橋梁施工中樁端后壓漿技術

丁啟斌

（上饒市鉛山公路事業(yè)發(fā)展中心，江西上饒 334500）

0 引言

樁端后壓漿技術是橋梁樁基加固的主要方法，該技術的應用原理主要是在成孔工序完畢后將壓漿系統(tǒng)布設到鋼筋籠，在水下灌注混凝土達到技術標準后，利用壓漿管路將水泥漿液灌注到規(guī)定部位。同時，利用設備對漿液進行加壓處理，漿液在壓力作用下通過擴充、壓密、固化形成穩(wěn)定的整體結構。通過樁端后壓漿施工后地基持力層的結構性能會得到提高，單樁承載性能也會得到加強，進而滿足橋梁基礎工程的施工要求。

1 項目背景

某橋梁工程全長970m，為混凝土空心板梁工程，由于該橋梁的建設時間比較早，目前橋梁基礎不穩(wěn)定，需要對其進行拼寬處理。在具體施工環(huán)節(jié)為盡量避免沉降問題，施工過程中在選擇鉆孔灌注樁技術的基礎上采用樁端后壓漿施工方式以提升樁基的穩(wěn)定性。

2 樁端后壓漿施工準備

2.1 壓漿設備及相應裝置

2.1.1 壓漿設備及相應裝置：注漿泵、壓漿管道、漿液儲存設備及壓力表等。注漿壓力泵運行期間，需要聯(lián)合應用卸荷閥，確保將設備運行壓力控制為8～9MPa，注漿作業(yè)時，流量不得超過60L/min。

2.1.2 壓漿設備裝置應根據(jù)設備運行要求及工程施工標準，選擇合適的配件以確保設備出現(xiàn)問題時能夠及時更換。壓漿密封鋼管是重要的配套設施應滿足如下要求：采用無縫鋼管制作，尺寸為φ57×3.5mm，長度按照現(xiàn)場情況截取。在壓漿管的下部需要鉆孔處理，通常沿著圓周方向進行鉆孔，設置三層鉆孔，每一層有4 個直徑為8mm 的鉆孔，為12 個鉆孔，相鄰孔間距為30mm。在后壓漿裝置設計階段，需要最樁端注漿系統(tǒng)進行分析明確系統(tǒng)結構。一般而言針對漿密封鋼管主要采用的三角形的方式進行布設，并且保證布設均勻性；如果采用四根鋼管的形式設計為正方形，通過卡扣進行連接固定設定在鋼筋籠的加強筋內側可以上下移動。

2.2 水泥漿液的配制及控制要點

對于鉆孔灌注樁而言，水泥漿液的配制尤為重要，其關系到整個工程結構的質量和性能，施工過程中必須加強對此環(huán)節(jié)的監(jiān)督管控。在水泥漿液的配制中水泥材料選擇為標號42.5 及以上的亞泰水泥。技術人員需要進行嚴格的試驗檢測，落實好配合比的控制工作，且經(jīng)過全面檢驗合格后才能進入水泥漿液的配制環(huán)節(jié)。根據(jù)相關施工經(jīng)驗確定水泥漿液的各項指標如下：初凝時間為3～4h；稠度為17～18s；7d強度≥8MPa。在水泥漿液制備階段需要按照比例添加水，而后按照設計要求添加外加劑，外加劑采用JLWT 型壓漿劑，經(jīng)過充分的拌和后放入水泥材料。在漿液制作時需要嚴格落實攪拌制作流程，一般來說漿液制作時間控制2min 左右，制作過程需要保證水泥漿液流動性合格，沒有存在離析、沉淀等問題。此外，在水泥漿液存儲到儲漿筒之前，需要應用16 目過濾紗進行過濾處理，以2 次為宜避免因為存在異物而導致管道堵塞的問題。

2.3 壓漿材料及壓漿設備的試驗檢測

壓漿材料選擇需要按照國家標準以及設計方案的要求選取，材料的性能和指標參數(shù)要符合工程要求。壓力表定期檢定檢測，組織有資質的部門進行檢查，符合精度標準才能投入使用。壓漿管路進行編號，且在現(xiàn)場設施標識牌進行管理。在開展水試驗以及水泥漿液之前需要做好管路以及接頭的檢測，必要時開展耐壓試驗。試壓環(huán)節(jié)采取分級緩慢升壓的方式，最終的壓力為注漿壓力的1.5 倍以上并做試驗檢測。對高壓設備進行全面的檢查達到設備運行的標準。水泥、外加劑準備充足，壓漿前運輸?shù)浆F(xiàn)場，并做好現(xiàn)場加入比例控制加入比例符合精度要求。

2.4 注漿量的確定

注漿量為每根鉆孔灌注樁從開始壓漿到最終停止壓漿的整個環(huán)節(jié)所使用的水泥漿液體系，按式（1）估算：

式（1）中：K 為綜合影響系數(shù)，取值在1.0～1.5 之間，地層松散范圍較大的區(qū)域，K 值取值則越大；地層密實比較小的區(qū)域，鉆孔速度比較深區(qū)域，K 取則越?。籐 為注漿的高度；F 為樁低截面面積。該項目設計單樁的注漿量為3×樁端截面面積(t)。

