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岩土研究院

工程实例-旋喷桩用于桥梁基础加固工程实例

316 2022-03-17 09:27:59

一、工程概况

北京至哈尔滨的新建公路上的4座公路桥,建成后多处沉降开裂。1989年4月,东北岩土工程公司承担了北京—哈尔滨新建公路上4座桥基础的加固工作。4月中旬至6月底共完成旋喷孔 26个、计203延米,注入水泥123t。

二、工程地质条件

需加固的混凝土桥基下为软塑粉质粘土、淤泥和粉细砂。其他资料不详。

三、设计计算

经反复研究论证,决定采用单管旋喷进行处理.以形成桩径为 0.5~0.8m 的水泥、粘土,细砂固结体,固结体的设计强度为3.0MPa,单桩承载力为 300~500kN。桥基加固平面和剖面如图10.6.4和图10.6.5所示。

四、试验研究

在相似的地层条件下,做旋喷试验,然后开挖,摸清所用的参数和浆液配比。试验所使用的参数和所得的结果如表10.6.2所示。旋喷浆液的水灰比为1∶1。

从试验桩开挖情况看,在粉质粘土地层中,旋喷桩有效直径在0.5m. 以上;在淤泥细砂层中,有效直径能达到0.7m,且桩身的均匀性和完整性都好。

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五、施工方法

(一)施工工艺

造孔采用金钢石和硬质合金钻进行,为了避免对桥基产生大的影响,对同一墩台钻孔分次序进行。

在高压喷注水泥浆之前,先喷注高压清水.在地层中形成一个被高压清水破坏了的圆柱体,其直径为0.4~0.8m,近似于用泥浆钻孔的方法钻出一个类似孔径的钻孔,这样,喷注水泥浆时,可以减少水动力对地层的破坏作用,从而提高喷头提升速度,减少水泥消耗。

高压喷注清水时,喷头不是按常规自下而上地喷,而是与硬质合金钻头结合,自上而下地喷,边喷边下管。当喷头用高压清水喷至孔底时,立刻换用水泥浆,边旋转边提升喷头,使施工程序优化,减少了故障隐患,取得了良好的效果。

旋喷施工后经过1~2d,由于旋喷固结体析水收缩,在基础底板和固结体顶端之间产生凹穴,深度多在0.5m.以内。为弥补凹穴,使基础底板与固结体良好接触。又将喷头置于固结体的顶下约0.5m处。用水泥浆复喷,喷至基础底板。以上工作完成后,用0.6∶1的水泥浆进行封孔。为保证封孔质量,采用多次间歇封孔方法,直至灌到水泥浆不再下沉为止。

施工要点如下∶

1.浆液要多层过滤,防止堵塞喷头,还要采用合理的工艺和操作顺序,防止孔内返砂堵塞喷嘴。注意观测压力的变化,防止损坏机械及事故的发生。

2.要根据地层情况选择合理的施工参数。

3.啧头进入坚硬孔壁或套管后要及时停喷,防止水射流和胶管反弹伤人。

(二)施工机具

施工所使用的主要机具设备如表10.6.3所示。

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六、质量检验

为了检验旋喷效果,对旋喷桩进行了钻孔检查,并对桥基进行沉降观测,对裂缝也进行了检测。对 K20孔进行的岩芯取样表明,固结体中的平均取芯率为 80%,固结体中的水泥含量为40%~60%,水泥与淤泥、粉细砂等搅拌均匀,旋喷固结体与原基础底板接触良好,没有发现裂隙存在。

岩芯分析说明,固结体水泥含量较高,与原地层搅拌均匀,桩身强度超过设计的要求,如表10.6.4所示。

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从表10.6.6中看到,桥的沉降值较小。5月末后沉降趋于稳定,这也说明旋喷施工对桥基影响不大。对凹穴的处理和封孔也是成功的,从岩芯及钻进情况看,没有发现裂缝存在。该工程获水利部松辽委1989年度全优工程奖。

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