橋梁下部結(jié)構(gòu)加固方法（講義82頁）

1、第九章 下部結(jié)構(gòu)加固方法河南理工大學(xué)土木院道橋系主講人：王興國E-mail:； QQ:40772006第一節(jié) 下部結(jié)構(gòu)加固方法綜述橋梁的承載能力和能否正常使用，不僅取決于上部構(gòu)造原設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)與完好程度，作為其重要的組成部分的下部構(gòu)造，墩臺和基礎(chǔ)將直接承受上部構(gòu)造的荷載（包括恒載和活載），并將荷載傳遞給地基受力，因此，橋梁的下部構(gòu)造的質(zhì)量好壞也直接影響其承載能力和正常使用，而且有的橋梁承載能力的降低和主要病害的產(chǎn)生是由于下部構(gòu)造的病害所引起。因此，在橋梁加固改造工作中，對下部構(gòu)造的加固改造亦是非常重要的，否則，就不能達(dá)到恢復(fù)和提高橋梁整體承載能力及正常使用的目的。 一、加固前提橋梁下部構(gòu)造的承

2、載能力及能否正常使用，不僅與墩臺本身的完好程度有關(guān)，而且往往涉及到基底土質(zhì)與水文等諸多因素。在針對具體的橋梁下部構(gòu)造實(shí)施加固改造前，首先應(yīng)在對現(xiàn)場檢測資料分析與判斷的基礎(chǔ)上，確定下部構(gòu)造是否具有加固改造的價(jià)值，然后從加固技術(shù)和施工工藝上分析能否實(shí)現(xiàn)加固改造目的。只有在具備加固改造價(jià)值，同時又能實(shí)施加固改造施工的下部構(gòu)造，才能認(rèn)為具有加固改造的前提。否則，根據(jù)墩臺與基礎(chǔ)在整個橋梁結(jié)構(gòu)中的重要性，無論是從技術(shù)與安全上，還是經(jīng)濟(jì)上，都應(yīng)考慮拆除橋梁，重建新橋方案。二、應(yīng)注意的問題加固時應(yīng)注意墩、臺與基礎(chǔ)的開裂、移動或轉(zhuǎn)動。若發(fā)現(xiàn)應(yīng)仔細(xì)分析其產(chǎn)生原因及影響。對于跨河橋梁，應(yīng)檢查基礎(chǔ)的沖刷或淘刷或河床的

3、加深，并分析其對橋梁穩(wěn)定性的可能影響，同時要考慮基礎(chǔ)的埋置深度是否滿足要求。對于橋梁，應(yīng)考慮久經(jīng)壓實(shí)的橋梁地基土允許承載力的提高，以及樁底和周邊土支承力及摩擦力的提高系數(shù)。應(yīng)分別對墩、臺及基礎(chǔ)各部位進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性及裂縫寬度驗(yàn)算，并同時將已發(fā)現(xiàn)的病害考慮進(jìn)去，然后評定其使用功能及承載力。三、常見病害下部結(jié)構(gòu)常見病害表9-1河南理工大學(xué)土木院道橋系主講人：王興國E-mail:； QQ:40772006 基 礎(chǔ) 類 型常 見 缺 陷淺基礎(chǔ)天然地基的淺基礎(chǔ)1.埋置深度淺，易受沖刷而淘空2.埋置深度不足，受凍害影響3.地基不穩(wěn)定，易發(fā)生滑移或傾斜巖石基礎(chǔ)1.基礎(chǔ)置于風(fēng)化石層上，風(fēng)化部分未處理好，經(jīng)水流

4、沖刷而淘空或懸空2.受地震的剪切作用，易產(chǎn)生裂縫人工地基基礎(chǔ)因處于軟弱地基上，在豎向荷載作用下壓實(shí)沉陷、基礎(chǔ)下沉樁基礎(chǔ)打入樁木 樁地下水位下降時，樁身常腐蝕鋼筋混凝土預(yù)制樁1.打樁時，樁身損壞2.受水沖刷、浸蝕產(chǎn)生空洞、剝落等3.受船只或其他漂浮物的撞擊而損傷鉆(挖)孔樁1.施工時樁底淤泥處理不徹底，引起樁基下沉2.施工質(zhì)量不好或受水沖刷、浸蝕而產(chǎn)生空洞、剝落、鋼筋外露腐蝕等3.灌注混凝土過程中發(fā)生塌孔而未作處理，樁身部分脫空4.受外力撞擊而損傷管樁基礎(chǔ)承載力不足基礎(chǔ)下沉沉井基礎(chǔ)1.地基下沉?xí)r，基礎(chǔ)也常發(fā)生一些下沉2.地基不均勻下沉或橋臺臺背高填土影響基礎(chǔ)產(chǎn)生滑移、傾斜3.中間層為弱粘土層時，

