壓密灌漿技術(shù)法在處理橋梁樁基施工質(zhì)量缺陷中的應(yīng)用分析

1、橋隧工程壓密灌漿技術(shù)法在處理橋梁樁基施工質(zhì)量缺陷中的應(yīng)用分析余（1.溫州市交通工程質(zhì)量監(jiān)督站，浙江摘杰，陳顯春，余善榮溫州122325000；2.溫州市公路管理處，浙江溫州325000）要：文章針對(duì)某橋梁在樁基施工中，因嵌巖樁未按設(shè)計(jì)要求嵌入巖層而導(dǎo)致樁基承載力不足的情況，采用壓密灌漿技術(shù)法對(duì)缺陷樁基進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)處理，確保了樁基承載力的要求，減小了經(jīng)濟(jì)損失。為類(lèi)似問(wèn)題的處理提供借鑒和參考。關(guān)鍵詞：樁基缺陷；壓密灌漿技術(shù)法；補(bǔ)強(qiáng)處理中圖分類(lèi)號(hào)：U44文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B1工程概述瑞楓公路瑞安至湖嶺段改建工程西岙高架橋位于浙江省瑞安市境內(nèi)，主跨跨越甬臺(tái)溫高速公路，其上部結(jié)構(gòu)主跨采用（35+35）m部分預(yù)

2、應(yīng)力混凝土組合箱梁，引橋?yàn)?6、20、22m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)；左、右幅均為8×16+13.33+20+22+（35+35）+20+8×16m。下部結(jié)構(gòu)橋臺(tái)為樁接蓋梁，橋墩為雙柱式墩、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。321號(hào)橋墩按嵌巖樁設(shè)計(jì)，要求嵌入中風(fēng)化層1.5倍樁徑，其中13號(hào)墩樁徑為1.5m，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)約31.8m，其余樁徑都為1.2m。所有橋墩，對(duì)于驗(yàn)算結(jié)果或大應(yīng)變檢測(cè)不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的橋墩樁，可以按橋梁加固方式做加樁處理，將驗(yàn)算不足部分的樁基承載力由加樁分擔(dān)。二是壓密灌漿方案(由于本工程最終采用該方案，即對(duì)其詳細(xì)介紹)。其包括樁側(cè)灌漿和樁端灌漿兩個(gè)方面。加樁方案和壓密灌

3、漿方案均可解決既有樁基承載力不足問(wèn)題。加樁方案受力明確，施工方便，質(zhì)量可控，但造價(jià)相對(duì)高；壓密灌漿方案可明顯樁周或樁端條件，有效提高樁側(cè)摩阻力和樁端承載力，改善樁荷載傳遞性能，使樁的綜合承載力得到大幅度提高，施工周期短，造價(jià)相對(duì)較低，但需要有相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍實(shí)施，施工中合理確定和控制灌漿參數(shù)對(duì)樁端灌漿提高單樁承載力效果十分重要，而這又依賴(lài)于現(xiàn)場(chǎng)工程師和工人的施工經(jīng)驗(yàn)，質(zhì)量可控性不如加樁。而根據(jù)本工程當(dāng)前的實(shí)際工況，最終對(duì)承載力不足的所有樁基采用壓密灌漿方案。3根樁均采用樁端灌漿法，在樁端灌漿后若仍不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，則采取樁側(cè)灌漿措施予以補(bǔ)救，13號(hào)墩沿樁周外側(cè)2.0m范圍灌漿。2樁基施工缺

4、陷在該橋全橋樁基施工完畢，墩、臺(tái)蓋梁澆筑多半，引橋已安裝部分梁板的情況下，質(zhì)監(jiān)部門(mén)開(kāi)展對(duì)樁基進(jìn)行取芯檢測(cè)工作，發(fā)現(xiàn)13號(hào)墩的13-2、13-3樁基樁端未嵌入巖層，樁端下部為含量80%的碎、塊石層（厚度不等），其下為強(qiáng)風(fēng)化或全風(fēng)化層，樁身無(wú)缺陷。經(jīng)大應(yīng)變檢測(cè)，13號(hào)墩的13-1、13-2樁的單樁豎向承載力分別為10824kN、8322kN。據(jù)此，業(yè)主安排對(duì)全橋做地質(zhì)補(bǔ)探，對(duì)未嵌巖樁進(jìn)（承載力欠行承載力驗(yàn)算。經(jīng)設(shè)計(jì)部門(mén)驗(yàn)算，得出13-1889.1kN）、13-2（承載力欠1186.4kN）、13-3（承載力欠1095.8kN）樁基共3根樁不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。4樁側(cè)灌漿施工步驟與技術(shù)要求樁的承載力關(guān)鍵取

