龙山互通立交钢花管注浆施工方案.doc

龙山互通立交J匝道桥头引道钢花管灌浆加固处理

施工方案

广东省航院规划设计院
2013年1月31日龙山互通立交J匝道桥头引道钢花管灌浆加固处理
施工方案

总 经 理：

总 工 程 师：

审 核：

工程负责人：

广东省航运规划设计院
2013年1月31日一、工程背景
佛开高速公路龙山互通立交出入口与一环形平交相交，其与国道G325（两肢）、龙高公路、九江大道及顺潘公路构成六路环形平交，本次佛开高速改扩建重建龙山互通立交主要考虑满足主线与各被交路之间的交通转换功能和平交口主流交通流的行驶顺畅，国道G325直行交通采取高架上跨佛开高速公路，并设置桥下辅道解决其他交通转向问题，其它方向交通通过原有环形平交转换。
龙山互通立交J匝道桥大桩号侧引道路段采用挡土墙方案，挡土墙路段为JK1+433.214~JK1+650，其中JK1+433.214~JK1+480段填土高度5.5~4.3m采用衡重式挡土墙、JK1+480~JK1+650采用重力式挡土墙，衡重式挡土墙最大墙高6.46m（右侧），重力式挡土墙最大墙高5.19m（右侧）。地基承载力要求最大为250Kpa挡墙基底采用换填60cm级配碎石处理。
挡土墙于2012年8月20开始施工，2012年10月20日建成，路堤填土自2012年10月10日开始至2012年11月10完成。
路基填土完成后发现挡土墙出现下沉现象，桥头处（JK1+433.214）挡土墙下沉约28cm，JK1+600位置挡土墙下沉约5cm，除桥头（JK1+433.214~JK1+440）左侧挡土墙出现错位外，其余段落未发生错位现象，最大错位约10cm，在JK1+440~JK1+450段左侧墙身出现横向裂缝，裂缝最大宽度约1cm。JK1+433.214~JK1+460.8段填土挖除，并将衡重式挡土墙凿除后，用轻质土填筑处理后，到目前为止未出现明显下沉。JK1+460.8~JK1+650段未进行挡墙沉降处理，致路面施工完成后防撞栏高度及防撞栏迎车面外形尺寸不满足规范要求，存在一定的安全隐患。根据现场测量到目前为止未处理挡土墙下沉最大高度为约30cm，发生位置为与轻质土换填相接前后约40m。
根据地质勘察资料可知，挡墙发生竖向沉降变形的主要原因是因为挡墙基底硬壳层下存在软土层，软土分布范围为：第一层软土（层号为4-1）全场地分布，厚约4.2～10.6m，埋深4.8～9.5m，第二层软土（层号为7-1）局部分布，厚约6.5～8m，埋深12～13.5m，软土层在受到挡墙和填土荷载作用下发生次固结沉降，导致挡墙随之下沉。所以需对J匝道桥路基范围内的软土进行加固，加固处理方式为钢花管灌浆法。
本次处理的范围：JK1460.8~JK1+510，处理长度为50m。采用钢花管压浆，采用φ45x4的无缝钢花管，纵向间距为1.3m，横向间距JK1+460.8~JK1+485长24.2m的间距为1.3m, JK1+485~JK1+510长25m的间距为1.5m，呈梅花形布置，钢花管的长度需要穿过软土层，进入持力层50cm。
二、施工方法
2.1、技术标准：
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）
《既有建筑地基基础加固技术规范》（JGJ123-2000）
《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2011）
本工程设计图纸、地质勘察报告
2.2、压力灌浆加固机理
压力灌浆加固即是在软弱层部位埋设注浆管，通过灌浆管向软弱层高压灌注水泥浆，使之对软弱层进行渗透、挤密、切割和最终的胶结作用，形成胶状水泥固结体，达到加固软弱土层、减少沉降的目的。
2.3、钢花管的布置
采用φ45x4的无缝钢花管。处理范围内钢花管的纵向间距为1.3m，横向间距JK1+460.8~JK1+485长25m的间距为1.3m, JK1+485~JK1+510长25m的间距为1.5m，呈梅花形布置，钢花管的长度需要穿过软土层，进入持力层50cm。
2.4、施工技术要求
1）、 出浆孔：沿管纵向20cm预留φ4mm出浆孔,底部50cm内为φ6mm孔；
2）、微型桩杆体材料为Ф45铁管，壁厚4mm；
