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1府河特大桥0～9#墩承台基坑双液注浆加固施工方案一、工程概况汉孝城际铁路府河特大桥9#墩位于既有京广下行货车线及新建京广上行货车线两线间，其余0#台～8#墩位于新建京广下行货车线及既有京广上行客车联络线两线间；承台边缘距两侧既有运营线路中心都非常近，9#墩为5.8m～6.3m间，0#台～8#墩为7.2m～8.5m间；承台开挖深度均在既有线路基面以下3.5m～4.9m，由此可见承台基坑无法进行放坡开挖，本桥为保证开挖施工保证既有运营线路路基稳定，采用人工挖孔桩进行基坑及既有线路基防护，挖孔桩桩径为1.0m，桩间距为1.1m，沿承台边四周布置。府河特大桥0#台～9#墩墩位处于原为汉丹上行货车线，上个世纪80年度末修建汉丹上行货车线时，该处均为河溏沼泽地，原设计采用抛填片石及灌砂加固地基处理。9#墩人工挖孔桩2015年3月6日已进行施工，挖孔桩地质为地面下2m范围内为砂层，2～4m范围内为砂层和片石，4～6m范围为淤泥层，并且地下水位丰富。挖孔桩开挖至片石及砂层后，因片石相互堆累在一起，挖空后极易坍塌，并且地下水把挖孔桩周边区域片石间隙的砂都带出来，既有线路基下形成空洞，使线路沉降从而影响线路安全。2015年3月16日城际公司领导组织设计、监理等相关单位在踏勘挖孔桩施工现场后，研究决定挖孔桩施工前在承台基坑四周及基底采用水泥-水玻璃双液注浆处理方案，达到固结片石及砂层，同时止2水效果。二、主要工程数量表承台号尺寸m开挖深度m钻孔m注浆m3备注0#10.2×8.13.521607830%空隙1#6.1×8.1.53.71504612#6.1×8.93.91725693#6.1×8.94.01760704#6.1×8.94.11795715#6.1×8.94.11795716#6.6×10.24.32385957#7.4×114.529701178#9.8×10.64.936821289#9.8×14.64.54488148三、双液注浆施工1、水泥-水玻璃双液注浆的作用原理水泥-水玻璃双液注浆可视为渗透、劈裂扩散、填充和挤密四部分组成，浆液在压力作用下向钻孔周围砂砾石体中发生渗透、劈裂打散。水泥中硅酸三钙发生水解和水化反应，产生氢氧化钙。氢氧化钙与水玻璃发生反应，生成细分散状的凝胶体——水化硅酸钙。凝固后形成强度较高、水稳定性好的水泥结石体，从而使地基挤密，固结强度增高，形成一道固结的帷幕止水带。水泥—水玻璃双液浆材具有两种浆材的优点：浆液粘度较低，可灌性较好，在水中可以迅速凝固，凝胶时间可在几秒到几分钟内准确控制，结石率可高达98%以上，结石强度较高。2、注浆材料1）水泥：PO.42.5普通硅酸盐水泥。32）水玻璃：模数为2.4～3.0，比重1.36～1.5。3、注浆设备注浆泵：ZSY系列液压双液注浆泵1台地质钻孔机：TXU-75A型钻机。3、凝胶时间为防止浆液在水中流失，并满足双液在孔口混合后能渗透至砾石层的时间要求，浆液凝胶时间控制为60s。首先要根据现场试验数据统计结果分析，在保证浆液可灌性和有效扩散距离前提下，应根据渗漏水情况、砂砾石充填情况合理选用浆液配比，并同时在实际施工中根据吸浆量和注浆压力适时加以调整。4、注浆工艺要求1）注浆采用42.5号普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比由8：1稀浆开始，逐渐变浓到1：0.8～1：0.6，水玻璃浆掺入量为水泥用量的15%，水玻璃模数在2.4～3.0之间，比重1.36～1.5，浓度要求为30～45波美度，灌注压力为0.6～1MPa，灌注流量约为20～30升/分钟。