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摘 要：通过工程实例，叙述了孔道压浆剂的性能、配制及其在桥梁桩基础加固及地基处理中应用。
关键词：孔道压浆剂；配制；桩基础处理；地基加固；应用
孔道压浆剂是一种复合压浆剂，由高效减水组分，早期膨胀组分，中后期膨胀组分，流变稳定组分以及保水组分组成，主要应用于预应力管道压浆，可杜绝灌浆后因干缩造成孔内出现到月牙现象，以免对保护钢绞线存在负面影响。本文通过我公司新中一级公路三睦段新建工程二标睦州大桥16-4桩中的使用，知道它具有和砼胶结好、高强度、处理方便、经济安全等优异性，在土木工程领域尤其在桥梁中，有着广泛的应用前景。
一、孔道压浆剂组份
1、压浆剂品牌很多，主要选用中建牌ZJ-GA孔道压浆剂，其由高效碱水组分。早期膨胀组分。中后期膨胀组分。流变稳定组分以及保水组分配合组成。掺量10%。
2、水泥
在孔道压浆剂中，掺入一定量的水泥，可以增加强度，改善其他性质，减少体积收缩。
质量要求：考虑到工地取材便利,我们选用华润牌普通硅酸盐42.5R级水泥，试验指标如下表3：
说明；检验方法按JTG/TF50-2011标准执行。检验水泥为PO42.5R，压浆剂掺量10%。
二、工程简介
江门新中公路睦洲大桥全长702米，桥宽25.5米，主跨60米，桩径2.5米，桩深56米。桩底持力层进入弱风化层。16#-4桩经超声波检测，靠河一侧有明显异常，经抽芯发现四孔中1#、2#孔孔底有沉渣50cm，1#孔局部砼胶结差。3#、4#孔完整，桩底持力层芯样完整。该桩基抽芯检测评定为Ⅲ类桩。
2.1 地层分布特征及其工程性质
根据睦洲大桥地质勘探报告，大桥施工范围普遍存在较厚的淤泥质软基，现以右幅16#墩ZK16-18孔地质勘探报告为例对地层由上至下描述如下：
（1）淤泥层（Qel）
淤泥层：厚度0.00~15.3米，深灰、灰黑色，饱和，软塑，有腐臭味，粘滑，局部含少量碎贝壳。
（2）亚粘土层
亚粘土层：厚度15.3~19.8米.灰白夹褐红色，湿。可塑，粘性强。
（3）全风化层
全风化层：厚度19.86~40.5米，褐黄，绣褐色，岩芯已风化呈硬塑土状，局部见强风化。
（4）强风化层
强风化层：厚度:40.5~52.0米，褐黄色，岩芯呈土夹碎石状。
（5）弱风化层
弱风化层：厚度:52.0~56.6米，青灰色，岩心呈碎块状，岩质坚硬，节理裂隙较发育，断裂新鲜。
（5）微风化层
微风化层：厚度:56.60~63.2米，青灰，灰黑色，岩心多呈短柱状、长柱状，岩质坚硬，致密。
3、水文地质条件
桥址区地表水为西江支流，平常流量不大，地下水类型主要可分为二种类型：松散层孔隙水和基岩裂隙水。
松散层孔隙水：孔隙水主要赋存于第四系土层中，该层上部为透水性弱的淤泥质粘土、粉质粘土，下部为弱透水的较好的砂层，接受河水补给与周围土体地下水补给，与西江河水贯通，互为补给，水量较丰富，具承压性。
基岩裂隙水：主要赋存于下伏基岩的节理裂隙中，岩层节理裂隙一般较发育，其富水性、透水性一般，水量较小。与上部覆盖层的地下水及地表水贯通、互为补给，具承压性。
根据初步工程地质勘察报告，桥址区地表水、地下水对钢筋混凝土无腐蚀性。
三、技术问题及解决问题思路
㈠、技术难点
1、如何确保清除全部沉渣。怎样保证桩身砼满足设计要求。
2、施工方案要满足经济上的可行性，并满足工期要求（根据施工进度计划，工期要求1个月内完成，工期相当紧张）。
㈡、解决问题思路
考虑到桩底有部分沉渣及部分桩身砼破碎问题，故采用增加抽芯孔。采用高压注浆方式，进行桩基补强。
经济性方面，采用高压旋切工艺及孔道压浆剂对桩基础进行补强，可大大减少资金投入，同时也不耽误工期。
三、科学技术内容
（一）材料特点
孔道压浆剂其主要特点如下：
1.流动性好：出机浆体流动度为10~17秒，30min后流动度不大于20秒，60min流动度不大于25秒；
2.无泌水，3h细泌水率和24h自由泌水率均为0；
3.膨胀性能优异；
4.膨胀量适宜；一天产生0~2%的膨胀，既拟补收缩，亦防止膨胀过大导致密室性下降；
5.膨胀时间适宜；膨胀主要产生在加水拌合后1~6h内，有利于灌注施工；
6.强度高；具有很高的早期强度的后期强度，7d抗压强度40MPa以上，28d抗压强度60MPa以上；
7.抗渗性能；硬化后浆体具有优异的抗氯离子渗透性能；28d电通量，小于2500c（参照ASTMC1202-97）；
8.可杜绝灌浆后因干缩造成孔内胶结不紧密的现象。
（二）施工原理
