漫谈注浆技术在桥梁施工中的应用

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摘要：文章主要论述了注浆技术的产生及发展，并就注浆技术在桥梁中应用时的几种类型及需要注意的有关环节进行了分析讨论，对指导注浆施工有一定的参考价值。

关键词：压密注浆、渗透注浆、监控

一、引言

随着社会经济的高速发展，基础设施建设也迎来了高潮，全国各地的高速公路建设进行的如火如荼。作为高速公路建设中的重难点之一的桥梁工程建设，如何高质量的完成施工，是保证全线通车的重要保障。对于需要跨越距离较长的区域，通常被设计成预应力连续结构以达到桥梁的舒适性、整体性、耐久性等目标，而作为一种新型有效的方法，注浆技术就是为了满足桥梁结构的这种需求而在高速公路桥梁施工领域得到了广泛的应用，同时注浆理论和技术的研究也随着这些应用得到了飞速的发展，出现了许多新型的注浆材料、注浆施工工艺、注浆方法、注浆设备。

二、注浆技术的产生及发展

19 世纪初，法国土木工程师通过注浆技术对被水流侵蚀了的挡潮闸的砂土地基进行了修复，这是注浆技术第一次应用在基础工程中，也是他发明了注浆技术。美国科罗拉多河上的胡佛坝基的帷幕注浆是有系统的改进注浆技术的基础，通过加固注浆来达到对因开挖基坑引起的裂缝的补救的目的。按照胡佛坝基的注浆工程实践，首次对注浆工程设计和施工规范进行了制定。后来，日本在进行防水工程和加固地基时，使用了第一次创造的高压旋喷技术单管法。再后来，德国、意大利和前苏联等国家逐渐引进了这种技术，还创造出了二管、三管技术，同时有摆、定、旋方法进行提升。一种高压喷射技术是日本在三重管高压喷射注浆法的基础上研究出来的，其能将注浆结石体从散体发展为结构体，也就是渗透注浆、高压喷射注浆、压密注浆，这就实现了注浆技术的统一。

尽管我国研究注浆技术的时间比较晚，应用比较少，但是发展的特别迅速，目前特别明显的社会效益和经济效益已经在注浆技术应用在众多工程中时取得，值得提到的是，我国某些方面的注浆技术已经达到了世界先进水平，但是应该注意到，我国在电子技术和施工工艺中应用注浆技术很落后，与发达国家有很大的差距。

三、注浆技术在桥梁建设的应用

在建筑、水电等行业中应用注浆技术已经特别成熟，相关的技术规范已经形成，相对而言，在高速公路桥梁施工中用注浆工艺进行加固操作还是一种新方法、新工艺。注浆工艺、注浆方法、注浆设施、注浆材料及检测、监测等方法由于不同地方的地质条件不同而有很多，纯静压注浆是一般使用的注浆方法，注浆方法的选择，按照实际的不同工程情况进行，但是都要以能够达到防冲刷的目的为基础，否则就要选择其它方法或对其进行改进。对注浆的质量优劣起决定作用的因素是技术参数和施工工艺的选择，在注浆前首先进行试验研究，然后根据研究结果对注浆的技术参数和施工工艺进行确定，这样可以确保这种工艺的顺利实施，如此也就可以对大面积注浆施工进行指导，工程质量也就有了保证。

四、对桥梁施工中注浆技术研究

根据通常的分类方法，注浆技术可以分为高压喷射注浆和静压注浆两大类。注浆技术还可以分为喷射注浆、劈裂注浆、压密注浆、渗透注浆4 种，这是根据不同的地质条件下，浆液、注浆压力对土体的作用机理，浆液的替代方式和运动方式进行分类的。

研究结果表明，浆液作用与土体时，通常是以多种方式联合进行的，按照注浆过程中浆液以哪种方式作为对土体的主作用，就是以上注浆方式的分类方式。下面对在施工过程中常见的压密注浆和渗透注浆进行重点介绍：

