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【摘 要】高速公路桥梁为了实现运营的整体性、舒适性以及耐久性，通常是设计成预应力连续结构。为了很好地满足这种结构的需求，注浆技术在高速公路桥梁施工中得到广泛的使用。因此近年来，相关的注浆的理论和技术分析也得到极大的发展。本文主要结合工程实践，对注浆技术在高速公路桥梁施工的应用进行探究。
【关键词】注浆技术；高速公路桥梁；施工应用
1.前言
注浆技术己有近年的发展历史，其发明者是法国土木工程师查理斯?贝里格尼。十九世纪初，他采用注浆技术修复被水流侵蚀了的挡潮闸的砾砂土地基，这是在基础工程历史上第一次应用注浆技术。注浆技术有系统的改进始于美国科罗拉多河上的胡佛坝基的帷幕注浆，为了补救因开挖基坑引起的裂缝，进行了加固注浆。根据胡佛坝基的注浆工程实践，首次制定了注浆工程设计和施工规范。1968年，日本首创高压旋喷技术单管法，先后用于地基加固和防水工程。尽管我国研究注浆技术的时间比较晚，应用比较少，但是发展的特别迅速，目前众多工程在采用注浆技术应用后取得了明显的社会效益和经济效益。
2.注浆施工工艺简介
注浆法是指利用液压、气压和电化学原理，通过注浆管将浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透、挤密等方式，挤出土体颗粒或岩石裂隙中的水份和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性好的“结石体”。注浆技术按照常规的分类可分为静压注浆和高压喷射注浆两大类。按照地质条件注浆压力、浆液对土体的作用机理浆液的运动形式和替代方式,注浆技术可以分为渗透注浆、压密注浆、劈裂注浆和喷射注浆四类。笔者在这里主要介绍施工过程中最常见的渗透注浆与压密注浆。
2.1渗透注浆 渗透注浆是在不破坏地层土颗粒排列的条件下，浆液充填于土颗粒孔隙中，将土颗粒胶结成整体。实际注浆时,浆液并非全是牛顿流体,被注介质也并非是均质土。因此球形扩散理论有它的局限性。柱形扩散理论是以注浆管的一部分注浆作为研究出发点，浆液呈柱状扩散。由于柱形扩散理论与球形扩散理论有相类似的假设所以存在着类似的局限性。
2.2压密注浆 即挤压注浆，用极稠的浆液,通过钻孔挤向土体，在注浆处形成球形浆泡，靠浆液的扩散挤压周围土体，浆液不向土体渗透,只对土体产生挤压作用，使土体密实因而土体不发生水力劈裂。广泛用于建筑物的抬升、固结地基土等方面,它不适用于透水性差、含水量大的软勃土。
3.高速公路桥梁施工中注浆工艺
高速公路桥梁施工中注浆工艺和目的简单地说是把不同的浆液材料通过注浆输送到各种复杂地层中,起着充填、固结、补强、压密、挤压、膨胀、胶结等作用。工艺要点可概括为钻孔放样工艺成孔工艺两点。下面将结合某高速公路桥梁对注浆工艺进行简单说明。
3.1注浆设计的内容简介 用于填充土体空隙的浆液强度要求并不严格，要求流动性稍大，析水率小，浆体中粉煤灰含量可多一些，水泥:粉煤灰=3:1～4:1，在实践中我们多用的比例为：水泥:粉煤灰=3:1，水灰比可为1.0左右。在注浆过程中，注浆压力不能过高，一般为0.8～1MPa之间，即采用压力较小的静压力法注浆，不改变原有地层结构。
在设计压力下，浆液所能扩散的有效半径。浆液扩散半径r是一个重要参数，它对灌浆工程量及造价具有重要的影响。R值可按理论公式进行估算；当地质条件较复杂或计算参数不易选准时，就应通过现场注浆试验来确定。
式中：K-渗透稳定系数，P-注浆压力，r0-注浆半径，t-注浆时间，n-土的孔隙率，β-损失系数，一般取0.1-0.3。
3.2孔位布置 根据地层情况，有效扩散半径，确定合理的孔距、排距、孔数和排数及位置。注浆施工框架桥在建过程中事先预埋好注浆管，尺寸等同于墙体厚度。在桥体两侧，每股线路的正下方布置注浆孔，预留注浆孔道，分上中下三个，共有48个，在框架桥进过程中，随桥体顶进，埋设钢化管。
3.3注浆顺序 根据桥体及路基特点，注浆采用自下而上的方式进行逐一注浆加固。打开所有孔道初始密封盖，先从最下面的孔道开始注浆，注浆过程中，除了控制好水泥与粉煤灰的配合比及水灰比外，注浆压力严格控制在0.8～1MPa之间，过小渗透效果不理想，甚至部分地方由于注浆压力不足导致浆液扩散半径过小。压力过大则对路基原有状况破坏，部分地区引起不均匀沉降，危及线路及行车安全。在压力控制良好情况下，直至中间孔道开始出现浆液时停止对下面孔道注浆，封闭下孔道，开始从中间开始注浆。