5、由于附近施工挖基坑和填土等因素影響，常使基礎(chǔ)變位四、加固方法公路橋梁下部結(jié)構(gòu)常用的加固方法如表9-2，具體內(nèi)容見隨后各節(jié)。基礎(chǔ)加固對策橋墩加固技術(shù)橋臺加固技術(shù)擴(kuò)大基礎(chǔ)加固對策鋼筋混凝土套箍加固對策臺后加孔減載加固對策增補(bǔ)樁基加固對策水泥灌漿加固對策臺后增設(shè)拉桿、撐墻或擋土墻加固對策水泥灌漿加固對策化學(xué)灌漿加固對策鋼筋混凝土套箍加固對策加樁（柱）加固對策鋼筋混凝土圍帶或鋼箍加固對策第二節(jié) 擴(kuò)大基礎(chǔ)加固方法擴(kuò)大基礎(chǔ)加固對策，即橋梁基礎(chǔ)擴(kuò)大底面積的加固方對策。此對策適用于基礎(chǔ)承載力不足，或基礎(chǔ)埋置太淺而墩臺又是圬工實(shí)體式基礎(chǔ)的情況。擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積應(yīng)由地基強(qiáng)度驗(yàn)算確定。當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度滿足要求而病害僅僅表現(xiàn)

6、為不均勻沉降變形過大時，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積的大小，主要根據(jù)地基變形計(jì)算來加以選定。在剛性實(shí)體式基礎(chǔ)周圍加石砌圬工或混凝土，以擴(kuò)大基礎(chǔ)的承載面積，如圖9-1所示。擴(kuò)大基礎(chǔ)加固時可按下列程序進(jìn)行：1）在必須加寬的范圍內(nèi)打板樁圍堰，若墩臺基礎(chǔ)土壤不好時，應(yīng)作必要加固； 2）挖出堰內(nèi)土壤，直挖至必要的深度 (注意開挖時墩臺的安全)。3）在堰內(nèi)把水抽干后，鋪砌石塊(漿砌)，或作混凝土基礎(chǔ)。4）按照設(shè)計(jì)要求，在原墩臺側(cè)面鉆孔井置入錨固鋼筋，以使新老結(jié)構(gòu)更好聯(lián)結(jié)。5）立模，澆筑混凝土并養(yǎng)生至設(shè)計(jì)強(qiáng)度新老基礎(chǔ)要注意結(jié)合牢固。對于拱橋，可在橋臺兩側(cè)加設(shè)鋼筋混凝土實(shí)體耳墻，并將耳墻與原橋臺用鋼銷聯(lián)結(jié)起來，從而達(dá)到

7、增大橋臺基礎(chǔ)面積，提高橋臺承載力的目的。加固后耳墻與原橋臺聯(lián)結(jié)在一起，因此，既增加了豎向承壓面積，又由于耳墻的自重而增加了抗水平推力的摩阻力，如圖9-2所示。當(dāng)拱橋拱腳前有一定的填土?xí)r，可在臺前加建新的擴(kuò)大基礎(chǔ)，并將改建為變截面的拱肋支承到新基礎(chǔ)上。新老基礎(chǔ)之間用鋼銷進(jìn)行聯(lián)結(jié)，有條件時在臺前新基礎(chǔ)下設(shè)法增加短樁，以提高承載力，如圖9-3所示。第三節(jié) 樁基礎(chǔ)加固方法在樁式基礎(chǔ)的周圍補(bǔ)加鉆孔樁或打入預(yù)制樁或靜壓加樁，并擴(kuò)大原承臺，以此提高基礎(chǔ)承載力、增加基礎(chǔ)穩(wěn)定性。如圖9-4所示。對樁或基礎(chǔ)可增設(shè)基礎(chǔ)（鉆孔樁或打人樁），擴(kuò)大原承臺，使墩臺部分荷載傳至新樁基。對單排架樁式橋墩采用打樁（或灌注樁）加固

