探究高压喷射灌浆技术在桥墩基础加固工程中的应用
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摘要：在建筑工程施工中，高压喷射灌浆技术具有成本投入低、具体使用时便于控制且易于掌握等优势，被广泛应用在多种建筑工程的施工中。本文在详细分析桥墩基础工程高压喷射灌浆技术基本要求的基础上，对桥墩基础加固的工程过程进行重点分析。论述了具体的工程施工基本步骤和措施。
关键词：高压喷射灌浆技术;桥墩基础加固;工程措施
在我国经济快速发展的引领下，交通运输行业的发展速度也在逐渐加快，桥梁等的基础加固工程的建设不断取得改进和发展，也得到了非常明显的效果。可是，近年来，由于交通运输量越来越多地增加，给公路桥梁带来了沉重的负担，致使桥梁发生沉降、出现裂缝等种种质量方面的问题，不利于桥梁的安全使用和缩短了桥梁的使用周期。因此，运用科学合理的技术，进一步加强桥墩的基础加固，使公路桥梁的工程质量更符合使用要求，更好地投入到使用中。
一、高压喷射灌浆技术的概述
（一）高压喷射灌浆技术的定义
高压喷射灌浆技术就是在一定深度的地层中，用钻机造孔，把带有喷头的喷射管的下面直到管孔内预定好一定的位置，在用以高压泵形成的高压浆液或者高压水形成高速度喷射的流束，把地层土体最大限度地进行冲机、切割、破碎，同时把水泥基质浆液填充、混掺在土体中，将原地层的结构组织和构成进行改变，再形成板墙状或者是桩柱的凝结体，它是一种用来增强地基承载能力和防渗能力的工程技术措施[1]。
高压喷射灌浆技术的优势是：第一，使用噪音小、占地面积不大、振动轻，周围环境受其影响不大;第二，在对地层土体强制破坏后，把静压灌浆无法完成的可灌性问题可以很好地解决，还能够形成外观良好的凝结体，能够在多个领域被广泛使用;第三，通过高压喷射灌浆过程构成的凝结体，能够很好地连接原来已有的灌注桩，这就使两者形成了一个统一的整体，使其连接更加的稳固。
（二）高压喷射灌浆技术的形式以及类型
依据工程地质条件和具体需要的不同，高压喷射灌浆技术的喷射方式也有不同，主要分为：旋喷、摆喷及定喷三种。每种方式都可以采用：单管法、双管法、三管法、多管法等形式[2]。
（一）进行桥墩台基础灌浆设计
1、高压灌浆的参数设计
对桥墩台桩基灌浆的参数设计，要具体根据桥墩地基的实际状况，在设计前，要进行详细的地质勘查工作，再以勘察结果为依据进行参数设计。在具体进行参数设计时，要把灌浆试验孔钻在桥墩桩基附近，以使灌浆在参数设计的多项指标要求下进行。依据灌浆试验，把灌浆后的试验孔的扩散半径测算出来，再把每一个桥墩灌浆孔的数量计算核实，另外，在结合桥墩桩基附近的含水量多少和土质优劣的基础上，把水泥浆的水灰比进行计算，最后把灌浆的各项基本参数确定下来[3]。
（1）设计灌浆压力参数
一般用分级升压法，设计压力大多为20-30mpa，使水泥浆液的有效扩散和对桥墩桩基附近的土层进行挤压。
（2）设计钻孔间距和计算浆液扩散半径
桥墩基础的加固具体进行设计时，一般把钻孔间距设定为1.5-2m，就能全面地保证桩基加固。在计算桥墩灌浆扩散半径时，已灌浆压力为20-30mpa为基础进行测量，在理论上确定扩散半径。
（3）确定浆液的水灰比
浆液水灰比一般是在1：0.5-1：2之间，通常灌注时运用单液水泥浆，不仅防止凝固阻塞现象的发生，还能使灌浆的程度得以保证。
