注漿法在加固礦山渣子坡橋墩基礎中的應用

孫偉 宋登學 楊八九 程涌

摘 要：注漿法加固具有施工靈活、成本低的特點。某礦運渣橋部分橋墩建在渣子坡上，橋墩基礎承載力達不到要求。本文將注漿施工工藝引入到該礦山渣子坡橋墩加工工程中，確定了注漿加固的基本工藝參數，并在現場成功實施注漿施工，有效的提高了橋墩基礎承載力，確保了某礦運渣橋的穩定。

關鍵詞：注漿;加固;渣子坡;橋墩

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.087

某礦山運渣橋建在坑口渣子坡上，渣子坡主要由人工填碎石組成，上部荷載較大，地基承載力不滿足設計要求。按照正規方法應采用超挖、回填、夯碾、必要時采取換土的方法進行橋墩基礎處理，但是處理成本高。注漿法加固有著方便、成本低的特點[1、2]，本文在充分考慮現場施工的可行性，提出了采用注漿法對橋墩地基進行加固，在節約成本的基礎上可以有效提高橋墩穩定性，橋墩注漿加固方案主要如下。

1 注漿設計

1.1 注漿材料

綜合考慮現場地層特性，設計漿液的適宜配方為：水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.6～1。

1.2 注漿工藝

（1）孔口注漿：在澆筑橋墩基礎時，預埋內徑為70mm或90mm的鋼管，待基礎混凝土養護到規定強度后，利用基礎作為止漿墊，對下臥層進行注漿加固處理。（2）注漿方式：采用分層循環注漿，第一輪注漿結束后，養護2天左右時間，向下掃孔，直到松散碎石體頂面，再進行第二輪注漿，如此循環直到設計注漿深度（8～10m）。（3）埋置鋼筋：注漿達到設計深度（8～10m）后，開展最后一輪掃孔，孔內埋置鋼筋，并灌入較濃的水泥漿（水灰比為0.5），埋置鋼筋需伸出基礎約0.5m。

1.3 注漿參數

（1）注漿壓力：通過計算得到基礎抬升所需的力為12.34MPa，為了避免在注漿過程中基礎產生抬升，設計注漿壓力不得超過2.5～3MPa。（2）漿液擴散半徑：考慮到注漿孔的布置，設計每個注漿孔中漿液擴散半徑為1m。（3）注漿量：松散碎石體孔隙率取0.4，漿液的水灰比取0.8，考慮到地層的孔隙率比較大，設計注漿壓力取2MPa。設計每孔每個循環的注漿量為300L。

1.4 注漿過程監測

為了在基礎產生抬升時能夠及時調整注漿施工，在注漿段內設置經緯儀對橋墩的某一特定點進行時時監控，觀測基礎的豎向位移。

1.5 注漿結束標準

單孔注漿只要滿足下列三個因素之一時即可結束：一是注漿量達到設計要求，二是注漿終壓達到設計要求，三是基礎產生抬升。

2 注漿施工

2.1 現場實際施工變更

在實際注漿施工過程中對注漿方案進行了調整，主要體現在以下2個方面：

（1）注漿管：原注漿設計為孔口注漿，而現場情況為一次性打入注漿花管5m，注漿管下部2.5m范圍內預先打間距為100mm的小孔。（2）注漿孔：原設計注漿孔為9個，現場注漿孔只設置了5個。

2.2 注漿站布置

根據現場的施工情況，注漿站布置在四個橋墩中間，布置一次注漿站可以對四個橋墩進行注漿處理。

2.3 注漿孔及注漿管

根據礦山的建議，對原設計中的注漿孔的設計進行了變更，選擇原橋墩基礎上預留的9個注漿孔中的5個進行鉆孔，埋置注漿花管，注漿管總長5m，下部2.5m打孔，孔間距10cm，孔成梅花型布置。

2.4 注漿材料

采用42.5普通硅酸鹽水泥，漿液水灰比0.7。現場配制漿液時首先啟動攪拌機，向攪拌桶內注入高度為45.5cm的清水，接著倒入5包水泥，攪拌時間不少于1分鐘。

2.5 注漿施工過程

（1）注漿準備：布置注漿站—堆放水泥—水源供給。（2）注漿過程：①向攪拌桶內注入規定量的水（高度45.5cm），開動攪拌機;②向攪拌桶內放入規定量水泥（5包），開始攪拌，時間不得小于1分鐘;③打開攪拌桶閥門，傾倒攪拌好的水泥漿倒入儲漿池;④開動注漿泵，注漿過程中應注意不斷攪拌儲漿池中的水泥漿，避免水泥析水、注漿泵吸頭阻塞等現象，盡量使注入的水泥漿均勻。（3）注漿次序及注漿量：按照順序進行對角跳注，每孔注入水灰比為0.7的水泥漿4桶（1噸）后注下一孔。從已有的施工進度來看，每天可以注漿32桶（8噸水泥），即兩個橋墩的1，2，3，4，5號注漿孔分別注入1噸水泥，次日注下一個循環。設計每個注漿孔注入水泥漿16桶（4噸）。在實際注漿施工中，注漿量應根據地層以下碎石的孔隙情況來定，從目前情況看，對于0號橋墩，由于下部碎石的填埋時間較短，并且地面幾乎很少有車輛的碾壓，基礎下部碎石孔隙較大，注漿時壓力一直上不去，因此需要多注幾輪。設計每個注漿孔注入水泥4～6噸，直到壓力增大到1.5～2MPa為止。當注4，5號橋墩時，由于碎石填埋時間較長，且地面長期受到來往車輛的碾壓，地層下部碎石孔隙較小，注漿壓力上升較為迅速，因此，注漿量適當減少，每個注漿孔注入水泥4噸，直到壓力增大到1.5～2MPa左右。（4）注漿壓力控制：注漿過程中，應隨時控制注漿壓力的輸出，根據混合器處壓力表示數調整注漿泵壓力輸出。當混合器處壓力表示數較小時，減小注漿泵壓力輸出（2.5～3MPa左右）;當混合器處壓力表示數較大時，適當加大注漿泵輸出壓力。

3 結論

本文針對某礦山渣子坡運渣橋墩基礎需要加固的實際問題，提出了注漿加固方案，并對注漿加固方案進行了設計與實施，主要得到以下2點結論：

（1）論文中的注漿加固工藝參數可行，能夠滿足現場橋墩注漿加固要求;（2）注漿方法在處理某礦渣子坡橋墩時取得了良好效果，有效降低了加固成本。

參考文獻：

[1]劉紀良，于飛，劉洪剛.底板注漿改造治理邊界水患技術研究[J].山東煤炭科技，2013（02）：184-186.

[2]張紅巖.馬麗散對巷道頂板離層區的加固作用機理分析[J].煤炭技術，2007，26（04）：44-45.