地基注漿技術(shù)在公路橋梁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用

王亮亮

（南豐縣交通運(yùn)輸局，江西 撫州 344500）

0 引言

公路橋梁在施工過程中會(huì)受到施工技術(shù)、周邊環(huán)境等多種因素影響。為了進(jìn)一步確保整體施工質(zhì)量，需要施工單位結(jié)合實(shí)際情況選擇合理的施工技術(shù)，通過地基注漿等施工方式減少土體孔隙，提高公路橋梁施工的安全性。

1 地基注漿技術(shù)的發(fā)展歷程

地基注漿技術(shù)最早起源于18世紀(jì)中期。在實(shí)際施工建設(shè)過程中，由于受到施工技術(shù)以及氣候因素影響，可能導(dǎo)致施工工程存在裂縫或者塌陷。為了進(jìn)一步確保整體施工質(zhì)量、修復(fù)損壞位置，施工人員通過地基注漿技術(shù)能夠有效加固局部位置，完善施工步驟。

隨著時(shí)代的發(fā)展，地基注漿技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，有關(guān)人員結(jié)合不同施工情況設(shè)計(jì)出多種注漿技術(shù)，如三重管高壓噴射技術(shù)，有效改革原有注漿方式，提高注漿效率。相比于發(fā)達(dá)國家，我國引進(jìn)注漿技術(shù)的時(shí)間較晚，但在公路橋梁基礎(chǔ)施工領(lǐng)域的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)卻大于其他國家。

2 地基注漿技術(shù)概述

2.1 技術(shù)原理

隨著我國施工領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，地基注漿技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上推動(dòng)了我國公路橋梁的施工建設(shè)。不同于傳統(tǒng)施工工藝，注漿技術(shù)需要施工人員通過氣壓方式將漿液注入地層，隨著時(shí)間的推移，漿液會(huì)慢慢固化，漿液與橋梁主體之間的孔隙緊密結(jié)合。從注漿技術(shù)角度來看，由于在注漿過程中，施工人員需要利用高壓噴射設(shè)備開展相關(guān)作業(yè)，漿液在噴射過程中動(dòng)能較大，極強(qiáng)的沖擊力與原有固體實(shí)現(xiàn)緊密結(jié)合，顯著提高密實(shí)度、堅(jiān)硬度，最終確保整體施工質(zhì)量的穩(wěn)定。

2.2 重要性

從城市建設(shè)角度來看，公路橋梁是保障城市交通的主要途徑。公路橋梁在日常使用的過程中，不斷受到各類設(shè)施的沖擊，由于自身高度、長度以及氣候因素的影響，部分公路橋梁會(huì)在頻繁沖擊下產(chǎn)生安全隱患。例如，我國部分地區(qū)高速公路橋梁表面出現(xiàn)裂縫，局部地區(qū)存在輕微塌陷的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象不僅影響公路橋梁的整體質(zhì)量，還會(huì)威脅生命財(cái)產(chǎn)安全。

傳統(tǒng)的施工方式主要以人工和大型機(jī)械設(shè)備為主。這些施工工藝的實(shí)施不僅耗費(fèi)大量時(shí)間，還會(huì)消耗大量的建筑材料以及人力資源。通過地基注漿技術(shù)能夠?qū)⒐窐蛄菏┕るy度降至最低，并且有效提高人力、物力資源的利用率。通過該技術(shù)還能夠提高公路橋梁的穩(wěn)定性，延長其使用壽命，確保施工單位整體經(jīng)濟(jì)效益的提升，促進(jìn)城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.3 注漿技術(shù)分類

注漿技術(shù)主要分為滲透注漿以及壓密注漿。滲透注漿是指施工人員需要在避免破壞土層的前提下將漿液填充到土壤中，確保漿液能夠與土層顆粒緊密結(jié)合，形成一個(gè)整體。壓密注漿是指施工人員需要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際施工情況，將黏稠度較高的漿液通過鉆孔注入土體。漿液依靠自身的擴(kuò)散性擠壓周邊土體能夠顯著提高土體的密實(shí)度，確保整體的工程質(zhì)量。在我國公路橋梁建設(shè)領(lǐng)域中，壓密注漿技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，為公路橋梁施工質(zhì)量提供堅(jiān)實(shí)有力的保障。

