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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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