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高壓旋噴樁在深水低樁承臺施工中的應(yīng)用

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1、 前言
  深水低樁承臺施工常規(guī)方法一般采用單、雙壁鋼圍堰下沉到標(biāo)高后進行砼封底施工,而針對蚌埠朝陽路淮河公路大橋主墩河床表層地質(zhì)為硬性粘土,而承臺底座落在砂層和亞砂土透水層中,若使圍堰下沉到設(shè)計標(biāo)高就顯得復(fù)雜且困難。結(jié)合岸上堤防用高壓旋噴樁不僅止水、而且可支護的原理,大膽應(yīng)用到深水中,使圍堰與高壓旋噴樁有機地結(jié)合,不僅解決了圍堰下沉穿過較厚堅硬性粘土層的難度,同時也克服了承臺開挖到砂層、亞砂土層中止水、支護的難題。本文著重介紹高壓旋噴樁垂直帷幕止水、支護在深水低樁承臺施工中的應(yīng)用。
2、工程概況
  蚌埠朝陽路淮河公路大橋是跨越淮河的一座公路特大橋,全長1730m,雙線四車道,主跨采用140m預(yù)應(yīng)力鋼筋砼連續(xù)剛構(gòu),主墩位于淮河之中,基礎(chǔ)采用14φ2.0m鉆孔嵌巖柱樁,低樁承臺,施工水深4~6m,其結(jié)構(gòu)形式如圖一所示。
 (1)、工程地質(zhì)
    該墩地質(zhì)從河床面由上而下依次為:
(a)、堅硬性粘土層:承載力260Kpa,層厚2~4m,極限摩阻力60Kpa。
(b)、亞砂土、砂層:圍堰2/3周長處為砂層,其承載力80Kpa。層厚2.2m。其余為亞砂土層,呈軟塑狀態(tài),平均厚1.5m,標(biāo)貫13擊,承載力180Kpa。
(c)、硬塑亞粘土層:平均厚5.75m,標(biāo)貫13擊,承載力220Kpa。
(d)、以下為亞砂土層和巖層。
(2)、地下水
    主墩處在淮河水中,所揭露的粘性土均為不透水土層,只有砂層、亞砂土層為透水層,該透水層與淮河水構(gòu)成互補關(guān)系。
2、 施工方案
(1)、圍堰選用
    圍堰采用底節(jié)雙壁鋼圍堰,其余為單壁鋼圍堰,直徑φ外=26.6m,內(nèi)徑為25m,高16m,自重237t??紤]圍堰自重輕,采用內(nèi)取土加壓重法克服外側(cè)巨大的摩阻力下沉圍堰比較困難。根據(jù)地質(zhì)圍堰施工采取下沉1.5m~2.0m,然后采用高壓旋噴樁垂直帷幕支護、止水,進行承臺施工。
(2)、高壓旋噴樁設(shè)計
①、 樁的布設(shè)
  根據(jù)設(shè)計,沿圍堰外側(cè)亞砂土層區(qū)域布設(shè)兩排樁,砂層區(qū)域布設(shè)三排樁,樁距圍堰邊0.1m,樁間距為501mm,樁長9.0m,樁徑0.7m,樁尖進入硬塑亞粘土中大于1m,具體布設(shè)見圖二,計算模型見圖三、四。
經(jīng)過計算,其受力均符合要求。
②、 高壓旋噴樁施工機理
      鉆機采用XPZ-50型單管高壓旋噴樁,BWT100/30高壓注漿泵機,當(dāng)鉆機鉆到設(shè)計標(biāo)高后,用高壓旋噴機把安有水平噴嘴的注漿管下到孔底,利用高壓設(shè)備使噴嘴以20Mpa的壓力把漿液噴射出去,沖擊切割土體,并與土體攪拌混合,隨著注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升而形成圓柱體樁體,漿與土體經(jīng)過一系列的物理化學(xué)反應(yīng),固結(jié)成樁,從而達到支護、止水的作用。
③、 設(shè)計要求
  高壓旋噴樁帷幕部位砂層、亞砂層土滲透系數(shù)K≤1x10-7㎝/s,樁體抗壓強度取3Mpa。
4、施工工藝流程
(1)、工藝流程
  鉆機就位→引孔(擴孔)到設(shè)計標(biāo)高→封堵垂向噴嘴→攪漿→由下向上旋噴作業(yè)到設(shè)計頂→沖洗→移位。
(2)、施工順序
  先打試樁2~3根,了解施工工藝及旋噴效果,最后確定施工參數(shù)。再進行旋噴樁的施工,施工時應(yīng)先施工內(nèi)排樁,后施工外排樁,為確保樁與樁間能很好地咬合,宜采用打一跳一法,且間隔時間應(yīng)大于36小時。
(3)、施工參數(shù)選擇
泵壓:20Mpa
噴嘴直徑及數(shù)量:2.3mmx1~2.4mmx1
流量:37~40L/min
鉆桿升速:粘性土30㎝/min
          砂性土15㎝/min
鉆桿轉(zhuǎn)速:粘性土30r/min
          砂性土15r/min
水灰比:1.1~1.2
水泥:普32.5,每米水泥用量125Kg/m
附加劑:氯化鈉1.5%,三乙醇胺0.03%或水玻璃1.5%,水玻璃模數(shù)2.4~3.4,濃度30~40波美度。
     注意:三乙醇胺與水玻璃不能共同使用,否則會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
5、小結(jié)
  2001年8月~9月在蚌埠朝陽路淮河公路大橋主墩上首次使用并取得了良好的效果,通過承臺開挖來看,支護、止水均達到設(shè)計要求,承臺開挖由一般的水中取土變?yōu)槿斯ね谕粒粌H大大節(jié)約了時間(5000m3土僅用了15天),而且解決了圍堰在堅硬性粘土層下沉的難點,在以后同類型結(jié)構(gòu)施工中,圍堰設(shè)計尚可優(yōu)化,以便創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益,是一項值得推廣的新技術(shù)。但美中不足之處,在于旋噴樁施工中,樁的垂直度精度必須控制在1‰以內(nèi),引孔孔位誤差小于5cm,才能保證樁間的咬合,否則會引起滲水,給施工控制帶來難度。

發(fā)布:2007-07-27 12:17    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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