摘 要：本文就紫陽港漢江大橋在主墩深水樁基礎(chǔ)施工時(shí)，通過采用注漿加固技術(shù)對(duì)主墩樁基礎(chǔ)處的松散砂層和卵石層進(jìn)行注漿加固，有效解決了主墩深水群樁基礎(chǔ)在鉆孔過程中極易發(fā)生流沙、塌孔、漏漿、縮孔導(dǎo)致樁基無法順利成孔的技術(shù)難題。

　　關(guān)鍵詞：橋梁施工論文發(fā)表,期刊發(fā)表,深水群樁基礎(chǔ),注漿加固,施工技術(shù)

　　1、工程概況

　　1.1工程項(xiàng)目特征

　　陜西省紫陽港漢江大橋位于紫陽縣城南側(cè)，大橋橫跨漢江，將南岸規(guī)劃新區(qū)與北岸主城區(qū)連接而建設(shè)，起訖樁號(hào)為K0+000.00～K0+353.00，公路Ⅱ級(jí)雙車道，橋面寬度：0.5米(防撞護(hù)欄)+12米(行車道)+0.5米(防撞護(hù)欄)=13米，設(shè)計(jì)時(shí)速40Km/h。橋梁結(jié)構(gòu)型式為：2×20(預(yù)制箱梁)+66+120+66(C50懸澆剛構(gòu)箱梁)+2×20m(預(yù)制箱梁)，空心薄壁高墩、深水基礎(chǔ)連續(xù)剛構(gòu)橋。橋梁全長335m。

　　水中基礎(chǔ)為整體式群樁深水基礎(chǔ)。承臺(tái)為整體式7.5m寬×11.5m長×3.5m高;基礎(chǔ)為嵌巖樁，設(shè)計(jì)樁長40m，樁徑φ2.0m，每個(gè)墩臺(tái)6根。

　　根據(jù)各墩位處水文地質(zhì)條件，3#、4#采用“水中鉆孔平臺(tái)法”進(jìn)行樁基施工，設(shè)計(jì)樁長40米，鉆孔平臺(tái)頂標(biāo)高334.00，施工水位328.5米，樁頂標(biāo)高：312.284，河床標(biāo)高：300.90，樁底標(biāo)高：272.284。

　　1.2 工程地質(zhì)

　　主墩處地質(zhì)情況自河床向下一次為：

　　①淤泥：灰黑色，泥質(zhì)純，松散狀，有臭味，偶見白色小殼體，飽和，流塑。厚度2.7-13.5米。

　　②粉砂：灰黑色，砂質(zhì)不均勻，39-40米夾大量植物木屑、根系，飽和。厚度1.9米。

　　③卵石：色雜，卵石的母巖成分主要為板巖，少量的輝綠巖，卵石磨圓一般，粒徑一般2-10cm，粘土、砂土填充，厚度2.1-6.4米

　　④ 強(qiáng)風(fēng)化輝綠巖：灰色，輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石的礦物成分主要為輝石、長石、云母，巖芯呈碎塊狀，巖芯面可見石英細(xì)脈，巖質(zhì)較硬。分布于ZK2、ZK3鉆孔中，厚度0.7米。

　　⑤中風(fēng)化輝綠巖：灰色，輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石的礦物成分主要為輝石、長石、云母，巖芯呈20-40cm的柱狀，夾少量碎塊狀，巖體新鮮，巖質(zhì)硬，錘擊不易碎。

　　1.3 水文條件

　　路線所處區(qū)域?qū)匍L江水系漢江流域，主橋橋跨越漢江，位于紫陽縣城附近，水位受火石崖水庫控制。主汛期(7月至9月)水位控制在最低水位313.37米～323.37米之間，蓄水期(11月～4月)水位控制在329.37米以下。

　　橋位處河面寬度約300米，施工水位在317-332之間，變化達(dá)15米之多，蓄水期流速約2米/秒，主汛期流速達(dá)5米/秒，.

　　2.深水樁基礎(chǔ)注漿加固施工技術(shù)

　　2.1概述

　　根據(jù)地質(zhì)資料和現(xiàn)場(chǎng)施工鉆進(jìn)情況，主墩基礎(chǔ)處于松散沙層和卵石層，整體式群樁在鉆進(jìn)過程中極易發(fā)生流沙、坍塌，導(dǎo)致樁孔無法成孔，樁基無法施工。經(jīng)研究，決定采取先對(duì)主墩群樁基礎(chǔ)的沙層和卵石層等松散地層進(jìn)行注漿加固，待松散層固結(jié)后，再進(jìn)行主墩群樁施工。

　　2.2 注漿孔鉆孔施工

　　2.2.1鉆孔工藝流程

　　鉆機(jī)定位，從鉆孔施工平臺(tái)下入Φ128套管到河床底固定。在套管內(nèi)跟管鉆進(jìn)到淤泥層底并進(jìn)入沙層0.5米，固定套管，開始注漿。待凝6小時(shí)，掃孔、鉆進(jìn)2米注漿，待凝、掃孔、鉆進(jìn)、注漿循環(huán)至卵石層底部，鉆機(jī)搬往下一個(gè)孔位。

