桥墩注浆保护在既有桥梁段软基处理中的应用

桥墩注浆保护在既有桥梁段软基处理中的应用

周超  周维

中铁二十三局集团第一工程有限公司

摘  要  随着我国城镇化建设的扎实推进，愈多拟建设的市政道路工程，在施工过程中与既有桥梁存在交叉情况。拟建道路路基施工需下穿既有桥梁，在桥墩两侧同步开挖及回填，避免对桥墩造成影响。在保证桥墩安全的前提下，适当调整道路边坡及特殊路基处理范围。在下穿段落软基开挖换填的过程中，应加强对桥墩基础的监控监测，根据监测结果决定是否采取跟踪压密注浆措施，及时对出现超过允许位移值的桥墩进行有效的保护，以确保既有桥梁的运营安全。

关键词  市政道路  既有桥梁  特殊路基  压密注浆

1项目背景

拟建市政道路工程位于四川盆地浅丘地貌单元场地，道路下穿既有空港大道高架桥，桥墩目前已实施完毕且已经通车。下穿桥跨间有一条横穿的沟渠，施工桥下道路时先对原沟渠范围进行软弱地基开挖换填处理，考虑对既有桥墩的安全保护，在道路结构及边坡与桥墩基础之间预设一排跟踪注浆孔。在保证桥墩安全的前提下，可适当调整道路边坡及特殊路基处理范围及深度。

图1 道路下穿既有桥墩情况

2  跟踪压密注浆概述

注浆加固采用地面注浆加固方式，在开挖前打入注浆管后进行适量预注浆加固；在软基处理开挖过程中进行系统全面的跟踪监测，若位移监测数据超出预警值，则进行跟踪注浆加固保护，根据监测信息进行动态施工，必要时采取相应的应急措施。注浆范围为桥梁四周1m范围，注浆孔间距1m，深度暂定2.5m，具体应同软基开挖最大深度。

图2 桥墩跟踪注浆立面图

图3 桥墩跟踪注浆平面图

3  施工工艺要点

3.1  施工准备

进场后须对现状资料（包括特殊路基处理范围、桥墩位置、桥面高程等）进行复核，若发现现场地质情况与地勘报告中描述的不一致，或设计图纸与现场实际情况有不符之处，应及时向设计单位反映，同时与各方责任主体到现场查看实际情况后共同研究处理，以确保工程质量以及与交通设施相关的工程检测标准及内容。

3.2  注浆管的制作

注浆管采用可以重复注浆的Φ52mm袖阀管拼接而成，每次注浆段长度为1m，注完第一节注浆管后，上提注浆芯管，进行第二节管的注浆，一直到一个孔注浆结束。

3.3  引孔及下管

注浆打孔采用对地层和桥墩基础扰动较小的成孔工艺，故选择扰动较小履带式潜孔钻车，成孔孔径控制在80~90mm范围内，垂直度误差不大于1%，孔口距离桥墩基础边缘不小于1m，并严格遵守“成一孔，注一孔”的工艺流程，注完后待强度达到设计值后，再成下一孔，为不耽搁施工工期，故采用隔孔跳打的方式进行施工。

图4 钻孔

3.4  水泥浆液制备及注浆

注浆材料采用P.O.42.5普通硅酸盐水泥按照水灰比0.5:1进行现场拌制的水泥单液浆。水泥浆液应搅拌充分，建议采用二次搅拌，第一次在拌浆机里进行搅拌，搅拌好后将浆液放入现场备好的注浆池，边搅拌边注浆。拌制水泥浆液时应严格按照试验室提供配合比进行拌和，保证桥墩不因水泥不足造成保护效果不足从而在施工过程中产生位移，注浆管不因水泥过多造成堵管和发生浆液扩散不充分。

表1 水泥浆液的材料性能指标

注浆采用注浆泵进行分段注浆，注浆方式采用“自下而上空口封闭”注浆工艺，防止压力过大引起管节接头位置漏浆。注浆分段次进行，每段长度约为1m，完成第一节管段的注浆后，向上提升注浆袖阀管后进行第二节管的注浆，直至该孔注浆结束。第一段注浆采用孔底返浆方法，注浆压力一般为2.0MPa左右。上提后第二段注浆一般压力控制在1.0～2.0MPa。注浆过程中严禁随意乱调注浆压力或采用孔口一次注浆；若发现管道内浆面回落，应尽快进行压浆补浆2～3次，确保注入浆液的充分扩散性、饱满性。若发生注浆作业中途停止较长时间的情况，应用水或水泥稀浆润滑注浆泵及注浆管路。对每孔的注浆作业应认真做好施工记录，同时也对每批次注浆的浆体进行强度试验。注浆完成后，应及时对袖阀管进行清洗，为跟踪注浆预留条件。