1） 压密注浆

压密注浆也就是挤压注浆，它是通过钻孔将特别稠的浆液挤向土体，这样球形浆泡就会在注浆处形成，在浆液的扩散作用下，球形浆泡挤压到周围的土体，对土体产生了挤压的作用，但是浆液不会渗透到土体内，在这种作用下，土体就更加密实，水力劈裂也就不会在土体上发生，这也是劈裂注浆和压密注浆的根本区别。固结地基土、抬升建筑物等许多方面都会应用到压密注浆，但是压密注浆在含水量大、透水性差的软勃土上不适用，对软弱地基进行防渗处理和加固土体等是劈裂注浆的主用应用方面。

2） 渗透注浆

渗透注浆就是在地层土颗粒排列不受到破坏的条件下，在土颗粒孔隙中充填浆液，使得土颗粒胶结为一个整体。柱形扩散理论、球形扩散理论等是渗透注浆的主要理论。柱形扩散理论是以一部分注浆管的注浆作为研究的出发点，扩散时浆液呈柱状。当浆液是牛顿流体，被注介质是匀质各向同性的无勃性土，而且在点源注浆的情况下，球形扩散理论比较适用。球形扩散理论具有一定的局限性，因为在进行实际注浆时，浆液不太可能全部是牛顿流体，被注介质也并不是全为匀质土。由于球形扩散理论和柱形扩散理论的假设有很多类似，所以两者都存在类似的局限性。

五、注浆浆液材料的选择

化学注浆浆液材料和普通注浆浆液材料是注浆浆液材料的两种分类。组成成分、时间、温度、渗透速度等决定着浆液的性质。适合的浆液配比和适宜的浆液材料的选择需要按照注浆的目的、施工技术、工程性质、土质条件、造价的高低等综合因素进行。目前，采用比较稠的浆液、采用高效减水剂和增塑剂是高速公路桥梁施工的一种发展趋势。

六、重视监控

注浆施工是一项隐蔽工程，因此，对施工过程进行监控是主要的质量控制方法。压力控制法和流量控制法是通常采用的控制方法，然而，压力和流量都会随时间而发生波动，而控制注浆过程时，单纯依靠一个指标，比如注浆终压、总注浆量是不合理的。随着科学技术的发展和进步，相关技术已经在注浆工程中得到了应用，很多发达国家的注浆施工监控已经达到了自动或半自动化程度，这样可以有效对注浆全过程进行指导。

七、注浆工艺要点解析

在高速公路桥梁施工中应用注浆技术，简单的说就是通过注浆将不同的浆液材料传送到各种复杂的地层中，从而起到压密、膨胀、固结、挤压、补强、填充、胶结等作用。工艺要点能够概括为以下几点：

1） 钻孔放样工艺要点解析

采用钢卷尺或皮尺进行注浆孔的放样，逐排对钻孔进行编号，设计孔位和实际孔位不能有太大的偏差，同时最好一次完成每个工点的钻孔放样。放样时要注意，路面以下的设施要与原有锚杆、横向排水管、锚索等避开，而且离桥台、涵洞、挡墙、通道等有一定的距离。

2） 成孔工艺要点解析

填筑体、桥面结构层、素混凝土垫层采用潜孔锤进行钻进比较好，不得使用冲洗液水钻。孔深不能比设计要求小，注浆孔为铅垂直孔比较好，并且要保证偏差率。如果注浆过程中桥面发生了严重的变形，可以使用两段注浆，否则注浆孔进行一次钻孔注浆，先要用低压力对顶部注浆一定距离，然后进行孔的下部注浆。

3） 压水试验工艺要点解析

地基处理加固注浆、桩基底注浆、堵水注浆等施工前不可缺少的一个重要步骤是压水实验。对注浆工艺的参数进行选择，对介质中的可灌性进行认识，探明并对注浆通道进行疏通是通过压水实验实现的，它是介质可灌性提高的有效方法，也是其它方法不可替代的。

结束语

我国的经济正在高速发展，各项基础设施需要被建设，注浆技术作为解决高速公路桥梁施工的一种有效方法，越来越受到人们的关注，相信随着科学技术的发展，注浆技术将得到更好的完善，在高速公路桥梁施工中起到越来越重要的作用。