2、桥墩桩基附近灌浆孔和孔序的设计
由计算得出，灌浆孔的最适宜间距为1.5-2.0mm，以梅花状的形式把灌浆孔布置在桥墩桩基周围，依据实际地质状况和撞击承载力进行灌注浆液孔的数量确定。为避免冒浆和串浆状况发生，防止注浆过程中，土层软化导致桩基承载力猛然降低，在钻孔时，就要采用对称和跳灌灌浆，进行下一次灌浆孔注液时要等上一批灌浆孔的灌浆液凝结[4]。
（二）桥墩的钻孔及灌浆施工
1、桥墩钻孔及灌浆施工工序
进行施工工序的基本原则是分序钻孔、分序灌浆的顺序，在桥墩施工前，要根据具体设计对注浆孔进行测量。
2、对注浆孔进行钻孔
大多情况下用XY-IA地质钻机对注浆孔钻孔，对桥墩台桩基进行抽芯钻孔时用半径为101mm的金刚石双管钻，依据具体的桥墩施工参数设计，用半径91mm的金刚石钻对桥墩台桩基的基岩范围加以深度钻孔，使桥墩台桩基与其基岩范围构成一定的顺序。在钻孔达到设计桩的端尾时，其基岩的深度不能小于3倍桥墩桩基直径，同时要确定钻孔深度不低于软弱层0.5M，保证施工过程的稳固性。
3、高压清水清洗切割
采用高压泵切割钻孔，高压泵生出的高压水喷射流可以对桥墩桩基层的底板段内的土层进行清洗切割。在进行高压清洗切割时，一般用的高压力为25-30MPa，慢速提升为5-10cm/min，转速为5-10r/min。同时在切割过程中，在进行清洗的桩基段内，切割必须要进行5次或者以上，还要使钻孔保持清洁，另外，在桥墩施工的桩基切割范围，要确保在顶层、底板上下都延伸1.mm或是以上[5]。
4、施工中进行高压灌浆
桥墩基础加固工程中，高压灌浆施工是非常重要的环节，在准确分析桥墩桩基的软弱层如何分布的情况基础上，运用正确的注浆方式。灌浆的参数设置是：注浆的提升速度是10-15cm/min，注浆的流量为60-70L/min，旋转速度是8-10r/min，一般的压力为20-25MPa，使得注浆浆液能够保持均匀。
（三）高压喷射灌浆过程殊情况的解决措施
在灌浆过程开始时，如果压应力达到25MPa，在钻孔中，就会有冒浆状况发生，这时可选择把压应力适当降低，同时实行间歇灌浆的方式，还可以选择加大灌浆液的浓度。在灌浆的浓度高达0.6-1的情况下，冒浆状况还无法完全制止，那就是由于钻孔的间隙过大而引起的，这时就要把灌浆停止大约10min-10h，之后再进行灌浆。
结束语
把高压喷射灌浆技术运用在桥墩基础加固的过程中，不仅可以高效地进行施工，还可以使过程施工工期缩短、施工过程简单易于掌控、降低施工成本、可以达到更好的施工结果，在解决桥墩基础加固问题时，有极大的使用价值，可以满足桥墩基础加固工程的需要，已被广泛地应用在建筑施工工程中。
参考文献：
[1]薛志超，张西斌，赵先鹏等.桥梁基础沉陷及墩台裂缝维修加固施工工艺及效果分析[C].//第三届全国公路科技创新高层论坛论文集.2006：568-573.
[2]单国成.预埋粗骨料高压灌浆修复桥墩[J].水运工程，2007，（10）：118-120.
[3]何兴梅.高压灌浆固管问题的预防和处理[J].东北水利水电，2012，30（2）：22，39.
[4]张凤菊，王凡莉.高压灌浆在岩溶地基基础设计处理中的应用[C].//首届全国既有结构加固改造设计与施工技术交流会论文集.2007：505-508.