5、決于樁基周?chē)馏w的物理學(xué)指標(biāo)（c、e），對(duì)本工程淤泥質(zhì)土層采取壓密灌漿措施，可以有效改善樁基周?chē)馏w的工作性能，使土體固結(jié)、穩(wěn)定，提高其抗壓、抗剪能力，增大土體對(duì)樁側(cè)的摩阻力，以使樁基的承載能力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。3方案選擇一是加樁方案。加樁方案適用于本工程當(dāng)前工況的作者簡(jiǎn)介：余杰（1985-），男，浙江溫州人，助理工程師，從事道路橋梁工程技術(shù)研究工作。2502010年07期(總第67期)灌漿范圍為樁周2.0m內(nèi)的土體，灌漿深度為淤泥層全厚；灌漿孔沿樁周布3排，孔距0.7m，灌漿孔直徑為110mm。第一排灌漿孔中心距樁基外壁30cm，第二排灌漿孔中心距樁基外壁100cm，第三排灌漿孔中心距樁基外壁1

6、70cm。灌漿材料為水泥粉煤灰水玻璃漿液；水泥采用42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥，外摻劑為水玻璃，主要利用其和水泥漿混合后有快速凝固的特性，并起堵漏、防止?jié){液水泥+粉煤灰+水玻璃）為10.81，流失作用。水料（水泥粉煤灰為11，水玻璃為水泥用量的20%30%，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的不同情況，漿液的比例作適當(dāng)調(diào)整。灌漿工序：按先外后內(nèi)、跳孔隔一灌一、自下而上逐層灌漿，灌漿管材選用25聚乙烯耐高壓管。施工流程圖為：孔位布置鉆孔灌漿管連接管漿泵灌漿封孔。在灌漿過(guò)程中，如出現(xiàn)孔口串漿或其他部位跑漿時(shí)，可采用間歇灌漿的方式，換灌其他孔之后再灌該孔。灌漿壓力及灌漿速度：灌漿壓力按1.52.0MPa控制；灌漿速度按71

7、0L/min掌握。灌漿效果：28天平均抗壓強(qiáng)度達(dá)8.0MPa，密度達(dá)1.40g/cm左右。效果檢驗(yàn)：樁側(cè)灌漿屬隱蔽工程施工，必須加強(qiáng)施工質(zhì)量管理工作，制定周密管理制度及做好現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。用先序孔資料作為后序孔灌漿的依據(jù)，用下序孔資料檢查上序孔的灌漿質(zhì)量。對(duì)灌漿加固土體采用鉆孔取樣、靜力觸探或標(biāo)準(zhǔn)灌入等檢測(cè)手段獲取加固土體的物理力學(xué)指標(biāo)，以判定灌漿效果，校核樁基承載力。柴油機(jī)提供動(dòng)力，鉆機(jī)使用合金鉆頭以旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方式鉆至樁端以下3m，成孔后插入灌漿管并封孔，漿液由灌漿管壓入土層；Bw150泥漿泵12臺(tái)，最大出管壓力10.0MPa，流量不大于75.0L/min；GZJ-200制漿機(jī)1臺(tái)1.1kW）。（根

8、據(jù)現(xiàn)場(chǎng)事先打好的取芯孔孔徑、孔深制作加工止?jié){塞組、灌漿管（鍍鋅水管），安裝灌漿設(shè)備，包括制漿機(jī)、泥漿泵、電子流量計(jì)、鉆機(jī)等。5.2施工方法工藝介紹施工流程：造孔高壓水洗孔灌漿管埋設(shè)壓水試驗(yàn)制漿灌漿達(dá)到預(yù)定灌漿量和終壓封孔檢驗(yàn)?？孜徊贾茫?3號(hào)墩13-2、13-3樁基的取芯孔可作為灌漿孔使用，13-1需造灌漿孔，造孔需從樁中心造孔至樁端以下3m，孔徑11cm。灌漿孔成孔及樁端灌漿均在地面實(shí)施。灌漿管埋設(shè)：將灌漿內(nèi)管安裝到孔內(nèi)離孔底部30cm，外管即循環(huán)管可安裝在距孔口2m或樁底處，用止?jié){塞阻止?jié){，方便施工即可，內(nèi)管連接泥漿泵，外管通過(guò)回漿管連接儲(chǔ)漿桶。壓水試驗(yàn)：用清水貫通灌漿回路做壓水試驗(yàn)，必要

