注漿技術和樹根樁法在橋梁樁基加固中的應用研究

王曉歡

(貴州路橋集團有限公司，貴州貴陽550001)

注漿技術和樹根樁法在橋梁樁基加固中的應用研究

王曉歡

(貴州路橋集團有限公司，貴州貴陽550001)

廣州市某跨高速公路高架橋在橋梁鉆孔灌注成樁后，樁底沒有嵌巖，柱底下還有存在一定厚度的軟弱夾層，導致部分樁基承載力過低，通過對本次事故進行注漿技術和樹根樁法處理后，使其承載力大大提升，為以后類似的工程提供參考和借鑒。

注漿技術;樹根樁法;橋梁樁基;加固

1 工程概述

廣州市某跨高速公路高架橋，橋身全長為500 m，一共有24跨，25排樁，每排樁有5根鉆孔灌注樁，橋梁主橋為1.7 m鉆孔灌注樁，主跨為37 m的預應力混凝土箱梁。2010年9月，全橋的基樁施工完成，在對各樁基進行檢測時，發現15#墩樁有異常，起初工程人員懷疑是柱底的沉渣太厚。隨后工程人員對15－2、15－3樁基進行取芯檢測，發現樁端沒有嵌巖。隨后工程人員對全橋地質進行探測，對15－2、15－3樁基進行高應變檢測，見表1。

表1 高應變測試效果圖

地質情況以14－2樁為例，樁位存在3層軟弱夾層具體情況見表2。

表2 地質資料圖

2 樁基承載力驗算

根據地質情況和高應變檢測結果，對已經完成的樁身進行承載力計算，把沒有嵌巖的樁根據實際長度進行單樁受壓承載力計算，計算公式為:Ra= 12u∑ni=1qikli+ApqrQr=m0λfa0+k2γ2h－3。對所有樁進行承載力計算，計算結果顯示除15－2、15－3樁的承載力達不到要求外，其他樁基基本滿足要求。見表3。

表3 樁基承載力計算結果

根據本次工程的特點，工程人員決定采用注漿技術和樹根樁法進行加固處理。

3 注漿技術和樹根樁法的原理和優點

3.1 注漿技術原理

注漿技術是用注漿泵使用壓力把固化的漿液(通常使用水泥漿居多)通過樁身的注漿通道注入樁身底部。同時隨著注漿壓力增加，漿液通過滲透、擠密等作用破壞樁身周圍泥皮結構，填充在樁身和樁周圍之間的孔隙，提高樁基的承載力。

3.2 樹根樁法原理

樹根樁又被稱為微型樁，用于灌注直徑較小的樁基，直徑約為74～300 mm，因為小直徑灌注樁可以斜向和豎向設置，網狀布置好像樹根的形狀，所以被稱之為樹根樁。其原理是利用樹根樁之間的土體和樁頂形成隔斷墻，控制樁基周圍體的以為和變形，保證樁基周圍土體的穩定，從而達到加固的目的。

3.3 優點

注漿技術和樹根樁法在施工過程中，有以下共同的優點。(1)施工的時候噪音比較小，鉆機在操作是振動比較小，對樁基和橋梁構造不會產生太大不好的影響。(2)所有的施工操作在地面上就可以進行，比較方便。(3)需要的施工場地小，非常適合橋下的狹小空間進行施工，凈空的高度為2.0～2.6 m，平面尺寸為0.5～1.7 m2可進行施工操作。(4)地層適應力強，可以在各種類型的土中進行制作樹根樁和注漿。(5)施工時因為成孔較小，對地層土體基本不會產生任何應力，擾動范圍小，橋梁結構較為安全。(6)布樁和布孔靈活，因為成孔小，處在狹小空間之內，可進行靈活布樁和布孔。

4 加固具體工藝

4.1 注漿加固法

在檢測人員監測出問題樁基區域找出孔隙較大的部位，使用超細水泥和水灰進行孔隙部位的填充，按照1∶1的比例進行調配。因為漿液屬于液體很容易流失，為了預防漿液流失在施工時應先在樁基外圍施工，然后再內部施工，可以有效的預防漿液流失。豎向填充注漿到地面以下范圍是(－18.02～－20.01 m)，注漿部位距離橋梁垂直方向間距1.12 m，距離橋梁順橋方向間距1.5 m。