3 樁端后壓漿工藝流程與要點

3.1 樁端后壓漿施工工藝流程

樁端后壓漿施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 工藝流程圖

3.2 樁端后壓漿施工工藝控制要點

在該項工作開展階段想要切實提高施工質量，需要從以下幾個方面做好控制：

3.2.1 泥漿護壁成孔質量控制，確保達到設計方案與技術標準。

3.2.2 壓力注漿管道通常要固定到鋼筋籠內側，隨著鋼筋籠同步下放到樁孔內。

3.2.3 水下灌注混凝土的環(huán)節(jié)，當混凝土結構強度滿足設計標準75%之后可以通過壓力設備，對管道進行水泥漿液灌注。

3.2.4 在漿液壓入施工中，應用三次循環(huán)的方式做好施工控制，管路采取均分設置的方式進行，壓漿進度按照40%、40%、20%的進程開展施工。如果存在管道堵塞的問題，沒有壓入的漿液應該重新計算分配，使其達到均勻性的要求。

3.3 樁端后壓漿施工控制要點

壓漿管道在安裝施工前，需要及時進行清理處理，管道內部不會有任何雜質等影響工程質量。在安裝施工前,需要做好管道密封位置的控制，采用細目砂紙進行打磨處理，然后利用橡膠袋進行密封處理，保證密封性滿足相應的標準要求。同時,還需要進行注水加壓試驗檢測，避免滲漏問題出現(xiàn)。一般來說,注漿管按照鋼筋籠下放的位置進行下放，鉆孔灌注樁在澆筑工作結束的24～48h 內通過壓力注漿泵直接灌入清水沖開樁端到單向閥。每日開啟管道進行一次檢查，每下入一節(jié)鋼筋籠，需要在壓漿管道內注入清水，以檢測密封性是否合格。如果經(jīng)過檢查存在管道滲漏問題應及時返工處理，直到全部合格為止。

在樁端后壓漿施工中進行如下控制：水泥漿液使用量、壓力嚴格控制，壓入的水泥漿液量為主要控制參數(shù)，注漿壓力作為輔助控制方式。如果壓漿施工壓力達到規(guī)定壓力的要求，應保持5min 左右，確保注入漿液量在80%即可合格。樁端后壓漿施工環(huán)節(jié)做好壓力控制，綜合分析地質條件、注入點深度控制，結合不同地質條件控制，從而達到總體性能的標準要求。

4 樁端后壓漿施工技術保障措施

其一，樁身結構質量合格，符合設計方案與技術標準要求。成孔后檢查沉淀厚度、傾斜度、孔深度、泥漿比重、鋼筋籠性能與尺寸、混凝土強度等。鋼筋籠在現(xiàn)場安裝中為了確保不會損壞管路結構，不能強行下降，如果遇到阻力應及時做出調整。

其二，在連接承壓接頭施工的階段要做好相關的焊接控制，確保連接質量具備合格，使得性能達到相應的標準需求，避免鉆孔灌注泥漿進入管路時出現(xiàn)漏漿等問題。

其三，通過壓力清水的方式以完全清洗處理，管道通暢性符合要求。如果在施工中，由于管內存在一定壓力，因此要做好閥門的控制，避免閥門打開過快會導致漏漿以及水流的情況出現(xiàn)。

其四，樁端后壓漿工作開始之前，對管道進行全面的檢查，符合通暢性要求的管道數(shù)量至少為3 根，壓入的水泥漿液材料量符合工程的要求，嚴格進行計算控制，達到數(shù)據(jù)精度的要求；在施工的過程中若存在只有兩條管路是暢通的現(xiàn)象，此時應壓入水泥量增加10%左右，同時還要確保兩條管路壓入漿液量是均衡的，以灌注樁施工要求；假如存在只有一條管路是暢通的限制，則需要將另外一條管路轉通，一般而言,在聲測管以及壓漿管布設的階段中，要將其插入土層50cm 以上的深度。在施工環(huán)節(jié),為了能夠符合施工的要求，要做好壓漿管路嚴格控制，做好現(xiàn)場的全面管理與控制。

其五，在水泥漿液注入時，通常需要在灌注水下混凝土結束后的3～7 天進行。這個時間段并不是固定的，要結合現(xiàn)場的具體情況，經(jīng)過鉆孔灌注樁全面的超聲檢測后，才能開始進行。

其六，水泥漿液配制環(huán)節(jié)，根據(jù)配合比的要求制作，不能隨意變更技術參數(shù)，否則容易導致結構性能下降。

其七，水泥漿液的壓入施工中，一旦存在施工不正常的情況，比如壓力注漿泵的壓力參數(shù)存在突然升高或者突然下降的情況，現(xiàn)場施工部位存在冒漿的情況，需要及時停止壓漿施工，經(jīng)過檢查確定形成原因并解決處理后，才能繼續(xù)壓漿施工。

