灌注桩后注浆工艺在高速公路桥梁桩基施工中的应用

　　摘要：结合某高速公路大桥工程实例，分析了灌注桩后注浆在高速公路桥梁桩基中的施工工艺，并对其施工效果进行分析，得出了有用的结论。
　　关键词：灌注桩后注浆；桥梁桩基；施工工艺
　　
　　灌注桩后压浆技术是有效提高灌注桩单桩承载力的一种施工技术。虽然国内外已有采用后压浆技术减少桩基沉降的工程实例，但目前对于灌注桩后压浆技术的作用机理的认识尚没有明确的理论依据，相关的学术性研究较少，对后压浆灌注桩的承载力计算也没有明确的规范。展开灌注桩后压浆施工技术在高速公路桥梁桩基施工具有重要的理论意义和工程应用价值。
　　1工程概况
　　某高速公路大桥后注浆钻孔灌注桩位于某河西岸的一级阶地上，地层除局部覆盖第四系全新统人工堆积层外，其余均为第四系全新统冲积层。其试验桩地段的工程地质情况下：
　　(1)第四系人土填土层
　　素(杂)填土:灰褐色，松散，稍湿，成份以碎石、黏性土、混凝土及生活垃圾。淤泥:深灰色，黑色，流塑，含大量有机质，以塘淤泥为主。耕植土:灰黄色，灰色，松散，以黏性土为主。
　　(2)第四系全新统泻湖积层
　　粉质黏土1:灰黄色，褐灰色，软塑，局部硬塑，局部为黏土，含较多铁锰质结核，豁结性较好，地基基本承载力为120kPa。粉土1:灰色，稍密，饱和，夹粉质薪土薄层，含少量云母碎屑，地基基本承载力为90kPa。淤泥质粉质黏土:灰色-深灰色，流塑，局部软塑，局部夹粉土薄层，具腐臭味，地基基本承载力为80kPa。粉土2:灰色，稍密，饱和，含少量云母碎屑。地基基本承载力为100kPa。粉质黏土:灰色，流塑一软塑，有异味，夹薄层状粉土，含有机质。地基基本承载力为100kPa。
　　(3)第四系上更新统泻湖积层，冲海积层。粉土:灰色，中密，饱和，夹粉质豁土薄层，局部含较多粉砂。地基基本承载力为150kPa。粉质黏土:褐灰色，软塑，夹粉土，粉砂薄层。地基基本承载力120kPa。粉砂:青灰色、灰色，中密-密实，饱和，局部夹粉质黏土、粉土薄层，局部夹少量细砂和中粗砂。地基基本承载力150kPa。
　　2施工方法的选择
　　注浆次序是后注浆施工的关键，一般的原则是从加固区域的外围进行围、堵、截，内部进行充填、挤压，以获得较好的注浆效果，从而达到加固的目的。注浆次序分为平面次序和深度次序。
　　平面次序选择包括（1）以注浆孔群为单位的注浆次序；（2）以堵水、防渗为目的的帷幕注浆施工次序，该施工工序就是逐渐缩小孔距，即钻孔逐渐加密；（3）加固地基为目的的施工次序采用，该次序施工的特点是插孔注浆挤密，最后逐渐压实“围、挤、压”，即先将注浆区圈围住，有利于保证注浆重量。
　　深度次序包括(1)自上而下式注浆；（2）自下而上式注浆。
　　3灌注桩后注浆施工设计
　　该工程采用1.0m钻孔灌注桩，桩入粉土中40.0m，且桩体上端须穿过lO.Om厚的淤泥质粘土。单桩有效长度48m，单桩承载力设计值4500kN。由于地质条件限制，需要用桩底注浆进行加固以提高桩基承载力。注浆的具体设计值如下:
　　(1)注浆压力控制：注浆压力不超过2.5MPa，一般控制在1-2.0MPa内。根据工艺要求，注浆管开塞压力为4.OMPa。如果注浆压力超过3.OMPa，要采用稳压间隔式注浆工艺，稳压静置间隔时间不少于10min后停止注浆。注浆时，注浆管接上单向阀，再接高压注浆软管，注浆完毕关闭单向阀，待水泥浆不外喷时卸下。
　　(2)上抬位移控制：一般说来，在桩端压力注浆时会产生较明显的桩顶.上抬现象，桩顶上抬量不宜过大，根据实践经验宜控制在0.530mm左右。
　　(3)注浆量：本工程每根桩后注浆工法施工注浆控制标准工艺参数是:水泥用量3t;注浆浓度水灰比0.50.6；注浆速度20-40L/min；若注浆过程中出现返浆，可停止30min-60min后再注，再注再返浆再停注，直至达到设计注浆量。当桩底土层为砂性土时，配制水泥浆水灰比宜为0.5，桩底土层为粉土时，水灰比宜为0.6。
　　4施工效果分析
　　4.1施工准备
　　1)对于已浇注完成的桩顶标高合适的桩，先凿除桩顶的松散破碎层和低强度混凝土，桩顶面应水平、平整，设置钢筋网片3-5层，间距80-15Omm；2)如果桩顶距离地面比较深，需要施工单位进行接桩处理，至桩标高距地面以下一米左右，如原桩身露出主筋长度不够时，应通过焊接加长主筋，各主筋应在同一高度上，按规定焊接;桩顶面应水平、平整，设置钢筋网片3-5层，间距80-15Omm；3)对于尚未浇注的检测桩，灌浇时可以直接浇到桩顶距地面下lm的位置；顶面应水平、平整，设置钢筋网片3-5层，间距80-15Omm。
　　4.2施工效果
　　选取两根典型桩的荷载一沉降曲线，如图3所示。其中一根为未注浆的桩，另一根为经过注浆加固的。
　　
　　图3注浆前后基桩承载力实施结果
　　结果表明:注浆桩的极限承载力为7000kN，未注浆桩的极限承载力为5OOOkN，注浆加固后基桩极限承载力提高40%。可见，后注浆加固对提高本工程基桩承载力是有效的。
　　对应于未注浆桩极限承载力5OOOkN时，注浆桩和未注浆桩的沉降量分别为9mm和2mm，可见后注浆技术能提高桩基控制变形的能力。
　　5结束语
　　通过以上工程实例分析表明：
　　（1）注浆施工采用孔口封闭分段式自上而下分序施工的注浆工艺。该施工工艺能逐渐提高注浆压力，不仅能保证注浆质量，还能防止抬动、漏浆等事故。
　　（2）注浆法加固桥梁桩基控制沉降在经济性、可行性和时效性上有优势。
　　（3）灌注桩后注浆工法是我国近年来开发成功的一种桩基施工新技术，固化了桩基虚土和地基土，工程质量稳定性好；提高了桩基承载力，降低了沉降量；施工设备较简单，方法易于掌握、费用低缩短工期；需向地面排浆，无振动无噪声，文明施工，提高了社会、经济、环境综合效益，具良好发展前景。
　　参考文献：
　　[1]薛韬.用灌浆法提高桩基地承载力[J].地基处理，1992(4).
　　[2]傅旭东，于志强等.钻孔桩桩底、桩侧后压力灌浆试验[J].工业建筑2000(4)
　　[3]王旭，于志强.桩底压密灌浆提高钻孔灌注桩承载力[J].建筑结构，1998(11)