升浆混凝土技术在地基加固工程中的应用.doc

水运工程升浆混凝土技术在基础加固工程中的应用摘要：升浆混凝土作为基础加固的一种新工艺，能够增大基础的承载能力、减少承载基床的后期沉降。本文结合工程实例，介绍升浆混凝土技术在基础加固工程中的应用情况，对施工工艺、技术要点及试验检测等进行了论述和分析。关键词：升浆混凝土；基础；加固 Application of prepacked aggregate concrete technology in foundation reinforcementAbstract:theprepacked aggregate concretetechnique is a new technology of strengthening foundation, it can increase foundation bearing capacity, reduce bearing bed Post-construction settlement.Combining with the practical project,this paper presents a description of theapplication of prepacked aggregate concrete technology in foundation reinforcement,and gives an exposition and analysis of the construction technology, technical key points and inspection test.Key words:prepacked aggregate concrete; foundation;reinforcement1 工程概况大连港湾工程有限公司沉箱预制场于2004年12月建成并投入使用，沉箱预制场下水滑道为沉箱、方块重力式结构，基础为10100kg块石基床。纵向滑道水平总长198m，顶宽12.2m，底标高由-6m17.8m。滑道下方有5个沉箱、8个方块、4榀连接梁和26榀井字梁组成，井字梁上铺4条QU100钢轨，坡度为1：10。井字梁基础结构从滑道首端向末端分为三种型式，前50.25m（15井字梁）为抛石基床上的预制沉箱结构，中间28.12m（69井字梁）为抛石基床上的预制砼方块结构，后面的为井字梁直接作用下抛石基床上。根据使用情况及交通部天津水运工程科学研究所的检测结果，1#5#井字梁的破损较为严重，由于沉箱内抛填的块石具有一定的压缩性，在长期的使用过程中发生沉降变形，导致滑道上部不均匀沉降而部分部位产生裂缝，如继续发展，势必会影响沉箱预制场的正常运行。经过对破坏机理的综合分析，为了防止滑道继续产生裂缝，应对井字梁基础进行加固处理。若采用桩基的形式，会对原下水滑道造成大面积的破坏，严重影响正常生产，并且桩基施工的难度大、工期长、造价高。为降低对生产作业的影响，节省投资，在此采用升浆混凝土的方法加固道床。图1 沉箱下水滑道纵断面图2 升浆技术方案针对本工程，采用升浆混凝土的技术，对井字梁下的沉箱内抛石空隙进行灌注水泥砂浆，使道床基础形成整体结构，提高其承载力。加固范围为1#、2#、3#、4#、5#井字梁下的沉箱。具体技术方案如下：1）升浆施工应尽可能利用低潮位进行，以保证灌浆效果；2）采用50mm升浆管与检查管，采用矩形布孔形式，孔距为1.0m，排距为1.0m，其具体孔位布置根据现场井字梁情况而定。每四个升浆孔中间设置一个检查孔。原则上沉箱的每个隔腔设置12个升浆孔、4个检查孔，具体见图2升浆平面布置图；3）升浆施工需留排气（水）孔，以充分保证灌浆效果，排气（水）孔，可利用下一序灌浆施工孔；4）升浆管升浆时出现问题，可启用临近的检查管作为升浆管使用，以保证浆液充填饱满、密实；5）升浆施工从滑道加固部分的末端向首端方向依次展开，施工中宜采用一泵一管方式避免堵孔，压力0.3MPa，升浆液中掺入微膨胀剂；6）升浆加固深度至井字梁顶面下3.3m（纵梁顶面下1.5m）；7）为防止漏浆，升浆前应在加固部位顶面用土工布覆盖；8）升浆浆液选用M25普通硅酸盐水泥沙浆。在条件允许的情况下，各升浆管也可以同时进行升浆施工；9）升浆28天后在钻芯取样检验其强度，如达到C20强度等级视为合格。图2 升浆平面布置图图3 升浆断面图3 升浆混凝土施工工艺3.1工艺流程铺设土工布施工平台搭设钻机就位钻孔制浆灌浆灌浆结束。3.2主要施工方法1）钻孔钻孔在施工平台上进行，其施工顺序：由低部位向高部位分沉箱隔腔进行施工。钻孔采用SGZIIIA型回转钻机金刚石钻头的方法钻进。钻孔孔径为75mm，孔深为3.3m。2）制浆 制浆材料水泥：制浆所用水泥为P.O42.5R普通硅酸盐袋装水泥；砂：制浆所用砂为中细砂，粒径不大于2.5mm，细度模数在1.82.2之间；水：制浆所用水应满足拌制水工混凝土用水要求；外加剂：为改善砂浆性能，浆液中掺入1%的高效减水剂NH-1和0.5/万铝粉。 