8、，若原有樁距較大（45倍樁徑），可在樁間插樁。若原有樁距較小且通航凈跨允許縮小時，可在原排架兩側(cè)增加樁數(shù)，成為三排式的墩樁。當(dāng)在樁間加樁時，需鑿除原蓋梁并澆筑新蓋梁，將新舊樁頂連結(jié)成一體。此時，要注意驗(yàn)算蓋梁在加樁頂部能否承受與原來方向相反的彎距，如不能承受，則必須加固原有蓋梁或重新澆筑蓋梁。加固原有蓋梁時，可在蓋梁頂部增設(shè)鋼筋。當(dāng)橋臺垂直承載力不足時，一般可在臺前增加一排樁并澆筑蓋梁，以分擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來的壓力。打樁(或鉆孔灌注)時可利用原有橋面做腳手架，在橋面上開洞插樁。增澆的蓋梁可單獨(dú)受力，也可與舊樁聯(lián)系起來，使新舊蓋梁、新樁與舊樁共同受力。對拱橋橋墩的加樁，由于受橋下凈空影響也可采用靜壓

9、加樁方法進(jìn)行加固。對于多跨拱橋，為預(yù)防因其中某一跨遭到破壞使整體失去平衡而引起其他拱跨的連鎖破壞，可根據(jù)情況，對每隔若干拱跨中的一個支墩采取加固措施。其方法是在支墩兩側(cè)加斜向支撐；或加大該墩截面，使得一跨遭到破壞時，只影響若干拱跨而不致全部毀壞。增補(bǔ)樁基加固墩臺基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)是不需要抽水筑壩等水下施工作業(yè)，且加固效果顯著。缺點(diǎn)是需搭設(shè)打樁架(或鉆孔架)和開鑿橋面，對橋頭原有架空線路及陸上、水上交通均有一定的影響。第四節(jié) 人工地基加固方法當(dāng)基礎(chǔ)下面的天然地基松軟，不能承受很大荷載，或上層土壤雖好，但深層土質(zhì)不良引起基礎(chǔ)沉降過大時，可對人工地基進(jìn)行加固，以改善提高基礎(chǔ)的承載能力。人工地基加固方法很多，

10、最常用的有兩種：1）砂樁加固（物理方法）。當(dāng)軟弱地基層較厚時，可用砂樁法改善地基的承載能力。施工時，將鋼管或木樁打入基礎(chǔ)周圍的軟弱土層中，然后將樁或管撥出，在形成的洞內(nèi)灌入干燥的粗砂、礫砂，然后搗實(shí)，形成砂樁，達(dá)到提高地基土的密實(shí)度。在含水飽和的砂土或粘砂土中，由于易坍孔，灌砂困難，可采用砂漿袋套管法與振沖法來加固地基。 2）注漿加固（化學(xué)方法），這也是本節(jié)的主要內(nèi)容。.一、加固方法在墩臺基礎(chǔ)之下，于墩臺中心直向或斜向鉆孔或打入管樁，通過孔眼及管孔，用一定壓力把各種漿液（加固劑）灌入土層中，通過漿液凝固，把原來松散的土固結(jié)為有一定強(qiáng)度和防滲性能的整體，或把巖石裂縫堵塞起來，從而達(dá)到加固地基、提

11、高地基承載力。注漿加固的作用按加固情況的不同主要有：1）填充圬工砌體里面的空隙，使其形成整體，從而提高砌體的強(qiáng)度；2）填充土壤或巖石的空洞和裂縫，若空洞大，應(yīng)使用水泥砂漿；若為裂縫，應(yīng)使用水泥漿，從而堵塞土壤或巖石的滲流孔道，提高其承壓能力，減少滲流沖刷可能性；3）填充砂子和礫石的孔隙，提高其承壓能力；4）擠密較軟弱的土層，形成復(fù)合地基，使地基承載能力得到提高。注漿法根據(jù)注漿壓力的不同，可分為靜壓注漿和高壓噴射注漿兩大類，即：二、材料要求注漿加固時各種漿液材料的選擇要求是：1）漿液應(yīng)是真溶液而不是懸濁液，漿液粘度低，流動性好，能進(jìn)入細(xì)小裂縫；2）漿液凝膠時間可在大范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)，易準(zhǔn)確控制，漿

