橋梁鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)研究

劉磊

（萍鄉(xiāng)市蘆溪公路事業(yè)發(fā)展中心，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

0 引言

在傳統(tǒng)的橋梁鉆孔灌注樁的施工工藝中，需要在樁口完成之后進行清理，并用泥漿展開澆筑工作，這種傳統(tǒng)的工藝相對于后壓漿技術(shù)而言，施工工藝簡單且對技術(shù)和設(shè)備的要求低，比較常見于一些對樁基沒有更高要求的項目施工過程當(dāng)中。但是，橋梁施工對整個樁基的摩擦力和承載力有著更高的要求，所以傳統(tǒng)施工技術(shù)無法適應(yīng)現(xiàn)代化橋梁施工的實際施工需求。而利用后壓漿技術(shù)能夠有效提高整個樁基的承載力。在橋梁工程施工過程中，由于各個樁基之間的距離較大且地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，利用后壓漿技術(shù)能夠有效改善橋梁不穩(wěn)定的問題。

1 橋梁鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)作用原理

橋梁鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)是從地基處理技術(shù)的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)化而來的。在地基處理技術(shù)當(dāng)中有著巖土注漿技術(shù)，而橋梁鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)就是從巖土注漿技術(shù)的基礎(chǔ)上改造而成的。巖土注漿技術(shù)主要是利用劈裂注漿、壓密注漿和滲透注漿等不同的方式，對巖土土層進一步加固。后壓漿技術(shù)的作用原理與以上三種注漿技術(shù)的工作原理有著一定的相似性。以上三種注漿技術(shù)的作用原理以及特征如表1 所示。后壓漿技術(shù)利用以上三種注漿技術(shù)能避免在注漿過程中出現(xiàn)樁底沉渣的問題，同時也能夠在注漿過程中消除護壁鉆孔時樁側(cè)出現(xiàn)的泥皮。在鉆孔注漿過程中，提高樁基承載力主要是通過消除雙側(cè)泥皮和增加樁端受力面積等手段完成的。后壓漿技術(shù)將樁端樁側(cè)后的壓漿管道埋在鋼筋籠上，并通過設(shè)置管端壓漿閥的方式，將水泥漿注入至樁端、地基和樁側(cè)的位置，從而達到加固樁基的目的。除此之外，也能夠提高樁基承載力和樁側(cè)阻力。在開展橋梁鉆孔施工之前，可以利用施壓工作對各個樁徑的壓漿量和所需要的樁徑樁長曲線關(guān)系進行分析，進而確定所需要的壓漿量以及壓力關(guān)系。在確定相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)之后，根據(jù)數(shù)據(jù)開展大面積的鉆孔作業(yè)，在施工過程中要對所需要用到的壓漿量以及壓力進行準(zhǔn)確記錄，如果在施工過程中與試樁參數(shù)存在誤差，就必須及時分析誤差存在的原因，并采取科學(xué)合理的措施進行處理。

表1 三種注漿技術(shù)的作用原理與特點

2 橋梁鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 工程概況

某個公路橋梁的整體施工長度為6.9km，橋面寬度設(shè)置為43m，橋梁分左右半側(cè)。整個橋梁的總體共設(shè)置有1615 根鉆孔灌注樁，整個樁長為60.24km。樁徑主要有三種，即1.3m、1.5m 和1.8m。根據(jù)橋梁施工的實地勘察數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)?shù)氐牡貙宇愋蜑樗缮⑺樾级逊e地層，整個試驗區(qū)的上層土質(zhì)和下層土質(zhì)有著很大區(qū)別，上層土質(zhì)為亞砂土和亞黏土等，而下層的土質(zhì)主要是中粗砂和中細砂等。

2.2 后壓漿技術(shù)應(yīng)用分析

2.2.1 后壓漿技術(shù)設(shè)計要點

在橋梁鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)實際應(yīng)用過程中，要對實際施工條件以及結(jié)構(gòu)荷載等數(shù)據(jù)進行分析，為橋梁鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)的設(shè)計提供數(shù)據(jù)依據(jù)。鉆孔灌注樁樁端所聚集的沉泥常無法被及時清理，因此在樁端壓漿過程中，必須通過后壓漿技術(shù)來提高整體的承載力，樁體抗拔力也可以通過樁側(cè)壓漿的工作進一步提升。

