有不足，導(dǎo)致橋梁在使用時(shí)沉降情況較為嚴(yán)重。并且在橋面的鋪裝已經(jīng)出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，因此需要對(duì)橋體進(jìn)行加固，特采用高壓旋噴樁加固方案。

3 設(shè)計(jì)方案

經(jīng)過(guò)施工技術(shù)人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地考察，并對(duì)施工人員的工作能力做出合理評(píng)估，兩者相結(jié)合后，決定采用高壓旋噴二重管法進(jìn)行橋體加固樁成樁。與傳統(tǒng)的旋噴法相比，這種方法使用高壓泥漿代替了高壓水泵。這樣可以在泥漿噴出后直接進(jìn)行切割，大大提升工程質(zhì)量，改善切割深度和漿液填充情況。而且這樣將泥漿直接噴出的土體受到的沖擊更大，最后凝結(jié)而成的樁體更大，固定效果更好。

4 前期準(zhǔn)備

在橋梁基礎(chǔ)加固施工過(guò)程中，做好前期的準(zhǔn)備工作非常關(guān)鍵。該項(xiàng)目前期準(zhǔn)備工作包含了材料方面的準(zhǔn)備與施工人員方面的配置以及環(huán)境等方面的配置。

4.1 材料準(zhǔn)備

工程施工原料的選用直接關(guān)系到了加固工作的成效如何。所以本次施工務(wù)必要認(rèn)真對(duì)待材料選用環(huán)節(jié)。經(jīng)施工人員和技術(shù)人員相商定，決定本次施工使用型號(hào)為P.O 42.5的硅酸鹽水泥，并且采用滲入幅度在26%左右的粉煤灰配合使用。同時(shí)，材料準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中，針對(duì)硅酸鹽水泥的選擇，需要對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試，該項(xiàng)目中測(cè)試后的硅酸鹽水泥無(wú)論是強(qiáng)度、耐久性等方面均滿足設(shè)計(jì)方案要求。

4.2 人員準(zhǔn)備

高壓旋噴樁的施工工藝要求較高，對(duì)施工人員一個(gè)挑戰(zhàn)。因此，要在人員選用環(huán)節(jié)也要嚴(yán)格要求。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，此次施工預(yù)選人數(shù)在10~15人的施工團(tuán)隊(duì)，其中包含一名主指揮人員，配備兩名副指揮。除去幾名后勤人員，其他人員分別負(fù)責(zé)機(jī)械設(shè)備操作、機(jī)械設(shè)備的維修維護(hù)工作、施工檢測(cè)技術(shù)人員和負(fù)責(zé)記錄施工進(jìn)度的人員。

4.3 環(huán)境設(shè)施準(zhǔn)備

施工開展前，要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理平整，較為平整和干凈的施工環(huán)境對(duì)施工有較大的基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)。并且做好基礎(chǔ)設(shè)施的配備，如供電與供水設(shè)施必須配備完全。而且要評(píng)估施工對(duì)道路交通情況的影響和對(duì)周邊建筑或居民生活的影響。

4.4 機(jī)械設(shè)施準(zhǔn)備

該工程的設(shè)備是高壓噴射機(jī)（CYP-50型號(hào)），常規(guī)鉆機(jī)（50型號(hào)）。同時(shí)，在施工前對(duì)于設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢查，查看設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力總成、操作范圍是否達(dá)到實(shí)際要求。另外，還對(duì)設(shè)備的易損配件進(jìn)行了更換，大大提高了設(shè)備的使用效率。

5 設(shè)計(jì)參數(shù)選定

5． 1 確定旋噴樁直徑

在項(xiàng)目開展的過(guò)程中，對(duì)于旋噴樁固體尺寸的確定也需要非常重視。這主要是其尺寸的大小在一定程度上與土的種類以及密度與噴射技術(shù)的參數(shù)有密切的關(guān)系，所以在設(shè)計(jì)參數(shù)確定上需要綜合考慮各種因素。在該項(xiàng)工程開展的過(guò)程中，對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定上，主要是在分析土的種類以及密度與噴射技術(shù)的參數(shù)后確定成樁的有效直徑為取0．45m，并且按照施工設(shè)備、土壤的情況與復(fù)噴的影響因素分析后，確定了固結(jié)體設(shè)計(jì)直徑為0．8m。另外，在詳細(xì)分析各種影響因素以及總結(jié)以往施工經(jīng)驗(yàn)，施工所需的旋噴樁的規(guī)格需要根據(jù)施工時(shí)土層的密實(shí)程度、注漿管的型號(hào)、泥漿噴射參數(shù)等方面進(jìn)行共同斷定。在橋梁基礎(chǔ)加固環(huán)節(jié)，對(duì)于旋噴樁長(zhǎng)度的確定為9．4m，也就是在擴(kuò)大基礎(chǔ)的原始距離上延長(zhǎng)了7m。