3.4注浆量控制 理论上注浆量的体积应为土的孔隙体积，但在注浆过程中，浆液并不可能完全充满土的孔隙体积，而土中水分亦占据孔隙的部分体积。所以，在计算浆液用量时，通常应乘以小于1的灌浆系数，但考虑到浆液容易流到设计范围以外，所以灌注所需的浆液总用量Q可参照下式计算：Q=K?V?n?1000，其中Q为浆液总用量（L）；V为注浆对象的土量（m3）；n为土的孔隙率；K为经验系数。
3.5注浆质量的保证 为保证加固质量，在明确设计要求后，做好现场注浆试验，确定合适的施工工艺，施工中从各环关严把质量关。包括：材料进场关，注浆材料应符合规范要求，严禁使用过期水泥工程放样关；工程放样关，每次都要进行复核。做到精准无误；施工操作关，注浆参数要进行严格把关。
注浆前，注浆孔道进行预留，根据高速公路桥梁和线路的关系，在浇筑桥体墙体时预留到适当位置。在注漿时要采用准确的计量工具，严格按照设计配方配料施工，注浆一定要按程序施工，每孔进浆要准确，注浆压力一定要严格控制在0.8MPa～1MPa，由专人操作，当压力突然上升或从孔壁溢浆，应立即停止注浆，每孔注浆量应严格按设计进行，跑浆或漏浆时应采取措施确保注浆量满足设计要求，严格控制地面高程防止地面隆起。
结语
注浆技术在水电和建筑行业已经较为成熟，并有相应的技术规范作为指导，但是注浆工艺在高速公路桥梁施工的加固处理仍属于新工艺。针对具体的工程概况，所选择的注浆方法究竟能否达到防冲刷的预期目的，还有待进行研究完善。同时根据笔者的一线经验，施工工艺和技术参数的合理选用是决定注浆质量好坏的重要因素，为保证该工艺的顺利实施，在、注浆前有必要先进行试验研究，以此确定注浆施工工艺和技术参数，指导大面积注浆施工，保证工程质量。
参考文献
[1]郝婷.高速公路桥梁施工中注浆技术探讨[J].科技资讯,2009.
[2]赵斌,张川.注浆技术开发与应用[M]北京:煤炭出版社,2004.
[3]彭振斌.注浆工程设计计算与施工[M].武汉:中国地质大学出版社,1997.
[4]刘文永.注浆材料与施工工艺[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[5]张忠苗.灌注桩后注浆技术及工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
【关键词】注浆技术；高速公路桥梁；施工应用
1.前言
注浆技术己有近年的发展历史，其发明者是法国土木工程师查理斯?贝里格尼。十九世纪初，他采用注浆技术修复被水流侵蚀了的挡潮闸的砾砂土地基，这是在基础工程历史上第一次应用注浆技术。注浆技术有系统的改进始于美国科罗拉多河上的胡佛坝基的帷幕注浆，为了补救因开挖基坑引起的裂缝，进行了加固注浆。根据胡佛坝基的注浆工程实践，首次制定了注浆工程设计和施工规范。1968年，日本首创高压旋喷技术单管法，先后用于地基加固和防水工程。尽管我国研究注浆技术的时间比较晚，应用比较少，但是发展的特别迅速，目前众多工程在采用注浆技术应用后取得了明显的社会效益和经济效益。
2.注浆施工工艺简介
注浆法是指利用液压、气压和电化学原理，通过注浆管将浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透、挤密等方式，挤出土体颗粒或岩石裂隙中的水份和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性好的“结石体”。注浆技术按照常规的分类可分为静压注浆和高压喷射注浆两大类。按照地质条件注浆压力、浆液对土体的作用机理浆液的运动形式和替代方式,注浆技术可以分为渗透注浆、压密注浆、劈裂注浆和喷射注浆四类。笔者在这里主要介绍施工过程中最常见的渗透注浆与压密注浆。
2.1渗透注浆 渗透注浆是在不破坏地层土颗粒排列的条件下，浆液充填于土颗粒孔隙中，将土颗粒胶结成整体。实际注浆时,浆液并非全是牛顿流体,被注介质也并非是均质土。因此球形扩散理论有它的局限性。柱形扩散理论是以注浆管的一部分注浆作为研究出发点，浆液呈柱状扩散。由于柱形扩散理论与球形扩散理论有相类似的假设所以存在着类似的局限性。
2.2压密注浆 即挤压注浆，用极稠的浆液,通过钻孔挤向土体，在注浆处形成球形浆泡，靠浆液的扩散挤压周围土体，浆液不向土体渗透,只对土体产生挤压作用，使土体密实因而土体不发生水力劈裂。广泛用于建筑物的抬升、固结地基土等方面,它不适用于透水性差、含水量大的软勃土。
