乌江特大桥主墩桩基桩底溶洞处治的方法.docVIP

乌江特大桥主墩桩基桩底溶洞处治的方法 　　【摘 要】压（注）浆技术目前已成为地下工程施工中重要的辅助工法，它在软岩加固、注浆堵水、沉降控制、滑坡防治、塌方处理、截水帷幕、渗漏整治等方面中有着很好的效果。本文以乌江特大桥3#主墩3#桩基桩底溶洞处治为例，阐述了在岩溶发育、富水地区对溶洞采用压浆技术进行处治的工艺，介绍了溶洞浆体配合比确定、压浆过程和压浆效果的检验，可为今后类似工程提供借鉴。 　　【关键词】桩底溶洞；处治；压浆；施工技术 　　1.工程概况 　　乌江特大桥为半漂浮体系的双塔双索面斜拉桥，跨径组合为5x36+（52+105）+320+（48+105）+3x36m。主墩基础采用4根A4.0m的大直径挖孔桩。 　　通过地表工程地质调绘、物探、钻探等工作，桥位区内主要不良地质为岩溶发育。 　　3#桩基桩底以下10m存在两层溶洞，为保证桩基持力层的稳定性，设计单位要求对上层溶洞进行处理，下层溶洞不予处理。 　　2.处治方案施工工艺 　　2.1总体思路 　　总体思路为先进行帷幕压浆，形成较为封闭的空间后再进行高压压浆填充密实并形成强度。具体工艺如下： 　　2.1.1基于溶洞可能和乌江连通的判断，在溶洞靠近江边一侧设置1排帷幕注浆孔，先行进行帷幕压浆，整个帷幕平面形态呈“）”型，截断溶洞和乌江的连通通道。帷幕注浆孔可采用已钻的5个探孔，帷幕注浆孔横桥向间距均为150cm。 　　2.1.2沿孔周设置一排φ131mm的压浆孔。在帷幕注浆完成3天后，进行高压注浆。先间隔开孔，如图所示先开钻压浆孔1，压浆完成后开钻压浆孔2检查前一轮的压浆效果，如压浆效果不佳则继续往孔内压浆。 　　2.1.3帷幕注浆及高压压浆均需要通过地质钻机成孔，超深溶洞底板50cm以上，然后孔内通长埋设φ80×6mm的钢花管，再压注水泥浆。 　　2.2压浆试验 　　由于施工条件较差，而且溶洞濒临临江，地下水丰富。为保证水泥净浆在水中不会离析，通过模拟溶洞的施工环境，进行压浆试验选配适用的水泥浆配比并确定合适的压浆速度。 　　准备3根φ2m涵管，涵管高度2m，立放，向涵管内注水，注到离顶口约20cm的位置，用于模拟溶洞环境。 　　为保证水泥净浆在水中不会离析，过水后强度损失控制在可控范围之内，添加水工混凝土所用的絮凝剂，再相应的把膨胀剂、减水剂掺量加大，减少单位用水量，降低水灰比，保证强度。同时考虑到施工环境，水泥净浆标号选用M40，标准差取6MPa，配制强度为： 　　Rp =R+1.645δ=40+1.645×6=49.9MPa （1） 　　选取两个水灰比进行试配：W/C=0.36和W/C=0.38。压浆试验前，率先进行了5种配合比的试配（表1）。 　　根据试拌情况，初步选定配合比2和配合比5进行模拟压浆。 　　压浆试验结束后，通过分析，得出以下结论： 　　2.2.1两配比的水下工作性能较好，配比2和配比5的5d抗压强度分别为31.9MPa和32.8MPa，强度能够满足要求。 　　2.2.2掺加絮凝剂后，大大提高了水泥浆的水下不离析性能，基本无浮浆，效果非常好，能够满足要求。 　　综合对比选用配比2用于桩底溶洞高压压浆。 　　2.3帷幕注浆 　　帷幕注浆是通过在溶洞侧壁钻注浆孔，再向孔内压注浆液，浆液挤出溶洞侧壁岩缝中的水，使得溶洞侧壁裂隙、溶洞和乌江连通部位被具有一定强度的浆体充填密实，并与岩体固结成一体，形成止水帷幕。 　　2.3.1注浆设备 　　钻孔设备：ZYG150全液压钻机； 　　注浆设备：2TGZ60/210可调式高压注浆泵； 　　制浆设备：JZ350叶片式搅拌机； 　　辅助设备：搅拌储浆桶。 　　2.3.2注浆方式 　　采用分段式注浆或全孔一次压入式注浆。如果出水量较小且成孔容易，就一钻到底，全孔一次压入式注浆；如果成孔困难，采取注一段钻一段的分段前进式注浆，直至终孔。 　　分段注浆方式：采用“自上而下、分次造孔、分段注浆”的方法。 　　2.3.3注浆参数 　　帷幕注浆采取用一次性注浆方式。 　　注浆压力是注浆的主要参数，一般富水地段取静水压力的2～3倍，本帷幕注浆采用2MPa压力。 　　当钻孔涌水量≥50L/min时，注入速度100～250L/min；当涌水量≤50L/min时，注入速度50～100L/min。 　　2.3.4注浆管埋设 　　注浆管安装前先通过地质钻机成孔，超深溶洞底板50cm以上。孔口埋设φ108×4mm孔口管，外露20～30cm，管壁与孔口接触处用麻丝填塞，保证固结牢固密实，保证不漏浆，然后孔内通长埋设φ80×6mm的钢花管，再向孔口管内压注水泥浆，钢花管前段加工成圆锥状并封死。 　　注浆孔注前要进行简易压水，主要了解岩层的渗透率，卡塞是否漏水，注后也