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浅基桥梁墩台的加固措施

来源:   2020-05-29 17:28:09

摘要:由于桥下高度有限,而且需要在河道里施工,大型机械无法进入,故选择体积较小、易于移动的单管旋喷钻机,采用旋喷桩对桥墩台的浅埋基础进行防护。旋喷桩的作用有两个,一是设计旋喷桩桩径0.6米,钻杆沿扩大基础边缘钻进,旋喷凝固后的桩体有一半在扩大基础下,提供支承力;二是旋喷桩桩体之间必须相互咬合,要起到挡水帷幕作用,防止基础下的土体被洪水再次冲刷。加固方案如图1所示。

一、工程概况

某桥为6孔跨度8米的普通钢筋混凝土桥,尖端形桥墩,矩形桥台,木桩基础。该桥始建于1955年修建,经历年洪水冲刷,河床断面不断下降,桥梁墩台变为浅埋基础,削弱了墩台的稳定性。经测试,桥墩台的横向振幅严重超限,其中桥墩的横向振幅的最大值为2.221mm,是《检规》安全限值的12.76倍。从实测波形分析,多数测次出现二次周期,波端呈锯齿壮,说明桥墩台基础软弱,横向刚度严重不足。已对行车安全构成严重威胁。

二、加固方案

由于桥下高度有限,而且需要在河道里施工,大型机械无法进入,故选择体积较小、易于移动的单管旋喷钻机,采用旋喷桩对桥墩台的浅埋基础进行防护。旋喷桩的作用有两个,一是设计旋喷桩桩径0.6米,钻杆沿扩大基础边缘钻进,旋喷凝固后的桩体有一半在扩大基础下,提供支承力;二是旋喷桩桩体之间必须相互咬合,要起到挡水帷幕作用,防止基础下的土体被洪水再次冲刷。加固方案如图1所示。

三、施工方案

该工程原有设计为常规的旋喷桩施工,但在施工过程中发现地层细砂内含有许多卵石,钻机钻进非常困难,故改用潜孔锤引孔至设计标高后,改用普通钻头旋喷、提升注浆。

调整后的旋喷桩施工工艺流程为:平整场地→测量放线→钻机就位→利用空压机,潜孔锤引孔→钻机旋喷注浆→补浆。

施工设备布置如图2所示。

3.1引孔

引孔前,应先核对设计图纸的桩位、桩号、桩长等参数,钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm,旋喷管的允许倾斜度不得大于1.5%。引孔时,应时刻注意孔内的异常情况,遇有大块卵石或块石,应减慢钻进速度,以避免钻机倾斜和塌孔。钻至设计深度后,提出钻头。

3.2旋喷准备

引孔结束后,将钻机移至孔位,将旋喷钻杆下放到孔底,高压泵、水泥搅拌机用高压胶管连接好,要求管路畅通,接头密封。

3.3确定旋喷参数

在正式旋喷注浆前,在现场附近选择相近条件地层进行模拟试喷,以确定施工参数。旋喷压力选为20Mpa,高压泵流量75L/min,水泥浆水灰比1:1。

3.4旋喷注浆

开动高压泵逐渐升压,一直到规定的20Mpa。待孔内泥浆从孔底上返到孔口后,旋转钻杆并缓慢提升,提升速度25厘米/分,旋转速度25转/分,钻杆分段提升的搭接长度不得小于100mm。在提升和喷射过程中,如发现异常或不符合要求时,应将钻杆下放至原位置进行再次喷射。由于水泥浆凝固时析出清水,桩顶回落,桩顶达不到设计标高,施工24小时后对旋喷桩用返浆(采用水灰比0.8的较浓的纯水泥浆)进行回灌,以充填回落部分,保证桩体质量和长度。

3.5水泥浆制备

注浆液原料采用P.O32.5级普通硅酸盐水泥,水灰比1:1,为使配比准确,制备方便,搅拌时先在搅拌罐内加入定量的清水,开动搅拌机,再加入定量的水泥。连续搅拌4-5分钟,即可送入贮浆罐备用。

四、动态测试结果

桥墩基础加固后实测1号墩顶横向振幅最大值为1.136mm,是《检规》通常值的1.79倍,加固后桥墩的横向刚度比加固前提高了62%;2号墩顶横向振幅最大值满足《检规》通常值的要求;3号墩顶横向振幅最大值为0.650mm,是《检规》通常值的1.64倍,加固后桥墩的横向刚度比加固前提高了75%;4号墩顶横向振幅最大值为0.963mm,是《检规》通常值的1.52倍,加固后桥墩的横向刚度比加固前提高了63%;5号墩顶横向振幅最大值满足《检规》通常值的要求。

4、结束语

该桥墩台浅埋基础采用潜孔锤引孔、高压旋喷注浆加固,经检验和动态测试,取得了良好的效果。旋喷注浆施工工艺简单、操作方便。钻机体积小,重量轻,便于移动,特别适用于施工空间有限的现场。旋喷钻头在卵石地层钻进困难时,可使用潜孔锤引孔,成孔后再用钻杆旋喷注浆,保证了设计桩长及单桩承载力。另外,施工中引孔与旋喷注浆分开操作,互不影响,引孔后的钻进速度比不采取引孔措施还要快,加快了施工进度。因此该施工工艺在解决桥梁墩台浅埋基础病害问题上具有一定的优越性。

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