由此一來，樁端的樁側(cè)壓漿技術(shù)在鉆孔灌注樁的水平和豎直方向的承載力提高上有著良好表現(xiàn)。在具體的鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)施工過程中，可以利用壓漿組合的施工工藝。首先需要完成樁測的壓漿施工，之后再開展樁端的壓漿施工，如此一來，能夠大大提高鉆孔灌注樁的整體承載力。比如，在鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)設(shè)計過程中，可以圍繞多斷面的樁測壓漿工作開展，利用先上后下的原則開展后壓漿技術(shù)設(shè)計。在后壓漿技術(shù)設(shè)計中，要注意相關(guān)技術(shù)規(guī)范對灌注樁的承載力要求，要根據(jù)相關(guān)的計算公式，對鉆孔灌注樁后壓漿承載力的數(shù)值進行標(biāo)準(zhǔn)化計算，保證整個壓漿樁的承載力能夠得到單樁橫向、豎向的靜止載力實驗支持。為了保證整個鉆孔灌注樁的承載力能夠達到標(biāo)準(zhǔn)要求，必須保證注漿壓力注漿量的數(shù)據(jù)符合科學(xué)設(shè)計的依據(jù)。

除此之外，單樁壓漿量主要是受土層的性質(zhì)以及承載力增幅等客觀因素的影響，如果設(shè)置獨立單樁或者樁具較大，則需要適當(dāng)提高整體注漿量。單樁壓漿量的數(shù)據(jù)可以以20%作為數(shù)據(jù)提高幅度的參考，而注漿壓力值計算要根據(jù)實際樁箱點的深度以及土層質(zhì)量進行確定，如此可以保證整體鉆孔灌注樁施工質(zhì)量不會受到較大程度的影響。因此，在實際施工過程中，具體的數(shù)據(jù)取值要以規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)，數(shù)據(jù)失誤糾正過程中，也需要結(jié)合實際施工進行確定[1]。

2.2.2 后壓漿原材料及設(shè)備選用

第一，選擇后壓漿原材料。在后壓漿技術(shù)設(shè)計中，原材料多會選擇普通的硅酸鹽水泥作為后壓漿施工的主要材料，以此保證整體水泥強度等級控制在32.5 以上。在開展正式施工前，要對整個水泥材料的質(zhì)量進行抽檢，且水泥材料存放時應(yīng)保證縮短材料的整體縮放時間，同時做好水泥存放環(huán)境的防潮工作。根據(jù)整個混凝土的制作用水需求，后壓漿技術(shù)用水要選擇無毒害物質(zhì)無污染來源的自來水。

首先，在整體漿樣的拌制環(huán)節(jié)當(dāng)中，可以添加適當(dāng)?shù)耐饧觿┯糜谔岣哒w水泥漿的穩(wěn)定性和透水性，而漿樣透水性和穩(wěn)定性也需要通過相關(guān)實驗來確定。

其次，根據(jù)設(shè)計需求對水泥漿液進行合理配置，通過控制水灰比的方式來提高整體漿液的質(zhì)量，水灰比一般控制在0.5～0.9 之間。按照科學(xué)合理的配比方式展開制漿配料，同時也要允許5% 左右的偏差。在水泥漿拌制過程中，可以采用普通攪拌機展開攪拌，一般來說需要控制攪拌時間在3min 以上。如果采用的是高速攪拌機，則需要控制攪拌時間在30s 以上。在投入使用前要對漿液進行過篩，最后根據(jù)施工環(huán)境溫度確定制漿溫度。如果在注漿過程當(dāng)中溫度較低，則需要將整個水泥漿液的溫度控制在5℃以上，且在冬季要避免冰或雪等溫度較低的物質(zhì)混合至拌和料內(nèi)；如果注漿時氣溫較高，則需要做好注漿的散熱準(zhǔn)備，使整體漿液的溫度控制在40℃以下。從拌制到使用的整個環(huán)節(jié)，水泥漿的應(yīng)用時間必須保證在4h之內(nèi)完成，如果所需要用到的注漿量較大且過于集中則可以設(shè)置拌漿站完成集中化的拌漿運送工作[2]。