5.2 樁體布置

按照工程的具體情況，在經(jīng)過(guò)對(duì)高壓旋噴樁承載能力分析之后，確定了旋噴樁的樁徑為0.8m，對(duì)于加固基礎(chǔ)的19根旋噴樁進(jìn)行加固。按照獲取的數(shù)，在結(jié)合地質(zhì)工程背景的基礎(chǔ)，對(duì)基礎(chǔ)的受力進(jìn)行綜合分析，該工程采用的布孔的方式進(jìn)行群樁設(shè)置，通過(guò)布孔方式提升樁體強(qiáng)度。

5.3 漿液準(zhǔn)備

作為主要施工材料，水泥漿液必須進(jìn)行合理的拌和。并將漿液中的空氣進(jìn)行清除，這樣的泥漿塑性佳、凝固時(shí)間適宜，并且強(qiáng)度也會(huì)有較大的提升。

5.4 鉆機(jī)準(zhǔn)備

在漿液的拌和裝備安設(shè)好以后，需要把鉆機(jī)調(diào)整至施工所需值，并進(jìn)行固定。將噴射區(qū)域圈定，將鉆機(jī)固定好，使得鉆嘴對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)區(qū)域。鉆機(jī)操作人員需調(diào)整鉆機(jī)的角度，保證與目標(biāo)區(qū)域的相對(duì)位置平齊。技術(shù)人員也要對(duì)鉆機(jī)與鉆點(diǎn)距離、鉆嘴尺寸、和土體鉆深進(jìn)行測(cè)量，保證施工的順利進(jìn)行。

5.5 高壓噴樁試噴

在正式的施工開展前要進(jìn)行泥漿試噴。試噴工作需在水泥漿拌和結(jié)束后進(jìn)行。需將噴嘴對(duì)準(zhǔn)地面，進(jìn)行一定量泥漿的試噴。并準(zhǔn)確記錄監(jiān)測(cè)試噴時(shí)是否有噴射不暢或噴射速度低等情況。及時(shí)的進(jìn)行解決，防止在正式施工時(shí)出現(xiàn)此類情況。

5.6 噴射漿液施工

漿液的噴射施工通常分為兩部分。

（1）試噴環(huán)節(jié)

施工人員需將鉆機(jī)和泥漿噴射機(jī)安設(shè)到位，并要提前確認(rèn)設(shè)備沒(méi)有故障，可以順利進(jìn)行施工后，將噴射口對(duì)準(zhǔn)已經(jīng)進(jìn)行鉆孔操作的目標(biāo)區(qū)域，進(jìn)行試噴，完成基礎(chǔ)部分的泥漿噴射。

（2）正式噴射

試噴結(jié)束后，調(diào)整設(shè)備，進(jìn)行泥漿的填裝。并將噴射口放置在鉆孔之中，進(jìn)行固定，而后開機(jī)，使得泥漿勻速噴射而出，進(jìn)入鉆孔中。噴射作業(yè)過(guò)程中，操作人員要時(shí)刻注意噴射機(jī)內(nèi)的壓力保持，確保泥漿的勻速噴射。并在泥漿填滿開孔后，旋轉(zhuǎn)噴嘴，進(jìn)行旋噴。上文提及，需要通過(guò)高壓旋噴進(jìn)行土體和泥漿的均勻混合，并確保其界面為圓形。這樣噴射結(jié)束，并且凝結(jié)后的樁體強(qiáng)度高、固定效果佳。