2.4 漿液擴(kuò)散形式

漿液擴(kuò)散形式是指漿液在土層中的擴(kuò)散類型。由于在實(shí)際施工過程中，施工環(huán)境可能會(huì)對地基注漿工藝造成不同影響，因此施工人員需要結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境選擇合適的施工方式，不同的施工方式以及土層類型對應(yīng)不同的漿液擴(kuò)散形式。如果施工現(xiàn)場有較多的砂石以及卵石，在注入漿液過程中，擴(kuò)散半徑不大以及注漿壓力較低等因素使?jié){液出現(xiàn)滲透擴(kuò)散；對于中細(xì)砂以及粉細(xì)砂等材質(zhì)，在注入漿液過程中，會(huì)以劈裂的方式進(jìn)行擴(kuò)散；對裂縫較大的巖石斷層，在注入漿液過程中會(huì)產(chǎn)生裂縫填充；對于其他注漿形式難以應(yīng)用的地層孔隙，需要施工人員采取擠壓填充，然而這種注漿方式會(huì)導(dǎo)致整體加固效果相對較差。

3 地基注漿施工的準(zhǔn)備工作

3.1 做好圖紙文件信息核查

為了確保整體施工質(zhì)量，在注漿施工開始前，需要管理者協(xié)同全體施工人員召開會(huì)議，結(jié)合施工圖紙以及實(shí)際施工環(huán)境，認(rèn)真核對各項(xiàng)工作細(xì)則。同時(shí)管理者還應(yīng)引導(dǎo)各個(gè)部門管理人員認(rèn)真探討在實(shí)際施工過程中可能存在的各項(xiàng)問題，并做出預(yù)案。此外，為了進(jìn)一步提高整體施工質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員以及監(jiān)理人員還需對施工圖紙進(jìn)行復(fù)查以及會(huì)審，確保各項(xiàng)技術(shù)方案的合理性。

3.2 落實(shí)測量放樣工作

在公路橋梁施工建設(shè)前期，為了獲得更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，需要施工人員結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況開展測量放樣工作。在實(shí)際施工過程中，確保導(dǎo)線點(diǎn)與水準(zhǔn)線點(diǎn)的位置。施工人員需要通過加密復(fù)核的方式確保整體穩(wěn)定。

3.3 結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整施工設(shè)備

不同注漿技術(shù)的應(yīng)用可能需要不同的施工設(shè)備，因此管理人員還需做好施工設(shè)備的管理與應(yīng)用工作，結(jié)合當(dāng)前施工環(huán)節(jié)選擇正確的機(jī)械設(shè)備，并調(diào)整好相關(guān)機(jī)械設(shè)備的參數(shù)。此外，在開展工程建設(shè)前，現(xiàn)場監(jiān)理人員還需嚴(yán)格審查施工設(shè)備、操作人員的相關(guān)資質(zhì)。

3.4 做好人員分配

在地基注漿施工過程中，管理人員需要嚴(yán)格分配技術(shù)員、操作人員以及工程管理員，根據(jù)施工圖紙引導(dǎo)他們在各自工作崗位中做好準(zhǔn)備。同時(shí)還需要結(jié)合施工設(shè)計(jì)方案確保技術(shù)能力較強(qiáng)的工作人員配置到對應(yīng)的崗位當(dāng)中，發(fā)揮帶頭作用。

3.5 嚴(yán)格控制材料質(zhì)量

在注漿施工過程中，技術(shù)人員要嚴(yán)格控制施工材料的用量以及比例，如漿液中各類物質(zhì)需要進(jìn)行嚴(yán)格配比。同時(shí)，根據(jù)地基的情況選擇合理的注漿量，以此達(dá)到最佳的穩(wěn)固效果。

