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某大桥桩基持力层强风化高压切割清洗注浆加固施工方案
2015-04-21 


  目 录

  一、前言 2

  二、44#-R2孔及50#-L1~2孔基底抽芯情况 2

  1、桩基道路桥左线50-2桩基 2

  2、道路桥右线44-2桩基 5

  3、道路桥左线50-1桩基 6

  三、基底压浆施工方案 7

  1、施工方案的选定 7

  2、桩基持力层缺陷段注浆加固处理施工方法及加固目标 7

  3、加固处理施工流程及施工步骤 8

  3.1、施工流程 8

  3.2、施工步骤 8

  3.3、旋喷施工机械参数 9

  四、预计工作量及施工工期 10

  1、预计工作量 10

  2、施工工期 10

  五、补强加固处理预期目标 10

  六、施工设备 10

  七、施工组织及安全技术措施 11

  1、质保体系 11

  §1.1建立专项工程质量管理领导小组 11

  §1.2质量管理领导小组的主要职责 11

  2、安全技术措施 12

  3、施工要点 12

  厦门xx大桥C2合同段桩基持力层强风化

  高压切割清洗注浆加固施工方案

  一、前言

  通过对44#-BRT1~4孔、44#-R1~2孔、50#-L1~2孔抽芯检测,检测结果为桩身砼连续完整,桩底无沉渣,桩身砼强度等各项指标均满足设计要求。但发现44#-BRT3孔、44#-R2孔及50#-L1~2孔桩底桩端持力层存在不同程度的强风化(具体见这几个基桩基底抽芯情况),但本项目部在施工过程中严格按照设计图纸、监理细则进行基桩施工,入岩岩样判定由监理单位、地质勘察单位现场取样确定,入岩深度由设计单位计算决定,终孔岩样由监理单位、地质勘察单位结合设计终孔标高决定。但通过比较分析地质补堪孔位44#B1~2孔岩芯及综合地质勘察报告,推测本合同段地处地质变化异常,岩石裂隙发育、地下水系丰富。

  为了保证工程质量和桥梁设计使用寿命,特对44#-B3、44#-R2孔及50#-L2孔进行处理,对于44-B3桩基采用在原桩位重新冲孔成桩方案,另外两根基桩基底一定范围内为弱风化岩,余下出现不同程度的强风化,针对这种情况,以上几家单位决定对桩底强风化进行清洗并压浆加固处理方案,处理后通过抽芯验证,若处理效果理想,则对50-L1进行压浆处理。

  二、44#-R2孔及50#-L1~2孔基底抽芯情况

  1、桩基道路桥左线50-2桩基

  I#孔:

  芯样砼完好,桩底无沉渣,砼长度为29.41m,桩底29.41m~31.09m(长1.68m)为浅红色弱风化花岗岩;31.09~31.49m(长0.40m)为强风化花岗岩;31.49m~33.63m(长2.14m)为弱风化花岗岩。

  道路桥左线50-2-I#孔桩基岩芯抽芯照片

  Ⅱ#孔:

  芯样砼完好,桩底无沉渣,砼长度为29.52m,桩底情况:

  29.52m~30.65m(长1.13m)——浅红色弱风化花岗岩;

  30.65~30.76m(长0.11m)——碎石状强风化花岗岩;

  30.76m~31.56m(长0.80m)——浅红色弱风化花岗岩;

  31.56m~31.64m(长0.08m)——裂隙发育褐黄色强风化花岗岩(碎石状);

  31.64m~33.04m(长1.40m)——浅红色弱风化花岗岩;

  33.04m~33.54m(长0.5m)——沙砾状强风化花岗岩;

  33.54~33.64m(长0.10m)——褐黄色裂隙发育弱风化花岗岩;

  33.64~34.86m(长1.22m)——浅红色弱风化花岗岩;

  道路桥左线50-2-II孔桩基岩芯抽芯照片

  2、道路桥右线44-2桩基

  芯样砼完好,桩底无沉渣,砼长度为23.17m,桩底情况:

  23.17m~24.52m(长1.35m)——浅红色弱风化花岗岩;

  24.52m~24.82m(长0.29m)——强风花岗岩;

  24.82m~26.52m(长1.95m)——浅红色弱风化花岗岩;

  该孔终孔!

