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深水低桩承台施工常规方法一般采用单、双壁钢围堰下沉到标高后进行砼封底施工,而针对蚌埠朝阳路淮河公路大桥主墩河床表层地质为硬性粘土,而承台底座落在砂层和亚砂土透水层中,若使围堰下沉到设计标高就显得复杂且困难。结合岸上堤防用高压旋喷桩不仅止水、而且可支护的原理,大胆应用到深水中,使围堰与高压旋喷桩有机地结合,不仅解决了围堰下沉穿过较厚坚硬性粘土层的难度,同时也克服了承台开挖到砂层、亚砂土层中止水、支护的难题。本文着重介绍高压旋喷桩垂直帷幕止水、支护在深水低桩承台施工中的应用。 v[S-Pi1
工程概况 vR hnX
蚌埠朝阳路淮河公路大桥是跨越淮河的一座公路特大桥,全长1730m,双线四车道,主跨采用140m预应力钢筋砼连续刚构,主墩位于淮河之中,基础采用14φ2.0m钻孔嵌岩柱桩,低桩承台,施工水深4~6m。 kA#vByf`v
(1)工程地质 d"THt}
该墩地质从河床面由上而下依次为: G?hK9@ |v
(a)坚硬性粘土层:承载力260Kpa,层厚2~4m,极限摩阻力60Kpa. O/OiQ^T
(b)亚砂土、砂层:围堰2/3周长处为砂层,其承载力80Kpa.层厚2.2m.其余为亚砂土层,呈软塑状态,平均厚1.5m,标贯13击,承载力180Kpa. yA7)Y})>
(c)硬塑亚粘土层:平均厚5.75m,标贯13击,承载力220Kpa. 9$l>\.6
(d)以下为亚砂土层和岩层。 4$"DbaC
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(2)地下水 [Ot,q/hBJ
主墩处在淮河水中,所揭露的粘性土均为不透水土层,只有砂层、亚砂土层为透水层,该透水层与淮河水构成互补关系。 /c-nE3+rn
施工方案 KCR N}`^
(1)围堰选用 M##';x0
围堰采用底节双壁钢围堰,其余为单壁钢围堰,直径φ外=26.6m,内径为25m,高16m,自重237t.考虑围堰自重轻,采用内取土加压重法克服外侧巨大的摩阻力下沉围堰比较困难。根据地质围堰施工采取下沉1.5m~2.0m,然后采用高压旋喷桩垂直帷幕支护、止水,进行承台施工。 :FQ1[X1xm
(2)高压旋喷桩设计 bEH
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①桩的布设 rT7^-B*
根据设计,沿围堰外侧亚砂土层区域布设两排桩,砂层区域布设三排桩,桩距围堰边0.1m,桩间距为501mm,桩长9.0m,桩径0.7m,桩尖进入硬塑亚粘土中大于1m。 $Ua56Y
经过计算,其受力均符合要求。 =Hu0v}i/
②高压旋喷桩施工机理 BBL485`
钻机采用XPZ-50型单管高压旋喷桩,BWT100/30高压注浆泵机,当钻机钻到设计标高后,用高压旋喷机把安有水平喷嘴的注浆管下到孔底,利用高压设备使喷嘴以20Mpa的压力把浆液喷射出去,冲击切割土体,并与土体搅拌混合,随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱体桩体,浆与土体经过一系列的物理化学反应,固结成桩,从而达到支护、止水的作用。 3 <SqoJSp
③设计要求 H{`{)mS
高压旋喷桩帷幕部位砂层、亚砂层土渗透系数K≤1x10-7㎝/s,桩体抗压强度取3Mpa. RA/EpD:H
施工工艺流程 5cfA;(H
(1)工艺流程 _p}xZD\?,
钻机就位→引孔(扩孔)到设计标高→封堵垂向喷嘴→搅浆→由下向上旋喷作业到设计顶→冲洗→移位。 hR)2xz
(2)施工顺序 x:z0EYL
先打试桩2~3根,了解施工工艺及旋喷效果,最后确定施工参数。再进行旋喷桩的施工,施工时应先施工内排桩,后施工外排桩,为确保桩与桩间能很好地咬合,宜采用打一跳一法,且间隔时间应大于36小时。 1'KishHK=
(3)施工参数选择 :Jxh2
泵压:20Mpa Z=$T1|
喷嘴直径及数量:2.3mmx1~2.4mmx1 :jem~6i
流量:37~40L/min LtKB v4
钻杆升速:粘性土30㎝/min >-cfZ9 {!
砂性土15㎝/min 4tc:.
钻杆转速:粘性土30r/min 1~5trsB+5
砂性土15r/min >SI<rR[~%
水灰比:1.1~1.2 B5=($?5^6%
水泥:普32.5,每米水泥用量125Kg/m #MgvG,
附加剂:氯化钠1.5%,三乙醇胺0.03%或水玻璃1.5%,水玻璃模数2.4~3.4,浓度30~40波美度。 :BZ0 7`9
注意:三乙醇胺与水玻璃不能共同使用,否则会发生化学反应。 r6.N4eW.L