3压力灌浆材料为水灰比为1：1的425普通硅酸盐水泥纯水泥浆，浆液水灰比为1：1，开始用清水或稀浆走孔，压浆结束时用浓浆封孔，灌浆工作压力为0.5～0.8MPa左右。
4）、预计灌浆量：每米钢花管水泥用量150kg。
2.5、压浆终止标准
本次压浆终止标准为达到下列条件之一:1）达到稳定压力后持续时间超过15分钟；2）、每延米水泥用量达到设计值的1.5倍；3）、压力超过0.8MPa并继续增高，走浆困难。
三、钢花管注浆工程量
按照钢花管的布置要求，路基处理范围内，注浆钢花管纵向布置40排,间距1.3m，横向布置16排，共布置钢花管640根，按注浆管的长度需穿透软土层进入持力层50cm，经统计钢花管注浆长度7040m（原地面到进入持力层50cm），空浆长度2688m。
三、钢花管注浆施工工艺
1）分序开孔
采用潜孔钻机开孔安置钢花管。间隔2排开孔，如纵向1排有30个注浆孔，则按序编号后，按1、4、7……；2、5、8……；3、6、9……；每段挡土墙同时开孔及注浆的数量不超过2个。若开孔位置地下水位较高，则采用井点降低地下水位后再进行钢花管注浆。
开孔注浆顺序：由两边往中间，由外排往里排，由水量少的往水量多的地方。
2）安装钢花管
钢花管采用φ45×4mm热轧无缝钢管加工而成，底部10cm为封闭的管尖，头部为5cm管头和100cm封闭管身，其余为注浆管身。管尖封闭管身和管头不开孔，注浆管身开三排φ4mm（底部50cm内为φ6mm）孔，间距20cm，梅花状布孔。钢花管通过丝扣连接接长。下钢花管时需用透明胶把注浆孔围住，防止砂土堵孔。封闭管身用膨胀水泥砂浆封闭，防止回浆；钢花管就位后同时安装好锚头锚固构件。
3）钢花管注浆
1、工前检查
注浆前准备工作包括机械器具、仪表、管路、注浆材料等，注浆开始后应尽量避免中断，并设置施工安全标志。
2、 注浆材料
水泥是一种理想的注浆材料，且水泥成本低廉，来源广泛， 采用优质水泥浆作为注浆材料，水泥采用强度等级为425普通硅酸盐水泥，浆液水灰比为1：1。
3、 浆液制作
采用有刻度的钢筒作为储浆筒，搅拌机安放在储浆筒上部，搅拌叶片伸入筒内，筒内加水放入水泥后，搅拌制浆，注浆过程中连续搅拌，浆液在泵送前经过筛网过滤。
4、 注浆压力
一般情况下使用较高的压力更为有利，较大压力能使浆液更好地压入台背回填体中的细小裂隙和孔洞，可以获得较大的扩散范围，取得较好的注浆效果。但注浆压力过大，会对桥台墙身造成过大的推挤压力，影响结构安全。注浆压力控制在0.5～0.8MPa，达到稳定压力后持续时间超过15分钟时，停止注浆；或者注浆压力大于0.8MPa时也应停止注浆；或者注浆量达到设计用量的1.5倍，也需停止注浆。
5、注浆量
每米钢花管水泥用量150kg，分3次间歇注浆，每次每米水泥用量30～50 kg，间歇时间45分钟后进行下一次注浆。
6、 注浆孔密封
达到终止注浆标准，立即停止注浆，钢花管留在钻孔内，注浆孔口用水泥浆填塞，补平抹光。
7、施工监测
施工中密切监视浆液注入量，注浆压力变化情况，在挡土墙台身各关键部位设置观测点进行观测，如发现台身及其他构造物有变形及隆起，或附近孔有冒浆现象，应立即停止注浆，并采取相应的处理措施，保证结构物及人员安全。
四、注浆中应注意的事项
1、钢花管运输，摆放及下管安装，注意保护好管壁胶带。若有损坏，及时更换和补缠。
2、严格控制浆液配合比，水和水泥必须秤量后确定，浆液搅拌混合均匀，保证搅拌时间。
3、搅拌好的水泥浆送到贮浆池时需过滤，将浆液中的块状及颗粒物质过滤掉。以防堵管，保证注浆质量和效果。
4、注浆过程中，贮浆池注意也要不断搅动浆液，以防沉浆。
5、注浆时切实注意观察注浆泵和孔口压力值的变化及注浆量的变化。
6、严格双液配比和按要求封填孔口，确保封孔质量。
7、掌握好第一次注浆和二次劈裂注浆的间隔时间，以保证劈裂注浆的正常进行和注浆效果。
8、要专人观察桥台边坡、中分带及路面的溢浆、冒浆、串浆和其它异常情况。特别是路面基层下，由于部分沉降产生的脱空及裂缝或劈裂缝，施工时观察不到，在浆液压力的作用下，容易造成对路面的隆起。
9、发现异常情况，立即停止浆液注入，找出原因，立即采取相应措施进行紧急处理。

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