砂卵石层桥梁基础注浆堵水施工技术.doc

砂卵石层桥梁基础注浆堵水施工技术1 工程概况浙赣铁路浣江双线大桥全长3433 m，其中2号 7号墩均位于河床中，基础采用6根 125 cm钻孔灌注桩，承台尺寸为10 m x 58 m x 2 m，承台底高程+920 m，本文以6号墩为例进行介绍。浣江水文地质资料：H。 。=2160 m，V。 。=26ms，Q。 。=2 0896 m s；常水位H=1489 m，水深约25 m，流速V=09 ms。河床砂卵石层厚约12 m，砂卵石层下为泥质砂岩层。施工前当地采砂船在桥位处长期采砂，河床上部45 m砂卵石层中大部分中粗砂已被采集，河床实际已成为卵石层，因此承台处河床较松散，透水性极强。2 方案制定 桥 梁21 筑岛为保证水中墩的钻孔桩、承台施工，在墩位处填土筑岛。施工时恰逢旱季，岛顶面高程设为160 m(高于常水位11 1 m)，岛顶面平面尺寸为：18 m x 138 m。22 钢板桩围堰考虑到承台基坑开挖深达68 m，为保证承台基坑开挖安全，决定采用施打长12 m拉森型钢板桩围堰施工方法。钢板桩顶部高程158 m，高于常水位091m，桩底距泥质砂岩层约34 m。钢板桩围堰平面尺寸为12 m x 78 m。钢板桩采用工字钢(I56)围囹、 50012 mm钢管支撑体系。围囹支撑高程为122 m，距桩顶36 m。23 注浆堵水砂卵石层基坑开挖及浇筑混凝土的最大隐患是透水，因此基坑开挖中首先要解决好防水问题。考虑到承台处河床为砂卵石层，透水性极强，涌水量太大，抽排水不现实。故提出了在钢板桩围堰四周进行帷幕式围护注浆堵水的施工方法。因为钢板桩未打入泥质砂岩层，为解决基坑内底部涌水问题，又采用了在钢板桩围堰内承台底部注浆堵水的方法。根据浆液与固结体的相互作用方式，注浆工艺一般可分为渗透注浆、压密注浆、劈裂注浆三大类。根据 一1I ， l l ， 、 0 【0 l - I AL cos 的值比较接近；当 较大时他们之间的差异就比较大。4 结论随着施工技术的进步，无支架缆索吊装、千斤顶斜拉扣挂悬挂技术被广泛应用于大跨度钢管混凝土拱桥的施工中。本文研究了温度变化值对扣索偏角及拱肋高程的影响，推导出温度变化值AT与扣索偏角 、拱肋高程的改变量 之间的关系表达式，并比较了4y与索长改变量的竖向分量，J cos 大小。研究表明，温度变化对扣索偏角的影响很小，可认为在温度变化下扣索索力的方向保持不变；当扣索与交界墩的夹角 不大时，拱肋高程的改变量4y与索长改变量的竖向分量比较接近，可取后者近似计算。在拱肋吊装铁道标准设计RAILWAY STANDARD DESIGN 2008(3)过程中可以利用温度变化值 与拱肋高程的改变量4y之间的关系表达式计算因温度变化对拱肋高程引起的变化量，为线形控制提供参考。参考文献：1 陈宝春钢管混凝土拱桥实例集(一)M北京：人民交通出版社，20022 郑皆连，徐风云，唐柏石，等广西邕宁邕江大桥千斤顶斜挂扣悬拼架设钢骨拱桁架施工仿真计算方法A中国公路学会桥梁和结构工程学会1996年桥梁学术讨论会议论文集C北京：人民交通出版社19963 郑皆连特大跨径RC拱桥悬拼合龙技术的探讨J中国公路学报，1999，12(1)4 李秀梅，赖练，谢肖礼钢管混凝土拱桥悬拼过程温度荷载对扣索偏角的影响J中南公路工程，2004，12(3)5 袁海庆，范小春，范剑锋大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装预测的迭代前进算法J中国公路学报，2003，16(3)93维普资讯 专业编写标书，写论文，编预算，提供单位资质，进行投标攻关，联合投标先生,全国服务标书网 长年提供上百家企业，帮您投标，代您操盘赵先生标书网 投标攻关，操盘桥 粱 杨云飞一砂卵石层桥梁基础注浆堵水施工技术规范要求：在砂卵石层中注浆宜采用渗透注浆法；渗透注浆在不破坏地层颗粒排列的条件下，浆液充填于颗粒间隙中，将颗粒胶结成整体；渗透注浆的必要条件是浆液的粒径远小于颗粒粒径。