  道路桥右线44-2桩基岩芯抽芯照片

  3、道路桥左线50-1桩基

  芯样砼完好,桩底无沉渣,砼长度为29.86m,桩底情况:

  29.86m~30.23m(长0.37m)——浅红色弱风化花岗岩;

  30.23m~30.60m(长0.37m)——强风花岗岩;

  30.60m~31.46m(长0.86m)——浅红色弱风化花岗岩;

  31.46m~31.86m(长0.40m)——强风花岗岩;

  31.86m~32.41m(长0.55m)——浅红色弱风化花岗岩;

  32.41m~32.73m(长0.32m)——强风花岗岩;

  32.73m往下:弱风化花岗岩。

  该孔终孔!

  道路桥左线50-1桩基岩芯抽芯照片

  三、基底压浆施工方案

  1、施工方案的选定

  根据抽芯芯样情况, 50-L1、50-L2及44-R2桩持力层缺陷段统计如下:





   序号







   桩号







   桩径



   (m)







   桩长



   (m)







   砼长



   (m)







   持力层缺陷范围(m)







   缺陷段简述(m)







   1







   50-L1







   1.5







   28.519







   29.86







   32.23~30.60m、31.46~31.86m、32.41~32.73m







   强风化花岗岩







   2







   50-L2-1







   1.5







   27.87







   29.41







   31.09~31.49m







   强风化花岗岩







   50-L2-2







   30.65~30.76m、31.56~31.64m、33.04~33.54m







   强风化花岗岩







   3







   44-R2







   1.5







   22.6







   23.17







   24.52~24.48m







   强风化花岗岩





  据上表资料显示, 44#-R2孔及50#-L1~2孔基底一定范围内为弱风化岩,余下出现不同程度的强风化层,针对以上三根桩各桩持力层存在的缺陷情况,提出对基底持力层缺陷段高压清水切割清洗、注浆加固处理施工方案。

  2、桩基持力层缺陷段注浆加固处理施工方法及加固目标

  根据以上三根桩抽芯钻孔提供的资料,50-L1桩、50-L2桩持力层均存在三处强风化花岗岩,44-R2桩桩底以下1.35m存在0.29m的强风化花岗岩,三根桩持力层强风化花岗岩均在2倍D范围内,不能满足规范要求。根据我单位长期以来对各类桩基补强加固的施工经验,为了进一步了解以上三桩持力层2倍D深度范围的详细情况,确保注浆加固的施工质量,在各桩已有的抽芯检测孔的基础上,每桩增加2~3个注浆孔,与原抽芯检测孔呈平均布置(见各桩钻孔平面布置图),待新增加的注浆孔完成后,根据每个孔钻遇持力层标高范围,采用高压清水旋喷切割,压风机反循环气举排渣,孔内注浓水泥浆、高压旋转喷浆、孔口压浆等相结合的施工方法对每个孔每根桩持力层进行注浆加固。

  经采用上述施工方法处理后,桩端持力层强风化被水泥固结体置换充填饱满,较硬的弱风化花岗岩与水泥固结体紧密胶结,而达到本次持力层注浆加固处理的目的。补强加固处理后强风化岩内的水泥固结体抗压强度达15Mpa以上。

  3、加固处理施工流程及施工步骤

  3.1、施工流程

  3.2、施工步骤

  1、清表、钻孔

  清表为了清除桩头淤泥、沉渣和凿平桩头,有利于更好的用混凝土封住进出浆口,使压浆压力上升。

  成孔、制孔采用Φ110~Φ130mm金刚石钻具,钻至桩底以下2倍D岩层的深度终孔。考虑高压清水和高压注浆的作业范围,44-R2桩基采用3个孔进行压浆(在原来一个抽芯孔的基础上,再增加两个孔);50-L2利用原有的两个抽芯孔进行压浆,若通过压水试验发现不能连通,则采用增加布孔的方式进行操作,布孔平面布置如图所示。

  桩基础持力层注浆加固钻孔平面布置图

  (1)、 为抽芯检测孔;

