灌漿法在公路橋梁隧道施工中的應(yīng)用

陳 卓

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550081）

0 引言

對(duì)墩臺(tái)裂縫的預(yù)防和治理是公路橋梁隧道施工中的重要工作內(nèi)容，而實(shí)際施工中，由于墩臺(tái)的不均勻沉降或墩臺(tái)自身裂縫等原因，橋臺(tái)、橋墩常出現(xiàn)不同程度的裂縫，對(duì)橋梁隧道工程的安全性能和服務(wù)性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。本文通過橋梁隧道施工實(shí)例證明：公路橋梁隧道施工中，利用灌漿法對(duì)施工中出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，能夠達(dá)到加固橋梁基礎(chǔ)的目的，使用效果較為理想，應(yīng)得到廣泛運(yùn)用。

1 工程概況

某公路橋梁隧道，橋全長為42m，橋梁的跨徑組合為3m×14m,橋?qū)捊M合為1.5m+12.0m+1.5m。該橋梁隧道的下部結(jié)構(gòu)為柱式墩配擴(kuò)大基礎(chǔ)，橋臺(tái)為U型橋臺(tái)配擴(kuò)大基礎(chǔ)。

該橋梁隧道施工中發(fā)現(xiàn)以下問題：a）橋墩、橋臺(tái)存在裂縫，范圍是臺(tái)帽中間到臺(tái)身，寬度約為2mm，長度約為3m；b）橋墩上游側(cè)防震擋塊開裂；c）橋臺(tái)砌石出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。對(duì)上述問題的成因進(jìn)行分析，認(rèn)為裂縫的產(chǎn)生原因?yàn)槎张_(tái)不均勻沉降，以及墩臺(tái)開裂。為了在施工過程中有效解決上述問題，及時(shí)控制裂縫的范圍和深度，保障公路橋梁隧道施工質(zhì)量，本工程采用灌漿法對(duì)橋梁基礎(chǔ)進(jìn)行加固施工。

2 灌漿法加固的原理

利用灌漿法加固橋梁基礎(chǔ)指的是運(yùn)用液壓、氣壓、電化學(xué)原理，在壓力作用下將漿液注入橋梁基礎(chǔ)的裂縫和空隙中，從而達(dá)到填補(bǔ)裂縫，加固基礎(chǔ)的目的。灌漿法的主要作用是通過灌漿來改善基礎(chǔ)的化學(xué)性質(zhì)以及物理性質(zhì)，在灌漿過程中，漿液滲透到裂縫和孔隙中，并形成漿脈，進(jìn)而形成漿柱體，漿柱體與橋梁基礎(chǔ)結(jié)合后形成符合基礎(chǔ)，從而有效提高橋梁基礎(chǔ)的承載能力，并減輕墩臺(tái)不均勻沉降的問題。

3 灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)

合理設(shè)計(jì)施工方案是保障灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)施工質(zhì)量的重要前提，灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)的方案設(shè)計(jì)應(yīng)包含以下幾項(xiàng)內(nèi)容。

3.1 灌漿施工控制標(biāo)準(zhǔn)

灌漿強(qiáng)度控制標(biāo)準(zhǔn)：灌漿后，要求雜填土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)到130kPa，淤泥或淤質(zhì)泥的承載力標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)到80kPa以上，復(fù)合地基的承載力要達(dá)到130kPa以上。

灌漿施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：灌漿施工的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)視橋梁隧道工程施工設(shè)計(jì)要求和施工控制標(biāo)準(zhǔn)而定，對(duì)于橋梁基礎(chǔ)的加固施工沒有特定的施工質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn)，由于不同工程橋梁基礎(chǔ)的均一性、裂縫數(shù)量、裂縫程度和理論耗漿都不相同，因而對(duì)橋梁墩臺(tái)灌漿施工效果應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況制定一套科學(xué)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，從而保障灌漿加固施工的有效開展。

3.2 灌漿施工段的選擇

結(jié)合橋梁隧道基礎(chǔ)的不均勻沉降程度、裂縫等病害的范圍和嚴(yán)重程度選擇灌漿加固施工段，本工程主要對(duì)墩臺(tái)基礎(chǔ)四周進(jìn)行加固。

3.3 漿材配比

本工程以水泥粉煤灰漿液作為灌漿材料，這種漿材所用的材料包括粉煤灰、水泥等，本工程施工中采用的水泥：粉煤灰比為4∶1； 水灰比在0.5~0.55左右；水泥種類為普通硅酸鹽水泥，水泥的強(qiáng)度是32.5。

3.4 擴(kuò)散半徑

由于實(shí)際施工中墩臺(tái)基礎(chǔ)的地質(zhì)存在不同程度的差異，墩臺(tái)的孔隙率和滲透系數(shù)也存在一定的變化，因而不能以公式計(jì)算得到的擴(kuò)散半徑作為實(shí)際施工中的灌漿擴(kuò)散半徑。本工程施工中首先通過大量經(jīng)驗(yàn)將擴(kuò)散半徑確定為1.5m，實(shí)際施工中結(jié)合具體情況對(duì)擴(kuò)散半徑進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3.5 布孔