2）灌注前应在附近选择1～2个作为试孔，以检查压浆系统，确定压浆工艺及配合比是否合适。3）当吃浆量由20～30升/分钟将到1～2升/分钟时，可结束灌注工作。4）注浆孔内设钢套筒，内径50～53mm。5）加固范围为承台基坑四周及承台基底，注浆孔间距为0.5m，4基坑四周双排布置，桩长为承台底以下1m，每个孔压浆要分段进行，每次拔出约0.5m。6）先对压浆区域进行压浆，确保达到封水和地基稳固，方可进行挖孔桩施工。7）各孔注浆应该分批压浆，先跳孔压浆第一批，再加密压浆第二批。8）压浆完毕后应在压浆体内随机抽样钻孔检查，其渗透系数应小于10-5cm/s，若不合格应补充压浆。5、注浆压力及吸浆量注浆压力与地质构造、钻孔深度、浆液粘度、注浆速度和注浆量等因素有关，注浆过程中压力是变化的。经现场注浆试验确定，本工程注浆的压力控制为0.6～1MPa左右。为防止浆液流失造成浪费，对砂砾石层其吸浆量应控制在20L～30L/min。6、扩散半径浆液扩散半径可按经验公式进行估算，但由于地质条件的复杂多变，理论公式计算常常偏差很大，一般应通过现场注浆试验确定，经现场试验确定R=0.3m。7、注浆量砂砾石层的孔隙率n为25～45%之间，故浆液注入率为i=n×η=0.3×0.7=0.21(式中η为地层孔隙不完全充填的折减系数，对砾石土层η=0.7～1.0)。5注浆量Q=V×i×（1+β）（式中V为防渗区体积，β为浆液流到防渗区外的损耗系数，一般取β=～15%）。8、注浆施工1）施工工艺2）造孔孔位确定无误后，将钻机移至核定的孔位上，按照要求进行机架、机座校正，配备良好钻具，保证钻孔铅直开孔。在钻进过程中，精心操作，合理掌握钻进参数，合理掌握钻进速度，以防止埋钻、卡钻等各种孔内事故。原始记录：每孔钻进时均要详细填写钻探班报表，记录孔深、孔径、钻进时间；下入套管（花管）规格、长度，遇到的特殊情况。钻进至设计孔深后，待灌或注浆结束时待钻，孔口均需进行加盖处理，防止异物进入。6花管加工示意图3）制浆制浆材料采用称量法，称量误差小于5%，水泥等固相材料采用重量称量法。浆液必须搅拌均匀并测定浆液密度，纯水泥浆液的搅拌时间，用普通搅拌机时，应大于3min，使用高速搅拌机时应大于30S。浆液在使用前应经二次过筛，从制浆到用完的时间不宜大于4h。高速搅拌机配制1：0.8～1：0.6的浆液，并根据各注浆点的不同需要，经普通搅拌机拌制各灌段所需的浆液，配制好的水泥浆，浆液自制备到用完时间不超过4h。应将浆液的温度保持在5～40℃之间。有必要时，可以考虑使用热水制浆，但注意保持水温不得超过40℃。4）注浆注浆设备系用双液注浆专用泵，先将下部带尖头的花管打入已钻好的孔内至孔底设计标高，用水冲洗进入管中的砂土。按规定的配比制备浆液，凝胶时间控制在60s左右，达不到要求时可适当对浆液配比进行调整。安装注浆内管及混合器（注浆头），连接高压胶管，用两台注浆7泵分别将水泥浆和水玻璃浆同时压入注浆管内进行注浆。用人工葫芦自下而上分段拔管注浆至规定注浆高度。9、注浆效果水泥-水玻璃双液注浆结束后，通过现场观测，基坑内渗水被有效封堵,无明显渗漏现象。堵漏结果表明，采用水泥-水玻璃双液注浆防渗堵漏方案堵水率达到90%以上。10、特殊情况的处理注浆过程中，发现冒浆、漏浆，应先查明原因，根据具体情况，采取表面封堵、低压浓浆、限流、限量、间歇注浆等方法处理。