9、時(shí)水中可加入適當(dāng)?shù)念伭戏?，以判定回水的狀況。制漿：灌漿材料為水泥粉煤灰漿液，水泥采用42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥，水料為11。灌漿的控制與終壓：灌漿的控制好壞最終將會(huì)影響到樁端灌漿處理的結(jié)果，所以要嚴(yán)格整控制灌漿壓力、灌漿流量。灌漿壓力開(kāi)始時(shí)初定在0.51.0MPa，終壓時(shí)要5.0MPa，灌漿時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整；因本工程實(shí)際考慮，灌漿流量以小流量為好，考慮在1520L/min。開(kāi)始灌漿時(shí)，先用42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥制成適量11水泥漿壓至回漿管出漿時(shí)逐步加壓，根據(jù)灌漿狀況調(diào)整水灰比，按先稀后濃的原則，終壓時(shí)水灰比定為0.51，在可灌漿的前提下應(yīng)減少用水量，配漿時(shí)可增加減水劑，減小水灰比以

10、提高強(qiáng)度，其中制好的水泥漿液必須在30min內(nèi)用完以免凝固。終壓時(shí)控制在灌漿壓力5.0MPa穩(wěn)壓5min以上且流量25L/min。封孔：灌漿量大于設(shè)計(jì)樁端灌漿量、或出現(xiàn)異常情況時(shí)可考慮終孔，孔口灌滿(mǎn)后適時(shí)補(bǔ)漿。效果檢測(cè)：13號(hào)墩樁端灌漿后可采用大應(yīng)變法或靜載試驗(yàn)法對(duì)單樁豎向承載力進(jìn)行檢測(cè)，以判定樁端灌漿效果，校核樁基承載力。5.3質(zhì)量控制灌漿孔至樁端的最大偏斜量控制在10cm以?xún)?nèi)，以使樁端灌漿均勻；漿液嚴(yán)格按要求配料拌制，必要時(shí)隨5樁端灌漿施工步驟與技術(shù)要求樁端灌漿是通過(guò)滲透、劈裂、擠密和膠結(jié)作用形成樁端擴(kuò)大頭增大了樁端受力面積，并使樁端持力層在一定范圍內(nèi)形成漿液和土的結(jié)石體，從而改善持力層的

11、物理力學(xué)性能，恢復(fù)和提高持力層土體強(qiáng)度，而且漿液對(duì)沉碴的置換、擠密和固結(jié)作用改善或消除樁底沉碴對(duì)端承力發(fā)揮的不良影響，同時(shí)在壓力作用下，漿液從樁端沿樁側(cè)向上，通過(guò)滲透、劈裂、充填、擠密和膠結(jié)作用，對(duì)樁周泥皮置換和空隙充填，在樁周形成脈狀結(jié)石體，如同樹(shù)根植入土中，從而使樁側(cè)摩阻力大幅度提高。5.1灌漿前期準(zhǔn)備灌漿材料為水泥粉煤灰漿液，粉煤灰的比重、含水量、顆粒組成、燒失量等指標(biāo)要達(dá)到規(guī)范要求，水為不含雜質(zhì)的工程用水，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)水泥漿液進(jìn)行試配，了解初凝時(shí)間和早期強(qiáng)度；準(zhǔn)備XY-1型鉆機(jī)12臺(tái)，自帶2010年07期(總第67期)251橋隧工程時(shí)調(diào)整漿液比例，以求最佳灌漿效果；灌漿流量控制在34m3/

