橋梁基礎加固高壓旋噴樁的應用

張增祥

（江蘇省交通工程集團有限公司，江蘇鎮江 212100）

1 橋梁基礎加固技術機理

相較于其他類型的建筑工程，橋梁的建設工程是更加講究基礎工程的工程質量的。在進行橋梁基礎加固工作時，常采用高壓旋噴樁技術，這項技術相較于其他澆筑工藝占地面積更小，而且不會有很大的噪聲，施工方便。但是這項工藝的造價要高于一般水平，并在某些不易使泥漿凝固的土質上的施工很不適用。高壓旋噴樁工程需要將加固目標地進行圈定，而后將水泥用高壓噴出，噴向目標地。通常噴嘴處的壓強要在20MPa以上，這樣高速噴出的水泥流可以沖開表層土層，而后和固定的土層混合，在水泥凝固后形成較為堅固的混合體，并且硬度較高、抗滲性好的固塊。初步的噴射凝結結束后要對固塊進行修飾，將其截面截成圓形。

2 工程概況

本文中所要講述的橋梁工程高壓旋噴樁施工實例是一座橫跨二級公路的跨路橋梁。這座橋的長為45m，其上部結構高10m，橋寬14m，由兩座獨立橋梁共同拼鋪，并且橋面的縱坡度為1.5%。橋梁整體良好，但是在使用過程中發現，由于橋體的設計方案上稍有不足，導致橋梁在使用時沉降情況較為嚴重。并且在橋面的鋪裝已經出現損壞現象，因此需要對橋體進行加固，特采用高壓旋噴樁加固方案。

3 設計方案

經過施工技術人員對施工現場的實地考察，并對施工人員的工作能力做出合理評估，兩者相結合后，決定采用高壓旋噴二重管法進行橋體加固樁成樁。與傳統的旋噴法相比，這種方法使用高壓泥漿代替了高壓水泵。這樣可以在泥漿噴出后直接進行切割，大大提升工程質量，改善切割深度和漿液填充情況。而且這樣將泥漿直接噴出的土體受到的沖擊更大，最后凝結而成的樁體更大，固定效果更好。

4 前期準備

在橋梁基礎加固施工過程中，做好前期的準備工作非常關鍵。該項目前期準備工作包含了材料方面的準備與施工人員方面的配置以及環境等方面的配置。

4.1 材料準備

工程施工原料的選用直接關系到了加固工作的成效如何。所以本次施工務必要認真對待材料選用環節。經施工人員和技術人員相商定，決定本次施工使用型號為P.O 42.5的硅酸鹽水泥，并且采用滲入幅度在26%左右的粉煤灰配合使用。同時，材料準備環節中，針對硅酸鹽水泥的選擇，需要對其進行性能測試，該項目中測試后的硅酸鹽水泥無論是強度、耐久性等方面均滿足設計方案要求。

4.2 人員準備

高壓旋噴樁的施工工藝要求較高，對施工人員一個挑戰。因此，要在人員選用環節也要嚴格要求。根據以往施工經驗，此次施工預選人數在10~15人的施工團隊，其中包含一名主指揮人員，配備兩名副指揮。除去幾名后勤人員，其他人員分別負責機械設備操作、機械設備的維修維護工作、施工檢測技術人員和負責記錄施工進度的人員。

4.3 環境設施準備

施工開展前，要對施工現場進行清理平整，較為平整和干凈的施工環境對施工有較大的基礎優勢。并且做好基礎設施的配備，如供電與供水設施必須配備完全。而且要評估施工對道路交通情況的影響和對周邊建筑或居民生活的影響。

4.4 機械設施準備

該工程的設備是高壓噴射機（CYP-50型號），常規鉆機（50型號）。同時，在施工前對于設備的運轉狀態進行檢查，查看設備運轉的動力總成、操作范圍是否達到實際要求。另外，還對設備的易損配件進行了更換，大大提高了設備的使用效率。

5 設計參數選定

5． 1 確定旋噴樁直徑

在項目開展的過程中，對于旋噴樁固體尺寸的確定也需要非常重視。這主要是其尺寸的大小在一定程度上與土的種類以及密度與噴射技術的參數有密切的關系，所以在設計參數確定上需要綜合考慮各種因素。在該項工程開展的過程中，對設計參數的確定上，主要是在分析土的種類以及密度與噴射技術的參數后確定成樁的有效直徑為取0．45m，并且按照施工設備、土壤的情況與復噴的影響因素分析后，確定了固結體設計直徑為0．8m。另外，在詳細分析各種影響因素以及總結以往施工經驗，施工所需的旋噴樁的規格需要根據施工時土層的密實程度、注漿管的型號、泥漿噴射參數等方面進行共同斷定。在橋梁基礎加固環節，對于旋噴樁長度的確定為9．4m，也就是在擴大基礎的原始距離上延長了7m。

5.2 樁體布置

按照工程的具體情況，在經過對高壓旋噴樁承載能力分析之后，確定了旋噴樁的樁徑為0.8m，對于加固基礎的19根旋噴樁進行加固。按照獲取的數，在結合地質工程背景的基礎，對基礎的受力進行綜合分析，該工程采用的布孔的方式進行群樁設置，通過布孔方式提升樁體強度。

