淺基橋梁墩臺(tái)加固措施
2015-06-15
一、工程概況
某橋?yàn)?孔跨度8米的普通鋼筋混凝土橋，尖端形橋墩，矩形橋臺(tái)，木樁基礎(chǔ)。該橋始建于1955年修建，經(jīng)歷年洪水沖刷，河床斷面不斷下降，橋梁墩臺(tái)變?yōu)闇\埋基礎(chǔ)，削弱了墩臺(tái)的穩(wěn)定性。經(jīng)測(cè)試，橋墩臺(tái)的橫向振幅嚴(yán)重超限，其中橋墩的橫向振幅的最大值為2.221mm，是《檢規(guī)》安全限值的12.76倍。從實(shí)測(cè)波形分析，多數(shù)測(cè)次出現(xiàn)二次周期，波端呈鋸齒壯，說(shuō)明橋墩臺(tái)基礎(chǔ)軟弱，橫向剛度嚴(yán)重不足。已對(duì)行車(chē)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
二、加固方案
由于橋下高度有限，而且需要在河道里施工，大型機(jī)械無(wú)法進(jìn)入，故選擇體積較小、易于移動(dòng)的單管旋噴鉆機(jī)，采用旋噴樁對(duì)橋墩臺(tái)的淺埋基礎(chǔ)進(jìn)行防護(hù)。旋噴樁的作用有兩個(gè)，一是設(shè)計(jì)旋噴樁樁徑0.6米，鉆桿沿?cái)U(kuò)大基礎(chǔ)邊緣鉆進(jìn)，旋噴凝固后的樁體有一半在擴(kuò)大基礎(chǔ)下，提供支承力；二是旋噴樁樁體之間必須相互咬合，要起到擋水帷幕作用，防止基礎(chǔ)下的土體被洪水再次沖刷。加固方案如圖1所示。
三、施工方案
該工程原有設(shè)計(jì)為常規(guī)的旋噴樁施工，但在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)地層細(xì)砂內(nèi)含有許多卵石，鉆機(jī)鉆進(jìn)非常困難，故改用潛孔錘引孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，改用普通鉆頭旋噴、提升注漿。
調(diào)整后的旋噴樁施工工藝流程為：平整場(chǎng)地→測(cè)量放線→鉆機(jī)就位→利用空壓機(jī)，潛孔錘引孔→鉆機(jī)旋噴注漿→補(bǔ)漿。
施工設(shè)備布置如圖2所示。
3．1引孔
引孔前，應(yīng)先核對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的樁位、樁號(hào)、樁長(zhǎng)等參數(shù)，鉆孔的位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于50mm，旋噴管的允許傾斜度不得大于1.5%。引孔時(shí)，應(yīng)時(shí)刻注意孔內(nèi)的異常情況，遇有大塊卵石或塊石，應(yīng)減慢鉆進(jìn)速度，以避免鉆機(jī)傾斜和塌孔。鉆至設(shè)計(jì)深度后，提出鉆頭。
3．2旋噴準(zhǔn)備
引孔結(jié)束后，將鉆機(jī)移至孔位，將旋噴鉆桿下放到孔底，高壓泵、水泥攪拌機(jī)用高壓膠管連接好，要求管路暢通，接頭密封。
3．3確定旋噴參數(shù)
在正式旋噴注漿前，在現(xiàn)場(chǎng)附近選擇相近條件地層進(jìn)行模擬試噴，以確定施工參數(shù)。旋噴壓力選為20Mpa,高壓泵流量75L/min，水泥漿水灰比1：1。
3．4旋噴注漿
開(kāi)動(dòng)高壓泵逐漸升壓，一直到規(guī)定的20Mpa。待孔內(nèi)泥漿從孔底上返到孔口后，旋轉(zhuǎn)鉆桿并緩慢提升，提升速度25厘米/分，旋轉(zhuǎn)速度25轉(zhuǎn)/分，鉆桿分段提升的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm。在提升和噴射過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)異常或不符合要求時(shí)，應(yīng)將鉆桿下放至原位置進(jìn)行再次噴射。由于水泥漿凝固時(shí)析出清水，樁頂回落，樁頂達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高，施工24小時(shí)后對(duì)旋噴樁用返漿（采用水灰比0.8的較濃的純水泥漿）進(jìn)行回灌，以充填回落部分，保證樁體質(zhì)量和長(zhǎng)度。
3．5水泥漿制備
注漿液原料采用P.O32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水灰比1：1，為使配比準(zhǔn)確，制備方便，攪拌時(shí)先在攪拌罐內(nèi)加入定量的清水，開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)，再加入定量的水泥。連續(xù)攪拌4－5分鐘，即可送入貯漿罐備用。
3．6冒漿監(jiān)控
在噴射注漿過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)觀察冒漿情況，以及時(shí)了解土層情況，噴射注漿的大致效果和噴射參數(shù)是否合理。冒漿量小于注漿量20%為正?，F(xiàn)象。若系地層中有較大空隙引起的不冒漿，可在漿液中摻加適量速凝劑或增大注漿量；如冒漿過(guò)大，可減小注漿量或加快提升和回轉(zhuǎn)速度，也可縮小噴嘴直徑，提高噴射壓力。
四、動(dòng)態(tài)測(cè)試結(jié)果
橋墩基礎(chǔ)加固后實(shí)測(cè)1號(hào)墩頂橫向振幅最大值為1.136mm，是《檢規(guī)》通常值的1.79倍,加固后橋墩的橫向剛度比加固前提高了62%；2號(hào)墩頂橫向振幅最大值滿足《檢規(guī)》通常值的要求；3號(hào)墩頂橫向振幅最大值為0.650mm，是《檢規(guī)》通常值的1.64倍,加固后橋墩的橫向剛度比加固前提高了75%；4號(hào)墩頂橫向振幅最大值為0.963mm，是《檢規(guī)》通常值的1.52倍,加固后橋墩的橫向剛度比加固前提高了63%；5號(hào)墩頂橫向振幅最大值滿足《檢規(guī)》通常值的要求。
從實(shí)測(cè)波形分析，多數(shù)測(cè)次接近正弦波，波形較平滑，說(shuō)明橋墩基礎(chǔ)狀態(tài)較好，加固效果比較理想。
4、結(jié)束語(yǔ)
該橋墩臺(tái)淺埋基礎(chǔ)采用潛孔錘引孔、高壓旋噴注漿加固，經(jīng)檢驗(yàn)和動(dòng)態(tài)測(cè)試，取得了良好的效果。旋噴注漿施工工藝簡(jiǎn)單、操作方便。鉆機(jī)體積小，重量輕，便于移動(dòng)，特別適用于施工空間有限的現(xiàn)場(chǎng)。旋噴鉆頭在卵石地層鉆進(jìn)困難時(shí)，可使用潛孔錘引孔，成孔后再用鉆桿旋噴注漿，保證了設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)及單樁承載力。另外，施工中引孔與旋噴注漿分開(kāi)操作，互不影響，引孔后的鉆進(jìn)速度比不采取引孔措施還要快，加快了施工進(jìn)度。因此該施工工藝在解決橋梁墩臺(tái)淺埋基礎(chǔ)病害問(wèn)題上具有一定的優(yōu)越性。
