桥梁注浆管应用实战：跨江大桥基础加固的关键技术

重庆作为桥都,长江、嘉陵江上的大桥数不胜数,从朝天门大桥到东水门大桥,每座桥都是工程奇迹。而在这些宏伟桥梁的背后,注浆管在基础加固、缺陷处理等方面发挥着不可替代的作用。我参与过多个桥梁工程的注浆施工,今天就聊聊桥梁注浆管的应用经验。

桥梁注浆管的应用主要集中在三个领域:桥墩基础加固、桥台病害处理、水下基础注浆。每个领域的技术要求和施工难点都不一样。

先说桥墩基础加固。桥墩基础一般采用桩基础,桩身和桩周土体的密实度直接影响桥墩承载力。如果地基承载力不足或者桩周土体松散,就需要通过注浆加固。我参与过千厮门大桥一个桥墩的基础加固,那个桥墩的桩基检测发现持力层存在软弱夹层,承载力不达标,必须进行注浆处理。

桥墩基础注浆的难点在于深度大、水压高。那次施工,注浆孔深度达到45米,地下水位高出地面8米,水压接近1MPa。这种条件下,注浆管不仅要承受高压注浆的内压,还要承受外部水压和土压,对管材强度要求极高。我们选用的是壁厚4.0mm的50mm外径加强型注浆管,管材抗拉强度达到450MPa,完全能满足要求。

接头密封也是关键。深孔注浆,管子要连接多节,如果接头密封不好,注浆时浆液会从接头渗漏,既浪费材料,又影响加固效果。我们当时采用的是焊接连接,每个接头焊完后都做水压试验,确保不漏水才下管。虽然焊接费时费力,但可靠性最高,特别是在这种高水压环境下,必须万无一失。

桥台病害处理是另一个常见应用。桥台和路基衔接处,由于沉降差异,经常出现台背填土沉陷、空洞等问题,导致桥头跳车,影响行车舒适性和安全性。我去年在菜园坝大桥做过一次桥台注浆,现场检测发现台背有多处空洞,最大的一处空洞高度超过1米。如果不处理,车辆通过时震动会越来越大,甚至可能危及桥台稳定。

桥台注浆对施工组织要求高,因为要在不影响交通的前提下进行。我们选择夜间施工,先用探地雷达精确定位空洞位置和范围,然后在台背钻孔,孔径不宜过大,一般用75mm钻头,这样对路面破坏小,修复也方便。注浆管选用42mm外径、2.5mm壁厚的规格,这个规格既能满足注浆需求,又方便在狭小空间作业。

浆液选择也很重要。台背注浆一般用水泥-粉煤灰浆液,水灰比控制在0.8-1.0,浆液既有一定流动性,能充填空洞,又有足够强度,固结后不会再沉陷。注浆压力不能太大,一般控制在0.5-1.0MPa,压力太大可能导致台背土体劈裂,反而造成新的问题。我们当时分三次注浆,每次间隔12小时,让浆液充分凝固,最后检测效果很好,桥头跳车现象明显改善。

水下基础注浆是桥梁施工中的高难度作业。重庆的跨江大桥,桥墩基础都在江水下面,施工难度可想而知。我参与过嘉陵江上一座大桥的水下注浆施工,那次经历让我印象特别深刻。

水下注浆面临的挑战很多。首先是施工平台搭建困难,江水流速快,围堰施工难度大;其次是水下钻孔精度控制难,看不见孔位,全靠仪器定位;再次是注浆管下放困难,水流冲击大,管子容易偏移;最后是注浆效果检测难,无法直观观察。

我们当时采用的方案是:先搭建浮箱平台,在平台上安装钻机,用GPS定位确保钻孔位置准确。注浆管选用特殊的加重型管材,在管子内部灌注混凝土配重,增加重量,抵御水流冲击。管材外径50mm,壁厚3.5mm,并且做了加强防腐处理,内外都镀锌,确保在江水中长期浸泡不腐蚀。

注浆工艺也做了调整。因为水下环境,水泥浆液容易被江水稀释,我们添加了速凝剂和抗分散剂,浆液入水后能快速凝固,不会被冲散。注浆压力适当提高到3-5MPa,确保浆液能克服水压扩散到设计范围。整个注浆过程由潜水员配合,实时观察水下情况,发现问题及时调整。

桥梁注浆管的材质要求特别严格。不同于普通地基注浆,桥梁工程的设计使用年限一般是100年,注浆管作为隐蔽工程的一部分,必须有足够的耐久性。材质要选用优质碳素钢或低合金钢,抗拉强度不低于400MPa,屈服强度不低于235MPa,延伸率不小于15%。沧州金声钢管为桥梁工程定制的注浆管,各项指标都超过常规产品,而且每根管子都有质量追溯码,可以查到生产批次和检测数据,用着特别放心。

防腐处理更是重中之重。桥梁基础长期浸泡在水中或地下水中,腐蚀环境恶劣。我建议必须做双重防腐:内层热镀锌,镀层厚度不低于80微米;外层环氧树脂涂层,厚度不低于200微米。这样的防腐体系能保证管材在恶劣环境下使用几十年不腐蚀。虽然成本增加不少,但对于百年大计的桥梁工程来说,这点投入完全值得。

施工质量控制也要格外严格。桥梁注浆不像普通地基加固,出了问题可以返工,桥梁基础一旦完工,再想处理就难了。所以每道工序都要有严格的检验程序,钻孔验收、下管检查、注浆记录、效果检测,一个环节都不能少。我参与的项目,每个注浆孔都有完整的施工记录,包括地质情况、钻孔深度、管材规格、浆液配比、注浆压力、注浆量等,这些资料都要归档,作为工程验收和后期维护的依据。

最后说说注浆效果评价。桥梁基础注浆完成后,要通过多种手段检测效果。常用的有钻芯法检测注浆体强度,声波透射法检测注浆体密实度,荷载试验检测地基承载力提升效果等。只有检测合格,确认注浆达到设计要求,才能进入下一道工序。

桥梁注浆管虽然是个不起眼的材料,但它的质量直接关系到桥梁的百年安全。选择优质的注浆管,采用规范的施工工艺,严格的质量控制,是确保桥梁工程质量的基础。作为工程人,我们必须对每一个细节负责,对每一道工序把关,才能建造出真正的百年工程。