因此，决定采用渗透注浆法加固砂卵石地层。24 注浆计算(1)根据Maag的浆液球形扩散理论简化计算模式R = 丽式中尺 浆液的有效扩散半径，cm；|j 砂卵石的渗透系数，cms； 注浆压力(厘米水头高度)，cm；r 注浆管半径，cm；t 注浆时间，按稳定时间计算，s；口 浆液粘度与水粘度比；n 孔隙率。(2)注浆量的确定其估算公式为Q=A订尺 Hna式中9 每孔注浆量，m ；A 浆液的消耗系数；尺 浆液的有效扩散半径，m；日 注浆孔深，m；n孔隙率；a 充填系数。1 0 o o 币05 钢管支撑l6 o L、 - 12 m注浆 【 - 承台I d I d I d I 6125m钻孔桩图1 钢板桩围堰及注浆孔布置(单位：m)14 89 6I河床 一 1 1 1深88m 深93m 填土筑岛注浆孔注浆 L 160 一 一 一错 河床砂卵石层堰内注浆加固防涌水区域图2 钢板桩围堰立面布置(单位：m)25 钢板桩围堰及注浆孔布置(图1、图2)3 注浆施工根据施工目的和施工手段，注浆工艺从注浆孔位布置至孔深确定，从跟管钻进至孔口封闭，从压风洗井到分段注浆各环节严格把住堵水关，才能确保注浆胶结体的完整性。31 注浆试验在流动水的砂卵石层中进行注浆堵水，缺少相应的施工经验和原始数据。先在河床上进行注浆试验，经开挖注浆体现场取样，获得了十分珍贵的第一手技术数据，发现浆液扩散半径大部分在0608 m，浆液与周围砂卵石层胶结良好，可见钢板桩围堰四周帷幕式注浆堵水、围堰内承台底部注浆堵水方案是可行的。32 注浆孔位布设布孔原则是使浆液扩散范围相互重叠，避免出现“盲区”，造成基坑开挖时大量涌水。(1)结合本桥的具体工程情况与地层特点，在钢板桩围堰外侧06、16 m四周各布2排孔(错位布孔)进行帷幕式注浆，孔间距12 m，共计88个注浆孔。(2)钢板桩围堰内部设计7排注浆孔，排距10m，相邻2排注浆孔错位布孔，孔间距为12 m，共计77个注浆孔。33 注浆孔深确定(1)帷幕式注浆孔深为88、93 m相间，孔底低于承台底高程分别为20、25 m。(2)考虑到基坑开挖中基底承受的涌水压力，承台下部加固砂卵石地层厚度不小于25 m，故钢板桩围堰内部注浆孔深也定为88、93 m相问，孔底低于承台底高程分别为20、25 m。34 注浆孔施工根据注浆工艺的不同，可以分为花管注浆、套管注浆、埋管注浆等几种形式。结合本工程特点选用套管注浆法，套管注浆也叫袖阀管注浆。当钻孔到设计深度后，从钻杆中灌入封闭泥浆，并在封闭泥浆中插入塑料单向袖阀管，在塑料管中插入双向密闭注浆芯管再进行注浆。该工艺的特点是能很好地控制浆液的凝固时间和扩散范围，对不同地层和地段，可采用不同的注浆压力、注浆量及浆液类型。(1)跟管钻进施工采用XY一2B型岩芯钻机进行潜孔锤跟管作业，冲击器用J100一B型，配W76空压机，DP135102偏心跟管钻具，反丝管靴tb127 mm004 m，反丝跟进套管tb127 mm2 m，钻杆,b5o mm，孔口护壁管tb146 mm25 m 。钻进前，tb146 mm孔口护壁管对正孔位，利用潜孔锤垂直地把护壁管击入筑岛填土层中。孔口管在孔口起导向和护壁作用，在跟管作业完成后注浆之前即可拔出孔口管，予以循环利用。跟管作业每送压风之前都必须把偏心钻头提离孔底，确保送风畅通和潜孔锤正常后才送入孔底进行跟94 铁道标准设计RAILWAY STANDARD DESIGN 2008(3)维普资讯 专业编写标书，写论文，编预算，提供单位资质，进行投标攻关，联合投标先生,全国服务标书网 长年提供上百家企业，帮您投标，代您操盘赵先生标书网 投标攻关，操盘杨云飞一砂卵石层桥梁基础注浆堵水施工技术管钻进作业。操作时随时关注潜孑L锤工作状况，切记经常排碴。