谈道路工程中高压喷射注浆施工技术应用

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1、谈道路工程中高压喷射注浆施工技术应用　　摘要：高压喷射注浆施工经常用于道路工程中桥梁基础的加固，本文依据工程实例，对高压旋喷注浆工艺在基础加固中的应用做了较为详尽的阐述，有一定参考价值。关键词：高压旋喷注浆；基础加固中图分类号：K826.16文献标识码：A文章编号：1高压旋喷桩技术原理高压旋喷桩通过高压旋喷流切割破坏土体作用、混合搅拌作用以及压密作用，致使浆液与土粒强制搅拌混合凝固后，在土中形成一个加固土体。现有的高压喷射注浆技术施工压力已达40MPa，可分为高压与超高压两种工法，施工深度可达2

2、5m～40m，加固体最大直径可达2m，且强度稳定。旋喷法可控制加固范围，能够连成一片，旋喷成垂直桩、水平桩和斜桩，也可制成一定间距的桩柱体，只要适当调配硬化剂的用量，便能使各个施工对象得到相应的强度。2高压旋喷桩在桥梁基础加固中的工程应用2.1工程概况7某已建桥梁是一座二级公路上的桥梁，桥长45m，桥面宽16m;其上部结构为3孔悬臂箱形梁桥，左右幅由两座独立桥梁组合而成，桥面铺装成一体，桥面纵坡1.5%;下部结构为钢筋混凝土排架桩墩，桥梁的基础为双层钢筋混凝土扩大基础，左右幅基础平面布置详见图1

3、，扩大基础底长、宽分别为6.4m，3.0m，高度为2.4m，上下两层高度一样均为1.2m，阶宽为0.5m。基础周边土层自上而下为人工填土(厚度1.8m～2.0m)、砂砾土(厚度11.2m～12.6m)，下部为基岩及其风化层，扩大基础底置于砂砾土层上，基础埋深3.62m。由于地质条件的变化或勘察误差等原因，持力层砂砾层实际承载力比原勘察时低(经后期重新勘测判定，砂砾层实际呈松散状，承载力基本容许值200kPa，桩侧土的摩阻力特征值qs=22.5kPa，重度为19kN/m3)，造成基础持力层承载力不

4、能满足原设计要求，从而引起桥梁使用过程中出现较大的沉降，桥面铺装已经出现局部损坏，经过技术鉴定需要进行加固。2.2设计加固方案选择根据桥梁的工程地质情况、施工能力及相应的工程经验，拟采用高压旋喷二重管法成桩进行加固。高压旋喷二重管法就是用高压泥浆泵替代高压水泵，直接使浆液从喷嘴中高压喷出进行切割，使切割深度、浆液充填、泥浆结石情况都得到了改善和提高，在高压浆液流和它外围环绕空气的共同作用下，破坏土体的能量最大，最后形成固结体的直径也明显增加，桩径可达约1.2m。2.3设计参数选定2.3.1确定旋

5、喷桩直径7旋喷桩固体尺寸的大小主要由土的种类以及密实程度、注浆管类型、喷射技术参数等共同确定。参照地基处理手册有关资料，经计算和结合工程经验，成桩固结体有效直径取0.45m，根据土壤情况、施工设备的选择以及复喷等因素，并通过工程类比确定固结体设计直径为0.8m。2.3.2旋喷桩数量的确定1)计算加固所必须的固结体的总面积A桩。其中，K1为柱桩的安全系数，一般桩基采用K1=2.0;W1为基础承担的最大荷载，根据原设计文件，本桥梁W1=7797.926kN;A1为基础底面面积，本桥梁A1=6.4×3

6、=19.2m2;σ0为修正后的地基容许承载力，根据规范计算得出σ0=257.95kPa，相当于新规范的［fa］;σ桩为固结体材料强度，取4000kPa，相当于fcu,k。由以上各指标数据代入式(1)计算，得出固结体的总面积A桩=1.634m2。2)旋喷桩加固总面积A桩求得以后，再结合第2.3.1节中确定的有效直径D，便可算出加固所需的旋喷桩数量m:7其中，F为旋喷桩固结体的有效截面面积，m2，本次成桩加固体有效直径D取0.45m。由以上各指标数据代入式(2)计算，得出旋喷桩数量m=10.27，则

7、m取11根，实际上对于一个扩大基础，采用11根高压旋喷桩加固扩大基础。由于本桥梁为左右幅组合而成，根据规范，本桥梁基础加固时，旋喷桩的数量确定为19根。2.3.3高压旋喷桩的布置通过高压旋喷桩承载能力验算，根据工程条件采用高压旋喷桩桩径为0.8m，扩大基础共采用19根旋喷桩加固基础。根据以上设计参数，结合地质条件和工程经验，并通过对基础的受力分析，本工程的布孔形式采用分散群桩布孔，其中孔距取值为2d～3d(d为高压旋喷桩设计直径)，即1.6m～2.4m。布置形式见图1。2.3.4确定旋喷桩长度旋

8、喷桩长主要取决于需要加固土层的厚度，其一般视建筑物的设计要求和地质条件而定，并应满足地基的强度和变形的要求。1)确定加固后的扩大基底最大应力Pmax值。根据设计资料可知，基础顶部设计竖向荷载为N1=4001.4kN，扩大基础自重N2=1867.48kN，作用于墩、台上各外力对基底形心轴之力矩M=964.52kN·m。7根据上述扩大基础旋喷桩布置方案，加固后扩大基础长宽分别变为7.2m，3.8m，基础高度不变，则加固后的扩大基础自重N3=2606.71kN，同时加固后扩大基础的基底最大应力Pmax