　　2.2.2鉆孔技術(shù)要求

　　按照設(shè)計(jì)孔位，鉆機(jī)定位后，測(cè)量鉆機(jī)安裝水平度，保證鉆桿垂直鉆機(jī)水平面。孔口位置偏差不超過5cm，孔底位置偏差不超過孔深的1%，并作好鉆孔檢查記錄。鉆機(jī)在平臺(tái)上安裝穩(wěn)固，以減小鉆桿的震動(dòng);開孔輕減壓、慢速、大水量，以保證鉆孔質(zhì)量;換鉆桿時(shí)經(jīng)常檢查鉆桿是否彎曲，有無損傷，中心水孔是否暢通等。

　　2.2.3終孔

　　終孔至強(qiáng)風(fēng)化輝綠巖頂面下0.5米，具體深度根據(jù)鉆孔芯樣判斷，結(jié)合地質(zhì)報(bào)告，確定終孔。

　　2.2.4鉆孔編號(hào)

　　每個(gè)鋼護(hù)筒周圍設(shè)置4個(gè)注漿孔，總計(jì)12*4=48個(gè)孔。根據(jù)群樁編號(hào)進(jìn)行鉆孔編號(hào)。第一、二個(gè)數(shù)字為群樁號(hào)，第三個(gè)數(shù)字為鉆孔號(hào)。如第一個(gè)群樁的第二個(gè)鉆孔為012，第十二個(gè)群樁的第四個(gè)鉆孔號(hào)為124。

　　2.3 注漿施工

　　2.3.1注漿材料：525#普通硅酸鹽水泥、40波美度水玻璃

　　2.3.2漿液配合比：水灰比=1：1～0.6：1

　　2.3.3注漿壓力：注漿壓力應(yīng)通過注漿試驗(yàn)確定，一般計(jì)算公式為;

　　[Pe]=C(0.75T+Kλh)

　　式中;[Pe]——容許灌漿壓力，105Pa;

　　C——與注漿次序有關(guān)的系數(shù)，這里取1;

　　T——地層覆蓋厚度，m;

　　K——系數(shù)，自上而下取0.6;

　　λ——與地層性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，可在0.5～1.5之間選擇，結(jié)構(gòu)松散，滲透性強(qiáng)的地層取低值，這里取1;

　　h——地面至注漿段深度(m);

　　根據(jù)本工程實(shí)際及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)暫定注漿壓力為1.95～2.85Mpa。

　　2.3.4注漿量標(biāo)準(zhǔn)

　　Q=Σ1000KNV

　　式中：Q——理論注漿量 (m3)

　　K——經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 取0.25

　　V——單孔注漿對(duì)象土的體積m3

　　卵石層取3.14×1.52×7.4=52.28m³

　　砂層取3.14×1.52×2.9=20.49m3

　　N——砂層的空隙率取0.15%，卵石取0.2%

　　代入上式

　　Q=Σ(1000×0.25×20.49×0.1%)+(1000×0.25×52.28×0.2%)=Σ(5.1+26.14)=31.24*48=1499.52m3

　　因?qū)嶋H地層中卵石透水性強(qiáng)、流動(dòng)性大，夾雜大塊卵礫石，其空隙率較高，最后實(shí)際施工中注漿量達(dá)到平均70m3/孔.

　　2.3.5終注標(biāo)準(zhǔn)

　　在設(shè)計(jì)注漿壓力下，單孔注漿段單位吸漿量小于1～2L/min，漿液注入量已達(dá)計(jì)算值的80%以上，穩(wěn)定延續(xù)15～30分鐘即可終灌。

　　全段結(jié)束條件：所有注漿孔均已符合單孔終灌標(biāo)準(zhǔn)，無漏注現(xiàn)象。

　　2.3.6技術(shù)要求

　　注漿前在巖層中進(jìn)行注漿試驗(yàn)，初步掌握漿液充填率，注漿量、漿液配合完凝膠時(shí)間，漿液擴(kuò)散半徑，注漿終壓等指標(biāo);一個(gè)孔段的注漿作業(yè)一般應(yīng)連續(xù)進(jìn)行到結(jié)束，不宜中斷，應(yīng)盡量避免因機(jī)械故障、停電、停水、器材等問題造成的被迫中斷，對(duì)于因間歇注漿，制止串漿冒漿等而有意中斷，應(yīng)先將鉆孔清理至原深度以后再行復(fù)注。

　　2.3.7施工過程中注意事項(xiàng)

　　①鉆進(jìn)過程中遇涌水或巖層破碎造成卡鉆，應(yīng)停止鉆進(jìn)，進(jìn)行注漿，掃孔后再行鉆進(jìn);

　　②注漿過程中，若壓力突然升高應(yīng)停止注漿，檢查后，再行注漿;