待浆液凝固后注浆口采用水泥砂浆抹平封口，清理现场垃圾。

图5 注浆

3.5  跟踪注浆保护

首次注浆后，路基换填开挖与回填的同时，对桥墩基础加强监测，并根据反馈的监测成果，判断是否采取跟踪压密注浆等措施，以便在变形观测值大于警戒值时及时采取措施从而使既有桥墩的变形控制在允许范围内。跟踪注浆加固保护措施时，应待注浆体强度到达设计强度后方能进行路基施工，路基施工需在桥墩两侧同步开挖及回填，避免对桥墩造成影响。

3.6  桥墩监测

应在道路施工的各施工阶段对既有高速公路桥墩进行竖向、水平位移监测，通过现场监测数据计算结果判断既有桥墩是否发生位移情况，判断是否需要对既有公路运营安全进行预警，如对桥墩监测数据出现异常或超出预警值，应立即停止施工并分析产生原因，提出整改措施，以保证高速公路的运营安全。

监测范围为道路工程下穿既有桥墩范围内的桥梁。对于每一个桥墩，均设置不少于2个变形监测点，监测点的布置分别位于墩身中部和墩身顶部。位移监测分施工前、施工中、施工后三阶段进行。

监测频率为每天至少观测1次，桥墩的水平位移监测预警值为20mm，变化速率为2mm/d，桥墩的竖向位移监测预警值：根据国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 第 5.3.4条规定：建筑物的地基变形允许值（框架结构的工业与民用建筑物相邻柱基的沉降差）≤0.002L【L为相邻柱基的中心距离 （m）】，取规范变形允许值为监控预警值。

3.7  桥墩注浆保护质量检验及验收标准

注浆过程验收包括孔位间距、钻孔深度、钻孔孔径、注浆饱满度；注浆处理后对完成注浆处理的段落进行钻孔取芯试验，从而对完成施工孔位的注浆扩散情况及注浆强度进行检验。

4  施工注意事项

4.1  钻孔施工

桥墩保护注浆钻孔应在非雨季进行施工，施工前保证原渠道无流水。钻孔过程应采用无水钻进方式，严禁带水作业，以免导致钻孔过程中产生的泥浆封堵，对后期注入水泥浆液的扩散造成影响。施工时应做好每个孔位的钻孔记录，根据不同的地质情况，后期合理的调整注浆压力和效果。如遇含水率较大的地质情况，应及时向设计反映，可适当的增加后期注浆压力，或者减少孔间距，以保证注浆的连续性和稳固性。

4.2  水泥浆液的制备

水泥浆液的制备直接影响到注浆效果的好坏，因此，水泥浆液拌制时应严格按照设计配合比进行配备，现场应配有标准称。拌制时应对浆液进行充分搅拌，做到边搅拌边注浆，不可直接使用开始沉淀的水泥浆液进行注浆。

4.3  注浆过程

经过注浆后，地层应具有良好的整体性和均质性，不应出现浆液乱窜，注浆不饱满或不均匀的情况。为保证注浆质量，须采取一定措施：①可以适当降低注浆压力，或减少每拌用水量，增大粘稠度，必要时可以加入一定量水玻璃，采用水泥-水玻璃双液浆进行注浆；②采用间歇性注浆方式，当地表开始窜出水泥浆液后，应立即停止注浆工作，等待约15分钟后再进行注浆作业；③采用并联方式进行注浆，在相邻孔位进行钻孔后同时注浆。

4.4  施工记录

由于该分项工程为隐蔽工程，所以施工过程中必须安排专职技术人员全过程跟踪：①对孔位进行编号，记录地质情况、钻孔孔径、长度、时间、倾角及掘进过程中的特殊情况。钻进过程中若发现现场地质情况与地勘报告严重不相符时，须及时向设计进行反映，联系各参建单位进行现场踏勘后商定处理办法；②记录水泥浆拌制过程的把控，水泥品牌标号及水灰比；③记录注浆孔位、注浆时间、压力、注浆量，以及出现的浆液乱窜的具体情况及采取相应的措施；④开始钻孔施工时，应对该下穿段桥梁设置位移观测点，通过对过程监测的数据进行实时动态设计及施工。

5  结论

对于下穿既有公路桥梁的道路，在未来的城镇化建设中会更加常见，下穿过程中出现的软基处理，对既有桥墩的安全产生更大的隐患，在保证拟建道路施工质量的同时，对桥墩的保护更是重中之重，桥墩的稳定决定着既有公路的运营安全。因此，在施工的过程中，应安排专职的工程技术人员、测量人员、安全人员进行现场实时监督，对现场施工机械严格的控制、施工过程的把控与记录、监测数据的精细、安全防护的管控均缺一不可，在桥墩注浆加固保护的施工过程中，更应该注重监测数据的反馈，根据结果判断是否需要进行跟踪注浆加固，若出现较大的位移时，及时的动态调整设计及施工方案。

参考文献

[1]  关于印发《穿（跨）越高速公路建设工程技术要求》的通知，川交函〔2014〕572号.

[2] 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）.

[3]  《既有建筑鉴定与加固通用规范》（GB 55021-2021）.

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