12、液凝膠可在瞬間完成；3）漿液的穩(wěn)定性好，在常溫常壓下，長期存放不改變性質(zhì)，不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)；4）漿液無毒無臭，對環(huán)境不污染，對人體無害，屬非易爆物品；5）漿液對注漿設(shè)備、管路、混凝土結(jié)構(gòu)物、橡膠制品無腐蝕性，并容易清洗；6）漿液固化時無收縮現(xiàn)象，固化后與巖石、混凝土等有一定粘接性；7）漿液結(jié)石體有一定抗壓和抗拉強(qiáng)度，不龜裂，抗?jié)B性能和防沖刷性能好；8）結(jié)石體耐老化性能好，能長期耐酸、堿、鹽、生物細(xì)菌等腐蝕且不受溫、濕度影響；9）材料來源豐富，價(jià)格低廉；漿液配制方便，操作容易。加固墩臺基礎(chǔ)，所采用的方法和注漿材料一般因地質(zhì)情況不同而異。靜壓注漿和高壓噴射時不同漿液材料的地質(zhì)適用范圍如表9-3所

13、示 注漿法適用土質(zhì)范圍 表9-3類 別注漿材料卵石碎石粗 粒 組細(xì)粒組礫 石砂 粒粉粒粘粒粗中細(xì)粗中細(xì)靜壓注漿無機(jī)類單液水泥漿粘土水泥漿水玻璃水泥漿水玻璃水泥漿-氯化鈣水玻璃類有機(jī)類鉻木素類丙烯酰胺類脲醛樹脂類糖醛樹脂類聚氨脂類高壓旋噴純水泥漿噴射定噴純水泥漿三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)注漿法適用于處理堿性土、粉性土、粘性土和一般填土層。注漿法旨在防滲堵漏、提高地基土的強(qiáng)度和變形模量，控制地層沉降。設(shè)計(jì)前應(yīng)查明加固土層的分布范圍及含水量、顆粒級配等土體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。對重要工程，注漿設(shè)計(jì)前體須進(jìn)行室內(nèi)漿液配比試驗(yàn)。宜先進(jìn)行現(xiàn)場注漿試驗(yàn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要有： 1)設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行調(diào)查研究，設(shè)計(jì)時應(yīng)包括下述內(nèi)容：注漿有

14、效范圍、注漿材料的選擇、初凝時間、注漿量和壓力、注漿孔布置和注漿順序等。2)注漿工藝和有效范圍應(yīng)根據(jù)不同工程要求必須充分滿足防滲堵漏，提高土體強(qiáng)度和模量、充填空隙及托換等目的加以確定。注漿點(diǎn)的覆蓋土應(yīng)大于2m。3)選定漿液及其配比的設(shè)計(jì)，必須考慮注漿的目的、地基土的孔隙大小、地下水的狀態(tài)等，在滿足所需目的的范圍內(nèi)選定最佳配比。4)注漿法處理軟土的漿液材料可選用以水泥為主劑的懸濁液，也可選用水泥和水玻璃的雙液型混合液。聚氨脂能有遇水膨脹的特性，化學(xué)漿液因?qū)Νh(huán)境有污染，選用時應(yīng)慎重考慮。在有地下動水流的情況下，不應(yīng)采用單液水泥漿。5)用作防滲的注漿至少應(yīng)放置三排注漿孔，注漿液應(yīng)選用水玻璃或水玻璃與

15、水泥的混合液。注漿孔間距可按1.01.5m范圍設(shè)計(jì)。6)用作提高土體強(qiáng)度的注漿液可選用以水泥為主劑的懸濁液，注漿孔間距可按1.02.0m的范圍設(shè)計(jì)。7)初凝時間必須根據(jù)地基土質(zhì)條件決定。在砂土地基注漿中，一般使用的漿液初凝時間為520分鐘。在粘性土中劈裂注漿時，一般初凝時間為12小時。8)注漿量取決于地基土性質(zhì)和漿液的滲透性等因素。在進(jìn)行大規(guī)模注漿施工時，宜在施工現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)性注漿以決定注漿量。一般粘性土地基中的漿液灌注入率為15%20%。9)在砂性土中注漿，若以防滲為主要目的，應(yīng)考慮第二次注漿。其時間宜在第一次注入的水泥漿初凝后進(jìn)行。注漿材料應(yīng)采用水玻璃等低粘度的化學(xué)注漿材料。10)劈裂注漿