噴漿作業(yè)進(jìn)行過(guò)程中要注意，此環(huán)節(jié)的施工不可打斷，一旦打斷，就可能導(dǎo)致樁體內(nèi)部結(jié)構(gòu)分層，無(wú)法形成較高的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)。所以在出現(xiàn)噴漿暫停情況時(shí)，需要對(duì)后續(xù)的噴漿工作做出相應(yīng)的調(diào)整，對(duì)其長(zhǎng)度和速度進(jìn)行修正。而在噴漿工作結(jié)束后，需將噴嘴迅速?gòu)臉扼w中抽出，并沖洗干凈，防止泥漿在噴嘴中凝結(jié)，阻礙下次的噴漿作業(yè)。噴漿工作直接關(guān)系此次施工質(zhì)量，施工人員務(wù)必嚴(yán)格對(duì)待每個(gè)施工環(huán)節(jié)，確保質(zhì)量。

5.7 檢驗(yàn)階段

施工質(zhì)量還與施工過(guò)程中管理人員對(duì)施工所用機(jī)械設(shè)備、施工材料、施工人員、施工操作等方面的嚴(yán)格檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)有關(guān)。在進(jìn)行設(shè)備的采購(gòu)租用時(shí)，相關(guān)人員需根據(jù)施工方案進(jìn)行設(shè)備的選用，選擇在不超出成本，且能夠滿足施工需求的性價(jià)比較高的高壓噴射機(jī)。而后進(jìn)行施工所用材料的檢測(cè)，包括：水泥、凝固劑等幾種材料的質(zhì)量檢測(cè)。施工結(jié)束后，相關(guān)技術(shù)人員要對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行復(fù)核，并對(duì)質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題的地方提出補(bǔ)救方案。

6 基礎(chǔ)檢定

6.1 抽芯檢測(cè)

施工結(jié)束后，要對(duì)水泥樁進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，通常會(huì)對(duì)水泥樁進(jìn)行抽芯檢測(cè)。檢測(cè)內(nèi)容包括但不限于：樁體強(qiáng)度、樁體規(guī)格是否滿足施工方案設(shè)計(jì)。經(jīng)檢測(cè)，此次施工的樁體大多都可以滿足此次施工方案要求。

6.2 靜載荷載試驗(yàn)

本次施工的目標(biāo)橋梁是已經(jīng)建成多年的成體橋梁。因此，橋梁此時(shí)的承載性能是沒(méi)有辦法按照常規(guī)的橋梁承載性能計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算的。根據(jù)以往操作實(shí)例，決定對(duì)橋體進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)。即對(duì)橋梁出現(xiàn)嚴(yán)重沉降的橋墩的橋面安設(shè)荷載物，并對(duì)當(dāng)前橋墩的沉降情況進(jìn)行測(cè)量，而后改變荷載量，并再次進(jìn)行沉降量的測(cè)量。技術(shù)人員可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，并利用相關(guān)軟件繪制曲線圖，對(duì)施工橋梁的荷載能力進(jìn)行評(píng)估。

7 加固效果

在施工完成后，為了檢驗(yàn)高壓旋噴樁技術(shù)在橋梁基礎(chǔ)加固中的應(yīng)用效果。在橋梁通車后項(xiàng)目部門對(duì)橋梁進(jìn)行的觀測(cè)，通過(guò)觀測(cè)將橋墩下沉記錄，通過(guò)觀測(cè)分析可知，該橋梁橋墩在車輛通行2個(gè)月后，橋梁基礎(chǔ)不存在沉降問(wèn)題，達(dá)到了規(guī)范設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。該結(jié)果與之前闡述的沉降問(wèn)題比較可知，雖然過(guò)程還會(huì)存在一定的偏差值，但是偏差值影響不大，滿足設(shè)計(jì)要求。總體而言，通過(guò)高壓旋噴樁技術(shù)的加固后，原有橋梁基礎(chǔ)加固效果得到提升，橋梁整體性良好。

8 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)述了高壓旋噴樁技術(shù)的施工過(guò)程，并對(duì)施工流程和施工中會(huì)對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生影響的施工環(huán)節(jié)進(jìn)行了羅列。高壓旋噴樁可以對(duì)橋體進(jìn)行有效的加固，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，提升了橋梁的安全系數(shù)，是對(duì)橋梁整體穩(wěn)定性最有效的補(bǔ)救工程之一。但是在施工中仍有許多需要解決的問(wèn)題：造價(jià)高，并且偶有不適用情況出現(xiàn)。相信在之后的行業(yè)發(fā)展中，高壓旋噴樁施工工藝會(huì)有更好的發(fā)展前景。