3.6 做好監(jiān)管措施

提高施工質(zhì)量的前提在于落實(shí)施工監(jiān)管體系。管理人員需要引導(dǎo)現(xiàn)場監(jiān)管人員，在確保自身工作職責(zé)的前提下做好施工監(jiān)督工作，結(jié)合不同使用環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)，引導(dǎo)施工人員遵守有關(guān)施工規(guī)范并做好相關(guān)記錄。倘若，施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)安全隱患，管理人員需第一時(shí)間找到直接負(fù)責(zé)人，并協(xié)商解決措施。

4 地基注漿的常見方案

4.1 壓密注漿法

壓密注漿技術(shù)的要點(diǎn)在于測量放樣，測量人員需要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況做好測量放樣工作，以此得到精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場監(jiān)理人員需要對整個(gè)壓密注漿施工環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)管。例如，根據(jù)施工圖紙嚴(yán)格控制樁位距離，通常需要將樁位線控制在2cm 以內(nèi)。施工人員利用振動(dòng)打孔機(jī)實(shí)施鉆孔作業(yè)。在實(shí)際施工中，施工人員在注漿管端部入土前加注漿頭，將注漿管壓入土中。隨后接入第二節(jié)鉆桿。確保注漿管在下入過程中始終保持垂直狀態(tài)，角度偏差不會(huì)超過1%。此外，施工人員還需做好漿液的攪拌工作。漿液的配合比需要嚴(yán)格遵守施工規(guī)范，并且在配置過程中科學(xué)合理地進(jìn)行攪動(dòng)，確保攪動(dòng)力度以及攪動(dòng)時(shí)間能夠達(dá)到要求。為了防止出現(xiàn)中途停止的現(xiàn)象，管理人員要對施工設(shè)備及施工材料進(jìn)行檢查，確保技術(shù)參數(shù)正確。

4.2 劈裂注漿法

劈裂注漿法是指通過水力劈裂原理在公路橋梁的地基土體中施加壓力，并灌注泥漿，使泥漿與地基土體之前形成具有較高物理抗性的固體結(jié)構(gòu)。從技術(shù)原理角度來看，注漿漿液在與公路橋梁地基巖土發(fā)生作用的過程中，會(huì)隨著時(shí)間的推移逐漸形成防滲體，最終達(dá)到防滲的施工效果。劈裂注漿法能夠有效減少、改善公路橋梁地基結(jié)構(gòu)原有的孔隙，提高整體的施工質(zhì)量。此外，漿液在與巖土發(fā)生相互作用的過程中，會(huì)通過濕陷作用將原本存在孔隙中的干松土體變得更為密實(shí)，最終改變固體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)。

需注意的是，劈裂注漿法在實(shí)際施工過程中，施工人員首先要利用機(jī)械設(shè)備將孔洞的直徑控制在8～10cm 以內(nèi)；其次，將孔洞的垂直位偏差控制在1% 以內(nèi)，對于相鄰孔位，需要施工人員將其按照梅花形排列，并確保所有孔位之間的距離不能超過150cm，且不低于100cm；最后，利用相關(guān)設(shè)備灌入漿液。

在漿液灌注過程中，施工人員需要灌注封閉泥漿，有效填充孔壁以及單向閥管的縫隙。向孔洞中插入單向閥管，由于塑料材質(zhì)的單向閥管具有較強(qiáng)的抗腐蝕性，施工人員應(yīng)從經(jīng)濟(jì)效益和質(zhì)量等角度出發(fā)，盡量選用塑料材質(zhì)的單向閥管。在插入鉆孔后，需要將管端封閉并注入水，隨后插入雙向密封注漿芯管，達(dá)到分層注漿的效果。為了確保整體施工質(zhì)量，此時(shí)還需要對管內(nèi)殘留的漿液進(jìn)行清洗，便于重復(fù)使用。

4.3 噴射注漿法

相比于其他注漿技術(shù)，噴射注漿法需要施工單位具備高壓設(shè)備。在實(shí)際施工過程中，首先，施工人員利用鉆機(jī)對地基土體進(jìn)行鉆孔；其次，需要將注漿管放置在孔洞中；最后，利用高壓設(shè)備將漿液沖射進(jìn)孔洞，破壞土層。地基土體在強(qiáng)大沖擊力以及重力的作用下與漿液混合，提高地基整體的承載力。