16、時，漿液注漿的范圍內(nèi)應(yīng)盡量減少注漿壓力。注漿壓力的選用根據(jù)土層的性質(zhì)及埋深確定。砂性土的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值是0.20.5MPa；粘性土的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值是0.20.3MPa。11)壓密注漿的注漿壓力主要取決于漿液材料的稠度。如采用水泥的砂漿液，坍落度可在2575mm左右，注漿壓力可選在17 MPa范圍內(nèi),而且坍落度較小時,注漿壓力可取上限值；如采用水泥水玻璃雙液快凝漿液,則注漿壓力應(yīng)小于1 MPa。12)注漿孔的布置，應(yīng)能使被動固土體在平面的深度范圍連成一個整體。13)注漿順序必須適合于地基土質(zhì)條件、現(xiàn)場環(huán)境及注漿目的。一般不宜采用自注漿地帶某一端單向推進(jìn)壓注方式，應(yīng)按跳孔間隔注漿方式進(jìn)行，以防止串漿，提高注漿

17、孔內(nèi)漿液的強(qiáng)度與時具增的約束性。對有地下水流的特殊情況，應(yīng)考慮漿液在動水流下的遷移效應(yīng)，應(yīng)自水頭高的一端開始注漿。14)應(yīng)采用先外圍，后內(nèi)部的注漿施工方式。注漿范圍外有邊界約束條件時，也可采用自內(nèi)側(cè)開始往外側(cè)注漿方法。四、施工要點(diǎn)注漿加固的施工程序可簡單地描述為：放樣鉆孔下注漿管制漿灌漿換粘土漿灌漿（分段，重復(fù)進(jìn)行）結(jié)束。施工要點(diǎn)有以下內(nèi)容：1）加固前必須確定具體的實(shí)施方案，工作內(nèi)容包括灌漿孔的布置，灌漿加固深度，采用何種漿液（包括漿液配比）等。2）編制施工大綱，確定施工人員組織及施工機(jī)具，舉例見表9-4、9-5。班 組人數(shù)職 責(zé)技校組2項(xiàng)目總體管理，施工安排、協(xié)調(diào)、質(zhì)量監(jiān)督、資料匯總施工隊(duì)長

18、1施工人員管理技術(shù)員2現(xiàn)場技術(shù)控制，安排實(shí)施技術(shù)組意見鉆工8鉆進(jìn)成孔、灌注漿液灌漿組14攪拌漿液、灌注漿液電工1現(xiàn)場用電管理電焊工（兼）1電 焊設(shè)備名稱單 位數(shù) 量用 途鉆機(jī)臺2成 孔聯(lián)合攪漿機(jī)臺1攪 拌單筒攪漿機(jī)臺2儲備、攪拌漿液雙筒攪漿機(jī)臺1儲備、攪拌漿液灌漿泵臺4灌注漿注電焊機(jī)臺1維修設(shè)備、加工箱具附屬設(shè)備套l3）放樣：根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)的平面布置圖放樣，確定具體孔位。4）鉆孔：先找到孔位，把鉆機(jī)移到所鉆孔位置，經(jīng)檢測復(fù)核后方可開鉆。鉆進(jìn)過程中遇到異常情況，必須查明原因，及時采取處理措施，并作詳細(xì)記錄。鉆孔結(jié)束后，由技術(shù)員對孔位、孔號、孔深等進(jìn)行質(zhì)量檢查，驗(yàn)收合格后方可鉆進(jìn)下一個孔。5）下

