桥梁基础施工灌浆技术规范详解

桥梁基础施工灌浆技术规范详解1.概述灌浆技术是桥梁基础施工中常用的加固与防渗手段，通过向地基或基础结构的裂隙、孔隙注入具有胶凝性的浆体，填充空隙、胶结松散介质、提高地基承载力及抗渗性能。其核心作用包括：加固地基：针对软弱土层（如淤泥、粉土）或松散岩层，通过浆体胶结形成复合地基，提高承载力；防渗止水：封堵基础周边的地下水通道（如裂隙、溶洞），防止施工过程中地下水涌入或运营期水害；补强修复：对灌注桩、沉井等基础结构的缺陷（如蜂窝、空洞）进行填充，恢复结构完整性。适用场景：灌注桩后压浆（提高桩端及桩侧阻力）；沉井基础封底（封堵井底渗漏）；地下连续墙接缝处理（防止墙间渗水）；岩溶地区基础加固（填充溶洞、裂隙）；既有桥梁基础病害整治（如桩身缺陷修复）。2.基本规定2.1前期准备地质勘察：施工前应获取详细的地质资料，包括地层分布、岩土体物理力学指标（如孔隙比、渗透系数、承载力）、地下水水位及水质等，为灌浆设计提供依据；设计文件审查：核对设计文件中的灌浆范围、孔位布置、浆体配合比、灌浆压力、灌浆量等参数，确保符合现行规范（如《公路桥涵施工技术规范》JTG/T____、《建筑地基基础工程施工质量验收标准》GB____）及工程实际；现场复核：对孔位进行放线复核，确保孔位偏差不超过设计要求（一般≤50mm）；检查施工区域的地下管线、障碍物，避免钻孔破坏。2.2施工方案编制施工方案应包括以下内容：工程概况（基础类型、地质条件、灌浆目的）；灌浆材料选择（水泥浆、水泥砂浆或化学浆）及配合比设计；钻孔工艺（钻机类型、孔径、深度、垂直度要求）；灌浆工艺（灌浆顺序、分段方式、压力控制、浆体流动度要求）；异常情况处理（漏浆、冒浆、压力骤变等）；质量控制措施（过程检测、效果检验方法）；安全与环保措施。2.3人员与设备要求人员资质：灌浆施工负责人应具备桥梁基础施工经验，技术人员应熟悉灌浆工艺及规范；操作人员（钻机手、灌浆工）应经培训考核合格，持证上岗；设备要求：钻孔设备：根据地层选择回转钻机（适用于岩层、硬土）或冲击钻机（适用于卵石、碎石层），钻机应具备稳定的钻进能力，垂直度偏差≤1%；灌浆设备：包括浆体搅拌机（搅拌能力≥100L/min，搅拌时间≥3min）、灌浆泵（压力范围0-2MPa，流量稳定）、输浆管（耐压≥1.5倍设计压力，无泄漏）；检测设备：压力传感器（精度±1%）、流量计量仪（精度±2%）、浆体比重计（精度±0.01g/cm³）。3.材料要求3.1水泥浆水泥浆是桥梁基础灌浆的主流材料，适用于一般地层（如粘性土、砂土、岩层）。其性能要求如下：水泥品种：采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级≥42.5；不得使用过期水泥或受潮结块水泥；水灰比：根据灌浆目的调整，加固型灌浆水灰比0.5-0.7（浆体密度1.3-1.5g/cm³），防渗型灌浆水灰比0.6-0.8（浆体密度1.2-1.4g/cm³）；外加剂：可掺入减水剂（掺量0.5%-1%，改善浆体流动性）、早强剂（掺量1%-2%，缩短凝结时间）、膨胀剂（掺量3%-5%，补偿浆体收缩）；外加剂应符合《混凝土外加剂应用技术规范》GB____的要求；性能指标：浆体应均匀无结块，初凝时间≥4h（避免施工过程中凝固），终凝时间≤24h（确保及时强度增长）；28d抗压强度≥20MPa（加固型）或≥15MPa（防渗型）。3.2水泥砂浆水泥砂浆适用于孔隙较大的地层（如卵石层、溶洞），其骨料要求如下：骨料品种：采用洁净的中砂或细砂，粒径≤2mm，含泥量≤3%；配合比：水泥:砂=1:1-1:3（质量比），水灰比0.6-0.8；浆体密度≥1.8g/cm³；性能指标：28d抗压强度≥15MPa，渗透系数≤1×10⁻⁶cm/s（防渗型）。3.3化学浆化学浆（如环氧树脂浆、聚氨酯浆）适用于细微裂隙（宽度≤0.1mm）或地下水丰富的地层，其性能要求如下：环氧树脂浆：由环氧树脂、固化剂（如乙二胺）、稀释剂（如丙酮）组成，粘度≤50mPa·s（25℃），初凝时间≥30min，28d抗压强度≥30MPa；聚氨酯浆：分为水溶性（适用于潮湿地层）和油溶性（适用于干燥地层），固化后体积膨胀率≥20%（填充细微裂隙），28d抗压强度≥10MPa；注意事项：化学浆应密封储存（避免受潮），使用前应进行相容性试验（防止固化异常），并严格控制配合比（误差≤1%）。