浆液配合比本工程施工中所拌制砂浆的配合比为：水:灰:砂=0.5:1:1，掺入1%的高效减水剂。砂浆性能：强度为C30；流动度为1625s。3）土工布铺设为防止漏浆，升浆前应在加固部位顶面用土工布进行覆盖。土工布的铺设采用潜水员水下铺设，土工布结合部位采用缝补或搭接，其搭接长度不小于1.0m，土工布铺设后顶部用碎石袋或砂袋进行反压，结合部位应着重处理。土工布性能指标：1m2为450克，其纵向抗拉强度为不小于2500N，横向抗拉强度为不小于2000N，等效孔径小于0.2mm，顶破强度不小于3800N，垂直渗透系数小于10-4cm/sec。4）灌浆每个隔腔钻孔结束后，将带有脱落式冲尖的注浆管打入设计孔深（即井字梁顶面以下3.3m），进行管路连接，用砂浆泵将制备合格的砂浆通过自流压力注入基床空隙内，使之形成一定强度的固结体来满足其承载力的要求。升浆施工顺序：升浆施工从滑道加固部分的末端向首端方向依次展开。施工中，避免堵孔，采用一孔一泵方式灌注。施工中，避免浆液过量浪费，应控制下浆量及扩散范围。在每个隔腔施工开始时，尽量采用流动度较大的砂浆，以减小浆液的扩散范围。施工中，如发现升浆管堵塞，可启用临近的检查管作为升浆管使用，以保证浆液充填饱满、密实。升浆过程中，应派潜水员下水随时检查浆液外溢情况，发现外溢及时处理。5）浆面观测为保证保证浆液充填饱满、密实，施工时，每4个升浆孔中间设置1个检查孔，利用检查孔进行施工过程浆面上升高度观测。浆面观测采用浮子测锤进行观测。施工中严格控制浆面埋深，防止注浆管管口提出浆面，保证注浆管埋入浆面深度不小于0.6m。6）灌浆结束标准灌浆结束标准为：每个隔腔灌浆孔灌注砂浆浆面达到该部位所处位置井字梁顶标高时，继续灌注30分钟，该隔腔的灌浆即可结束。3.3质量保证措施1）钻孔前应先将钻机稳固，保证孔位偏差小于10cm。2）钻孔时应准确记录孔内情况。3）制浆时各种固体材料应准确称量，其称量误差应少于5%。4）所用砂浆必须搅拌均匀并测定浆液密度。5）随时检测砂子的含水量，避免因砂子含水量变化引起所制备浆液不合格；6）施工中随时检查浆液性能，做到不合格浆液不得灌入孔内，影响升浆质量。7）设立专门的质检机构，实行“三检制”，对施工中所用的材料、施工工艺等进行全面的跟班检查。4 质量检测4.1 施工过程中质量检查质量检查以每次升浆所做的升浆试块、砂浆试块强度，并结合升浆施工中的检查孔观测情况，最终确定每个隔腔的升浆质量是否合格。质量合格标准为：灌浆后所形成的固结体的厚度达到设计标准，并且该部位升浆试块强度达到C15、砂浆试块强度达到C30，可认为该部位合格。对达不到要求的部位采取灌浆补救措施。4.2试验检测钻芯取样检测：升浆施工完成15天后进行钻芯取样，待28天后进行抗压试验检测其强度。强度标准：升浆基床上钻芯检测强度达到C20以上强度等级。经检测，升浆加固厚度、升浆试块强度、砂浆试块强度、钻芯取样强度均满足设计要求。5 结语本加固工程于2010年4月竣工，道床经过加固后，到目前为止已使用了5年多，使用状况良好，井字梁裂缝没有进一步发展。升浆混凝土工艺具有施工速度快、施工作业面小、造价低、对周围建筑物影响较小且对现有场内作业干扰小等优点，通过实践证明升浆混凝土在承载基床上应用是可行的，能够增大基床的承载能力、减少承载基床的后期沉降量，在一定程度上能取代部分桩基施工，节省成本、加快施工进度，是一种经济、快捷、安全的地基加固处理手段。参考文献:1 刘正善,孔玉华,赵延昌,许雪莲.水下升浆矿石混凝土在中远6万吨级船坞中的应用J.水道港口.2001.22(1):36-39.Liu zheng-shan,Sun yu-hua,Zhao yan-chang. Application of prepacked aggregate concrete under water in Zhongyuan 60 000DWT DockJ.Journal Waterway and Harbor.2001.22(1):36-39.2 娄汉柱,杜以发,郁祝如.升浆混凝土骨料抛填及坞墙基础施工J.中国港湾建设.1999.12(6):22-27.Lou han-zhu,Du yi-fa,Yu zhu-ru.Placing of prepacked fill for prepacked aggregate concrete and construction of foundation for dock wallJ.China Harbor Engineering.1999.12(6):22-27.3 齐锦原,王新河,张勇.升浆混凝土施工技术在港工建筑物加固工程中的应用J. 水道港口.2008.29(4):284-286.Qin jin-yuan,Wang xin-he,Zhang yong. Application of prepacked aggregate concrete construction technique in port structures reinforcementJ.Journal Waterway and