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1、省道280线茂湛高速公路出口至水东港段路面改造工程沙琅江II号桥桩根底补强施工方案广东省根底工程公司二o一二年十二月十五日目录第一章工程概况1第二章桩基灌注缺陷情况及原因分析22.1 桩基灌注缺陷情况22.2 原因分析2第三章承载力计算及分析33.1 基桩计算参数33.2 岩土计算参数33.3 计算依据33.4 单桩4-3号竖向抗压承载力估算43.5 单桩4-7号竖向抗压承载力估算4第三章4#3、7#-3桩旋喷注浆法补强施工52.1 抽芯布孔52.2 施工工艺52.3 施工主要设备和材料72.4 施工工期72.5 质量保证、平安措施7第一章工程概况沙琅江II号桥位于省道280线茂湛高速公路出口
2、至水东港段路面改造工程K208+241处。依据设计方案，先对IH桥根底进行加固然后整体式加宽，在桥梁两侧各加宽4.0m,桥面总宽39.26m,桥长206.67m,通过现浇层将新IFl桥结构拼接起来。加宽桥上部构造为12X16m跨后张法预应力混凝土空心板；加宽桥桥墩采用独柱式墩，钻孔灌注桩根底。根据现场勘察和资料收集分析，大桥河流冲刷严重，桥位处地势平缓，河床逐渐下降，桥梁下部根底冲刷严重。原河床内以细砂、中粗砂为主，下覆强、中、微泥质粗砂岩。桥梁两侧加宽局部共54根钻孔灌注桩,桩径1.3m,桩长1518.5m,入岩深度2.310.15m,其中4-3、7-3号钻孔灌注桩入土层情况如1图所示，设计
3、要求承载力均为3300KNo/Zzzzzzzz中粗砂强风化泥质粗砂岩_0.8m中风化泥质粗砂岩2.8m微风化泥质粗砂岩6.55m/中粗砂/粉质粘土强风化泥质粗砂岩中风化泥质粗砂岩微风化泥质粗砂岩N区5m4.7m1.3m1.Om4.65m常水位(a)4#3号灌注桩(b)4#7号灌注桩图1桩入土质情况第二章桩基灌注缺陷情况及原因分析2.1 桩基灌注缺陷情况省道280线茂湛高速公路出口至水东港段路面改造工程沙琅江二桥,对已施工完成的桩进行桩身完整性检测，采用钻孔取芯法，取芯到达桩端进入微风化泥质粗砂岩，得到的芯样如图2所示。(1) 4#-3桩桩长15.9m,桩身碎强度等级为C25。采用超声波透射法检
4、测AB、AC、BC、三个剖面桩底数据显示波形产生严重畸变；波速、声时严重低。三个剖014.65米测区范围内桩身碎的完整性及均匀性较好；经过抽芯验证AB剖面显示15.45m15.89m处碎存在严重松散、离析现象；AC剖面显示15.0Om15.83m之间碎存在夹泥、松散、严重离析现象。BC剖面14.90m15.74m之间碎存在夹泥、松散、严重离析现象。局部夹泥及断桩,风化泥质粗砂岩S)4#3号灌注桩芯样(b)7#3号灌注桩芯样图飞哄桩钻孔取芯样(2) 7#-3桩桩长约16.00m,身M强度等级为C25。采用超声波透射法检测AB、AC、BC、三个剖面桩底数据显示波形产生严重畸变；波速、声时严重低。三
5、个剖015.70米测区范围内桩身碎的完整性及均匀性较好；经过抽芯验证AB剖面显示15.70m16.00m处碎存在严重夹泥(沉渣过厚)现象；AC剖面显示15.75m16.05m之间碎存在严重夹泥(沉渣过厚)现象。BC剖面15.71m16.01m之间碎存在严重夹泥(沉渣过厚)现象。2.2 原因分析4#-3、7#-3号桩仰入泥质粗砂岩分别10.15m、6.95m,泥质粗砂岩整体性完好、粘结强、无局部夹粘土，灌注桩芯样偶见局部少量夹泥。分析桩端部位出现断桩及局部夹泥的原因，有以下可能性：首批混凝土灌注量不够。由于导管底部与孔底之间需要一定的距离，压浆时首批混凝土储量不够有可能导致底部断桩。导管底部提离