　　③鉆孔：鉆孔位置要準(zhǔn)確，鉆機(jī)要盡量安裝水平，以保證開孔質(zhì)量;換鉆桿時(shí)要注意檢查鉆桿是否彎曲，有無損傷，中心水孔是否暢通等;

　　④注漿時(shí)如竄漿或跑漿，采用雙液漿注漿方式，控制漿液運(yùn)動(dòng)范圍;

　　⑤注漿中，注漿量和注漿壓力是兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。一般規(guī)律是：初始階段壓力較低，注入量增大;正常階段壓力和注入量呈小的波浪式起伏狀態(tài)，但總的比較平衡;壓密注滿階段注入量迅速遞減而壓力迅速升高;在注漿中根據(jù)設(shè)計(jì)注漿量和壓力按照上述規(guī)律進(jìn)行控制。

　　⑥灌漿壓力應(yīng)迅速達(dá)到規(guī)定的極限壓力，正常情況下，灌漿過程中不允許降壓，保證在規(guī)定的恒定壓力下連續(xù)灌漿。灌漿漿液應(yīng)由稀到濃逐級(jí)變換，當(dāng)某一比級(jí)漿液注入量已達(dá)300L以上，或灌注時(shí)間已達(dá)30min，而灌漿壓力和注入率均無顯著改變時(shí)，應(yīng)加濃一級(jí)水灰比漿灌注;當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，可越級(jí)變濃。在改變漿液濃度后，灌漿壓力突然增加或注入率突然減少，應(yīng)馬上查找原因，將漿液濃度變回到以前的濃度繼續(xù)灌注。當(dāng)灌漿壓力不變，注入率逐漸減少或注入率不變而灌漿壓力逐漸增加時(shí)，不得改變漿液濃度。

　　2.3.8特殊情況處理

　　①鉆進(jìn)過程中如遇斷層破碎帶或軟弱夾層等塌孔現(xiàn)象，造成鉆進(jìn)困難，宜采用灌漿處理后再行鉆進(jìn)。

　　②灌漿過程中發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿，應(yīng)根據(jù)具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限量、間歇灌漿等方法進(jìn)行處理。

　　③灌漿過程中發(fā)生串漿時(shí)，如串漿孔具備灌漿條件，可以同時(shí)進(jìn)行灌漿，應(yīng)一泵灌一孔。否則，應(yīng)將串漿孔用塞塞住，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，串漿孔再行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進(jìn)和灌漿。

　　④灌漿工作必須連續(xù)進(jìn)行，若因故中斷，可按照下述原則進(jìn)行處理：應(yīng)及早恢復(fù)灌漿，否則應(yīng)立即沖洗鉆孔，而后恢復(fù)灌漿。若無法沖洗或沖洗無效，則應(yīng)進(jìn)行掃孔，而后恢復(fù)灌漿，恢復(fù)灌漿時(shí)，應(yīng)用開灌比級(jí)的水泥繼續(xù)灌注，如注入率與中斷前的相近，即可改用中斷前比級(jí)的水泥漿繼續(xù)灌注，如注入率較中斷前減少較多，則漿液應(yīng)逐級(jí)加濃繼續(xù)灌注，恢復(fù)灌漿后，如注入率較中斷前減少很多，且在短時(shí)間內(nèi)停止吸漿，應(yīng)采取補(bǔ)救措施。

　　⑤灌漿段注入量大，灌漿難于結(jié)束時(shí)，可選用下列措施處理：

　　低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿;漿液中摻加速凝劑;灌注穩(wěn)定漿液或混合漿液。該段經(jīng)處理后仍應(yīng)掃孔，重新依照技術(shù)要求進(jìn)行灌漿，直至結(jié)束。

　　灌漿過程中如回漿變濃，宜換用相同水灰比的新漿進(jìn)行灌漿，若效果不明顯，延續(xù)30min，即可停止灌注。

　　2.3.9注漿工程質(zhì)量檢驗(yàn)

　　根據(jù)《巖土工程驗(yàn)收和質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》YB9010-98執(zhí)行。

　　檢查方法：加固體外形輪廓可采用鉆探法檢驗(yàn);檢查孔數(shù)量：不應(yīng)少于注漿孔總數(shù)的2%;檢驗(yàn)時(shí)間：注漿工程的質(zhì)量檢驗(yàn)在結(jié)束注漿4周后進(jìn)行。

　　4、結(jié)束語

　　注漿加固的方法使水中施工平臺(tái)得到了有效的加固，可以有效解決深水樁基礎(chǔ)在鉆孔施工過程中極易發(fā)生流沙、塌孔、漏漿、縮孔導(dǎo)致樁基無法順利成孔這一技術(shù)難題，從而從時(shí)間、進(jìn)度、安全各方面保證樁基施工順利的進(jìn)行，使我公司紫陽港漢江大橋的整體施工進(jìn)度起到了極大的促進(jìn)作用。

　　參考文獻(xiàn)：

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