射水灌浆法处理桥梁桩底沉渣问题建筑科学论文.doc

射水灌浆法处理桥梁桩底沉渣问题_建筑科学论文 　　摘要：本文对某城市交通堵塞点跨线桥嵌岩桩桩底沉渣超厚，采用高扬程水泵射水冲洗，并回灌水泥浆处理；该处理方法效果好，成本低，工艺简单，技术可行，作介绍　　关键词：射水 灌注 桥梁嵌岩桩 沉渣 处理方法　　 众所周知，桥梁嵌岩桩单桩轴向容许承载力是由基桩底持力层的岩石强度和嵌入岩层的深度来决定的所以基桩成孔时对桩底沉渣清孔方面有严格的要求，一般嵌岩桩设计为桩尖沉渣厚度小于50mm同时，又因基桩是在水中进行施工，施工过程对混凝土灌注时间、导管距离孔底高度、泥浆比重、拆管时间和混凝土坍落度和首批混凝土容量等每一个环节都必须严格要求，稍有不慎或措施不当就会使沉渣超厚，从而造成基桩质量不合格而对桩底沉渣超厚处理起来非常困难，这主要是由于处理沉渣要用专门的特殊设备因此，探索简易处理桩底沉渣超厚的方法，是在桥梁桩基施工前编写桩基施工专项方案必须考虑的问题本文就工程施工实践，介绍一下某跨线桥嵌岩桩遇到沉渣超厚时，利用工地现有的简易设备，如高扬程清水泵等，采取射水冲洗后灌注水泥的处理方法，希望给同行有一定的借鉴作用。

　　一、工程实践　　 南方某城市交通堵塞点跨线桥，共76根嵌岩桩；直径为1.2m，嵌岩深度为2m，持力层为微风化砂岩第3#墩第5根桩（即3-5#桩），设计桩长19m，设计桩混凝土强度等级为C30，在桩基施工完成后，经小应变检测时，发现该桩底信号异常，于是质量监督站安排检测单位抽芯判定该桩的质量　　 检测单位根据公路工程基桩检测有关规范和要求，在3-5#桩距离桩中心25cm处对称钻孔取2个芯样，同时在孔内对桩端持力层亦进行2米深的钻探取芯样结果表明：整桩混凝土均匀性、完整性、胶结性均良好，桩身芯样混凝土试件抗压强度也满足设计强度等级要求但桩底处孔1有9cm沉渣层，而孔2则没有沉渣该桩评定为不合格，需要处理桩底沉渣　　二、处理方案　　 因3-5#桩孔1处桩尖存在沉渣超过设计允许值5cm，降低了基桩的单桩承载力为确保该桩的轴向容许承载力满足设计要求，对该桩进行处理目的是清除桩底沉渣层，灌注水泥浆，使基桩直接支承在基岩上，从而使基桩满足设计要求　　 1．准备工作　　 鉴于检测单位已抽取φ10cm芯样孔我们利用混凝土芯样孔做处理沉渣层的通道，持力层芯样孔做沉渣中不能冲走砂石的沉积池　　 同时利用桩基施工队自有的1ZDB－65型自吸式清水泵一台（最大流量为50L/min，最大扬程为65m，最大吸程为8m，功率为750W，转速为2800r/min）和桩基用的φ56×3mm声测管，加工成长21m（用直通钢管牙套连接）作射水管，并兼灌注水泥浆导管用。

　　 2. 射水冲洗沉渣先检查射水管扭紧情况，不能漏水射水管底安装一个15mm的弯头射水嘴，并把射水嘴锤扁些，以便增加水的流速，在孔底沉渣层处横向射水能更有效然后把上述高扬程抽水泵的出水管与伸入桩的射水管连接，根据桩混凝土取芯样长度量好沉渣层的位置，再在入桩的射水管焊上钢筋条，使射水管底刚好对正沉渣层，同时防止射水管掉进孔内最后检查水泵、导管接口处，才开动抽水泵用高扬程清水泵射水冲洗桩尖沉渣，使桩尖处沉渣中泥、砂和小石屑分离，泥随水流动而溢出孔外，砂和小石屑则下沉到持力层芯样孔中射水冲洗途中可以每2小时休息10-20分钟，让泥砂石充分浸透，粘土吸水后产生塑性形变，更易被冲刷利用休息时间移动射水管，使弯头转动导管横向射水冲洗孔周边，将沉渣全部冲洗出来，形成桩底“空腔”　　 当射水冲洗溢出的水全部是清时，可认为沉渣已清除　　 3．抽水因为水泥浆密度与水的相差不大，为使水泥浆能通过压迫射水管中的水流出孔，我们先把孔中水位降低方法就是利用孔中的射水管作提水“桶”，把射水管中水尽可能清除少方便第一批水泥浆自由落体置换射水管中的水，同时防止水泥浆被稀释　　 4．注浆采用425#普通硅酸盐水泥，按水灰比1：1进行配制，确保其标号高于桩混凝土C30，为保证混凝土密实，在水泥浆中加些膨胀剂（约1%）。

