化學灌漿在橋梁挖孔樁施工中的應用
發布時間:2014-08-09
文章論述了在挖孔樁施工中遇到對大挖孔樁流砂,湧水現象後采用化學
注漿的圍幕上水方法,並對
注漿孔徑布置、孔深、漿液配製、管道埋設、
注漿施工等問題進行了總結和探討。
【關鍵詞】化學灌漿;湧水;流砂;止水
一、工程概況
柳州市潭中高架橋Z13號樁基設計為挖孔樁,樁徑φ1.5米,樁長36米多,因為環保及交通要求,該樁不適宜作鑽孔樁施工,但因該樁埋置較深 (低於地下水位約16米,地下水位線為地麵以下20米),地質情況複雜,在持之以挖至28.5米時,將孔樁的溶洞蓋掀開,湧水、湧砂現象十分嚴重,采用3 midagonglvqianshuibengmianqiangchouganshui,danliushaliangjiaoda,jibenyukaiwatishengzhikongwaidesuduxiangdang,bangwakongzhuangshigongjindushifenhuanman,qiesuizheshendudejiashen,dixiashuigengjiafengfu,yidadaowufazheng 常chang開kai挖wa的de局ju麵mian,增zeng加jia抽chou水shui機ji又you會hui導dao致zhi井jing下xia工gong作zuo而er過guo水shui而er無wu法fa工gong作zuo,並bing且qie施shi工gong人ren員yuan的de安an全quan也ye得de不bu到dao很hen好hao的de保bao證zheng,因yin此ci,如ru何he確que保bao安an全quan順shun利li挖wa至zhi設she計ji標biao高gao並bing澆jiao注zhu砼tong成cheng了le當dang 時施工中急需解決的技術難題。
方案選擇:按規範規定,挖孔樁僅適宜於孔深小於20米,無水或少水的地質環境,但因該樁基處於居民區旁邊,采用鑽孔樁施工除了環境汙染不允許 外,噪音較大也是一個重要因素,因此經業主,監理及設計,施工單位研究,一致決定采用化學灌漿止水的方法:即通過化學灌漿在孔樁周圍及底部形成圍幕,從而 達到止水、止流砂能順利進行在地下水位線下進行幹孔挖孔樁施工的目的。
二、
注漿方案的設計
(一)
注漿方案的原理
注漿方案的原理是先探明
注漿位置的地質情況,確定
注漿的深度,然後通過管道將水泥漿和化學液壓至
注漿處,使兩液在該處彙合,其中水泥漿作為壓漿的主體,化 學液作為壓漿的介質,使水泥漿在規定的時間內迅速凝固為膠凝狀的固體,並在外力(壓漿機壓力)的推動下擠填至基礎下的溶洞溶槽及破碎層,並在不斷的外力作 用下擠壓緊密,在達到一定壓力後達到了止水的緊密情況,待膠凝物達到一定強度後就達到了止水的目的。
(二)漿液的選擇和配製
化學
注漿一般也叫雙液
注漿,一yi種zhong漿jiang液ye為wei水shui泥ni漿jiang,一yi種zhong為wei化hua學xue液ye體ti,化hua學xue液ye體ti一yi般ban采cai用yong水shui玻bo璃li相xiang遇yu後hou在zai水shui中zhong迅xun速su凝ning固gu,凝ning膠jiao時shi間jian可ke在zai幾ji秒miao至zhi幾ji分fen鍾zhong內nei準zhun確que控kong製zhi,結jie石shi率lv高gao達da95%以上,且結石強度高,漿液無毒不影響下一步的挖孔施工,對地下水無汙染。
因為僅對孔樁周圍小範圍進行壓漿加固,因此
注漿的凝因時間一般控製在10秒以內,根據多次試驗,水泥漿采用932.5MP普通矽酸鹽水泥,水灰 比為0.7∶1,水玻璃選用中性水玻璃,水玻璃與水進行0.5∶1稀釋,水玻璃漿與水泥漿按0.3∶1進行配置,並根據實際情況適當調整。
(三)
注漿孔的布設及管道的安裝
壓漿孔的布置一邊在孔樁周圍離開孔壁約50cm平均布設4個