6、混凝土面。为了迫使导管内的混凝土下落，需要把导管提升一定的高度来抖动导管，导管提升过猛而使导管底部提离了混凝土面而造成断桩。护筒部位漏水，导致泥浆过稀，泥浆配合比不满足要求。第三章承载力计算及分析3.1 基桩计算参数成桩工艺：钻孔灌注桩承载力计算参数取值：参照标准如表1桩身设计直径:d=1.30m桩身长度：k#-3=15.90m、b#-3=16.00m3.2 岩土计算参数根据工程地质勘探资料及建筑桩基技术标准JGJ94-2008,各土层计算层厚及对应极限侧阻力、端阻力标准值如下表1所示。土层情况及计算参数表1层号土层名称4-3钻孔计算厚度(m)7-3钻孔计算厚度(m)极限侧阻力ik(kPa)极
7、限端阻力9pk(kPa)1中粗砂1.500.505302粉质粘土0.004.707803强风化泥质粗砂岩0.801.3016004中风化泥质粗砂岩2.801.0018005微风化泥质粗砂岩6.554.6521014003.3 计算依据依据建筑桩基技术标准(JGJ94-2008),当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式估算式中：弘法为桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，%l为极限端阻力标准值，均按标准对应土质取值范围取下限计算，如表1所示。3.4 单桩4-3号竖向抗压承载力估算桩身周长u=X(1.30+0.05)=4.239m桩端面积4=X(1.30+0
8、.05)2/4=1.430m2土的总极限侧阻力标准值为：Qsk=qsikli=4.239(531.5+1600.8+1802.8+2106.55)=8847KN总极限端阻力标准值为：QPk=qp/p=14001.430=2002KN单桩竖向抗压极限承载力标准值为：QLZ+QpA=I0849KN单桩承载力特征值用，即发挥正常使用功能时所允许采用的抗力设计值，该值为极限承载力标准值的1/2(平安度为2),对应荷载标准值。R“=Q%=5424KN设计要求承载力33OOKN由于已施工完成的4-3号桩采用钻孔取芯法进行桩身完整性检测，桩端底部向上Im范围内存在夹泥、断桩现象。为此，不考虑该局部桩身摩擦阻
9、力及桩端阻力，计算竖向抗压承载力如下：Quk=QskQpk=qxikli+0=4.239(531.5+1600.8+l802.8+2105.55)+0=7957KN单桩承载力特征值R1=%=3978KN设计要求承载力33OOKN可见，单桩竖向抗压承载力完全能到达承载力要求。3.5 单桩4-7号竖向抗压承载力估算同上，按4-3竖向抗力承载力计算方法对4-7号灌注桩承载力进行计算。单桩竖向抗压极限承载力标准值QA=Qsk+Qpk=9452KN单桩竖向抗压承载力设计值4,=4726KN设计要求承载力33OOKN不考虑桩端以上70cm范围的摩擦阻力及桩端阻力情况如下：QLQJQPA=6827KNRa=
10、2%=3414KN设计要求承载力33OOKN可知，单桩竖向抗压承载力仍然能满足承载力要求。第三章4#3、7#-3桩旋喷注浆法补强施工2.1 抽芯布孔1 .先将现有桩头打平高强度的混疑土面并做一个集水坑。以便下步补强埋设井口管与抽水用。2 .根据4#3桩基声测数据结合施工机械的正常切割半径20Cm-30cm,针对桩底碎离析在ABC管之间布设a号、b号C号、d号共4个补强孔。（详见钻孔平面示意图）图34#-3桩桩底钻孔平面示意图根据7#-3桩基声测数据结合施工机械的正常切割半径20cm-30cm,针对桩底碎离析在ABC管之间布设a号、b号C号共3个补强孔。（详见钻孔平面示意图）图44#-3桩桩底钻