19、注漿管：下管前，要檢查鉆孔深度是否達(dá)到要求，待下管深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，經(jīng)技術(shù)人員認(rèn)可后方可下注漿管。下管過程中若遇特殊情況，如孔內(nèi)阻塞、塌孔等，立即停止下管，將注漿管提出地面，重新清孔，處理完畢后再重新下管。6）制漿：按設(shè)計(jì)相對密度拌制漿液。制漿過程中隨時測量漿液相對密度，及時調(diào)整水泥用量，一個孔的灌漿結(jié)束后，統(tǒng)計(jì)該孔材料用量，并核實(shí)是否符合技術(shù)要求。7）灌漿灌漿段設(shè)置：在每孔灌漿段總長上，每隔一定距離設(shè)一注漿段。8）灌漿注漿控制：可采取多次灌注方法，每次灌注量及漿液相對密度應(yīng)嚴(yán)格控制。9）灌漿灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：可采用每個灌漿段灌漿總量及孔口壓力兩個標(biāo)準(zhǔn)來控制。五、質(zhì)量檢驗(yàn)1、水泥漿液注漿法的施工質(zhì)

20、量檢測：1）對注漿效果的檢查，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)提出的要求進(jìn)行，檢驗(yàn)時間在注漿結(jié)束28天后?？蛇x用標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探對加固地層進(jìn)行檢測。2）注漿效果檢測點(diǎn)一般為注漿孔數(shù)的2%5%，如檢驗(yàn)點(diǎn)不合格率等于或大于20%，或雖小于20%，但檢驗(yàn)點(diǎn)的平均值達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時，在確認(rèn)設(shè)計(jì)原則正確后應(yīng)對不合格的注漿區(qū)實(shí)施重復(fù)注漿。檢測點(diǎn)位置應(yīng)視檢測方法和現(xiàn)場條件由施工單位和設(shè)計(jì)單位協(xié)商決定。2、化學(xué)漿液注漿法的施工質(zhì)量檢測：1）硅化地基的驗(yàn)收：砂土和黃土應(yīng)在施工完畢15天后進(jìn)行，粘性土應(yīng)在60天后進(jìn)行。2）砂土硅化后的強(qiáng)度，應(yīng)取試塊作無側(cè)限壓試驗(yàn)，其值不得低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%。粘性土硅化后，應(yīng)按加固前后沉降觀測的變化

21、，或使用觸探測加固前后土中阻力的變化以確定質(zhì)量。黃土硅化后的質(zhì)量可視具體化情況，采用上述兩種方法之一進(jìn)行檢驗(yàn)。地基硅化后的整體性和外形，均可采用觸探檢驗(yàn)。3）用硅化法形成的防滲帷幕，應(yīng)在作壓水試驗(yàn)檢查不透水性，檢驗(yàn)單位吸水率。4）硅化地基驗(yàn)收時，應(yīng)提交的資料有施工記錄，材料的試驗(yàn)記錄，試塊試驗(yàn)記錄，防滲帷幕的滲透觀測和水位變化記錄，觸探法測定阻力變化記錄，竣工剖面圖和鉆孔位置平面圖等。第五節(jié) 旋噴注漿加固技術(shù)旋噴注漿加固法是一項(xiàng)正在發(fā)展中的地基加固技術(shù)，應(yīng)用時間并不長，但由于用途廣泛，加固地基的質(zhì)量可靠而且效果好，故目前已逐漸成為我國常用的地基處理方法之一。該法除了在鐵路、礦山、水電、市政工程

22、、工業(yè)與民用建筑和國防等部門的地基加固工程中發(fā)揮了卓有成效的作用外，在公路工程、特別是橋梁基礎(chǔ)加固工程中，得到了一定的實(shí)踐應(yīng)用，獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果。旋噴注漿加固法是利用地質(zhì)鉆機(jī)，將旋噴注漿管置于預(yù)計(jì)的地基加固深度，借助注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動，用一定的壓力從噴嘴中噴射液流，沖擊土體，把土和漿液攪拌成混合體，隨后凝聚固結(jié)，形成一種新的有一定強(qiáng)度的人工地基，如圖9-5所示。一、工藝類型旋噴注漿加固法工藝類型有單管旋噴注漿法、二重管旋噴注漿法和三重管旋噴注漿法，詳見表9-6。二、設(shè)計(jì)要點(diǎn)旋噴注漿加固橋梁墩臺基礎(chǔ)時，與其他加固對策情況相同，原有橋梁的全部重量都是已壓在原有地基上的。地基是在承受著構(gòu)

