注漿在橋梁水中樁基施工中的應(yīng)用

1、注漿在橋梁水中樁基施工中的應(yīng)用論文關(guān)鍵詞：橋梁 樁基 地質(zhì)覆蓋層 鋼管樁平臺(tái) 注漿 加固 處理論文摘要：在進(jìn)行橋梁水中樁基施工過程中常會(huì)遭遇地質(zhì)覆蓋層的過于復(fù)雜而造成搭建水中施工平臺(tái)時(shí)難以保證穩(wěn)固的棘手問題，本文就衡炎高速公路鐵爐沖洣水大橋在搭建水中施工平臺(tái)時(shí)，通過采用注漿技術(shù)對(duì)地質(zhì)覆蓋層進(jìn)行加固，從而有效解決此類問題的方法，對(duì)注漿技術(shù)在橋梁水中樁基施工中的應(yīng)用作出簡要說明。一、前言鐵爐沖洣水大橋橫跨洣水河，橋長867.08m，橋型布置為1525+43+450+43+825，右交角為90的預(yù)應(yīng)力T梁，下部構(gòu)造為柱式墩配樁基，共計(jì)30排墩150根樁基；根據(jù)地質(zhì)部門提供的地質(zhì)鉆探資料顯示橋位區(qū)處于

2、巖溶高度發(fā)育地帶，地質(zhì)情況相當(dāng)復(fù)雜。該橋于2006年10月26日開工，由于此橋是衡炎高速全線的控制性工程，業(yè)主要求2007年11月底半幅通車，我部面臨著施工任務(wù)重、工期緊的局面，為此如何確定合理、有效的樁基施工方案對(duì)此橋的整體施工進(jìn)度顯得至關(guān)重要。鐵爐沖洣水大橋分為衡陽岸引橋、主橋及炎陵岸引橋，本文就主橋部分即水中樁基施工過程中搭建鋼管樁平臺(tái)時(shí)為解決覆蓋層遭到破壞難以保證穩(wěn)固時(shí)，通過采用注漿加固從而有效解決此一問題的方法，對(duì)注漿技術(shù)在橋梁水中樁基施工中的應(yīng)用作出簡要分析，以便于為具有同類地質(zhì)情況的橋梁施工提供參考。二、水中樁基施工平臺(tái)方案的確定鐵爐沖洣水大橋主橋起于16#墩，止于21#墩，共6

3、排墩計(jì)30根樁基，樁徑2.5m，均為嵌巖樁，其地質(zhì)覆蓋層主要為卵石、細(xì)砂層及粘土，厚度一般632m；由于16#、17#墩靠近岸邊，水位較淺，采用筑島平臺(tái)；18#21#墩水位較深（49米），且經(jīng)常有挖砂船、運(yùn)砂船通過，采用鋼管樁水中平臺(tái)施工，平臺(tái)承力結(jié)構(gòu)為12根60cm的鋼管樁。三、水中樁基施工平臺(tái)施工情況：我部首先進(jìn)行的是18#墩水中平臺(tái)施工，施工時(shí)發(fā)現(xiàn)：卵石層結(jié)構(gòu)密實(shí)度高，而且還有漂石，同時(shí)因?yàn)槿藶樘蜕硨?duì)河床破壞大；因此在施工過程中利用60T振動(dòng)錘振擊鋼管樁只能振下2.22.8m。18#-5樁基3.0m的外鋼護(hù)筒利用90T的振動(dòng)錘也只能振下2.0m左右；利用12m3空壓機(jī)吹砂配合振動(dòng)錘下振，

4、效果也不佳，且卵石層含漂石，最大只能下沉3m。由于橋位的上、下游都有電站，更大型的船只和起重設(shè)備無法進(jìn)入河中施工；鋼護(hù)筒嵌入卵石層3m太少，不穩(wěn)定，鉆機(jī)沖鉆很容易引起鋼護(hù)筒偏位和坍孔，平臺(tái)和施工人員的安全無法保證，因此18#墩的水中平臺(tái)雖已搭建好，鉆機(jī)一直無法開鉆。為此水中樁基的施工一度滯后，嚴(yán)重影響了大橋的整體施工進(jìn)度，引起了業(yè)主的高度關(guān)注。 為此，我們邀請(qǐng)各方專家召開了專家會(huì)議，通過分析、研究最終確定通過采用注漿的方法對(duì)水中平臺(tái)進(jìn)行加固的施工技術(shù)方案。四、注漿方案的實(shí)施：1、注漿前，在工作平臺(tái)范圍拋灑袋裝黃泥或粘土，范圍為：工作平臺(tái)四周擴(kuò)大2m左右，厚度0.5m左右；目的是：有效控制注漿時(shí)

5、漿液對(duì)河床底層面的擴(kuò)散，避免向河面“冒漿”。類似于“封底”方法。2、注漿鉆孔布設(shè)：見圖1示。 35 圖一 第一順序孔 第二順序孔 第三順序孔 SHAPE * MERGEFORMAT 按順序先在工作平臺(tái)四周布置注漿鉆孔，間距6m左右，第二順序在樁孔鋼護(hù)筒周圍0.5m左右布置圖一，加密注漿孔(檢查孔)，間距3m左右（第二順序孔起到穩(wěn)固鋼護(hù)筒的作用）。第三序孔為溶洞孔中心注漿。施工時(shí)，根據(jù)地質(zhì)情況和注漿情況再做動(dòng)態(tài)調(diào)整。3、鉆孔與注漿運(yùn)行方式：用XY-100或HT-150鉆機(jī)鉆孔，按順序分序鉆孔，先施工第一順序鉆孔注漿；分序鉆孔采用下行式注漿，順序?yàn)椋?、鉆孔技術(shù)要求。a、布孔：每墩3237個(gè)孔，其