11、孔平面示意图3 .4#3、7#3桩缺陷位置位于桩底，因此在钻孔后可以直接进行高压切割清洗。2.2 施工工艺2.2.1施工工艺流程2.2.2施工方法及参数1、钻孔：采用XY-I油压钻机，金刚石组合钻具钻孔，钻孔直径中91-110,垂直度小于0.5%,孔深超过处理部位Im（以便对缺陷水平部位能百分百准确而上下来回切割）。2、高压清水切割：利用抽芯钻孔，将带有合金喷射器的组合钻具分别下入各孔，以高压注浆泵提供高压清水对各孔缺陷段进行高压切割。压力2528Mpa左右（具体压力按现场实际情况调节），排量80Lmin左右，提升速度15-20cmmin,旋转速度18rmin0找准缺陷点（段），同时采用定点定
12、段切割，尽量有缺陷的较弱桩身及桩底软弱层剥落，反复屡次直至返水较清为止。3、气举清渣：用大排量清水注向孔内，同时利用相互连通各孔，采用空压机气举反循环清渣，空压机排量3.0m3min,压力0.8Mpa,直至无渣无泥为止。4、埋设井口管：井口管采用钢管，加焊钢筋用15Cm厚水泥砂浆埋植井口，以保证5Mpa压力时不泄不漏。5、配浆：采用52.5普通硅酸盐水泥，用造浆桶造出水灰比为0.38的水泥浆,其中掺入适量的膨胀剂防止泥浆收缩，水泥浆的强度不低于30Mpao6、旋喷注浆压力25Mpa,提升速度15cmmin,旋转速度18rmin0分别对各孔缺陷段进行注浆及旋喷注浆，待各孔返浆后再造出水灰比为0.
13、38的水泥浆以反推法换浆，至各孔内返出与注入浆浓度一致后，关井压浆。每孔缺陷段上下反复旋喷几遍，并且各孔交替进行二至三次，同时各孔分别注压浓浆，以保证补强后浆体强度。7、压浆：在以上工序完成后，关闭井口，用水泥浆向孔内静压注浆，以增加密实度，压力为l-3Mpa,稳压30分钟即可。如果存在地层裂隙漏浆无法加压，那么采取间隙注压浆的方法，直至注浆量到达或超过理论浆量（缺陷空间）两倍以上可停止注浆。8、施工完成到达养护期后进行二次声测，检测补强后桩基质量。2.3 施工主要设备和材料2.3.1 施工主要设备：XY-I油压钻机两台；BW150泥浆泵两台；旋喷钻机两台；ZJB45高压泥浆泵一台；泥浆搅拌设
14、备二套；3.Om3Zmin空压机一台；合金喷射器数个；高压管线假设千米等。2.3.2材料：每根桩大约需52.5#水泥约5T,早强减水剂150Kg02.4 施工工期抽芯孔总长有95.81米左右，每台机按抽芯15md计算，两台机抽芯需7天（包括移机）。抽芯工作完成后，每根桩基正常切割、清洗及压浆补强施工8天完成，合计15天。2.5 质量保证、平安措施全部施工过程必须依据有关的平安条例、标准及方案进行，严禁违规操作。所用材料必须经过检测，严禁使用过期及不合格材料。对现场质量进行严格把关控制施工程序，做好资料整理工作。但凡进入施工现场的人员一律要做好劳动保护和培训后上岗。各种机械应处于良好工作状态，电线路应完好和可靠接地，雨天应将电器设备遮盖好。高压水管与旋喷管应有足够强度,严防破损喷液伤人；压力表应校验,确认完好方准使用；拆卸高压管线及泵压突升,应立即放压,查明原因排除故障后才能继续施工。施工现场应挂设平安防护标牌,严禁闲杂人员入内；并有专职平安员在场监督方准施工，以保平安；尽量防止夜间施工,不得已时,应搞好照明。
