摘 要:本文结合工程实例,对桩基应用高压旋喷法技术加固进行了分析,可供大家工程技术参考!
关键词: 高压旋喷法；桥梁钻孔灌注桩；承载力不足；加固
一、工程概述
某座大桥属于连续PC简支梁桥，共有24个桥孔，东西两座副桥对称分布，桥面的宽度为32米，桥梁上部结构分为两种，即50米跨径简支T梁以及跨径为20米PC简支空心板；下部结构主要为薄壁式桥台，桩基础为1.2米的钻孔灌注桩。该桥初建于九十年代末，2015年对桥进行全面的检测。通过检测发现，桥梁桩基础多处存在沉降现象；桥墩由于开裂而出现一定的倾斜，侧面有横向裂缝。在2016年，在加固施工前，对该桥梁进行复核检测，发现沉降、开裂问题进一步严重，给桥梁运行埋下了较大的安全隐患。
二、病害原因及加固方案
（1）产生病害的原因。经过详细的测量计算以及实际调查，可以对该桥做出以下几个方面的评价：桥墩侧面有裂缝存在，裂缝的长度在15厘米到50厘米之间，裂缝宽为0.05毫米到0.15毫米；在现场勘察中，发现与裂缝存在的桥墩相邻的几个桥墩倾斜现象更为严重，并且倾斜的方向与裂缝方向一致，在测量中发现，内桥墩墩柱下沉大约5厘米左右，经过计算，原墩柱在设计何在下，承载力、抗裂性等都能够满足相关要求。如果假设桩基发生不均匀沉降，且沉降的高度为5厘米，以此进行相关的计算，发现墩柱内侧存在6Mpa到8Mpa的拉力，与墩柱抗裂要求不符。假设的情况与桥梁实际开裂情况基本吻合，说明正是由于桥墩桩基不均匀沉降导致横向裂缝的产生。
对桩基进行地址勘察发现，将不均匀沉降发生的原因归纳为：本桥位于河流三角洲冲击区，具有局部风化剥蚀现象。另外，该地区的水文地质较为复杂，具有较为复杂的地质构造，裂隙、溶槽、溶洞，同时在场地内存在岩溶等不良地质条件，给桥梁桩基施工造成极大的影响，在施工前如果不能对这些不良地质进行有效的处理，就会导致桩基施工无法达到预期的效果。在复核检测中发现，桩基承载力下降严重，亟待进行加固。
高压旋喷法技术成熟，在地基加固上已广泛应用，地基加固后效果显著，施工方便。因此我们在施工时采用桩周高压旋喷法对桥梁钻孔灌注桩进行加固来提高桩基的承载力。
三、高压旋喷水泥桩加固原理
旋喷注浆法是一项发展中的地基加固技术，用途广泛，加固地基的质量可靠而且效果好，已经成为我国常用的地基处理方法之一。
原理：旋喷注浆法是利用工业钻机将旋喷注浆管置于预计的地基加固深度，借助注浆管的旋转和提升运动，使用很大的压力，形成能量大，产生高速的喷射流，喷射流连续集中作用在土体上，释放出来的压应力和冲蚀等多种因素作用在很小区域内产生效应，对从粒径很小的细粒土到含有颗粒直径较大的卵石、碎石土均有巨大的冲击和搅动作用，使注入的浆液和土拌合凝固成为新的固结体，从而改善地基承载力。
用旋喷法加固桥梁墩台基础，一般是因为墩台基础在设计或施工中存在某些缺陷，对地基的实际承载力估计不足，已发生构筑物正常使用时所不允许的下沉。加固的方法一般都是在墩台基础的襟边或底板打下钻孔，旋喷形成圆柱形固结体，并和原基础联成整体，增加地基的承载力，达到加固的目的。用旋喷法对旧桥墩台进行加固时，原有桥梁的全部重量都是已压在原有地基上。地基是在承受着构筑物已有的全部重量情况下进行加固施工的。
三、 高压旋喷水泥桩施工工艺及注意事项
（1）桩周旋喷桩施工工艺
1) 施工前应根据现场环境等情况，复核高压喷射注浆的设计孔位。为使旋喷范围到达原桩桩周, 旋喷孔应尽量靠近原桩壁。
2)高压喷射注浆的施工参数应根据土质条件、通过试验或根据工程经验确定，并在施工中严格加以控制。