3.4材料检验与储存检验频率：水泥每批次（≤200t）检验1次，检测项目包括强度、细度、凝结时间；储存要求：水泥应存放在干燥、通风的仓库内，离地≥30cm，离墙≥20cm；化学浆应存放在阴凉、避光处，远离火源。4.施工工艺4.1钻孔孔位放线：根据设计图纸用全站仪定位，孔位偏差≤50mm；钻进方式：采用泥浆护壁或清水护壁钻进（避免塌孔），岩层钻进时可采用金刚石钻头；孔径与深度：孔径应比灌浆管直径大20-40mm（如灌浆管直径50mm，孔径70-90mm）；钻进深度应超过设计灌浆深度500mm（确保覆盖全部需灌浆地层）；垂直度控制：钻进过程中每5m检查一次垂直度，偏差≤1%（如孔深30m，垂直度偏差≤300mm）；若偏差超过要求，应调整钻机或回填重钻。4.2清孔清孔的目的是清除钻孔内的沉渣、泥皮及松散介质，确保浆体与地层充分接触。清孔方法：采用压力水冲洗，冲洗压力为设计灌浆压力的0.5-0.8倍；冲洗时间≥10min，直到回水清澈（含砂率≤1%）；沉渣厚度：清孔后沉渣厚度≤200mm（灌注桩后压浆）或≤100mm（岩层灌浆）；沉渣厚度采用测绳或沉渣仪检测。4.3制浆搅拌顺序：先向搅拌机中加入规定量的水，再缓慢加入水泥（及外加剂），搅拌时间≥3min；搅拌完成后，浆体应通过1.25mm筛网过滤，去除结块；浆体温度：冬季施工时，浆体温度≥5℃（可采用温水搅拌）；夏季施工时，浆体温度≤30℃（避免凝结时间缩短）；浆体储存：搅拌好的浆体应在2h内用完，超过时间的浆体不得使用（若浆体发生初凝，应废弃）。4.4灌浆4.4.1灌浆顺序群孔灌浆：采用“外围向中心”的顺序，避免浆液向未灌浆区域扩散；分段灌浆：对于深度≥10m的钻孔，采用分段灌浆（每段长度3-5m），自上而下或自下而上钻进，每段灌浆完成后再钻下一段；单孔灌浆：采用“连续灌浆”，直至达到设计灌浆量或压力稳定（压力保持10min无下降）。4.4.2压力控制初始压力：灌浆开始时，压力缓慢升至设计压力的0.5倍，保持5min；正常压力：逐渐升至设计压力（加固型灌浆压力0.3-1.0MPa，防渗型灌浆压力0.2-0.6MPa）；压力偏差≤±10%；压力调整：若地层透水性大（流量≥50L/min），可适当提高压力（不超过设计压力的1.2倍）；若出现冒浆，应降低压力（至设计压力的0.7倍）或采用间歇灌浆（每灌30min停10min）。4.4.3灌浆量控制设计灌浆量：根据地层孔隙率计算，公式为：\(Q=V\timesn\times\beta\)，其中\(V\)为灌浆体积，\(n\)为地层孔隙率，\(\beta\)为浆体填充系数（0.8-1.0）；实际灌浆量：应≥设计灌浆量的95%；若实际灌浆量远小于设计值（≤80%），应检查钻孔是否偏离设计位置或地层孔隙率计算错误；若实际灌浆量远大于设计值（≥120%），应检查是否存在漏浆通道（如溶洞、裂隙），并采取堵漏措施（如加入砂或止水剂）。4.5封孔灌浆完成后，应及时封孔，防止浆体倒流或地下水进入。封孔方法：机械封孔：对于深度≤5m的钻孔，采用钢管或塑料管插入孔底，然后填入水泥浆，边填边拔出钢管；浆体封孔：对于深度≥5m的钻孔，采用压力灌浆封孔，封孔浆体水灰比0.5-0.6，封孔压力为设计灌浆压力的0.5倍，直至孔口溢出浆体；封孔质量：封孔后孔口应平整，浆体应密实（无空洞、裂缝）。4.6异常情况处理漏浆：表现为灌浆压力骤降、流量骤增。处理方法：降低灌浆压力（至设计压力的0.7倍），增加浆体浓度（水灰比减小0.1），或掺入砂、止水剂（如水泥-水玻璃双液浆）；若漏浆严重，应停止灌浆，采用低压慢灌或间歇灌浆。冒浆：表现为孔口或周边地面溢出浆体。处理方法：关闭相邻孔的阀门（防止浆液串孔），降低灌浆压力（至设计压力的0.5倍），或采用“间歇灌浆+表面封堵”（用水泥袋或粘土封堵冒浆点）。压力骤升：表现为灌浆压力突然升高，流量骤减。处理方法：停止灌浆，检查输浆管是否堵塞（如浆体结块），或钻孔是否坍塌（如岩层裂隙闭合）；若为输浆管堵塞，应清理输浆管；若为钻孔坍塌，应回填重钻。