注浆过程中若因故中断，应及早恢复注浆。否则应立即冲洗钻孔，再后恢复注浆；若冲孔无法解决问题，则应进行扫孔清洗，再恢复注浆；恢复注浆时，使用开始灌注水灰比注浆；当注入率与中断前基本一致时，再改用中断前水灰比灌注；若注入率与中断前减少较多，则浆液逐级变浓进行灌注。恢复注浆后，若注入率在短时间内停止吸浆，则考虑扫孔冲洗或在旁侧补打钻孔进行补强注浆。对灌入量大，难以结束的灌段采用以下方法：低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆；对于灌段吸浆量大，而又具有一定压力和回浆量者，在浆液中掺加适量的速凝剂，加速浆液凝固，减少浆量损失。四、施工质量保证措施1、成立工程项目技术组，由公司总工程师兼组长，并直接监督管理指导技术工作；现场技术负责人负责现场技术施工。2、现场施工测量定位、放线应严格执行技术复核制度。。83、施工前，项目技术负责人组织施工人员认真学习有关规范、施工工艺及操作规程，熟悉、审查图纸，做好技术交底和安全交底。4、现场施工技术资料应及时签证，准确反映施工情况。技术资料、工程量及施工技术管理的真实记录，反映企业技术水平及文明施工程度。所以，现场内业技术人员应由责任心较强、技术水平较高的人员担任，从工程开工至竣工，随工程的形象部位逐渐建立收集、汇总、保管制度。工长应做好技术交底、隐蔽工程验收记录、分项工程质量评定、施工日志等工作的检查、验收、记录、签字后存档。5、出现与设计不符等特殊情况，需及时通知有关部门进行技术处理。6、材料严格控制质量标准，检查复核质量保证资料，对于严重嫌疑材料，坚持进行必要的实验测试。做到工艺检查，设备检查，施工操作检查，建立严格验收把关制度。7、施工现场设专职质量检查人员，检查复核桩机，机架的走位，钻孔的深度，检查水泥浆液的搅拌操作规范、水灰比。8、钻机移位、开钻、提升由现场指挥负责，开钻前，检查钻机平稳性。9、严格控制水灰比，搅拌时间，浆液质量，注浆时控制注浆压力和注浆量。为保持工作连续性，严禁钻管下钻提升中途进行换岗接班，建立交接班文字记录制度。接班人必须搞清上一班施工的每一个参数。五、安全施工措施91、设立以项目经理为首，专职安全员，机班组兼职安全员为主的安全保证体系，建立文明施工制度，坚持工地文明施工。2、工地管理标准化，道路、材料堆场要硬化施工。3、要求各工序、各工种严格按照相应的安全操作规程进行施工。强化安全教育，使职工在思想上重视安全生产，在技术上懂得安全生产知识，在操作上掌握安全生产要领。4、健全安全管理办法，根据“全员管理、安全第一”的原则，建立安全责任制，明确规定各级领导职能部门、工程技术人员和生产工人在施工活动中的安全生产责任。做好安全预案。5、严格执行管理制度，施工人员进入现场必须戴好安全帽。遵守建筑安装安全操作规程的有关规定。6、针对现场实际情况，经常分析施工中可能出现的不安全因素，制定相应对策，防患于未燃，并定期对施工机械进行维修检查，并记录运行性能状况。7、现场由专职电工24小时值班，供配电电缆必须安全高架，机械电器必须装好漏电保护装置；值班电工在阴雨天施工时要特别注意漏电保护装置是否正常工作，拖地电缆要尽可能架空设置，配电箱、开关柜要安全、稳定、可靠，一机一闸一控制，现场照明要充足，确保夜间施工的安全。8、现场施工人员配齐劳动保护用品，专职安全员经常巡回检查，违章者立即纠正并给予处罚。9、现场加强对既有线沉降观测，密切注意施工对既有线的影响。