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3) 高压喷射注浆的水泥浆采用32.5R普通硅酸盐, 水泥水灰比为0.9:1, 每米水泥掺入量不小于220kg。桩身强度不小于3MPa。为使旋喷桩早日受力, 应加入适量的早强减水剂，早强减水剂的使用必须符合国家标准《混凝土外加剂》(GB8076-1997 )的有关技术指标要求。
4) 旋喷采用双管复喷工艺, 即先喷一遍清水, 再喷一遍水泥浆。喷水压力不小于20MPa, 喷浆压力24～26MPa, 提升速度18～20cm/min, 旋转速度20～25r/min。高压喷射注浆的施工工序为机具就位、贯入喷射管、喷射注浆、拔管和冲洗等。
5) 喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于50m，钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水及漏水等情况均应详细记录。
6) 当喷射注浆管贯入土中，喷嘴达到设计标高时，即可喷射注浆。在喷射注浆参数达到规定值后，随即按设计要求，提升喷射管，由下而上喷射注浆。
7) 高压喷射注浆完毕，应迅速拔出喷射管。
8) 应采用速凝浆液及跳孔喷射措施，以防喷射过程中被加固桩产生附加变形和桩基与土层间出现脱空现象。同时，应对建筑物进行变形监测。
9) 施工中应做好泥浆处理，及时将泥浆运出或在现场短期堆放后作土方运出。
10) 施工中应严格按照施工参数和材料用量施工，并如实做好各项记录。
11) 为防止施工过程中因桩周土的液化作用而减小桩基承载力，危害桥梁安全，桩周旋喷应间隔跳开施工，不能同时进行。进行旋喷施工时先间隔旋喷一半，待其达到一定强度后再旋喷空隙里的另一半。旋喷过程中要求封闭桥上交通，并加强对桩基沉降的检测，一发现桩基产生异常沉降，须立即停止施工，待研究采取有效措施后再进行下一步的施工。
（2）桩周旋喷桩施工注意事项
高压喷射注浆处理地基时，在浆液未硬化前，有效喷射范围内的地基因受到扰动而强度降低，容易产生附加变形。因此在处理时，应防止施工过程中，在浆液凝固硬化前导致建筑物附加的下沉。通常采用控制施工速度、顺序和加快浆液凝固时间等方法。为使旋喷桩早日达到强度对桩基产生加固的效果，水泥浆中加入适量的早强剂。
在水中的桩基需要回填围堰到河床面后再进行旋喷施工。
旋喷桩施工过程中应采取有效措施保证钻孔的垂直度。同时还要防止遇到孤石造成卡钻事故的发生，遇到孤石应采用地质钻机将孤石钻穿再进行旋喷桩施工。系梁底下的旋喷桩也采用地质钻孔等方法在系梁钢筋空袭内钻穿混凝土成孔后在进行旋喷施工。
当遇到塌孔时，要使用粉泥浆护壁再进行钻孔喷浆。在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆异常时，应立即停止施工，查明原因并及时采取措施。严格控制喷浆时间，防止水泥失效。
对旋喷桩的检验时间应在喷射注浆后28d进行，以防由于固结体强度不高，因检验而受到破坏，影响检验的可靠性。
四、结语
综上所述，高压旋喷技术在地基加固作业中能够发挥巨大的优势，能够提高地基基础的承载力，同时也能节约施工成本。经过我们广大工程技术人员的精心组织施工，本加固工程的桩基加固现已顺利完成，经过静载试验检测，加固效果明显，确保了桥梁的安全运行。
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论文作者:潘献文
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/9/10
标签：桩基论文; 高压论文; 地基论文; 桥梁论文; 承载力论文; 钻孔论文; 注浆论文; 《城镇建设》2019年第14期论文;