桥梁基坑防护及地基加固施工

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 桥梁基坑防护及地基加固施工 摘要：本文结合某大桥局部墩基 坑防护及加固处理的实践，重点对特殊 地质条件下基坑防护及地基加固的施工 方案和技术措施进行分析比较，为类似 工程提供一些参考。 中国论文网 /2/view-12910860.htm 关键词：软土基坑；防护及加固； 施工方案；技术措施 0 引言 软土路基的处理是公路工程施工 中的一个较难处理的问题。随着改革开 放的不断发展，新的技术工艺要求也不 断提升，许多路基处理技术得到了综合 应用和推扩。目前软土路基的施工处理 技术有许多种方案，但是在具体实施操 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 作中应结合工程的具体特点，科学并合 理地选择与组合有效的施工技术和施工 工艺，如此既可以确保安全和质量、缩 短工期，又可节约工程投资。 1工程概况 该桥梁设计为全长 170m 的中承 式中桥，共 4 跨，3 个桥墩基础。以第 2#墩桩为例，基础设计为 9 根 125cm 的钻孔桩，桩长 42m，承台结构尺寸为 1140cm900cm350cm，墩身结构为 830cm330cm1250cm 的圆端空心墩， 上部为 40m 预应力砼箱梁。 该桥拟建范围地型复杂，地质条 件差。淤泥、淤泥土、淤泥质砂等软弱 土发育，厚度大，深度最大达 15.5m， 其抗剪强度指标粘聚力（C）和内摩 擦角（）值低，工程性质极差，基坑 开挖容易坍塌。该桥 2 号墩正位于全桥 桥墩最为复杂和空间多变的软土地基上， 基坑开挖尺寸 1340cm1100cm，深度 4.6m 左右，设计防护方式为钢板桩围堰， 基底为 1m 的砼垫层。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 2防护方案比选 根据勘测资料及调查情况，本桥 墩附近原先为一条古河道，淤泥较深。 发现此处为淤泥质粉质粘土，呈流软 塑状，1 类等级，0=50kpa，淤泥层大 约为 17m 左右，地质柱状图见图 1。 鉴于此处淤泥层较深，呈流塑状， 钢板桩已无法满足基坑开挖要求，为保 证施工人员、设备安全，确保工期，结 合现场坍塌原因及地质情况，提出了多 种方案进行研究，并在安全性、技术性、 操作性及经济性等方面进行详细对比， 最终采取最优方案实施。 2.1 方案一：高压旋喷桩对基坑 进行加强防护处理方案。 为了尽快采取施工加固措施，并 确保施工安全，尤其是在即将来临的雨 季前顺利完成基坑的开挖工作，决定采 用高压旋喷桩对基坑进行加强防护处理。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 、首先将基坑用山皮土回填密 实，并修筑便道，以恢复通行。 、在进行钢板桩拔除时，先拔 除桥梁走线前后两个方向的钢板桩；对 于在便道、房屋一侧和鱼塘一侧的两道 钢板桩，为保证两侧房屋和鱼塘安全， 避免拔除产生地陷，加重此处危情，钢 板桩拔除时采用边拔除边观察，视拔除 情况进行，作间隔拔除。若遇到下沉明 显，可对部分钢板桩不予拔除，直接回 填。 、在场地平整完后，对高压旋 喷桩的桩位进行布点。原钢板桩内部的 高压旋喷桩直径选用 70cm，间距按 50cm 咬合全基坑布置，从垫层底下按 10m 考虑；钢板桩外围的高压旋喷桩直 径选用 70cm，间距按 50cm 平行咬合四 周布置，桩长按 15m，同时比内部旋喷 桩高出大约 1m，坑底高压旋喷桩 379 根，坑外高压旋喷桩 188 根，经计算高 压旋喷桩长共 6610m，换算体积为 2543 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 立方米。高压旋喷桩布置大样图见图 2。 、待旋喷桩达到强度后，重新 对基坑进行开挖。 2.2 方案二：搅拌桩对基坑进行 加强防护处理方案。 因地下水量大，且为淤泥质粉质 粘土的地质情况，提出选用粉体喷射搅 拌法的第二加固方案，其主要特点为： 、使用的干燥状态的固化材料 可以吸收软土地基的水分，加固含水量 高的软土、极软土等地基效果显著。 、固化材料全面地被喷射到靠 搅拌叶旋转过程中产生的空隙中，同时 又靠土的水分把它附到空隙内部，随着 搅拌叶片旋转，固化剂均匀地分布在土 中，不会产生不均匀散乱现象，有利于 提高地基土的加固强度。 、与方案一的高压旋喷桩相比， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 输入地基土中的固化材料要少得多，无 浆液排出，地面无隆起现象。同时固化 材料是干燥状态的极细粉状体，如水泥、 生石灰、消石灰等，材料来源广泛，并 可使用两种以上的混合材料。因此，对 地基土加固适应性强，不同的土质要求 可以找出与之相应的固化材料，其适应 的工程对象较广。 2.3 方案三：钻孔桩加挡土板方 法对基坑进行防护加固处理方案。 因本基坑原采用的钢板桩已向内 侧倾斜，特别是靠鱼塘一侧坍塌严重， 给施工安全和操作带来不利。根据现场 情况，造成坍塌的主要来自钢板桩下层 地下水增加，坑内淤泥质粉质粘土外涌， 上端土层向内挤压，整个钢板桩不是一 个平衡体而坍塌。为此，提出选用钻孔 桩加挡土板方法。 、按方案一的前 2 步骤进行基 坑回填。 