5.3 漿液準備

作為主要施工材料，水泥漿液必須進行合理的拌和。并將漿液中的空氣進行清除，這樣的泥漿塑性佳、凝固時間適宜，并且強度也會有較大的提升。

5.4 鉆機準備

在漿液的拌和裝備安設好以后，需要把鉆機調整至施工所需值，并進行固定。將噴射區域圈定，將鉆機固定好，使得鉆嘴對準目標區域。鉆機操作人員需調整鉆機的角度，保證與目標區域的相對位置平齊。技術人員也要對鉆機與鉆點距離、鉆嘴尺寸、和土體鉆深進行測量，保證施工的順利進行。

5.5 高壓噴樁試噴

在正式的施工開展前要進行泥漿試噴。試噴工作需在水泥漿拌和結束后進行。需將噴嘴對準地面，進行一定量泥漿的試噴。并準確記錄監測試噴時是否有噴射不暢或噴射速度低等情況。及時的進行解決，防止在正式施工時出現此類情況。

5.6 噴射漿液施工

漿液的噴射施工通常分為兩部分。

（1）試噴環節

施工人員需將鉆機和泥漿噴射機安設到位，并要提前確認設備沒有故障，可以順利進行施工后，將噴射口對準已經進行鉆孔操作的目標區域，進行試噴，完成基礎部分的泥漿噴射。

（2）正式噴射

試噴結束后，調整設備，進行泥漿的填裝。并將噴射口放置在鉆孔之中，進行固定，而后開機，使得泥漿勻速噴射而出，進入鉆孔中。噴射作業過程中，操作人員要時刻注意噴射機內的壓力保持，確保泥漿的勻速噴射。并在泥漿填滿開孔后，旋轉噴嘴，進行旋噴。上文提及，需要通過高壓旋噴進行土體和泥漿的均勻混合，并確保其界面為圓形。這樣噴射結束，并且凝結后的樁體強度高、固定效果佳。

噴漿作業進行過程中要注意，此環節的施工不可打斷，一旦打斷，就可能導致樁體內部結構分層，無法形成較高的強度結構。所以在出現噴漿暫停情況時，需要對后續的噴漿工作做出相應的調整，對其長度和速度進行修正。而在噴漿工作結束后，需將噴嘴迅速從樁體中抽出，并沖洗干凈，防止泥漿在噴嘴中凝結，阻礙下次的噴漿作業。噴漿工作直接關系此次施工質量，施工人員務必嚴格對待每個施工環節，確保質量。

5.7 檢驗階段

施工質量還與施工過程中管理人員對施工所用機械設備、施工材料、施工人員、施工操作等方面的嚴格檢驗監測有關。在進行設備的采購租用時，相關人員需根據施工方案進行設備的選用，選擇在不超出成本，且能夠滿足施工需求的性價比較高的高壓噴射機。而后進行施工所用材料的檢測，包括：水泥、凝固劑等幾種材料的質量檢測。施工結束后，相關技術人員要對施工質量進行復核，并對質量出現問題的地方提出補救方案。

6 基礎檢定

6.1 抽芯檢測

施工結束后，要對水泥樁進行質量檢測，通常會對水泥樁進行抽芯檢測。檢測內容包括但不限于：樁體強度、樁體規格是否滿足施工方案設計。經檢測，此次施工的樁體大多都可以滿足此次施工方案要求。

6.2 靜載荷載試驗

本次施工的目標橋梁是已經建成多年的成體橋梁。因此，橋梁此時的承載性能是沒有辦法按照常規的橋梁承載性能計算方法進行計算的。根據以往操作實例，決定對橋體進行靜荷載試驗。即對橋梁出現嚴重沉降的橋墩的橋面安設荷載物，并對當前橋墩的沉降情況進行測量，而后改變荷載量，并再次進行沉降量的測量。技術人員可對數據進行匯總，并利用相關軟件繪制曲線圖，對施工橋梁的荷載能力進行評估。

7 加固效果

在施工完成后，為了檢驗高壓旋噴樁技術在橋梁基礎加固中的應用效果。在橋梁通車后項目部門對橋梁進行的觀測，通過觀測將橋墩下沉記錄，通過觀測分析可知，該橋梁橋墩在車輛通行2個月后，橋梁基礎不存在沉降問題，達到了規范設定的標準要求。該結果與之前闡述的沉降問題比較可知，雖然過程還會存在一定的偏差值，但是偏差值影響不大，滿足設計要求。總體而言，通過高壓旋噴樁技術的加固后，原有橋梁基礎加固效果得到提升，橋梁整體性良好。

8 結語

本文簡述了高壓旋噴樁技術的施工過程，并對施工流程和施工中會對施工質量產生影響的施工環節進行了羅列。高壓旋噴樁可以對橋體進行有效的加固，延長橋梁的使用壽命，提升了橋梁的安全系數，是對橋梁整體穩定性最有效的補救工程之一。但是在施工中仍有許多需要解決的問題：造價高，并且偶有不適用情況出現。相信在之后的行業發展中，高壓旋噴樁施工工藝會有更好的發展前景。