中铁十五局集团城市建设工程有限公司 河南省洛阳市 471000
摘要：在桥梁桩基补强中，应用高压旋喷注浆技术可以起到良好的补强效果。本文首先对高压高压旋喷注浆加固机理进行阐述，然后结合我国揭惠高速公路K11+730中桥设计的实际案例，对高压旋喷注浆在桥梁桩基补强中的实际应用进行分析。
关键词：高压旋喷注浆；桥梁桩基补强；桩基补强方案
前言
高压喷射注浆法具有实用范围广、施工简单、固结体形状可控、浆材来源广、固结体渗透系数小、桩身强度高、环保效果好等优点，其本身是利用钻机将带有喷嘴注浆管钻进到制定位置，利用高压设备，以20~40MPa的压力将浆液与水从喷嘴中喷射出，让土体得到破坏，让土颗粒与水泥浆得到重新排列的工艺手段。
一、高压旋喷注浆加固机理
高压旋喷注浆的成桩作用旋喷时，高压射流旋转边会缓慢提升，切削破坏周围的土体，而被切削下来的土颗粒会被喷射浆液予以置换，因为液流作用，会将其带到地表，而在离心力、喷射动压和重力作用下，其余土颗粒会依照质量在横断面进行重新分布，在凝固之后，会形成一种渗透性小、强度高的土网格结构。其加固作用包含了剪切破坏、搅拌混合、置换、压密填充和固结。
二、工程实例
（一）工程概况
该工程在揭惠高速公路，其中A1标点位于揭阳市榕城区仙桥镇路禄宜村，和省道S234线相接，路线为南北走向，途径湖心村，终点为普宁市麒麟镇莲溪村。在K11+730中桥设计中，采用了1*20m预制小箱梁的上部结构，扶壁台接承台接群桩基础的下部结构。钻孔灌注桩的桩基础，性质为端承桩，0#、1#台是双排桩基础，为左右幅布置，各6根桩基布置，合计共24根。
其中0#-1、0#-2、0#-4、0#-7桩基利用了冲击钻机成孔工艺，设计桩长是16.7m、桩径是1.3m，混凝土灌注时间是2015年1月4日至2015年7月17日，在2016年1月15日到2016年3月5日，利用钻孔取芯检测方法完成检测工作，每根桩基抽芯的检测各钻取2个孔。经过抽芯，可以发现0#-1桩基抽芯第一孔桩底下0.60m是微风化花岗岩，其余是土状强风化花岗岩；第二孔桩底下约1.0m是微风化花岗岩，其余是土状强风化花岗岩；0#-2桩基抽芯桩底下是中风化花岗岩，岩芯较破碎，整体为灰黄色的块状结构，层厚为1.5m，裂隙较发育，持力层不对端承桩设计要求予以满足；0#-4桩基抽芯桩底下为中风化夹强风化花岗岩，持力层不能对端承桩设计要求予以满足；0#-7桩基抽芯第1孔桩底下为0.3m中风化夹强风花岗岩，易碎；其下为中风化花岗岩，岩芯完整多呈长柱状，第2孔桩底下中风化花岗岩，岩芯完整多呈长柱状，持力层不能对端承桩设计要求予以满足。
（二）处理方案
为了尽量利用已经施工完成的结构，在0#-1、0#-2、0#-7、0#-4采取注浆方案可以让持力层要求得到满足，具体布置为图1.
图 2 桩基加固补强施工流程图
结合图2，在高压旋喷注浆流程中，需要做好孔位布置、安装钻机等多种工作。利用高压清水旋喷切割和气举反正清渣的循环进行，可以确保整个桥梁桩基补强工作可以顺利进行，在确定注浆方案之中，需要围绕此注浆补强方案进行施工。值得注意的是，在符合地基中，桩侧摩阻力会因为深度的增加而减小，桩侧摩阻力在一定深度下可以视其为零，那么设和桩体泊松比有关变形参数是，桩变形模量是，土变形模量是，那么临界深度桩长，也就是有效桩长。其中和桩体泊松比相关的变形参数为附加应力与土变形模量的比值，通过相关技术参数进行带入，可以发现在此工程中，其技术使用均符合要求[2]。
首先，需要增加孔位，便于彻底清渣，需要进行扫孔和通孔工作，对各种缺陷抽芯孔孔深和缺陷段位置进行落实，利用扫孔和通孔手段，让孔内没有杂物出现，让钻具上下更为畅通；然后，需要将0.3m孔扩孔到110mm，然后将100~108mm孔口管埋入，管长为0.5m，大约比地面高出0.2m。利用水泥砂浆，可以封固孔壁和孔口及管之间的环空，在强度为3MPa时，可以不回发生泄漏状况，将闸门开关安上；之后，在抽芯孔内下入高压旋喷管，然后利用高压水旋喷清洗和切割已经揭露的各类缺陷段，依照抽芯资料中缺陷段深度来上下各加0.2m，让切割段深度得到确认，减少深度误差，进行气举排渣，在切割清洗时，每一缺陷切割的时间都在2h以上，直到水清砂净为止，高压水旋喷切割施工的压力在20MPa以上，旋转速度在15r/min之下，为从上到下的反复切割，在气举排渣施工时，压力是0.6~0.7MPa，水量是3~6m3/min；接着，需要进行注浆工作，针对孔底实际情况进行选择，如果有粗碎屑，那么需要利用高压旋喷注浆，进行孔内静压工作，然后利用压实注浆，如果没有粗碎屑，那么可以直接利用压密注浆，其浆液的配置为525#普通硅酸盐水泥配制而成，加入0.3%~0.4%的高效减水剂和0.1%的铝粉，注浆施工的水灰比是0.6，在进行高压旋喷时，水灰比是1.0，在进行压浆工作时，水灰比是0.45，采用的主要设备为高压泥浆泵、旋喷钻机、空压机、注浆泵、水泥搅拌机和清水泵，在孔口压浆工作完成后，需要在终凝前进行补浆；最后，需要对施工效果进行检验，经过检验，此种方案在桩处理时间和处理成本投入上都相对较小，利用水泥浆液，可以让桩身缺陷段中空间得到有效填充，让桩缺陷部位得到加强，让桩身完成性得到增强，对于承载力具有明显提高作用。
结论：综上所述，利用高压旋喷注浆技术，在揭惠高速公路K11+730中桥设计中起到了良好的补强效果，为确保其补强质量，需要保证钻孔成孔深度满足相关要求，且需要经过检验之后才能使用水泥等材料，注浆的压力与时间需要结合具体情况进行计算，让水泥浆对土体的渗透更为充分。
参考文献
[1]陈乐求，郑美田，左文贵.高压旋喷注浆在桥梁桩基补强中的应用[J].工程建设，2006，06：.
[2]陈东升.高压旋喷或压密注浆法在桩基缺陷处理中的应用[J].公路与汽运，2004，01：.
论文作者:林高峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/26
标签：桩基论文; 高压论文; 注浆论文; 花岗岩论文; 补强论文; 缺陷论文; 中桥论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;