12、h5.4檢驗(yàn)結(jié)果在完成灌漿處理后，又對(duì)13-1、13-2、13-3樁進(jìn)行了大應(yīng)變動(dòng)測(cè)法檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為樁端后灌漿灌注樁單樁軸向受壓承載力容許值大于理論計(jì)算值，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)灌漿前后的兩次大應(yīng)變?cè)囼?yàn)比較，13-1樁灌漿后承載力提高23.8%，比設(shè)計(jì)要求超出14.2%，13-2樁灌漿后承載力提高53.4%，比設(shè)計(jì)要求超出9%，13-3樁灌漿后承載力比設(shè)計(jì)要求超出10.4%。為確保數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠，再次對(duì)13-2樁做了靜載試驗(yàn)。13-2樁的Q-S曲線(xiàn)從總體上分析，曲線(xiàn)基本平滑，加載至11800kN時(shí)，樁頂總沉降量為12.23mm；卸回彈率約28%）。同載后，樁頂最大回彈量為3.38mm（時(shí)，從該樁的

13、S-1gt曲線(xiàn)上分析，加載至11800kN時(shí)，各級(jí)曲線(xiàn)基本平直，曲線(xiàn)間距呈微量增加趨勢(shì)，各級(jí)荷載作用下的樁頂沉降均能在較短的時(shí)間段內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定。最終確認(rèn)13-2樁在最大試驗(yàn)荷載下基樁正常，單樁豎向抗壓極限承載力檢測(cè)值滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。6結(jié)語(yǔ)壓密灌漿技術(shù)法在西岙高架橋樁基施工質(zhì)量缺陷處理取得了較好的效果，鑒于目前施工現(xiàn)狀沒(méi)有特定處理方法，僅以此例作為一種處理方法供借鑒參考。!（上接第249頁(yè)）另外，在設(shè)計(jì)和施工階段都對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的上拱度進(jìn)行有效控制的時(shí)候，一般不會(huì)存在上拱超標(biāo)的問(wèn)題。但是，如果由于其他未知原因或施工失誤仍然出現(xiàn)了過(guò)度上拱，則需要及時(shí)采取補(bǔ)救措施，以保證橋梁的正常使用。5其他施工控

14、制措施（1）及時(shí)壓漿防止鋼鉸線(xiàn)的松弛。梁體張拉完后，及時(shí)檢查有無(wú)錨具失效，有無(wú)滑斷絲現(xiàn)象，無(wú)誤后方可割絲，割絲保留不小于40mm，一般以不妨礙封端模板即可。壓漿前應(yīng)用高壓水沖洗孔道，并用高壓風(fēng)沖出洗孔道用水，預(yù)留壓漿孔應(yīng)預(yù)留保壓用裝置，如煤氣孔道用的截止閥，能打彎不流漿的膠管，以保證孔道壓漿的壓力為34Pa。壓漿可采用由一端向另一端施壓的方法，等另一端出濃漿時(shí)，即可關(guān)閉裝置，另一端達(dá)到壓力后可封閉。壓漿機(jī)要有壓力表顯示，并要做好記錄，壓漿用水泥漿水泥與水之比為1:(0.40.42)為宜?？蓳饺胍欢ǖ臏p水劑，減少水泥漿的用水量，減少泌水，增強(qiáng)其流動(dòng)度和強(qiáng)度，水泥漿的強(qiáng)度不低于C40級(jí)。（2）梁體的補(bǔ)強(qiáng)。施工中出現(xiàn)的蜂窩、松軟混凝土應(yīng)在張拉前進(jìn)行處理，處理用的混凝土必須留有試塊，待被處理的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，方可施加壓力。處理程序?yàn)?鑿掉病害。風(fēng)動(dòng)清面今混凝土用粘稠劑處理基底。高一級(jí)混凝土填補(bǔ)分搗實(shí)。養(yǎng)護(hù)分拆模分養(yǎng)護(hù)14天以上。達(dá)到原設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)混凝土強(qiáng)度。張拉。6結(jié)語(yǔ)在烏細(xì)溝1號(hào)大橋橋工程實(shí)際中，施工者應(yīng)盡量減小起拱度：嚴(yán)格控制水灰比，高強(qiáng)度混凝土的水灰比一般宜在0.250.35，為增加和易性，應(yīng)摻加適量的減水劑；選用優(yōu)質(zhì)堅(jiān)硬且級(jí)配良好的骨料；宜選用高標(biāo)號(hào)硅