灌漿施工的布孔分布、布孔位置是否合理直接影響著灌漿施工對(duì)橋梁基礎(chǔ)的加固效果，本工程的灌漿布孔采用梅花形分布，成孔直徑為9cm，孔深為5cm。

3.6 灌漿施工操作

本工程灌漿施工操作方案設(shè)計(jì)如下：a）灌漿孔深度 結(jié)合勘探資料將灌漿孔的深度范圍確定為3.5~6.0m；b）灌漿壓力 在施工現(xiàn)場(chǎng)通過實(shí)驗(yàn)確定灌漿壓力，一般來說橋梁基礎(chǔ)灌漿加固的灌漿壓力在0.3~0.5MPa左右，灌漿過程中如遇到特殊地質(zhì)及其他特殊情況應(yīng)進(jìn)行合理分析再調(diào)整灌漿壓力；c）灌漿量 灌漿施工的最終要求是達(dá)到灌漿飽滿，使?jié){液充滿地基，因而無論是通過理論公式（即灌漿量為對(duì)象土量的20%）還是通過經(jīng)驗(yàn)判斷，灌漿量的計(jì)量都應(yīng)以飽滿、填滿地基為準(zhǔn)；d）灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定灌漿壓力下，當(dāng)孔段吸漿量不大于0.6L/min時(shí)，延續(xù)30min方可結(jié)束灌注。

4 灌漿施工

灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)的具體施工對(duì)策如下。

4.1 施工準(zhǔn)備

進(jìn)行灌漿施工前首先要做好灌漿施工準(zhǔn)備，施工準(zhǔn)備包括以下內(nèi)容：a）準(zhǔn)備好灌漿施工所用的機(jī)具設(shè)備；b）準(zhǔn)備好灌漿施工所需的各種漿材；c）開展灌漿試驗(yàn)，通過試驗(yàn)確定合理的灌漿擴(kuò)散半徑、灌漿孔距等；d）施工現(xiàn)場(chǎng)組織到位，施工人員、技術(shù)人員就位，合理安排灌漿施工進(jìn)度，組織施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制和監(jiān)督人員。

4.2 施工流程及施工工藝

灌漿法加固公路橋梁隧道基礎(chǔ)的施工流程如下：道基礎(chǔ)灌漿施工應(yīng)按以下流程進(jìn)行：成孔→安放漿管和封堵孔口→攪漿→灌漿→待凝→成孔→安放灌漿管和封堵孔口→攪漿→灌漿→封孔。

施工工藝：灌漿法加固橋梁墩臺(tái)施工中應(yīng)控制好以下幾項(xiàng)施工工藝：a）成孔 采用直徑為89mm的鉆頭正對(duì)孔位鉆進(jìn)，當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)至粉性土中時(shí)，應(yīng)先下入導(dǎo)管護(hù)壁，再通過撈砂筒取砂成孔鉆至粘性土中；b）安放灌漿管和封堵孔口 將軟橡皮包裹在花管外壁來阻隔泥沙防止泥沙涌入花管；c）攪拌 將一定量的水導(dǎo)入攪拌槳筒，再用攪拌機(jī)攪拌，再加入預(yù)定量的水泥，繼續(xù)攪拌3~5min后過濾漿液備用；d）灌漿 灌漿施工過程中應(yīng)按照自上而下的順序進(jìn)行孔口封閉純壓式灌漿，直至漿液飽滿，填滿基礎(chǔ)，達(dá)到設(shè)計(jì)深度為止；e）封孔 當(dāng)灌漿施工達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行封孔操作，封孔過后24h還需要對(duì)孔口進(jìn)行檢查，當(dāng)漿液下沉后還需要進(jìn)行補(bǔ)漿，直至漿液達(dá)到頂面。

5 結(jié)語

經(jīng)過本次灌漿施工，公路橋梁隧道基礎(chǔ)的裂縫等問題得到了很好的解決，墩臺(tái)強(qiáng)度得到有效提高。經(jīng)過本次灌漿加固施工可以看出：為了保證灌漿施工質(zhì)量應(yīng)從施工材料、漿液設(shè)計(jì)、布孔、灌漿操作等各個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)控制，必要時(shí)應(yīng)通過試驗(yàn)確定操作方案。尤其要注意的是：灌注壓力和漿材的水灰比對(duì)灌漿施工的成敗有著顯著的影響，在今后的施工實(shí)踐中應(yīng)尤其注意這兩個(gè)問題。

綜上所述，灌漿法對(duì)于公路橋梁隧道基礎(chǔ)的加固效果理想，且施工流程較為簡單，施工操作難度較低，經(jīng)濟(jì)可行，同時(shí)也避免了傳統(tǒng)加固方法造成的浪費(fèi)和質(zhì)量隱患。今后的公路橋梁隧道施工中，如需對(duì)墩臺(tái)基礎(chǔ)進(jìn)行加固，應(yīng)首先考慮運(yùn)用灌漿加固法。此外，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際不斷優(yōu)化漿材配合比、優(yōu)化布孔方案和改進(jìn)灌注工藝，進(jìn)而更好地解決墩臺(tái)裂縫問題，顯著提升橋梁基礎(chǔ)的承載力。

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