5.质量控制5.1过程检查钻孔检查：每钻完一个孔，检查孔径（用孔径仪）、深度（用测绳）、垂直度（用经纬仪），偏差应符合设计要求；清孔检查：清孔后检查沉渣厚度（用沉渣仪）、回水含砂率（用比重计），沉渣厚度≤200mm，含砂率≤1%；浆体检查：每搅拌一批浆体，检测比重（用比重计）、粘度（用马氏粘度计）、凝结时间（用贯入阻力仪），偏差≤±5%；灌浆检查：灌浆过程中实时监测压力（用压力传感器）、流量（用流量计量仪），记录每10min的压力、流量及浆体消耗情况；若出现异常（如压力骤变、流量骤增），应及时处理并记录。5.2性能试验强度试验：每台班制作3组水泥浆试件（100mm×100mm×100mm），标准养护28d后检测抗压强度，强度应≥设计要求；渗透试验：对于防渗型灌浆，每10个孔制作1组渗透试件（直径70mm×高度70mm），检测渗透系数（≤1×10⁻⁶cm/s）；收缩试验：对于加固型灌浆，每50个孔制作1组收缩试件（100mm×100mm×400mm），检测28d收缩率（≤0.05%）。5.3效果检验取芯试验：灌浆完成28d后，在灌浆区域选取代表性孔位（如孔距中心、漏浆部位）进行取芯，芯样长度≥1m；芯样应完整（完整性指数≥0.8），浆体与地层胶结良好（无空隙、裂缝）；声波检测：采用超声波检测仪对灌浆区域进行检测，声波波速≥3000m/s（岩层）或≥2500m/s（土层），波速变异系数≤10%（表明浆体均匀）；压水试验：对于防渗型灌浆，采用压水试验检测透水性，试验压力为设计灌浆压力的0.8倍，压水时间≥30min，渗透系数≤设计要求（如≤1×10⁻⁶cm/s）；承载力试验：对于加固型灌浆（如灌注桩后压浆），采用静载试验检测地基承载力，承载力应≥设计要求的1.1倍。5.4记录与资料施工记录：包括钻孔记录（孔位、孔径、深度、垂直度）、清孔记录（沉渣厚度、回水情况）、制浆记录（材料用量、浆体性能）、灌浆记录（压力、流量、灌浆量、异常情况）；试验记录：包括水泥检验报告、浆体性能试验报告（比重、粘度、凝结时间）、强度试验报告、渗透试验报告；验收资料：包括施工方案、地质勘察报告、设计文件、施工记录、试验报告、效果检验报告。6.验收标准6.1验收程序分项工程验收：灌浆施工完成后，由施工单位自检（检查施工记录、试验报告），合格后向监理单位提交验收申请；监理验收：监理单位对施工资料进行审查，现场检查灌浆孔位、封孔质量，抽取10%的孔进行效果检验（如取芯、声波检测）；竣工验收：验收合格后，由建设单位、施工单位、监理单位共同签署验收文件。6.2主控项目主控项目是灌浆质量的关键指标，必须100%符合要求：浆体强度：28d抗压强度≥设计要求（每检验批至少3组试件，合格率100%）；灌浆压力：灌浆过程中压力偏差≤±10%（每孔检测3次，合格率100%）；灌浆量：实际灌浆量≥设计灌浆量的95%（每孔检查，合格率100%）；封孔质量：封孔浆体密实（无空洞、裂缝），孔口平整（每孔检查，合格率100%）。6.3一般项目一般项目允许有一定偏差，但偏差应在规范允许范围内：孔位偏差：≤50mm（每孔检查，合格率≥90%）；钻孔垂直度：≤1%（每孔检查，合格率≥90%）；沉渣厚度：≤200mm（每孔检查，合格率≥90%）；浆体比重：偏差≤±0.02g/cm³（每批检查，合格率≥90%）。7.安全与环保7.1安全措施用电安全：灌浆设备应接地（接地电阻≤4Ω），操作人员应戴绝缘手套；严禁在潮湿环境中使用未接地的设备；高空作业：对于高于2m的钻孔（如沉井基础），应设置防护栏（高度≥1.2m），操作人员应系安全带；机械操作：钻机、灌浆泵应由专人操作，严禁无证人员上岗；操作前应检查设备状态（如钻机稳定、灌浆泵无泄漏）；应急措施：现场应配备灭火器（针对化学浆泄漏）、急救箱（针对人员受伤）；若发生浆体泄漏，应立即停止灌浆，关闭电源，清理泄漏浆体。7.2环保措施废水处理：清孔废水、灌浆废水应经沉淀池沉淀（沉淀时间≥24h），达标后排放（COD≤100mg/L，SS≤200mg/L）；废渣处理：钻孔产生的废渣（如泥土、岩屑）应运至指定地点填埋（不得随意堆放）；化学浆包装桶应