23、筑物已有全部重量的情況下進(jìn)行加固施工的。因此，若被加固的橋梁構(gòu)筑物沒有受到新的荷載作用，旋噴固結(jié)體最初是幾乎不受力的。只是由于時間的推移，原有地層的恒壓力的作用下，土體產(chǎn)生徐變或滑移，使原土體承受的部分壓力轉(zhuǎn)移到剛性較大的旋噴固結(jié)體上。但這種轉(zhuǎn)移是不大的。因此，只有構(gòu)筑物新增加荷載時，才為旋噴固結(jié)體所承受。用旋噴注漿法加固后的地基，具有下列特點(diǎn)：固結(jié)體原土層共同受力；固結(jié)體的形變模量較土層大很多倍；固結(jié)體和土體的受力在時間上不同步，一般是土體已達(dá)到或接近其極限強(qiáng)度以后，固結(jié)體才進(jìn)入工作狀態(tài)。綜合起來，旋噴注漿加固的設(shè)計(jì)要點(diǎn)有三點(diǎn)： 1）對加固前墩臺基礎(chǔ)的承載能力進(jìn)行估算。墩臺基礎(chǔ)加固，大體上可

24、分為兩種情況：一種是構(gòu)筑物正在建造或運(yùn)用過程中，基礎(chǔ)發(fā)生較大的均勻或不均勻下沉，已危及橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用。另一種是目前使用狀態(tài)良好，但考慮到橋梁要通過更大載重的車輛，地基承載力不能滿足進(jìn)一步發(fā)展的需要。兩種情況對原有地基的極限承載力的估算方法是有所不同的： （1）對目前已不能滿足使用要求的橋梁構(gòu)筑物地基承載力能力進(jìn)行估算。對已發(fā)生病害的墩臺基礎(chǔ)在加固前，除收集有關(guān)工程設(shè)計(jì)所必須的各項(xiàng)資料外，還應(yīng)對工程的病害歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查分析。根據(jù)病害發(fā)生、發(fā)展的程度，推算出現(xiàn)有地基的承載能力。（2）對于目前沒有病害，僅為提高荷載等級而需要加固的地基，地基承載能力有兩種方法確定：一種是按地質(zhì)鉆探或土工試驗(yàn)所

25、給出的土體極限強(qiáng)度0；一種是依據(jù)規(guī)范提出的“經(jīng)過多次壓實(shí)、未受破壞的舊地基”其允許承載力可給予提高(提高系數(shù)為1.251.5)的方法確定。2）對危及正常使用的墩臺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算。3）對旋噴法加固未發(fā)生病害而為提高荷載等級的墩臺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算。三、施工要點(diǎn)1、施工流程旋噴注漿施工流程可概括為鉆機(jī)就位、鉆孔、插管、旋噴作業(yè)、沖澆等五道工序，詳見圖9-6。2、方法選擇高壓噴射注漿設(shè)備可根據(jù)工程具體情況和機(jī)具條件，加固時可選用：(1)單管法：單獨(dú)噴射水泥漿液,樁徑可達(dá)0.30.8m。(2)雙管法：同軸噴射水泥漿液的壓縮空氣，樁徑可達(dá)1m。(3)三重管法：同軸噴射高壓水和壓縮空氣，并注入水泥漿,樁徑可達(dá)

26、11.5m。上述三種旋噴施工的主要機(jī)具及參數(shù)見表9-7。項(xiàng) 目單管法雙管法三重管法噴嘴孔徑(mm)232323噴嘴個數(shù)(個)21212旋轉(zhuǎn)速度(r/min)2010515提升速度(mm/min)20025010050150高壓泵壓力(kg/cm2)200400200400200400流量(L/min)601206012060120空壓機(jī)壓力(kg/cm2)-77流量(L/min)-1313泥漿泵壓力(kg/cm2)-3050流量(L/min)-1001503、操作要點(diǎn)1）施工前根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和地下埋設(shè)物的位置等情況，復(fù)核旋噴注漿的設(shè)計(jì)孔位。2）旋噴注漿法的單管法及雙管法的高壓水泥漿液流和三重管法

