樁基后注漿技術在橋梁工程中的應用

張元元

摘 要：從理論上分析，灌注樁后注漿技術是建立在灌注普通樁技術之上的一種全新的樁基礎灌注技術，自上個世紀末端引入我國，其操作簡單、作用明顯、成本低而得到廣泛應用，特別是在橋梁工程中應用最具代表性，為進一步分析樁基后注漿技術在橋梁工程中的應用，本文選擇案例分析的方式對其展開論述。

關鍵詞：樁基后注漿技術；橋梁工程；應用

本工程位于隴海路快速通道與107輔道交叉處，南側140米為隴海鐵路。橋位處鐵路軌道現(xiàn)狀為隴海鐵路電化（硬橫跨）、無縫線路，鋼筋混凝土軌枕，60軌、碎石道床、路基高3～4m左右，區(qū)間為復線自動閉塞。本橋采用一跨50m預應力后張法簡支T梁跨越，主線梁跨范圍內基本部分位于緩和曲線部分位于R=1500 m曲線區(qū)，全橋等寬32.5m。兩側匝道均位于大半徑曲線內，西側WS匝道梁跨范圍位于R=560m圓曲線，東側SE匝道梁跨范圍位于R=1600m圓曲線。主線和匝道橋均采用50m簡支T梁對孔正交布置，主線橋采用門架式橋墩，匝道橋采用矩形墩身，基礎采用承臺鉆孔灌注樁群樁基礎。

1、樁基后注漿技術的工藝原理

嚴格意義上分析，灌注樁后注漿技術在工藝原理上是劈裂注漿技術與滲透注漿技術的相互整合，對于前者而言主要是指壓入的高壓漿體克服了土體主應力面之上的初始壓應力，從而促使土體產(chǎn)生劈裂的現(xiàn)象，其漿體會緩慢的順著縫隙進行土體的孔隙之中，以此形成固結。對于后者而言是指在受到壓力的作用下，孔隙之中的氣體與自由水排擠出去，漿液填充其孔隙，從而形成較為密實的固化體，可有效提高其強度。如果注漿區(qū)在樁底，那么漿液需要在樁底沉渣區(qū)滲透，并形成擴底效應，有效提高樁端的承載力，相反如果注漿區(qū)在樁側，會形成擴徑效應，樁側摩阻力有所提升。

2、樁基后注漿工程的應用

本工程樁基共計48根，其中主線主墩各8根，主線邊墩及匝道墩各4根，主線主墩及匝道墩樁基為1.5m，主線邊墩樁基為1.2m，樁長為47-69m，所有樁基均采用后注漿工藝。

2.1 注漿裝置制作及安裝

整個制作與安裝均要滿足基本的要求，特別是在加工的時候要做好檢查，這樣可以避免管道發(fā)生破損，另外，焊接作業(yè)不能全部焊透，避免滲透的發(fā)生。

2.2 樁端注漿

在整個過程中需要應用聲測管，并且還要布置多根聲測管，使其以等邊三角形的方式存在，除此之外，要將其封閉這樣才能減少泥漿等雜質所產(chǎn)生的影響。等到進行超聲波檢測之后需要做好樁端注漿，需要在鋼筋籠的內側綁扎鋼管，并且一起伴隨鋼筋籠進入孔底，然后選擇聲測管，充當注漿管，與此同時，在其下部還需要利用塑料管，做好后期防水處理。

2.3 樁側注漿

樁長45m以下設2道，45m以上設置3道及以上側注漿閥。側注漿閥布置原則；最下面一道距離樁底12～18m，最上面一道距離樁頂8～15m，每道側注漿閥豎向間距12m。注漿管采用DN25鋼管，鋼管綁扎在鋼筋籠外側，隨鋼筋籠一起下孔，注漿管采用三通聯(lián)接注漿噴管，噴管同樁底注漿布置。

2.4 開塞

開塞至關重要，在灌注樁后注漿施工的時候主要采取的方案便是樁底不填碎石，另外需要在混凝土灌注之后的兩天內進行，等到開塞之后應用清水做好沖洗，只有在滿足基本要求之后才能做好封閉工作。

2.5 后壓漿施工時間、順序和頻率

注漿作業(yè)宜在成樁后3d后進行，不宜遲于成樁14d后。需要聲測完成后注漿時，盡量縮短聲測齡期；對注漿口采取單向閥等措施時，不受上述限制。群樁注漿先外圍后內部；復合注漿順序腚先樁側注漿，后樁底注漿，多斷面樁側注漿先上后下。樁側注漿和樁底注漿時間間隔3～6h。

