旋噴注漿加固橋梁下部結(jié)構(gòu)技術(shù)

路亞玲 翟春霞

（寧陵縣路橋工程公司 河南 寧陵 476700）

橋梁的下部結(jié)構(gòu)包括墩臺和基礎(chǔ)，他們承受上部結(jié)構(gòu)的荷載，并傳遞個下部的地基，地基的好壞直影響整個橋梁的整體穩(wěn)定性。高壓旋噴法是一種有效的軟土地基處理方法，由于水泥的固化時間短，在短期內(nèi)可以達到很好的效果。處理后的地基抗側(cè)向變形能力強，壓縮性明顯減小，使軟土的整體穩(wěn)定性提高。

1 高壓旋噴法的特點和適用條件

高壓旋噴法是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆到預(yù)定的土層內(nèi)，利用高壓設(shè)備將漿液從噴嘴中高壓噴出，沖擊破壞土體，同時鉆桿以一定的速度慢慢向上提升，漿液和土體經(jīng)過攪拌混合固結(jié)后成為一個固結(jié)體。注漿時，噴嘴一邊旋轉(zhuǎn)一邊提升，這種方法主要用于加固地基，提高地基的強度。可以運用于修建前或者修建中的工程，特別是用于橋梁加固工程中，具有不損壞上部結(jié)構(gòu)和不影響正常使用的好處。

選用旋噴法可以有效的減少地基沉降量，這對控制路堤工后沉降有很好的效果；加固后地基的側(cè)向位移減小，增加上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；適應(yīng)快速填筑施工，形成復(fù)合地基并不需要預(yù)壓就能較高的承載力和變形模量。

旋噴法具有使用范圍廣泛、施工方便、固結(jié)體形狀可以控制、既可以垂直也可以傾斜和水平噴射、具有較好的耐久性、料源廣闊，價格低、漿液集中流失少、設(shè)備和管理簡單、對環(huán)境影響較小的特點。

2 影響高壓旋噴法固結(jié)體強度的因素

2.1 高壓旋噴法注漿工藝對固結(jié)體強度的影響

單管注漿二重管旋噴時，水泥漿為載能介質(zhì)，直接對土體造成破壞并攪拌成樁。固結(jié)體內(nèi)，漿土混合體的含水量為漿液和土體的含水量綜合，固結(jié)強度很高。三重管時載能介質(zhì)是高壓水，利用高壓水破壞土體，很容易引起漿液的沉淀離析，引起較大的冒漿現(xiàn)象，固結(jié)強度低。多重管時會現(xiàn)在地層中形成空洞，然后以漿液沙石填充，固結(jié)強度受地層和施工方式的影響較小。

2.2 施工技術(shù)參數(shù)對固結(jié)體強度的影響

主要技術(shù)參數(shù)主要包括：高壓噴射壓力、鉆機的旋轉(zhuǎn)和提升速度、噴嘴的幾何尺寸等。噴射流的壓力越大速度越大，對土體的破壞越強，但是提高壓力也會造成設(shè)備的損壞速度和磨損，對材料的要求也更嚴格。在噴射量一定的條件下，減小噴嘴的直徑，可以能提高噴射流的壓力，加快噴射速度，提高噴射流的切割能力，這也是提高固結(jié)強度的一種有效方法。鉆機的旋轉(zhuǎn)和提升速度要滿足噴射流在土體內(nèi)連續(xù)不斷的對土顆粒造成沖擊，改變旋轉(zhuǎn)和提升速度對成樁直徑有很大的影響，改變了旋轉(zhuǎn)速度是改變了相對定向噴射時間；改變提升速度則是改變重復(fù)破壞次數(shù)。

3 提高高壓旋噴法注漿固結(jié)體強度的方法

3.1 水泥漿

水泥漿具有較好的可噴性，我國主要是以水泥漿為主要漿液，摻加少量外加劑，水灰比越大，可噴性越好，水灰比過大則會影響穩(wěn)定性，水泥漿的穩(wěn)定性是指漿液在初凝前析水多少，穩(wěn)定性好的水泥沉降速度慢，分散性好，實際工程中，在漿液中加入膨潤土、純堿等物可以提高漿液的穩(wěn)定性。水泥漿中摻加砂粒對漿液影響較大，使用時要進行測試保證滿足設(shè)計要求。

3.2 采用外加劑提高固結(jié)體的強度

石膏是一種天然的礦物材料，可以在注漿液中提供鈣離子，水泥漿和土顆粒混合后可以吸收這種鈣離子提高固結(jié)體強度，并且可以促進固結(jié)體后期的強度增長。

水玻璃也是一種提高固結(jié)體強度的外加劑，經(jīng)過試驗表明，摻加水玻璃后，水泥土固結(jié)體的早期強度較高，而且強度增長較快。但水泥漿要保持一定的濃度，水泥漿過幾小時，會隨著水玻璃的增加，各齡期的抗壓強度會有所降低。

