某大桥主墩沉井基础及地基加固处理设计与施工.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流某大桥主墩沉井基础及地基加固处理设计与施工.精品文档.某大桥主墩沉井基础及地基加固处理设计与施工总第109期2005年第6期西部探矿工程WI%S/,一CHINAEXPL0RATIONENGINEERING文章编号:10045716(2005)06一O169一O3中图分类号:U443.13一j文献标识码:B某大桥主墩沉井基础及地基加固处理设计与施工李侠萍(江西有色工程有限公司,江西南昌330009)摘要:主要介绍了福建闽江水口电站大桥主墩沉井基础及地基加固处理的设计方案,施工方法,质量检验及处理效果.关键词:主墩沉井:地基基础;补强灌浆;固结灌
2、浆1工程概况福建闽江水口电站大桥为中日合资兴建大型水电站的专用通道,它的建成直接关系到电站建设的进程.该桥主墩沉井结构呈圆柱形.底节外径16.5m,井底设计标高30.03m,顶面标高7.97m.总高度38m.由于水深急流,河床砂砾石很厚(273lm),基岩倾斜大(由上游偏北向下游偏南以l5.坡角倾斜,高差3.din)等种种原因,导致沉井刃脚无法达到设计标高.实际标高为一27.65m.2/3的刃脚座落在砂砾石层上,仅有l/3的刃脚嵌入花岗岩基岩0.40.5m,加之沉井封底砼产生离析现象,造成强度低,松散夹层等质量事故.因此,大桥建成后不敢重载运营,不能正常使用.直接阻碍电站建设的进程.为加崮处理
3、此侨墩.补救该大桥,大桥承建单位曾先后委托过两个单位分别采取锚桩和灌浆等方法加固处理,但历时九个名月均未达到预期目的.工期临近,眼看日方将向中方索取巨额赔偿费.补救该大桥已列了不容拖延的地步.就是在这种情况下.大桥承建单位又委托我公司对该桥墩重瓤进行加固处理2工程设计鉴于大桥中墩沉井基础存在封底砼强度低,松散夹层等质量问题和沉井刃脚未达设汁深度以及刃脚处的工程地匝条件.并考虑前期两次加固处情况,我公司提出J如下设计方案,并经大桥承建方,监理方,主方审查论证2.1总体设计思想采用42.5级的早强型水泥浆液以纯压式灌浆方式来补强中墩沉井基础封底砼,困结墩F砂砾石层f胶结墩基与基岩接触面.施工顺序苊
4、外围后中心,先北边后其它,由外围孑L灌浆初步固结密实岩土,后由中心部分孑L灌浆来使浆液在外侧边界围限F得以充分渗透灌入.同时又使边界初灌后残存的隙得以充填.(1)墩内(封底砼部分)补强灌浆.改善墩内封丧砼结构,增加强度.(2)墩下砂砾石层固结灌浆,使松散稍密的砂砾石层固结密实.增加强度.使之满足承载和抗冲爰求(3)墩基与基岩间接触准浆,目的在于提高墩体防滑能力和稳定性.2.2悫浆孔设计钻孔布设以沉井周边为t,充分利用预留孔以南密北稀为原则,共设计钻孔24个;孔深以深入基岩0.5m左右为准,约4O44m;施工次序原则上分三序孑L,尽量空开两个孔位施工.有利于多次进浆补强,在开动两台钻机的情况下南
5、北同时施工;孔距号虑到充分利用预留孑L,北边大约为22.5m,南边大约1.22.0m.2.3灌浆压力设计起始压力0.6MPa左右,正常压力0.81.4MPa,终压2.02.5MPa,灌浆前期压力可小些,中后期可大些.2.4浆液浓度设计浆液的水灰比选用(2:1)(O.8:1),灌浆前期水灰比可小些.中后期町人些.2.5灌浆结束标准依据终压下吸浆量仍很大或tlJJ,来确定是否终止灌浆.3工程施工3.1成子L鉴于沉井大部分设计的钻孔要钻1Clll厚的钢板(沉井刃脚).部分钻孔f25m处u丁能碰到角钢的情况.加上沉井上部砼强度人,故全部钻孔采用300m多功能钻机以合金钢粒(在墩体和甚害内ll和特制的取