4.2 樹根樁加固

為了把公路和施工橋梁樁基部位隔開，減少因施工而受到影響的樁基周圍土地。施工人員在公路和橋梁樁基之間設定單排樹根樁，使用HRB335鋼筋混凝土在樹根樁頂部聯系梁。使其形成一堵隔絕墻，將公路和施工區域隔開，有利于加固樁基。

樹根樁樁徑為0.03 m，布置間距為0.7 m，樁長為21.25 m;樹根樁成樁應用壓漿工藝，注漿壓力控制在0.7～0.9 MPa，注入速度為12～15 L/min，注入節長控制在50～100 mm，注漿管可在注漿過程中隨時注入和拔出，所以注漿管一定要埋在水泥漿中2～3 m位置才能保證漿體質量。在第一次注漿完畢后的4小時左右進行第二次注漿，二次注漿要沖破初凝的泥漿周圍土體，產生劈裂現象。一般二次注漿壓力控制在0.3～1 MPa。有實驗證明二次注漿后可提高25%～40%樁的承載力。注漿水泥一般采用32.5#號普通硅酸鹽水泥，硅標號在20以上，水灰比例控制在0.5～0.56，另外在配制中可以適量加入減水劑及早強劑，有利于提高水泥砂漿的強度和施工進度。運用球形擴散理論公式Q= V×K×N(Q=漿液用量;V=加固土體積;K=安全系數;N=加固土平均孔隙率)計算漿液灌注量，避免在注漿過程中，漿液流出設計范圍。

5 加固效果

本次工程施工結束后，為了追蹤其加固效果，廣州市橋梁檢測所對加固的橋梁15－2、15－3橋樁進行了連續5個月的沉降值追蹤監測其結果如下表4所示，從表格中看出15－2、15－3橋樁的累計沉降值，均為超出沉降控制(5 mm)范圍。

表415 －2、15－3橋樁沉降觀測值表

通過本次實踐說明，在橋梁樁基加固使用注漿技術和樹根加固法，可以讓樁基周圍土體得到進一步穩固，有效控制樁基沉降和變形，保證樁基承載力在正常范圍內，甚至得到提高。同時不影響高速公路高架橋的正常使用，達到最初的目的。該項工程完成后，經過連續5個月的沉降觀測，結果顯示完全實現了注漿技術和樹根樁的加固功能。

6 結束語

(1)對橋梁樁基加固采用注漿技術和樹根樁法進行加固，本次成功的案例說明，注漿技術和樹根樁法可以大大提高橋梁樁周邊土層的力學參數和樁基的承載力。能有效控制住樁基周圍土層變形和沉降，確保了橋梁能正常使用。

(2)注漿施工方法與樹根樁的壓漿成樁體的施工工藝，兩者同時具有使用設備操作方法簡單、地層適應性強、布樁和布孔靈活以及擾動周圍土體范圍小等優點，能在狹小、低矮的空間施工，使用注漿方式加固樁基是在施工條件施工方法不具備的狀況下，最有效可行的方案

(3)采用壓力注漿施工的樹根樁，具有較高的承載力，可承受壓力、拉力以及水平力，但是樹根樁的樁徑較小，其樁的長細又比較大，對側向變形的抵抗能力較弱，應用單排樹根樁來組成隔斷墻，其受力優勢和樁與土一起工作的特性還有待進一步探討。

(4)橋梁樁基加固中最常使用的注漿技術和樹根樁法是最近興起的一門新技術，其中注漿技術在注漿施工過程中容易出現漿液注入土層不均勻現象，為注漿效果和評估帶來諸多困難，在目前的檢測方法中，還沒有一套成熟的檢測方法可以用來評估注漿加固施工質量，在相關施工規范中也無規定。這就需要后期檢測人員在施工中累計檢測資料，用來規范出相對應的檢測方法和手段。

［1］李澤源，付斌，孫國成等.綜合檢測技術在橋梁樁基加固中的應用［J］.低碳世界，2015，(27):248－249.

［2］于志平，王湛.淺談橋梁樁基中的橋梁后壓漿技術［J］.黑龍江科技信息，2013，(27):223.

［3］張付華，劉憲海.水泥凈漿注漿技術在橋梁樁基礎不良地質加固中的應用［J］.公路交通技術，2013，(1): 73－77.

U416.1

C

1008－3383(2017)04－0061－02

2016－07－07

王曉歡(1990－)，男，吉林長春人，助理工程師，研究方向:公路工程。