1、公路桥梁稳定性分析和灌浆加固法的原理

 

　　1.1公路桥梁地基的稳定性分析

 

　　随着我国公路桥梁事业的发展，公路桥梁不仅要求地基稳定，对工后沉降也有很高的要求。从已建成的公路桥梁运行情况来看，软土层建筑工后沉降较大，这与软土的种类、状态，以及外界条件有很大关系。因此，公路桥梁地基不但要重视稳定性控制，更要重视变形控制。公路桥梁地基的破坏主要是地基边坡的失稳滑动、地基边坡太陡或地基承载力不足引起的，因此，应对地基边坡进行加固，提高地基的抗剪力和承载力，保证地基的稳定性。

 

　　1.2灌浆加固法的原理分析

 

　　灌浆加固法技术和传统修复方面相比较，建筑原有材料可以全部利用，不但环保，而且具有显著的经济效益。灌浆加固法将原来开裂或松散的材料凝聚成板块，可以明显地提高承载力，延长建筑使用寿命。而且施工速度快，对建筑影响小，灌浆后一天就可以开放使用。

 

　　2、灌浆加固法的种类

 

　　2.1灌注水泥的加固技术

 

　　水泥灌浆施工过程中容易出现浆液流失、串冒浆、灌浆压力低等问题，这时，应当使用专用泵将化学外加剂送到地层中，使化学外加剂与扩散着的水泥浆液互相混合。水泥浆液与化学外加剂混和后，能将水泥浆液的凝固时间控制到20-30秒，从而使水泥浆液变成速凝浆液而迅速失去流动性，达到解决水泥浆液的浆液流失、串冒浆、灌浆压力低、水泥灌浆对地层的抬动等水泥灌浆技术中长期存在的技术难题。

 

　　水泥灌浆中应用这项技术以后，应用范围更加广泛，第一，可以选用高压水泥灌浆施工，从而为松散软弱地基使用水泥灌浆进行防水及加固处理提供了可能；第二，帷幕灌浆和固结灌浆施工能大幅度地提高断层破碎带和岩溶地区的施工进度，降低施工成本；第三，可以在没有止浆的裸体岩石或土层内进行防水堵漏，并且能取得令人满意的效果。

 

　　2.2灌注粘土浆的加固技术

 

　　目前，公路桥梁地基粘土浆灌注加固方法可以根据压力大小不同而分为劈裂式与填充式两种，劈裂式灌注粘土浆是指利用灌浆压力劈开坝体而形成的一道近于垂直并连续的浆体帷幕，填充式灌注粘土浆往往是指依靠自身的重量来灌浆。

 

　　3、灌浆加固法在公路桥梁地基处理中的案例分析

 

　　本文以湖南某桥梁工程地基湿陷性黄土地基的灌浆加固为例，详细论述了灌浆加固法从方案选择、设计到施工等各方面在湿陷性黄土地基中加固中的实际应用。

 

　　3.1地质结构

 

　　湿陷性黄土一层为杂填土，颜色为杂色-黄褐色，主要成分为粉土，含有碎砖和煤渣，松散，层厚1.3-1.9m；二层为沉积的黄土状粉质黏土，褐黄色，土质不均，具有垂直节理和大孔隙，含有姜石，层厚2.0-5.40m；三层为沉积黄土状粉土，黄褐色，土质不均匀，湿润，稍密，含有姜石，强度和韧性低，层厚1.70-2.80m；四层为粉质黏土，褐红-赤褐色，土质均匀，含有姜石，可塑，层厚6.80-9.90m。五层为残积土。六层为全风化岩。基础主要坐在第二层土上，局部坐落在第三层土上，在水平方向上，下卧层和持力层局部接近10%，为不均匀地基。通过勘探、测试及试验，确定该地基湿陷系数为0.024-0.055，湿陷土层深度为8.00m.从地表1.50m以下开始计算湿陷量，总湿陷量为344.4mm，属二级非自重湿陷性地基。

 

　　3.2加固方案

 

　　为提高湿陷性地基的力学承载力和抗变形力，根据地质勘察资料，确定采用灌浆法加固地基。

 

　　3.2.1灌浆技术参数

 