  (2)、 为注浆加固增加钻孔,新增加钻孔距桩中心均为50cm或根据实际情况均匀布置。

  2、预埋孔口管

  为保证强风化岩缺陷段内注浆加固水泥浆固结体的强度及注浆质量,抽芯钻孔工作结束后,在桩顶预埋安装带有开关的孔口管,方便孔口压浆,提高孔内浆液渗透范围及注浆效果。孔口预埋管的耐压不小于5MPa。

  3、高压清水喷射切割

  从各孔中分别下入高压喷射器,在持力层强风化范围上下反复进行高压喷射切割清洗,清洗切割长度范围自强风化段顶、底各延长0.5m。如果强风化岩内软弱物质较多,难以清洗干净时,可采用压风机气举返循环的方法协助清渣。

  4、高压注浆

  当确认各孔高压清洗切割彻底后,改用高压水泥浆在已经清洗干净的强风化空腔范围内,反复进行高压喷射,使强风化内较大的碎石、岩块、与水泥浆液充分搅拌固结。喷浆时孔口返浆浓度与进浆浓度基本一致,终止喷灌水泥浆。

  5、孔口补浆

  当桩底强风化喷浆结束,提出钻具与喷射器,孔内液面下降,使用注浆管对各孔进行补充灌浆。

  6、孔口(憋)压浆(稳压补浆)

  孔口补浆结束后,在各孔口管上安装好孔口开关,使用注浆泵分别对各孔进行(憋)压浓水泥浆,憋浆压力在2MPa以上,稳压时间在半小时以上,关闭孔口开关,压浆结束。

  3.3、旋喷施工机械参数

  1、高压清水旋喷施工参数 2、高压旋喷注浆施工参数

  喷射最大压力:25~28MPa; 喷射最大压力:23~25MPa;

  排 量:70~90L/min; 排 量:60~70L/min;

  旋 转 速 度:10~20r/ min; 旋 转 速 度:15~18r/ min;

  提升速度:10~15cm/min。 提升速度:10~15cm/min。

  3、浆液配制

  本次注浆加固的水泥浆液采用42.5R优质普通硅酸盐水泥与清水配制而成,水灰比为0.8∶1~0.6∶1,孔口压浆及补浆等水泥浆液采用浓浆,水灰比为0.4~0.6(具体水灰配合比由试验室根据实际情况调配)。

  四、预计工作量及施工工期

  1、预计工作量

  50-L1、50-L2、44-R2桩注浆加固处理预计工作量

  50-L1、50-L2、44-R2桩注浆加固处理预计工作量





   序号







   施 工 项 目







   单 位







   数 量







   备 注







   1







   增加压浆钻孔







   m







   290







   50-L1桩105m、50-L2桩102m、44-R2桩83m







   2







   预埋安装孔口管







   孔







   13















   3







   高压清水旋喷切割







   孔段







   13















   4







   压风机气举返循环清渣







   孔段







   13















   5







   孔底注浓水泥浆







   孔段







   13















   6







   孔口补浆、孔口憋压浆







   孔







   13















   7







   预计水泥用量







   t







   50







   42.5R普硅酸水泥





  2、施工工期

  50-L1、50-L2、44-R2桩注浆加固处理时间预计施工人员及注浆加固设备进场安装后,正常开工之日起共约需30天,其中44-R2需10天。

  五、补强加固处理预期目标

  该桩经上述方法进行补强处理之后,原桩端持力层强风化被水泥浆置换充填或与松散坚硬岩块、花岗岩裂隙将重新与水泥浆胶结在一起。从而达到桩基持力层强风化注浆加固目的。旋喷注浆的水泥固结体龄期28天后预计岩芯单轴抗压强度不低于5MPa。

  六、施工设备

  主 要 设 备表





   序号







   名称







   型号







   数量







   备注







   1







   钻机







   XY—1A







   2台







   设备数量、型号根据现场实际情况进行调整







   2







   压浆机(压力在35MPa以上)















   1台







   3







   净浆搅拌机















   1台







   4







   注浆高压管







   1寸







   90m







   5







   泥浆拌制设备















   1套







   6







   注浆枪











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