6、中第一順序12個(gè)孔，第二順序20個(gè)孔，第三順序孔為有溶洞的孔（根據(jù)地質(zhì)資料決定是否布孔），在孔中心布鉆。實(shí)際施工根據(jù)地質(zhì)情況和注漿效果情況增減；鉆孔嚴(yán)格按順序施工，終孔深度穿過覆蓋層至灰?guī)r0.5m，每孔深10m左右(見圖二)圖二 b、開孔孔徑129-110，孔口下入110套管(根據(jù)實(shí)際情況，可能需要“篩管”施工)并固定好，井口套管長度為工作平臺(tái)至入巖0.5m左右，終孔孔徑11089mm。c、鉆孔開孔前校正立軸鉛垂度，以防鉆孔偏斜。d、鉆進(jìn)過程中密切注意施工地層和鉆進(jìn)速度，防止卡鉆、埋鉆事故發(fā)生。5、注漿技術(shù)要求a、注漿順序由工作平臺(tái)邊緣至樁孔四周，采用純水泥漿加速凝劑灌注。b、注漿方式采用下行

7、式注漿，前次注漿凝固后(約12小時(shí)，具體根據(jù)實(shí)際情況確定)方可向下鉆注。c、漿液配合比：水灰比1：11.11左右，每立方米漿液水725kg，水泥750-800kg左右。d、注漿壓力從02.0Mpa范圍控制，具體壓力由現(xiàn)場試驗(yàn)確定，注漿流量為38-150L/min，滲透最小直徑定為3.0m，以保證鋼護(hù)筒周圍和工作平臺(tái)范圍有足夠的固結(jié)體。6、注漿材料a、水泥：要求采用合格的P.O32.5Mpa普通硅酸鹽水泥，細(xì)度要求通過4900孔/cm2，標(biāo)準(zhǔn)篩篩余量不超過2%；水泥從出廠使用不超過3個(gè)月，干燥保存，防止受潮結(jié)塊，影響注漿質(zhì)量。b、添加劑：復(fù)合早強(qiáng)劑第一順序注漿添加劑為水玻璃，模數(shù)n2.75，濃度

8、Be=3845，水玻璃與水稀釋比為1：35，添加比例約3%左右；第二順序以后(和樁基溶洞處理)注漿添加劑為三乙醇胺和食鹽，添加比例分別三乙醇胺為水泥量的1-5，食鹽為三乙醇胺的2倍左右，具體現(xiàn)場測試確定。五、結(jié)論和建議：1、第一順序孔在第一次壓漿后進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)壓漿，第二順序孔進(jìn)行了一次分層壓漿，從取芯效果來看，經(jīng)過第二次補(bǔ)充壓漿的效果強(qiáng)于單次分層壓漿。2、河床覆蓋層壓漿第一、第二次采用0.8的水灰比是合適的，相對(duì)于水灰比1.0，有效的降低了漿液的擴(kuò)散范圍，增加覆蓋層的膠結(jié)強(qiáng)度。3、3%的水玻璃溶液摻量對(duì)河床砂卵石地層注漿時(shí)水泥漿液的早凝有一定效果，對(duì)比未添加時(shí)注漿，在保證質(zhì)量前提下，控制了水泥的

9、流失，降低了工程造價(jià)。4、對(duì)于固結(jié)鋼護(hù)筒周圍覆蓋層注漿，采用“止?jié){塞”“上行式分層注漿”的注漿工藝，按每段2m左右分層注漿，有效的提高壓漿效率，以最短的時(shí)間完成施工任務(wù)。5、從覆蓋層注漿效果來看，注漿對(duì)砂礫層固結(jié)最為明顯，漿液擴(kuò)散范圍達(dá)34米，膠結(jié)成塊；粗砂層次之，而細(xì)沙層漿液擴(kuò)散范圍小，滲透能力差，很難成塊，鉆探時(shí)芯樣為松散狀。6、從鉆孔取芯情況來說，距離注漿孔越近，效果越明顯；注漿數(shù)量越大，旁側(cè)所取芯樣越好，膠結(jié)強(qiáng)度越大。7、經(jīng)過對(duì)18#平臺(tái)第一順序孔定量分次壓漿后，我部通過鉆孔取芯，發(fā)現(xiàn)效果明顯，芯樣成柱短柱狀，膠結(jié)有強(qiáng)度，很好的固結(jié)了水中樁基施工平臺(tái)。8、第二順序孔定量分層壓漿，有一定的效果，芯樣在沙礫層有塊狀的水泥膠結(jié)塊，也有含水泥漿液松散顆粒沙礫層。對(duì)第一順序孔注漿有了很好的補(bǔ)充注漿，使得平臺(tái)進(jìn)一步加固，同時(shí)對(duì)穩(wěn)固鋼護(hù)筒也起到了很好的效果。而部分鉆孔芯樣局部段位松散，芯樣含漿量較少，這說明在單次壓漿仍然有局部效果欠佳，需要進(jìn)行第二次補(bǔ)充壓漿或根據(jù)取芯情況適當(dāng)增加單次壓漿孔的水泥用量，效果會(huì)更好，更能保障樁基礎(chǔ)的施工安全。通過注漿施工后，我部的水中施工平臺(tái)得到了有效的加固，有力的保證了水中樁基的鉆孔施工順利進(jìn)行，從而對(duì)我部鐵爐沖洣水大橋的整體施工進(jìn)度