　　为提高浆液的结石率，通过浆液配比结合水泥进行现场试配，掺入2%的水玻璃；灌浆固化剂为P.S32.5级水泥固化剂，水灰比为0.6-0.7；为了改善浆液的流动性，添加了10%的UEA膨胀剂和2%的泵送剂。灌浆深度为6.00m，经过计算，灌浆压力为0.3-1.5MPa。

 

　　3.2.2灌浆加固设备和材料

 

　　灌浆加固的成孔设备：岩心钻2台，冲击钻2台，冲击锤2套。灌浆加固的灌浆设备：搅拌机1台、高压泵1台。灌浆加固的其它设备：水箱、储浆池、灌浆花管、高压灌浆胶管、台秤、控制箱、电源线等。灌浆加固的主要材料为：水玻璃、泵送剂、P.S32.5级水泥、UEA膨胀剂。灌浆采用间歇对称灌浆的方法。

 

　　3.2.3沉降观测

 

　　灌浆前设置沉降观测点14个，灌浆期间每天都要沉降观测1次，灌浆完成后每2日观测1次，灌浆过程中要控制好灌浆速度并进行随时观测，一旦出现不均匀沉降或沉降过大，要马上停止灌浆并进行相应处理。

 

　　3.2.4施工工艺及注意事项

 

　　灌浆速率大时，应注意减少灌浆压力或采用间隙灌注。压力小且灌浆速率大时，应减小水灰比，加大水玻璃掺入量。施工时，要注意观察地面的变化情况，注意地面、管道周围或地下井口的变化情况，如果发现地面起鼓或开裂、管道周围或地下井口串浆时要停止灌浆。

 

　　3.2.5工艺流程

 

　　①布孔：定位放线，灌浆布孔，对灌浆孔进行编号。根据结构实体尺寸，适当调整孔位，避开障碍物。②钻孔：先将硬化地面用水钻钻透。钻孔直径为45-60mm，深度为8-8.5m。③埋设灌浆管：在灌浆管底部2m范围内打花眼，以便浆液向四周扩散。灌浆管下端距离孔底0.3-0.6m，避免灌浆管端头被泥土堵死。④封孔：钻孔封口深度为2-2.5m，安装时在上面封口处用7-10cm宽的编织袋封圈，封圈没有到位时用钢筋捅入到预定位置，灌浆管露出地面15cm左右，然后把拌好的水泥水玻璃浆倒入钻孔内封口，养护48h后即可灌注。⑤浆液试配：每罐加入200kg水泥，按比例掺入外加剂，搅拌1.5-2.5min.把浆液搅拌均匀，然后通过滤网进入储浆池，用筛子捞出浆液内杂物。⑥灌浆：将吸浆管放入储浆池，开动灌浆泵，慢慢加压，注意观察压力变化，并逐渐增大进浆量。与此同时，要设立专业人员不断搅动储浆池中的浆液，密切注意压力表、吸浆量及孔口周围情况的变化，一旦出现堵管现象，应马上停止灌浆，要疏通灌浆管后再灌。⑦封管。

 

　　3.2.6质量检验

 

　　为进一步提高灌浆效果，本工程灌浆除完成原方案228个孔外，还在外围新增灌浆孔36个，灌浆总孔数达到264个，灌浆总量为209.3t，平均每孔灌浆0.793t。施工期间，该工程沉降观测点最大沉降量为4.59mm，没有出现地基沉降过大和不均匀沉降现象。该灌浆地基从-2.50m开始，每隔1.00m作一次标贯，采用标准贯入试验检验地基加固效果和灌浆后的承载力情况。检测结果：灌浆后地基承载力达到了200kPa.加固后的地基承载力有明显提高。

 

　　4、结论

 

　　灌浆法加固法可有效地提高非自重湿陷性地基的承载力，但要注意灌浆的顺序以及加强在灌浆期间的沉降观测。灌浆法具有以下优点：（1）设备简单。（2）施工简单易行，节省劳力。（3）加固效果安全可靠。（4）费用较低。实践证明，采用灌浆加固法处理该公路桥梁地基，可以保证工程质量、降低造价和提高施工速度快，效益显著。

 

　　参考文献

 

　　[1]范立础，预应力混凝土连续梁桥[M]，北京；人民交通出版社，1988.

 

　　[2]张留俊，公路地基处理设计施工实用技术[M].北京；人民交通出版社，2004.

 

　　[3]徐至钧.强夯和强夯置换法加固地基[M].机械工业出版社，2009.