(2)注浆工艺注浆工艺流程：钻机就位一钻孑L一压风洗井一注浆管埋设一压水试验一制浆一注浆(达到终压值注浆结束)一洗孑L一复注浆、补注浆一封孑L。跟管作业完成后，拔出th146 mm孑L口护壁管，即可进行注浆工艺准备。注浆机具有BW 一250注浆泵，止浆胶塞。注浆前进行压风洗井和压水试验，以利浆液顺畅扩散。35 浆液配置注浆材料采用水泥一水玻璃双液浆(CS)，考虑到现场选用的普通硅酸盐325级水泥在粘稠度、初期强度及析水性等方面的原因，根据对水泥浆与水玻璃双液浆性能的反复试验，采用双泵混合间隙注浆法。在提升注浆时将水泥浆水灰比( ：C)调整为(0807)：1，将50 Be 的水玻璃(S)稀释为3035Be 。注浆时水泥浆流速为1215 Lmin，水玻璃流速为1O12 Lrain，将水泥浆与水玻璃液的体积比(C：S)控制为1：(05 08)。浆液凝胶时间：1 min30 s2 min30 s。36 注浆过程采用上行法注浆，每注1015 min提升08 m。根据提升情况可以适当延长注浆时间(实际施工中有延长到20 min提升1次)，最终以注浆量、注浆压力为单次注浆结束的标准。提升注浆时，注浆终压值为06 MPa。(1)钢板桩围堰外侧四周帷幕式注浆注浆顺序：先注上游排孑L，再注两侧排孔，最后注下游排孔。考虑到河床的地质情况，帷幕注浆孔孔深采用88、93 m深浅相问，进行隔孔提升注浆，提升注浆至距孔顶1 m处时停止注浆。每次注浆结束后，及时洗孔以便以后进行复注、补注。间隔12 d后再复注1次。注浆结束后仍立即洗孔，保证孔的再利用性。(2)帷幕注浆后围堰内河床注浆加固围堰内注浆加固地层深度定为承台底以下25 m深度范围河床，考虑到浆液扩散半径，当提升注浆至承台底部以下08 m处时停止注浆。承台底部加固注浆时，将2台高压泵沿承台两端对称分布，进行隔孑L注浆，由两端向中间靠拢。相隔1 d后再进行补注浆1次。37 注浆结束标准通常渗透注浆的终压力一般应大于静水压力的2 3倍，考虑到水流的作用取注浆终压值为06 MPa。铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DESIGN 2008(3) 桥 粱当注浆过程中发现注浆压力一直不上升则应调整浆液配比，缩短凝胶时间，并采取间歇注浆措施。提升注浆时，注浆终压值达06 MPa即可结束注浆。4 注浆应注意的问题41 跟管施工中管靴脱落管靴是跟管工艺的重要一环，潜孑L锤冲击器只有通过管靴才能带动跟管前进。如果管靴脱落，则跟管失败。管靴脱落的原因主要有：材质本身缺陷、加工精度、脱接问题。可采取以下防管靴脱落措施：(1)丝扣不规则或管靴外壁变形的决不能用；(2)操作时严格把好钻进参数，钻压1020 kN，转速20 30 rmin，风压04 05 MPa，扭矩24 kN m ；(3)经常排碴能够减少跟管与孑L壁摩擦，防止管靴脱落。42 注浆终压前孔口冒浆只要注浆套管管口与孑L壁封闭不严，浆液就会在压力作用下上返冒出。为防止孑L口冒浆，可采用在孑L口浇筑混凝土的办法进行孑L口封闭。当跟管作业完毕拔出孑L口护壁管后，即可在孑L口周围开挖长04 m、宽04 m、深05 m的坑，进行C15素混凝土浇筑封闭孑L口，等养护8 h后即可注浆。5 结语注浆完成7 d后，开挖承台基坑。开挖过程中，发现钢板桩桩问有少量漏水，采用棉絮堵塞即可；基坑底部涌水量也较小，经涌水量测试约20 m d，设集水井及时抽排水。实践证明，该桥采用钢板桩围堰注浆堵水加固施工水中墩承台是非常成功的。它具有以下特点：(1)工程质量可靠；(2)钢板桩围堰外侧四周进行帷幕式围护注浆堵水效果较好；(3)承台下部河床砂卵石层与水泥一水玻璃双液浆胶结加固防涌水效果好，完全可以达到围堰内封底混凝土的功效；(4)该技术工艺简单、易操作，施工难度小，能有效克服砂卵石层强透水问题。参考文献：1 杨文