27、高壓水射流的壓力宜大于20MPa，三重管法使用的低壓水泥漿液流壓力宜大于1MPa，氣流壓力宜取0.7MPa，提升速度可取0.10.25m/min。3）旋噴注漿法的主要材料為水泥，對無特殊要求的工程，宜采用325號或425號普通硅酸鹽水泥。根據(jù)需要可加入適量的速凝、懸浮或防凍等外加劑為摻合料。所用外加劑和摻合料的數(shù)量，應(yīng)通過試驗(yàn)確定。4）水泥漿液的水灰比應(yīng)按工程要求確定，可取1.01.5，常取1.0；水泥使用前需要作質(zhì)量鑒定。攪拌水泥漿所用的水，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定；5）鉆機(jī)與高壓注漿泵的距離不宜過遠(yuǎn)。鉆孔的位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于50mm。實(shí)際孔位、孔深和每個鉆孔內(nèi)的地下障礙物、洞穴、漏水如與工

28、程地質(zhì)報(bào)告不符等情況均就詳細(xì)記錄。6）當(dāng)注漿管貫入土中，噴咀達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時，即可噴射注漿。在噴射注漿參數(shù)達(dá)到規(guī)定值后，隨即旋噴、提升注漿管、由下而上噴射注漿。注漿管分段提升的搭接長度不得小于100mm。7）對需要擴(kuò)大加固范圍或提高強(qiáng)度的工程，可采用復(fù)噴措施。8）在旋噴注漿過程中如實(shí)記錄旋噴注漿的各項(xiàng)參數(shù)和異?，F(xiàn)象，出現(xiàn)壓力驟然下降、上升或大量冒漿等異常情況時，應(yīng)量查明產(chǎn)生的原因并及時采取措施。9）當(dāng)高壓噴射注漿完畢，應(yīng)迅速撥出注漿管。為防止?jié){液凝固收縮影響樁頂高程，必要時可在原孔位采用冒漿回灌或第二次注漿等措施。10）當(dāng)處理既有構(gòu)筑物地基時，應(yīng)采取速凝漿液或大間距隔孔旋噴和冒漿回灌等措施，以防

29、旋噴過程中地基產(chǎn)生附加變形和地基與基礎(chǔ)間出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，影響被加固工程及鄰近建筑。同時，應(yīng)對構(gòu)筑物進(jìn)行沉降觀測。四、質(zhì)量檢驗(yàn)旋噴注漿加固的質(zhì)量檢驗(yàn)可采用開挖檢查、鉆孔取芯、標(biāo)準(zhǔn)貫入、載荷試驗(yàn)或壓水試驗(yàn)等方法進(jìn)行。1、檢驗(yàn)點(diǎn)的布置部位1）荷載大的部位；2）中心線上；3）施工中出現(xiàn)異常情況的部位；4）地質(zhì)情況復(fù)雜部位。2、檢驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量為施工注漿孔數(shù)的2%5%，對不足20孔的工程，至少應(yīng)檢驗(yàn)2個點(diǎn)。3、檢驗(yàn)的時間質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)在旋噴注漿結(jié)束4周后進(jìn)行，不合格的應(yīng)進(jìn)行部補(bǔ)噴。4、檢驗(yàn)的內(nèi)容1）樁體平均直徑；2）樁體垂直度；3）樁身中心允許偏差(0.2倍設(shè)計(jì)樁徑) ；4）均勻性五、應(yīng)用實(shí)例旋噴注漿加固橋梁墩臺基礎(chǔ)，近年來已得到一定的實(shí)踐應(yīng)用，如湖南懷化機(jī)車走行線的公路立交跨線橋、四川大渡河公路橋、阜淮線戴家湖鐵路橋、日本名古屋崎川橋等工程，均取得了良好的加固效果。各工程加固措施和效果見表9-8。工程名稱說 明懷化鐵路機(jī)車行走線公路立交跨線橋該橋?yàn)閁型橋臺，臺高9.8m，1978年底建成并架設(shè)主梁鋪設(shè)橋面。1979年8月進(jìn)行臺背填土。當(dāng)填土達(dá)3m時，發(fā)現(xiàn)北臺嚴(yán)重下沉，臺后左角下沉112mm，右角下沉106mm。橋臺后傾，橋面伸縮縫增大，影響結(jié)構(gòu)正常使用。加固時采用旋噴法，根據(jù)計(jì)算用20根旋噴直徑達(dá)46cm的旋噴樁柱。本橋臺自198