旋噴注漿加固橋梁下部結構技術

路亞玲 翟春霞

（寧陵縣路橋工程公司 河南 寧陵 476700）

橋梁的下部結構包括墩臺和基礎，他們承受上部結構的荷載，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，在短期內可以達到很好的效果。處理后的地基抗側向變形能力強，壓縮性明顯減小，使軟土的整體穩定性提高。

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定的土層內，利用高壓設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，漿液和土體經過攪拌混合固結后成為一個固結體。注漿時，噴嘴一邊旋轉一邊提升，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，具有不損壞上部結構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；加固后地基的側向位移減小，增加上部結構的穩定性；適應快速填筑施工，形成復合地基并不需要預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、設備和管理簡單、對環境影響較小的特點。

2 影響高壓旋噴法固結體強度的因素

2.1 高壓旋噴法注漿工藝對固結體強度的影響

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

2.2 施工技術參數對固結體強度的影響

主要技術參數主要包括：高壓噴射壓力、鉆機的旋轉和提升速度、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，這也是提高固結強度的一種有效方法。鉆機的旋轉和提升速度要滿足噴射流在土體內連續不斷的對土顆粒造成沖擊，改變旋轉和提升速度對成樁直徑有很大的影響，改變了旋轉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破壞次數。

3 提高高壓旋噴法注漿固結體強度的方法

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定性，水泥漿的穩定性是指漿液在初凝前析水多少，穩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計要求。

3.2 采用外加劑提高固結體的強度

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體強度，并且可以促進固結體后期的強度增長。

水玻璃也是一種提高固結體強度的外加劑，經過試驗表明，摻加水玻璃后，水泥土固結體的早期強度較高，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鍵技術

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計深度后，噴射鉆具從孔底開始注漿，30秒后開始旋轉提升，同時高壓射流與土進行拌合，直到鉆具注漿到設計高程。施工過程中準確記錄噴射數據和參數，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。噴射時先達到預定的噴射壓力，然后慢慢提升注漿管，中間如果發生故障，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，可以采取復噴措施。噴到設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小于48h。

4.2 施工的關鍵技術

旋噴深度、直徑、抗壓強度、透水性要符合設計要求；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，調整好施工機械，施工開始前檢查高壓設備和管路系統，設備壓力和排漿量要滿足設計要求，確保管路密封良好，且通道內不能有雜物。

由于漿液的析水作用，開始作業后一般會發生不同程度的收縮現象，固結體頂部出現凹穴，要及時利用合適水泥漿進行補灌，，為了加大固結體尺寸，可以提高旋噴壓力、輸漿量和降低旋轉、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%為正常現象，過多或者過少都應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，以及施工參數進行，設備出現故障時及時的處理，不能擅自更改樁孔施工順序，施工時認真記錄各種數據，發現問題及時處理。

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

樁孔較深時容易造成下細上粗的現象，影響固結體的承載力，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速度，冒出的漿液根據實際情況可以回收利用。噴漿量不足時采取復噴的措施。

5 質量檢測

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，嚴格按照設計要求對試驗固結體進行質量檢查，控制旋噴參數、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，選擇地質復雜的地點，按固結體數量的2%～5%進行抽檢。檢測的內容主要包括固結體的整體性和均勻性、固結體的直徑、垂直度、強度特性、固結體的耐久性等。

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

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