4 高壓注漿法施工和關(guān)鍵技術(shù)

4.1 施工要點

施工前要進行場地平整，挖好排漿溝，定位鉆機，鉆桿垂直，鉆機水平。用注射管注射高壓水到設(shè)計深度后，噴射鉆具從孔底開始注漿，30秒后開始旋轉(zhuǎn)提升，同時高壓射流與土進行拌合，直到鉆具注漿到設(shè)計高程。施工過程中準確記錄噴射數(shù)據(jù)和參數(shù)，并及時的處理廢棄漿液。噴射管插入前先檢測高壓水與空氣的噴射情況，檢查各部位是否密封良好，插入后先進入高壓水試驗，合格后開始正式注漿。噴射時先達到預(yù)定的噴射壓力，然后慢慢提升注漿管，中間如果發(fā)生故障，要停止噴射和提升，防止樁體中斷。噴射過程中冒漿控制在10%～25%。對于需要擴大加固提升強度的工程，可以采取復(fù)噴措施。噴到設(shè)計高程后要立刻拔出注漿管，用清水沖洗管路，防止堵塞，相鄰的樁施工時時間間隔不應(yīng)小于48h。

4.2 施工的關(guān)鍵技術(shù)

旋噴深度、直徑、抗壓強度、透水性要符合設(shè)計要求；及時的檢驗施工好的樁，檢驗點為施工的2%～5%。

鉆機基座要平穩(wěn)，調(diào)整好施工機械，施工開始前檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng)，設(shè)備壓力和排漿量要滿足設(shè)計要求，確保管路密封良好，且通道內(nèi)不能有雜物。

由于漿液的析水作用，開始作業(yè)后一般會發(fā)生不同程度的收縮現(xiàn)象，固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴，要及時利用合適水泥漿進行補灌，，為了加大固結(jié)體尺寸，可以提高旋噴壓力、輸漿量和降低旋轉(zhuǎn)、提升速度的措施來滿足要求。

旋噴過程中會有一部分的土粒，隨著漿液冒出地面，通過觀測冒漿的特點，判斷土層的狀況，旋噴注漿的效果，冒漿量大概在注漿量的20%為正常現(xiàn)象，過多或者過少都應(yīng)及時的檢查并采取措施。如果地下存在較大的空隙，可以在漿液中摻加速凝劑，是注漿在一定的范圍內(nèi)凝固。

4.3 施工注意的事項

施工時嚴格按照樁孔的位置順序，以及施工參數(shù)進行，設(shè)備出現(xiàn)故障時及時的處理，不能擅自更改樁孔施工順序，施工時認真記錄各種數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

漿液攪拌好后，送漿時要有濾網(wǎng)過濾，完工后清洗干凈泵，受潮結(jié)塊的水泥不能使用。

樁孔較深時容易造成下細上粗的現(xiàn)象，影響固結(jié)體的承載力，因此在下部注漿時要加大壓力和流量，同時降低旋轉(zhuǎn)和提升速度進行補救。

冒漿量過大時要提高旋噴壓力、縮小噴嘴直徑、加快提升速度和旋轉(zhuǎn)速度，冒出的漿液根據(jù)實際情況可以回收利用。噴漿量不足時采取復(fù)噴的措施。

5 質(zhì)量檢測

高壓旋噴法屬于隱蔽工程，不能直接的進行觀測，所以要通過間接的科學的方法進行檢查。

施工前，嚴格按照設(shè)計要求對試驗固結(jié)體進行質(zhì)量檢查，控制旋噴參數(shù)、漿液配方，檢查外加劑的用量是否合適。

施工進行一段時間后，選擇地質(zhì)復(fù)雜的地點，按固結(jié)體數(shù)量的2%～5%進行抽檢。檢測的內(nèi)容主要包括固結(jié)體的整體性和均勻性、固結(jié)體的直徑、垂直度、強度特性、固結(jié)體的耐久性等。

經(jīng)過檢查不合格的，要在附近進行補噴或采用其他措施，然后再進行質(zhì)量檢查。檢驗的時間最后在4周以后進行，防止固結(jié)強度不夠，在檢驗時損壞樁身。

［1］黃良.公路橋梁加固技術(shù)探討[J].廣西大學學報：自然科學版，第31卷增刊，2006，6.

［2］楊文淵.橋梁維修與加固[M].北京：人民交通出版社，1994.

［3］李國雄.淺析混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)現(xiàn)在與展望[J].國外建筑材料科技，2006，27(3).