其八，樁端后壓漿現(xiàn)場施工管理極為重要，組織專人進行施工參數(shù)記錄工作，比如壓漿施工的起始時間、壓漿施工量、壓力表參數(shù)等，同時還應該檢測鉆孔灌注樁的上抬量，通常需要監(jiān)理工程師進行旁站監(jiān)理，以確保各個環(huán)節(jié)的質量合格。

其九，最后一次注漿結束后，經(jīng)過現(xiàn)場質檢人員、監(jiān)理工程師全面檢測，并且確認簽字后，才能結束施工。

其十，在每一根鉆孔灌注樁施工環(huán)節(jié)，都要按照要求制作水泥漿液試塊，并且做好養(yǎng)護、備檢工作，以確保結構的性能和質量合格。

其十一，群樁樁端后壓漿施工作業(yè)環(huán)節(jié)，后壓漿施工按照先外側、后內側的順序進行，同時要間隔樁體順序施工。每一根樁體在灌注施工時，需要確保在周邊20cm 的范圍內，鉆孔灌注樁已經(jīng)全部完善水下混凝土灌注施工。

5 注意事項

第一，為了使樁端后注漿工程的質量合格，嚴格落實樁基礎結構垂直度控制在，鋼筋籠制作符合工程現(xiàn)場標準，并且落實樁底沉淀層厚度控制，通過二次清孔方式施工，孔底殘渣清理干凈；禁止應用加大孔徑的方式取代清孔作業(yè)，并且把壓漿U 型管放入樁底基部，滿足現(xiàn)場施工標準；鋼筋籠下放環(huán)節(jié)，整個施工管路都達到密封性的要求，不會有外部漿液進入管道內。第二，壓漿作業(yè)環(huán)節(jié)，如果發(fā)生壓力快速升高或者快速下降的情況，需要立即停止壓漿作業(yè)施工，及時分析形成原因，并且采取措施解決處理，才能繼續(xù)開始壓漿施工。組織專業(yè)技術人員開展現(xiàn)場記錄工作，各項技術參數(shù)嚴格記錄與管理。監(jiān)理工程師做好現(xiàn)場監(jiān)督與觀察，漿液全部填充到管道內。第三，為了預防施工中出現(xiàn)漿液污染環(huán)境的情況，應該選擇現(xiàn)場保護性措施，并且落實管道封閉處理，且應用密封容器運輸漿液，不會發(fā)生泄漏等問題；施工中存在剩余漿液的情況，不能隨意傾倒，應合理處理。第四，為了避免現(xiàn)場發(fā)生嚴重的安全事故，禁止任何非作業(yè)單位人員進入現(xiàn)場，并且現(xiàn)場人員必須佩戴安全帽等設施。

6 技術措施

其一，后壓漿施工中，因為不可抗力因素導致施工終端，需要立即查找形成原因，選擇合適的應對措施，能夠快速恢復注漿，不會影響施工的效果。如果進漿量與中斷前相差不大，可以確保漿液稠度合格；如果兩者相差較大，應逐級增加漿液的稠度。其二，在現(xiàn)場如果存在壓漿梁不能達到停壓標準的要求，可以進行壓力的調節(jié)，通過降低壓力方式以減緩流動速度，以加速顆粒物的沉積；根據(jù)經(jīng)驗降低水灰比，漿液流動速度合格；漿液中加入必要的速凝劑，縮短凝結的時間；通過間歇壓漿的方法，有效地增大沉積速度，提高漿液的注入質量。其三，開塞時間通常需要在樁基混凝土第一次灌注結束的24h 內進行，樁端壓漿存在塌孔的情況，要提前開塞處理，以確保后續(xù)的施工順利開展。

7 結論

通過對橋梁端后壓漿技術分析得出以下結論：

其一，樁端后壓漿施工技術提升持力層結構的性能，能夠將局部地質條件改善提高樁身荷載性能，達到樁基結構標準需求，具備較高的經(jīng)濟價值。

其二，采用端后壓漿方式，能夠避免樁基沉降變形問題出現(xiàn)，提高結構整體性。受到壓力的持續(xù)作用下，樁周土層密實度得到提升，壓縮變形不會超出規(guī)定的要求，也能夠避免在投入使用后出現(xiàn)豎向變形，結構性能良好。

其三，在注漿施工中，嚴格控制水泥注入量、壓漿壓應力、樁頂上抬量等數(shù)據(jù)信息，并且落實樁底管理控制措施，單樁承載力強。

其四，施工工藝簡單，操作方便，對人員技術要求不高，推廣成本較低。

其五，滿足多種土質條件的應用需要，提高樁基承載力均勻性。

其六，樁端后壓漿施工環(huán)節(jié)，極易存在堵塞、跑漿、冒漿等，技術人員對于現(xiàn)場要加強控制將相應的施工記錄完善，以便給后續(xù)工作開展奠定基礎。

其七，鉆孔灌注樁成孔質量良好，能夠提升基礎性能，可以為橋梁項目建設奠定基礎。