注漿孔,在孔中心布一
注漿孔共計5個
注漿孔,
注漿孔采用φ100鑽機鑽孔,
注漿孔同 時也作為探明孔樁周圍及孔底地質條件之用,根據探明的地質條件確定
注漿深度,一般應於設計孔樁底1至1.5米,以確定
注漿的效果,向上應高於地下水位 1.0米以上,壓漿孔鑽成後立即安裝
注漿管,先是安裝一根內徑φ40mm的無縫鋼管,並在其中套進一根φ15mm的鋼管,外側鋼管壓注水泥漿,內側壓注水 水泥漿,兩側在孔底相遇,並在鋼管上作好長度標記,管上安裝一個三角架,上設倒鏈葫蘆,作為提升壓漿管之用。
(四)壓漿
注漿管道成一根後應立即進行
注漿作業,
注漿前應先用河砂將原已開挖的孔樁進行回填,這主要是防止漿液湧進孔內千萬不必要的浪費和增加以後開挖的 難(nan)度(du)。資(zi)金(jin)積(ji)累(lei)工(gong)作(zuo)作(zuo)好(hao)後(hou)即(ji)可(ke)按(an)設(she)計(ji)的(de)配(pei)合(he)比(bi)進(jin)行(xing)壓(ya)漿(jiang),壓(ya)漿(jiang)量(liang)的(de)多(duo)少(shao)主(zhu)要(yao)是(shi)以(yi)壓(ya)漿(jiang)的(de)壓(ya)力(li)作(zuo)為(wei)控(kong)製(zhi),因(yin)為(wei)隨(sui)著(zhe)壓(ya)漿(jiang)後(hou)漿(jiang)液(ye)的(de)與(yu)密(mi)實(shi),壓(ya)力(li)會(hui)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)大(da),從(cong)而(er) 可以從壓力表上反映出壓漿的效果,本工程中地下水壓為1.6MPa,以三倍地下水壓作為控製壓力,即以5.0Mpa作為杖漿達到要求的標記,當
注漿壓力達 到5 Mpa時,對
注漿管進行提拔,拔上一段距離後(一般為1米左右)再進行
注漿,或一邊拔一邊
注漿,並記錄
注漿的壓力變化情況,提管壓漿過程中隨著上麵水壓的 減小,
注漿的壓力可適當減小,最後以3.0 Mpa的(de)壓(ya)力(li)作(zuo)為(wei)最(zui)終(zhong)的(de)壓(ya)力(li)控(kong)製(zhi)。當(dang)壓(ya)漿(jiang)時(shi)壓(ya)力(li)一(yi)直(zhi)無(wu)法(fa)上(shang)來(lai)時(shi),青(qing)蛙(wa)遇(yu)上(shang)較(jiao)大(da)的(de)溶(rong)洞(dong),此(ci)時(shi)為(wei)了(le)節(jie)省(sheng)壓(ya)漿(jiang)量(liang),造(zao)成(cheng)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)浪(lang)費(fei),可(ke)以(yi)暫(zan)停(ting)壓(ya)漿(jiang)。停(ting)下(xia)時(shi)先(xian)停(ting)止(zhi) 壓(ya)注(zhu)水(shui)玻(bo)璃(li)液(ye),最(zui)後(hou)才(cai)停(ting)止(zhi)壓(ya)注(zhu)水(shui)泥(ni)漿(jiang),並(bing)用(yong)清(qing)水(shui)進(jin)行(xing)清(qing)管(guan),待(dai)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)所(suo)壓(ya)注(zhu)的(de)混(hun)合(he)液(ye)有(you)一(yi)定(ding)強(qiang)度(du)後(hou)再(zai)進(jin)行(xing)壓(ya)注(zhu),這(zhe)樣(yang)先(xian)前(qian)壓(ya)注(zhu)的(de)水(shui)泥(ni)-水玻璃膠凝物就達到防止 膠液無限擴散的作用。待到壓力上來後提升壓漿管至設計高度。