5 地基注漿技術(shù)在公路橋梁基礎(chǔ)施工的實(shí)踐

5.1 模擬工程概況

以模擬工程概況的方式，探究在實(shí)際施工過程中如何科學(xué)合理地應(yīng)用注漿技術(shù)，穩(wěn)固地基土體，確保整體質(zhì)量。該模擬工程項(xiàng)目所在區(qū)域?yàn)榈蜕角鹆?，屬于亞熱帶溫暖濕潤季風(fēng)氣候。該公路橋梁施工環(huán)境存在較多軟土，由于軟土土質(zhì)較差影響地基效果，因此需要通過注漿的方式確保基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

5.2 制定注漿方案

注漿方案的選擇需要結(jié)合實(shí)際施工環(huán)境進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。該模擬工程周邊環(huán)境存在較多的軟土，因此采取壓密注漿的方式能夠有效減少軟土土體之間的孔隙。施工人員需要在注漿開始前期，盡量先填充孔隙較大的地方，隨后再填充孔隙較小的地方，以此形成網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)。為了確保漿液的黏結(jié)性，施工人員需要嚴(yán)格遵守3∶1 配比，確保漿液質(zhì)量。同時(shí)配置好水泥、減水劑、微膨脹劑的用量。

5.3 施工準(zhǔn)備工作

在施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，需要管理人員做好關(guān)于施工材料、施工設(shè)備以及施工人員的分配工作。例如，在開展注漿工作過程中，使用DX-5F 型鉆機(jī)、攪拌機(jī)以及高壓輸漿管等設(shè)備，確保能夠順利開展鉆孔、制備以及輸送漿液。在注漿環(huán)節(jié)，利用AB-60 型高壓泵和MB-50 錨桿機(jī)完成相關(guān)操作。在使用大型機(jī)械設(shè)備前，還需對其進(jìn)行調(diào)試，確保參數(shù)準(zhǔn)確。施工環(huán)節(jié)結(jié)束后，需要有關(guān)人員合理運(yùn)輸、存儲(chǔ)機(jī)械設(shè)備，同時(shí)定期對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行日常保養(yǎng)以及檢修工作。確保施工準(zhǔn)備工作有序開展，為后續(xù)各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)的開展打好基礎(chǔ)。

5.4 關(guān)鍵技術(shù)分析

壓密注漿分為測量放樣、鉆孔、壓水、注漿、拔管堵孔以及質(zhì)量檢測等多個(gè)環(huán)節(jié)。在測量放樣環(huán)節(jié)，需要利用水準(zhǔn)儀以及全站儀等精密設(shè)備開展數(shù)據(jù)監(jiān)測工作，測量人員需要重點(diǎn)關(guān)注控制點(diǎn)，并在特殊路段增設(shè)導(dǎo)線點(diǎn)。在鉆孔環(huán)節(jié)，施工人員要嚴(yán)格控制鉆孔速度，避免發(fā)生卡鉆現(xiàn)象。鉆孔后，為了避免影響后續(xù)施工環(huán)節(jié)需要及時(shí)清理孔隙內(nèi)的渣土。清理完畢后，還需及時(shí)添加泥漿，并用黏土填塞地基表面的孔隙。在壓水環(huán)節(jié)，觀察施工現(xiàn)場深孔壁巖體的特點(diǎn)，幫助施工人員控制注漿壓力。在注漿環(huán)節(jié)，需要事先設(shè)置兩個(gè)觀測孔。在拔管堵孔環(huán)節(jié)，將每一節(jié)管道的高度控制在50cm 左右。在質(zhì)量檢測環(huán)節(jié)，安排專業(yè)技術(shù)人員記錄參數(shù)，并將資料匯報(bào)監(jiān)理工程師。至此，地基注漿施工作業(yè)全部結(jié)束。

6 結(jié)語

綜上所述，為了提高公路橋梁施工建設(shè)安全與質(zhì)量，需要施工人員結(jié)合軟土地基問題選擇合適的處理技術(shù)，通過注漿技術(shù)將原本松散的軟土結(jié)構(gòu)壓實(shí)并形成固體，從而減少地基土體對整體工程質(zhì)量造成的影響。