2.6 注漿壓力和持荷時間要求

在整個注漿過程中需要從本質上出發(fā)，尤其是要滿足壓力以及持續(xù)時間的基本要求，其中對于注漿壓力而言，樁側注漿壓力2 MPa～2.5MPa（直徑大、樁長短、注漿點埋深小、泥皮厚取低值，反之取高值）；樁底注漿壓力2 MPa～4MPa。對于持續(xù)荷載的時間則需要將其設定在5min左右，但是從另外一個角度分析，為進一步保證整體的效果，需要經(jīng)過實驗。除此之外，為進一步減少管路系統(tǒng)所帶來的影響，要保證注漿泵與注漿孔之間的距離，并且在整個過程中不可發(fā)生彎折的現(xiàn)象，與此同時，按照其規(guī)定，注漿量要符合要求，另外為保證注漿的效果，那么可以提高注漿泵的壓力，擴大流量。

2.7 注漿控制要求

從某個角度分析，只有滿足相應的條件方可停止注漿，經(jīng)整理將其概述為以下幾點：第一是注漿的總量以及壓力滿足基本要求；第二在注漿的時候，其注漿量達到了設計值，但是注漿壓力卻不符合要求，這個時候需要及時更改為間歇注漿，然后在符合設計值之后方可停止；第三是在注漿過程中，注漿的壓力達到設計值，并且能夠持續(xù)5min左右，注漿量不低于預期目標的80%結款停止注漿。

注漿量（水泥用量）設計注漿量按《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94-2008）第6.7.4條，《公路與橋涵工程地基基礎設計規(guī)范》（JTG D63—2007）第5.3.6條計算確定。

2.8 水泥漿制備

在水泥漿制備的時候主要采取的水泥類型為普通硅酸鹽水泥，并且還需要保證水泥的完整性以及合格，在進行水泥漿配比的時候則需要遵循相應的標準與要求，特別是計量與摻量要滿足設計要求，此外還需要在攪拌的時候選擇拌合機，這樣可有效提高拌合的均勻性，還需要設置存儲池，這樣一來能夠從本質上避免漿液發(fā)生離析以及凝固的現(xiàn)象，等到拌合之后要保證水泥漿的時間超過4h，最后要應用漿液過濾。

2.9 注漿量（水泥量）計算

注漿量按《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008第6.7.4條，《公路與橋涵工程地基基礎設計規(guī)范》JTG D63-2007第5.3.6條，計算確定，單樁注漿量估算：

Gc=apd+asnd

式中：ap、as-分別為樁端、樁側注漿量經(jīng)驗系數(shù)，ap=1.5-1.8，as=0.5-0.7；對于卵、礫石、中粗砂取較高值；

n -樁側注漿斷面數(shù)；

d - 基樁設計直徑；

Gc-注漿量，以水泥質量計（t）。

對獨立單樁、樁距大于6d的群樁和群樁初始注漿的數(shù)根基樁的注漿量應按上述估算值乘以1.2的系數(shù)。

以1.2m樁基為例，根據(jù)本工程地質情況，單樁注漿量估算值如下：

3、后壓漿施工過程中應注意事項

在后壓漿施工中需要從多個角度出發(fā)，經(jīng)過歸納，將其注意事項概述為以下幾點：第一是在加工注漿管的時候需要做好檢查工作，這樣能夠從本是上減少雜物與破損現(xiàn)象的發(fā)生；第二是需要在注水泥漿及時的打通通道，只有保證通暢才能便于后期的注漿，也能夠減少堵塞現(xiàn)象的發(fā)生；第三是在注漿過程中要做好記錄工作，特別是要將注漿的時間、壓力等加以明確；第四是在壓漿管埋設的時候需要遵循要求與方案，不可導致壓漿管出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，也要減少破壞現(xiàn)象的產(chǎn)生；第五則是在壓漿之前需要對各項設備進行檢查，特別是對水泥漿的初凝時間、是否滿足要求進行檢查；第六是在整個施工過程中，假如發(fā)生異常現(xiàn)象或者問題則需要及時處理，避免小問題演變成大問題；第七則是要從根本上減少爆管現(xiàn)象，需要制定完善的安全對策。

結語

總而言之，灌注樁后注漿工藝的完善性提提高施工有效性的關鍵所在，并且效果顯著，在本文中通過案例分析的方式，進一步分析混凝樁注漿工藝，為其他工程提供幫助。

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（作者單位：中鐵十五局集團第二工程有限公司）