第二，選擇后壓漿設(shè)備。根據(jù)實際橋梁施工需求可以采用雙層拌漿裝置作為后壓漿攪拌的主要設(shè)備，保證整個攪拌機的壓力和攪拌速度能夠滿足排漿量的要求，并且能夠保證后壓漿液均勻且連續(xù)。除此之外，也可以采用多缸往復(fù)式柱塞作為主要施工設(shè)備，注漿泵的性能要滿足漿液濃度提出的要求。相對來說,注漿最大壓力的設(shè)置應(yīng)保證是其工作壓力的1.5倍，并且應(yīng)當(dāng)與出漿量的穩(wěn)定性需求相符。整體注漿的管路在施工過程當(dāng)中要保證漿液能夠穩(wěn)定流動，避免出現(xiàn)沉淀和堵塞的問題。同時,應(yīng)在注漿泵和注漿口的位置安裝抗震壓力表，將壓力表的量程設(shè)置為注漿最大壓力的1.3 倍，并且嚴格控制壓力表的精度，根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定記錄觀察壓力表的數(shù)據(jù)；為了避免在施工過程當(dāng)中壓力表出現(xiàn)故障，則要做好養(yǎng)護工作和試機工作。

2.2.3 后壓漿系統(tǒng)應(yīng)用

在后壓漿系統(tǒng)中,主要包括壓漿閥和壓漿導(dǎo)管。一般來說,會選取專用的管道材料作為壓漿管道，同時還可以利用超聲波對灌注樁整體進行無損化檢測。為了保證整個接頭的連接方便，一般會采用樁端設(shè)置單向閥的方式完成，在樁側(cè)則利用環(huán)形閥。根據(jù)整個施工需求和施工實際情況，一般會設(shè)置2 個樁側(cè)的壓漿通道，樁端則設(shè)置4 個壓漿通道，同時選擇用鉛絲對壓漿導(dǎo)管進行固定捆扎，保證整個壓漿導(dǎo)管在施工過程當(dāng)中的穩(wěn)定性。在制作鋼筋籠時,可以對壓漿的導(dǎo)管進行捆扎，同時在入孔之前起吊籠并安裝樁端壓漿的單向閥，在入孔之后安裝樁側(cè)環(huán)形壓漿閥[3]。

2.3 后壓漿施工技術(shù)注意要點及施工效果評價

在后壓漿施工過程中,必須保證壓漿閥的正常啟動，如果壓漿閥無法正常使用，則可以通過注漿泵壓力提高的方法進行處理，同時要保證壓力最大值在15MPa 以內(nèi)，還可以利用脈沖法來保證整個壓漿管道的通暢性和穩(wěn)定性，保證注漿工作能夠正常穩(wěn)定運行。如果在壓漿閥全部堵塞之后，整體壓漿作業(yè)無法正常實施，則可以在樁中心或者樁中心的附近鉆孔，并再次安裝壓漿系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)避免再次安裝時對樁基鋼筋產(chǎn)生損壞。如果因為設(shè)備故障無法連續(xù)展開正常的壓漿作業(yè)，則應(yīng)當(dāng)盡快找出設(shè)備故障原因，縮短故障影響的施工時間[4]。除此之外，在施工過程中應(yīng)合理布置沉降觀測點，按照相關(guān)的施工規(guī)定要求，觀測點數(shù)量要控制在樁基總量的3%以上。施工沉降觀測點如表2 所示。

表2 施工沉降觀測點

在設(shè)置沉降觀測點時，要在被測部位前后對稱的墩柱上設(shè)置，并以膨脹螺栓作為觀測點，觀測點位置要與地面相距1～1.5m。設(shè)置沉降觀測點后，可以按照前6 個月之內(nèi)每隔15 天觀測一次，并在之后的3 個月或者6 個月再觀測一次。從某水利工程觀測結(jié)果來看，其后壓漿的橋墩樁基部位無明顯沉降現(xiàn)象；但從其箱梁主體沉降情況來看，樁頂荷載出現(xiàn)變化，呈現(xiàn)較緩的增速，這對沉降觀測有著一定的影響。

3 結(jié)語

綜上所述，橋梁鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)在整個施工過程中具有很高的使用價值，通過應(yīng)用后壓漿技術(shù)能夠有效提高整個樁基的承載力和摩擦力，避免在后續(xù)出現(xiàn)灌注樁沉降問題。在施工過程中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體施工需求合理設(shè)置后壓漿設(shè)備，以保證能對樁壁和樁底展開全面灌注。