、在回填好地基上原钢板桩外 围采用单排直径 100cm、间距 24m 四 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 周布置钻孔灌注桩到一深度，设计要求 满足承载侧压力，在四周钻孔桩靠外一 侧加打木方或钢板等挡土板至设计的砼 基底板下 0.5m，以达到截拦泥涌及拦阻 外土挤压目的。 、进行基坑开挖，坑内可以不 作其他加固处理。 3 分析与比较 上述三个施工方案各有其优缺点， 高压旋喷桩对基坑进行加强防护处理方 案能较好地控制地基稳定，根据需要可 对同一注浆孔的某一段进行两次或两次 以上的喷射作业，提高地基的抗剪强度 良好，较能满足现场的承载力安全要求， 对安全质量控制较有保障，特别与钻孔 桩加挡土板方法相比有防止下层淤泥与 地下水结合上涌的现象的发生，但其方 案直径及桩长过于偏大、桩的平面布置 有待优化和修改。 粉体喷射搅拌法有其许多便利优 点，但不直观计测达到的强度效果，对 施工质量不易控制，对本工程质量及安 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 全标准较高的高速铁路工程而言保障性 不足，特别是本基坑施工不能再有重复 问题的出现而延误工期，故较为一般的 方案。 钻孔桩加挡土板方法是一种较理 想化的方案，但对侧向的抗剪强度不大， 为满足受力要求，钻孔桩的桩长设计不 易控制，需达到地基承载力层，根据地 质资料，桩至少达到 40m 以上。同时打 入的挡土板容易变形侧滑，下层淤泥可 以会发生上涌现象，能否达到稳定及预 期目的需进一步计算检测，且成本较高， 操作上不一定可行，亦不是最好方案。 经过对上述预选方案的优缺点 分析和技术操作可行性、安全性对比， 最后采用对方案一高压旋喷桩的优化和 修改方案。具体修改为：高压旋喷桩修 改后直径采用 50cm，原钢板桩外侧为 高压旋喷桩不用咬合而是采用紧贴双排 布置；坑内高压旋喷桩直径采用 50cm、不咬合而按 100cm 间距的梅花 型布置。基坑底的高压旋喷桩的桩长改 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 为 4m，即可达到地基加固的目的；基 坑外双排高压旋喷桩的桩长修改为 17m，即超过淤泥质粉质层深度后满足 防护要求，基坑加固示意图及坑内高压 旋喷桩的大样图详见图 3 和图 4。 修改后的方案一高压旋喷桩数量 为基坑内 146 根，坑外高压旋喷桩 226 根，经计算高压旋喷桩长共 4426m，换 算体积为 869 立方米。优化修改后的方 案比原方案减少桩长 2184m，减少体积 为 1674 立方米，节省加固成本明显， 具体比选情况见对比表。 4 施工技术 结合本工程基坑现场地质情况及 周边场地条件，经过对各种方案分析比 较，最采用了高压旋喷桩防护基坑及加 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 固地基的实施方案。高压旋喷桩是把注 浆管钻入或置入土层以后，使喷嘴喷出 2040MPa 的高压喷射流破坏地基土体， 形成预定形状的空间，注入的浆液将冲 下的土置换或部分混合体形成固结体， 以达到改造土体的一种方法。适用于淤 泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性 土、粉土、砂土等软土地基的加固，也 可以新建地基处理，深基坑侧壁挡土或 挡水，同时对基坑底部的加固也可以防 止管涌与隆起的发生，是一种较为常用 的地基加固处理方法。 4.1 材料及机具安排 本工程的高压旋喷桩施工所用材 料包括水泥、外加剂和水，该工程所用 外加剂主要为速凝剂及抗渗剂，以达到 缩短工期及防地下水渗透目的。主要机 具包括：钻机、高压泥浆泵、高压清水 泵、空压机、浆液搅拌机、真空泵与超 声波传感器等，部分是可以采用现场已 有的工具，减少工具运输。为确保方案 的顺利实施，严格按国家及铁路的行业 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 相关规定和操作规程进行施工，并制定 了本工程具体的操作流程和技术措施。 4.2 工艺流程 施工安排：先安排基坑外围的高 压旋喷桩,再实施基坑内高压旋喷桩。 4.3 技术措施及要求 根据方案设计的直径为 50cm， 施工前先进行场地平整，挖好排水沟， 做好钻机定位。要求钻机安放保持水平， 钻杆保持垂直，其倾斜度控制在 1.5% 以内。旋喷钻机转速控制 1020r/min， 提升速度控制在 15cm/min。高压液流 管道输送距离控制在 50m 内，分段提升 喷射搭接长度不小于 100mm。水泥浆 必须随搅随用，当水泥浆放置时间超过 初凝时间后，不得再用于喷射施工。喷 射用浆必须搅拌均匀，每罐搅拌时间不 得少于 3min,不间断的轻微搅拌，避免 浆液沉淀，同时对水泥浆液经过筛网过 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 滤，避免喷嘴堵塞。对于局部须提高强 度时，一些桩采取了复喷方法处理。施 工过程中应随时检查各压力表所示压力 是否正常，以确保施工质量。高压喷射 产生的废浆应抽排至储浆池中，采用泥 浆车运至指定地点排放，减少环境污染。 注重各种检测，发现问题及时纠正及处 理。 4.4 工程实际效果 通过采用优化的后高压旋喷桩防 护及加固的施工方案，坑基土质的流动 性明显减小，改善了地基(土或岩石)的 承载能力，土的凝塑性和抗剪强度达到 预期效果，施工质量达到规范要求；开 挖基坑过程中没有出现坍塌现象，保证 了施工安全。 5结束语 综上所述，在特殊地质情况下， 对多种方案分析比选，并提出