3.高速公路桥梁施工中注浆工艺
高速公路桥梁施工中注浆工艺和目的简单地说是把不同的浆液材料通过注浆输送到各种复杂地层中,起着充填、固结、补强、压密、挤压、膨胀、胶结等作用。工艺要点可概括为钻孔放样工艺成孔工艺两点。下面将结合某高速公路桥梁对注浆工艺进行简单说明。
3.1注浆设计的内容简介 用于填充土体空隙的浆液强度要求并不严格，要求流动性稍大，析水率小，浆体中粉煤灰含量可多一些，水泥:粉煤灰=3:1～4:1，在实践中我们多用的比例为：水泥:粉煤灰=3:1，水灰比可为1.0左右。在注浆过程中，注浆压力不能过高，一般为0.8～1MPa之间，即采用压力较小的静压力法注浆，不改变原有地层结构。
在设计压力下，浆液所能扩散的有效半径。浆液扩散半径r是一个重要参数，它对灌浆工程量及造价具有重要的影响。R值可按理论公式进行估算；当地质条件较复杂或计算参数不易选准时，就应通过现场注浆试验来确定。
式中：K-渗透稳定系数，P-注浆压力，r0-注浆半径，t-注浆时间，n-土的孔隙率，β-损失系数，一般取0.1-0.3。
3.2孔位布置 根据地层情况，有效扩散半径，确定合理的孔距、排距、孔数和排数及位置。注浆施工框架桥在建过程中事先预埋好注浆管，尺寸等同于墙体厚度。在桥体两侧，每股线路的正下方布置注浆孔，预留注浆孔道，分上中下三个，共有48个，在框架桥进过程中，随桥体顶进，埋设钢化管。
3.3注浆顺序 根据桥体及路基特点，注浆采用自下而上的方式进行逐一注浆加固。打开所有孔道初始密封盖，先从最下面的孔道开始注浆，注浆过程中，除了控制好水泥与粉煤灰的配合比及水灰比外，注浆压力严格控制在0.8～1MPa之间，过小渗透效果不理想，甚至部分地方由于注浆压力不足导致浆液扩散半径过小。压力过大则对路基原有状况破坏，部分地区引起不均匀沉降，危及线路及行车安全。在压力控制良好情况下，直至中间孔道开始出现浆液时停止对下面孔道注浆，封闭下孔道，开始从中间开始注浆。
3.4注浆量控制 理论上注浆量的体积应为土的孔隙体积，但在注浆过程中，浆液并不可能完全充满土的孔隙体积，而土中水分亦占据孔隙的部分体积。所以，在计算浆液用量时，通常应乘以小于1的灌浆系数，但考虑到浆液容易流到设计范围以外，所以灌注所需的浆液总用量Q可参照下式计算：Q=K?V?n?1000，其中Q为浆液总用量（L）；V为注浆对象的土量（m3）；n为土的孔隙率；K为经验系数。
3.5注浆质量的保证 为保证加固质量，在明确设计要求后，做好现场注浆试验，确定合适的施工工艺，施工中从各环关严把质量关。包括：材料进场关，注浆材料应符合规范要求，严禁使用过期水泥工程放样关；工程放样关，每次都要进行复核。做到精准无误；施工操作关，注浆参数要进行严格把关。
注浆前，注浆孔道进行预留，根据高速公路桥梁和线路的关系，在浇筑桥体墙体时预留到适当位置。在注漿时要采用准确的计量工具，严格按照设计配方配料施工，注浆一定要按程序施工，每孔进浆要准确，注浆压力一定要严格控制在0.8MPa～1MPa，由专人操作，当压力突然上升或从孔壁溢浆，应立即停止注浆，每孔注浆量应严格按设计进行，跑浆或漏浆时应采取措施确保注浆量满足设计要求，严格控制地面高程防止地面隆起。
结语
注浆技术在水电和建筑行业已经较为成熟，并有相应的技术规范作为指导，但是注浆工艺在高速公路桥梁施工的加固处理仍属于新工艺。针对具体的工程概况，所选择的注浆方法究竟能否达到防冲刷的预期目的，还有待进行研究完善。同时根据笔者的一线经验，施工工艺和技术参数的合理选用是决定注浆质量好坏的重要因素，为保证该工艺的顺利实施，在、注浆前有必要先进行试验研究，以此确定注浆施工工艺和技术参数，指导大面积注浆施工，保证工程质量。
参考文献
[1]郝婷.高速公路桥梁施工中注浆技术探讨[J].科技资讯,2009.
[2]赵斌,张川.注浆技术开发与应用[M]北京:煤炭出版社,2004.
[3]彭振斌.注浆工程设计计算与施工[M].武汉:中国地质大学出版社,1997.
[4]刘文永.注浆材料与施工工艺[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[5]张忠苗.灌注桩后注浆技术及工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.