6、砂钻头(在砂砾层内)正循环钻进.钻进中尽量取芯.了解孔内情况,以便决定灌浆方案和阻浆塞安放位置.本工程共施工:6个孔(其中灌浆孔24个.检查孑L2个),孑L110mm.孑L深4OlIm不等的钻孔(图1).3.2洗L根据封底砼岩芯破碎,取芯困难,脚下砂砾石层中用特制的取砂钻头进行长时间取眇于能通过该层到达基岩,因此不必采用高压水冲洗,只需在停钻后继续删循环清水冲洗,待浊水变清即可停止洗孑L.3.3压水试验在灌浆的前期和中期做了两次钻孔水试验,压力为0.3和O.45MPa.单位吸水量为0.31I,rain?m?m和0.185L/rain?m-n1.试验结果表明:灌浆前期的封底砼和砂砾石的单位吸水量
7、较大,随着施工的逊展.单位吸水量逐渐变小.34灌浆(1)钻灌次序:整个墩体共施J=24个灌浆钻孔,考虑两台钻机在南,北同时开钻,故按三个次序施_L以逐渐加密.北边由于孔距较稀则只安排两次序孑L.南边较密而安排三次序孔.考虑施170西部探矿工程JurL2005NO.6W/一lZ1,r,/一Zg2.9Ei/,-,/03坠fj/,2罕I.1!三一一/一一sZL220Zg25-ZL13/Sl?0zl251柠验孔鳊号圈1中墩沉井基础及地基灌浆施工平面示意圈下E游工方便和灌浆效果,第一序孔孔距为45m,始终保持隔开两个或一个孔施灌.施工次序详见附图.(2)灌浆方法及灌浆段长:采用自下而上的分段灌浆方法施灌
8、,孔IZl采用锥形钢质阻浆器阻浆,孑L内采用橡胶灯笼式阻浆塞阻浆,通过孔口加压器给阻浆塞加压,阻浆效果良好,未见一孔返浆.施工中,沉井壁腔中的钻孔考虑刃脚以上砼质量好,故采用全段灌浆法,筛管下至基岩面;沉井中填心孔采用分段灌浆,第一段于封底砼下端灌注砂砾石层,第二段于34m左右阻浆,补强封底砼.后期钻孔主要考虑砂砾石层固结灌浆和墩基与基岩接触灌浆,筛管下入基岩0.3m左右,并缩短筛管长(1m长),一次性灌浆以保证砂砾石层进浆饱满.(3)灌浆压力:本工程施灌时,压力基本上符合设计要求,起始压力一般在0.6MPa左右,正常压力1.:1.4MPa,最大压力2.5MPa.灌浆过程中,工作压力随时间的增
9、长而稳步上升,施工初期由于吸浆量大,正常灌浆压力为0.8l-OMPa,施工后期工作压力为1.21.4MPa.(4)灌浆方式:本次灌浆采取纯压式灌浆方式.(5)灌浆材料:水泥选用42.5级早强型普通硅酸盐水泥,促凝剂选用711,促凝剂用量通过试验确定为水泥重量的1%(见表1),这给灌浆间隔时间和避免串浆提供了依据.表1浆液配比试验表(6)浆液浓度的选用:从ZK1孔的试灌资料表明,封底砼和砂砾石层空隙大,可灌性好,进浆量大,加上砂砾石层含水饱和,压入浆液稀释等因素,浆液浓度过稀将影响灌浆质量,所以第一序孔采用(1.2:1)(1:1)的水灰比进行灌注,效果十分理想.随着工程施工的进展,空隙不断充填密
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