采用高压水对桩底沉渣及软弱层进行高压旋喷（定喷）切割，使其充填物削落形成松散或无泥质颗粒物，然后采用气举循环的方法进行清查，将削落的松散沉淀物全部清出桩身外，形成空腔，所有缺陷孔都连通。然后采用高标水泥配制水泥浆，下入管线到桩底部进行压力注浆，替换出桩底空腔里的清水，再通过孔口压力挤浆的方法使其与砼体及缺陷段紧密连接，从而达到补强的目的。
（三）施工工艺及步骤
1、加抽处理孔1个，距离缺陷孔40cm布孔。
2、高压旋喷切割：
将喷射器下入孔内桩底以下即持力层以下，并通过钻杆及高压管与高压泵连接，开动高压泵，同时使喷射器转动并缓慢上提，对桩底沉渣反复旋喷切割。有关施工参数如下：
旋喷压力：27~30MPa；
转动速度：10~20r/min；
提升速度：5~10cm/min
清水排量：80~90L/min
3、埋设井口管：
将桩顶表面杂物清除干净，在钻孔孔口埋置直径大于等于102mm孔口管，用水泥砂浆封口，等砂浆强度达2MPa后可转入下一步施工;
4、气举正、反循环清渣；
将清渣管下至孔底，并将风管入其内，从相串通的邻孔注入清水，开动空气压缩机，同时不停的提动气管管窜，利用气举正（或反）循环法将孔底沉渣或削落物等随水排出桩外。有关施工参数如下：
空气压力：0.6~0.7PMa。
空气排量：3-6m3/min；
反复进行步骤2、步骤3工作，必要时可同时进行，直至返出水较清且无砂为止。
5配制浆液：
按水灰比0.5~0.6进行配浆，采用52.5R普通硅酸盐水泥，加入1-2%FDN，预计每桩用水泥5-10吨，FDN粉5-20kg。
注浆：
下入管窜至孔底，每孔一条管窜，每条管窜接一台泵向孔内注浆，注浆压力1MPa，至孔口返出浓浆为止，如果沉渣清洗不干净，则采用高压旋喷注浆，注浆压力15MPa，注浆速度10cm/min，转速18r/min，每孔都进行旋喷，旋喷2~3遍，然后再进行注浆，注浆方法同前述。
井口压浆：
将井口压浆装置安装好后，开动压浆泵进行挤压浆。压力1~2MPa，当压力超过2MPa并稳定压达10分钟后停泵，并关闭井口候凝，至此，处理施工全部结束。
四、技术问题解决效果
桩基抽芯
通过抽芯检测，可见桩身混凝土为灰色，连续完整，断口拼好，压浆孔与混凝土胶结较好，砼芯呈长柱状。取上、中、下部的芯试样4组，测得其饱和抗压强度代表值均满足设计强度要求。桩底水泥浆抗压强度达60.3MPa，桩底无沉渣，岩质新鲜、坚硬，岩芯呈柱状、短柱状。满足设计要求。
五、技术总结
16-4#桩处理完毕经抽芯检测，可见桩身混凝土为灰色，连续完整，断口拼好，压浆孔与混凝土胶结较好，砼芯呈长柱状。取上、中、下部的芯试样4组，测得其饱和抗压强度代表值均满足设计强度要求。桩底水泥浆抗压强度达60.3MPa，桩底无沉渣，岩质新鲜、坚硬，岩芯呈柱状、短柱状。满足设计要求。
施工工期也仅为20天，比返工处理节省约30天时间，大大地缩短了工期；补强处理全过程费用不超过20万元，其经济性效果显著，比返工处理能节省约50万元；同时未对周边环境产生破坏，对农业和渔业生产无任何影响，达到了环保目的。
1、通过处理，证明了孔道压浆剂在桩基缺陷处理方面的应用是可行的。
2、桩基缺陷部位清洗时旋喷压力宜控制在：27~30MPa； 转动速度：10~20r/min；提升速度：5~10cm/min 清水排量：80~90L/min；压浆时压力泵压力宜控制在1~2 Mpa。
3、按水灰比0.26~0.28进行配浆，采用42.5R普通硅酸盐水泥，加入10%压浆剂，出机浆体流动度为10~17秒，30min后流动度不大于20秒，60min流动度不大于25秒；
4、桩基处理时布孔位置应尽量根据抽芯显示的缺陷部位进行围绕式布置，但为控制高压注浆过程浆液不外泄污染环境，孔位应尽量离桩边20~30cm，同时在注浆过程密切注意周边地表情况，若发现有浆液外泄情况应马上暂停该孔压浆，转到其他孔位压浆，直至所有压浆孔均冒浓浆为止。
结束语：通过在本项目桩基补强中对孔道压浆剂的运用，证明了孔道压浆剂不仅适用于预应力工程压浆，其良好的工程特性（强度高、流动性好、微膨胀）使其同样适用于某些补强工程，是在材料应用方面的创新。
参考文献：
[1]公路桥涵施工技术规范
论文作者:吴泽华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年1月
论文发表时间:2017/4/18
标签：孔道论文; 柱状论文; 沉渣论文; 组分论文; 桩基论文; 抗压强度论文; 压力论文; 《建筑学研究前沿》2017年1月论文;