第一根管壓漿完成後再進行第有壓壓漿管的鑽孔,根據鑽孔取芯可知第一根
注漿管的
注漿效果。若在溶洞區或破碎層段附近的
注漿管注完漿後沒有影響到該處,則布孔應相對加密,反之可適當放寬。
注漿孔及管道布設好後重複上一根管道的
注漿工作。
(五)孔樁開挖
壓漿的同時取樣作試件,孔樁壓漿完畢,待計劃體製強 度大於5Mpa以yi上shang時shi即ji可ke對dui孔kong樁zhuang進jin行xing開kai挖wa。因yin孔kong樁zhuang基ji本ben上shang處chu於yu溶rong洞dong區qu或huo破po碎sui地di段duan,經jing壓ya漿jiang後hou強qiang度du大da大da增zeng加jia,開kai挖wa進jin最zui好hao用yong風feng鎬hao開kai挖wa,遇yu到dao大da塊kuai岩yan石shi時shi應ying用yong小xiao藥yao量liang進jin xingbaopo。buketantukuaiershiyongdayaoliang,zheyanghenrongyiduiyajianggujiebufenzhendongkailie,congershizhishuixiaoguojiangdi。yinweirongdongrongcaojiandetianchongjiaoningtiyuyancengdejieheshibijiaoboruode,zhendongkai 裂後就等於形成了新的破碎帶,地下水就會通過裂隙滲透進來。這樣又得重新
注漿才能達到效果。
在孔樁開挖的過程中亦要注意安全,因為化學
注漿是人為地將地下水封堵在孔樁之外。則孔樁外就有較大的水壓。若處於薄弱部位的孔壁破裂,地下水就 會(hui)立(li)即(ji)湧(yong)出(chu)。如(ru)果(guo)水(shui)量(liang)大(da),水(shui)壓(ya)大(da)就(jiu)會(hui)對(dui)孔(kong)樁(zhuang)下(xia)的(de)施(shi)工(gong)人(ren)員(yuan)構(gou)成(cheng)安(an)全(quan)威(wei)脅(xie)。因(yin)此(ci)在(zai)開(kai)挖(wa)過(guo)程(cheng)中(zhong)要(yao)加(jia)強(qiang)觀(guan)測(ce),特(te)別(bie)是(shi)爆(bao)破(po)作(zuo)業(ye)結(jie)束(shu)後(hou),在(zai)下(xia)井(jing)前(qian)要(yao)仔(zai)細(xi)檢(jian)查(zha)孔(kong)壁(bi)的(de)安(an)全(quan) 狀況,同時井下作業人員要係好安全帶,以防突發事件時井上人員速效地之吊出井外,從而確保施工人員的人身安全。
三、
注漿效果及經驗總結
通過對潭中高架橋Z13號樁基的雙液化學
注漿,對溶洞溶槽的填堵起到了很好作用。
注漿完成後在對孔樁的開挖過程中基本上達到幹孔作業目標。該樁 在灌漿完成一個月內就開挖到了設計標高並成功澆注砼完畢。該高架橋工程在後來的施工中對D7、Z15兩組樁基亦由於類似的地質情況而采取雙液化學灌漿止 水,同樣達到了比較好的效果。
但是,雙液
注漿並不是對每一個湧水、流砂較低大的孔樁都適用,在粉砂層段及溶洞溶槽填充物較緊密的地質地段,
注漿並不十分理想,在潭中高架橋 Z15號樁基中就遇到該問題,溶洞填充物為粉砂狀物質,非常緊密,漿液壓進量較少,在開挖過程中出現反複
漏水、湧砂的現象,需多次壓注才最終達到止水的目 的。因此類似該種地質情況的挖孔樁止水效果的好壞是值得我們認真探討的技術問題。