为确保水泥浆的质量，需要对其留水泥浆试压件进行检测　　 因水泵吸程只有8m，加上持力层孔中的渗水，没法将孔中水抽干，必须考虑水下灌注水泥浆灌注水泥浆参照水下混凝土灌注的方法即把孔中的射水管拆去底端出水弯头以及射水管顶与水泵的接头，变为灌注水泥浆的导管，后在射水管顶接头换上已做好的漏斗灌注水泥浆时先使导管底下放到距持力层孔沉渣面10cm处然后开始水泥浆灌注　　 从计算知水泥浆用量不多，故在灌注水泥浆未满孔前不要移动导管当导管被水泥浆埋深超8-12m时，用导管插密一下水泥浆，把孔中多余的水置换出来，再将导管拆去6m，使导管被水泥浆埋深保持在2-6m，再继续灌注水泥浆重复上述直到水泥浆灌满孔到桩顶，即停止灌注　　 　　三、处理效果　　 7天后，试件抗压强度已超35Mpa，请检测单位（在原两抽芯孔处以半径为40cm相交点）钻一个孔芯样验证，结果桩底沉渣已被清除，沉渣处空腔被水泥浆填满，满足设计要求，达到处理目的　　四、施工工艺注意事项　　 1．注意处理质量射水清洗是保证处理质量关键的工序，用高扬程水泵射水冲洗基桩底部沉渣时，要保证横管射水冲洗位置正确，以保证沉渣能被射水冲出因为沉渣是原来灌注混凝土时没有被冲翻起来的而又能承受水中混凝土的重量，故沉渣具有粘结性和不易冲刷的特性；同时射水冲刷沉渣水动能在水中损失很大，需要功率大的水泵，确保沉渣被清除。

　　2．注意安全在高扬程水泵加压时留意水泵与孔内射水管的牢固，防止因压力的突增把连接处的软管顶脱如果搬不动应停止抽水才移动射水管当横向射水冲洗桩底沉渣层时，射水管受反向压力压在孔壁上，搬动时有向上的分力，要留心射水管会往上反弹　　3．注意工效水泵注意连续使用2个小时后停止休息，检查水泵和射水管连接处的安全性，有助于保护水泵，同时让沉渣吸水溶化，更易冲刷　　五、结语　　 用高扬程水泵射水冲洗后回灌水泥浆处理嵌岩桩底沉渣超厚问题，是一项技术性较强的工艺，施工中一定要考虑全面、仔细这种施工工艺操作性简单、技术上可靠、经济上显著，为处理类似问题提供了一个借鉴　　 若遇到桩底沉渣面积超大（大直径）或沉渣超厚，射水冲洗处理方法可能难度很大，需要在桩上增加布钻1-2个孔，按上述处理，或考虑增加高扬程高压力的水泵射水处理；如果功率低的水泵把风化碎屑岩从孔中冲翻出来是较难的若基桩要处理两个或两个以上的孔底沉渣，则要先堵住射水管的孔边（若孔多于两个则其它孔也要堵住），使泥沙水从另一个孔流出然后每个孔均要通过换位射水冲洗，确保沉渣被清除当然，这种情况还有待进一步验证处理的效果　　 参考文献：　　 中华人民共和国住房和城乡建设部《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2－2008，中国建筑工业出版社　　 　　陆庚全，男，1966-，东莞市光豪建设工程有限公司总工程师，注册建造师，从事工程项目施工管理.。

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