注浆法在加固矿山渣子坡桥墩基础中的应用
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摘 要：注浆法加固具有施工灵活、成本低的特点。某矿运渣桥部分桥墩建在渣子坡上，桥墩基础承载力达不到要求。本文将注浆施工工艺引入到该矿山渣子坡桥墩加工工程中，确定了注浆加固的基本工艺参数，并在现场成功实施注浆施工，有效的提高了桥墩基础承载力，确保了某矿运渣桥的稳定。
关键词：注浆;加固;渣子坡;桥墩
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.087
某矿山运渣桥建在坑口渣子坡上，渣子坡主要由人工填碎石组成，上部荷载较大，地基承载力不满足设计要求。按照正规方法应采用超挖、回填、夯碾、必要时采取换土的方法进行桥墩基础处理，但是处理成本高。注浆法加固有着方便、成本低的特点[1、2]，本文在充分考虑现场施工的可行性，提出了采用注浆法对桥墩地基进行加固，在节约成本的基础上可以有效提高桥墩稳定性，桥墩注浆加固方案主要如下。
1 注浆设计
1.1 注浆材料
综合考虑现场地层特性，设计浆液的适宜配方为：水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比为0.6～1。
1.2 注浆工艺
（1）孔口注浆：在浇筑桥墩基础时，预埋内径为70mm或90mm的钢管，待基础混凝土养护到规定强度后，利用基础作为止浆垫，对下卧层进行注浆加固处理。（2）注浆方式：采用分层循环注浆，第一轮注浆结束后，养护2天左右时间，向下扫孔，直到松散碎石体顶面，再进行第二轮注浆，如此循环直到设计注浆深度（8～10m）。（3）埋置钢筋：注浆达到设计深度（8～10m）后，开展最后一轮扫孔，孔内埋置钢筋，并灌入较浓的水泥浆（水灰比为0.5），埋置钢筋需伸出基础约0.5m。
1.3 注浆参数
（1）注浆压力：通过计算得到基础抬升所需的力为12.34MPa，为了避免在注浆过程中基础产生抬升，设计注浆压力不得超过2.5～3MPa。（2）浆液扩散半径：考虑到注浆孔的布置，设计每个注浆孔中浆液扩散半径为1m。（3）注浆量：松散碎石体孔隙率取0.4，浆液的水灰比取0.8，考虑到地层的孔隙率比较大，设计注浆压力取2MPa。设计每孔每个循环的注浆量为300L。
1.4 注浆过程监测
为了在基础产生抬升时能够及时调整注浆施工，在注浆段内设置经纬仪对桥墩的某一特定点进行时时监控，观测基础的竖向位移。
1.5 注浆结束标准
单孔注浆只要满足下列三个因素之一时即可结束：一是注浆量达到设计要求，二是注浆终压达到设计要求，三是基础产生抬升。
2 注浆施工
2.1 现场实际施工变更
在实际注浆施工过程中对注浆方案进行了调整，主要体现在以下2个方面：
（1）注浆管：原注浆设计为孔口注浆，而现场情况为一次性打入注浆花管5m，注浆管下部2.5m范围内预先打间距为100mm的小孔。 （2）注浆孔：原设计注浆孔为9个，现场注浆孔只设置了5个。
2.2 注浆站布置
根据现场的施工情况，注浆站布置在四个桥墩中间，布置一次注浆站可以对四个桥墩进行注浆处理。
2.3 注浆孔及注浆管
根据矿山的建议，对原设计中的注浆孔的设计进行了变更，选择原桥墩基础上预留的9个注浆孔中的5个进行钻孔，埋置注浆花管，注浆管总长5m，下部2.5m打孔，孔间距10cm，孔成梅花型布置。
2.4 注浆材料
采用42.5普通硅酸盐水泥，浆液水灰比0.7。现场配制浆液时首先启动搅拌机，向搅拌桶内注入高度为45.5cm的清水，接着倒入5包水泥，搅拌时间不少于1分钟。
2.5 注浆施工过程
（1）注浆准备：布置注浆站—堆放水泥—水源供给。（2）注浆过程：①向搅拌桶内注入规定量的水（高度45.5cm），開动搅拌机;②向搅拌桶内放入规定量水泥（5包），开始搅拌，时间不得小于1分钟;③打开搅拌桶阀门，倾倒搅拌好的水泥浆倒入储浆池;④开动注浆泵，注浆过程中应注意不断搅拌储浆池中的水泥浆，避免水泥析水、注浆泵吸头阻塞等现象，尽量使注入的水泥浆均匀。（3）注浆次序及注浆量：按照顺序进行对角跳注，每孔注入水灰比为0.7的水泥浆4桶（1吨）后注下一孔。从已有的施工进度来看，每天可以注浆32桶（8吨水泥），即两个桥墩的1，2，3，4，5号注浆孔分别注入1吨水泥，次日注下一个循环。设计每个注浆孔注入水泥浆16桶（4吨）。在实际注浆施工中，注浆量应根据地层以下碎石的孔隙情况来定，从目前情况看，对于0号桥墩，由于下部碎石的填埋时间较短，并且地面几乎很少有车辆的碾压，基础下部碎石孔隙较大，注浆时压力一直上不去，因此需要多注几轮。设计每个注浆孔注入水泥4～6吨，直到压力增大到1.5～2MPa为止。当注4，5号桥墩时，由于碎石填埋时间较长，且地面长期受到来往车辆的碾压，地层下部碎石孔隙较小，注浆压力上升较为迅速，因此，注浆量适当减少，每个注浆孔注入水泥4吨，直到压力增大到1.5～2MPa左右。（4）注浆压力控制：注浆过程中，应随时控制注浆压力的输出，根据混合器处压力表示数调整注浆泵压力输出。当混合器处压力表示数较小时，减小注浆泵压力输出（2.5～3MPa左右）;当混合器处压力表示数较大时，适当加大注浆泵输出压力。
3 结论
本文针对某矿山渣子坡运渣桥墩基础需要加固的实际问题，提出了注浆加固方案，并对注浆加固方案进行了设计与实施，主要得到以下2点结论：
（1）论文中的注浆加固工艺参数可行，能够满足现场桥墩注浆加固要求;（2）注浆方法在处理某矿渣子坡桥墩时取得了良好效果，有效降低了加固成本。
参考文献：
[1]刘纪良，于飞，刘洪刚.底板注浆改造治理边界水患技术研究[J].山东煤炭科技，2013（02）：184-186.
[2]张红岩.马丽散对巷道顶板离层区的加固作用机理分析[J].煤炭技术，2007，26（04）：44-45.
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