颍东路跨沙颍河大桥位于周口市李埠口乡，桥梁中心设计里程为：K0+474.500，全长573米。桥宽50m，共16个墩，2个桥台，主跨跨径53m，引桥跨径30m。沙颍河大桥共有水中墩三处，分别是P6#墩、P7#墩和P8#墩。其中P7#墩封底混凝土垫层底部有1.5m厚的粉砂，需要采取措施进行加固处理以保证封底质量。该大桥在线路里程K0+474.5处跨越沙颍河，沙颍河正常水位为43.0m，最高洪水位50.15m。多年平均流量为130.6m3/s，最大流速2.8m/s，经现场调查，沙颍河桥P7#水中墩水位深约6m。根据地质勘探报告，本桥位地质以亚砂土层和亚粘土层交替层叠为主，在施工范围内，各沉积地层厚度、成份、土的物理力学性质及各项指标大致趋同，封底混凝土垫层底2.5m范围之内主要以饱和粉性砂土夹粘土为主，呈松散性，稳定性差，土质不均匀；2.5m以下均为饱和状态淤泥质粘性土层，局部夹少量薄层粉细砂，具有高灵敏度、高含水量及弱渗透性的特点。

 

　　2双液注浆施工准备

 

　　2.1加固地基处理方法选择

 

　　根据#坑底工程地质条件以及现场实际情况，提出采用双液注浆法进行地基加固处理的方法。注浆加固土体深度为基坑底面以下2.5m范围之内。

 

　　2.2、注浆方法简介

 

　　双液注浆法即水泥浆掺入一定量速凝剂（水玻璃）的方法进行加固处理。利用渗透、挤压灌浆原理，由灌入土层的浆体对周围土体先进行渗透后挤压，达到加固处理目的。掺入一定量的速凝剂（水玻璃）目的是为了使浆液控制在加固范围内快速凝结，不致于浆液扩散过远，造成不必要的浪费；同时利于浆体对周围土体的挤压，以改善土体力学性质。

 

　　2.3、浆液配比

 

　　A液水泥：粉煤灰：水=1：0.3：0.8(100kg水泥：30kg粉煤灰：80kg水)；

 

　　B液水泥：水玻璃：水=1：0.05：0.8(100kg水泥：5kg水玻璃：80kg水)。

 

　　C液水泥：粉煤灰：水玻璃：水=1：0.15：0.05：0.8（100kg水泥：10kg粉煤灰：5kg水玻璃：80kg水）

 

　　3方案比选

 

　　在正式施工前，在距离主线便桥较近的注浆加固区选取有代表性地质的区域分3组，每组5个钻孔，进行现场注浆实验。在注浆结束7天后，对加固地层进行静力触探试验，确定最终施工配合比及施工用料。

 

　　试验表明：A液在施工过程中方便操作，施工作业效率高，但对基底加固效果较差。B液在施工过程中操作方便，加固效果良好，但施工过程中水泥浆沉淀速度较快，施工作业效率低。

 

　　综合A液、B液的优点，C液具有施工操作方便、施工作业效率高、加固效果好的优点，最终本工程确定选用C液。

 

　　4主要施工工艺

 

　　本工程注浆加固的实质是利用液压，把能固化的浆液注入土层中的裂缝或孔隙，以强度高的浆液固化土体以提高不稳定土体的稳定性。

 

　　4.1、施工设计

 

　　基坑内加固范围长56.0m、宽10.0m，注浆孔孔距1.0m、排距1.0m，钻孔平均深2.5m；注浆孔在抽沙坑和护筒位置孔距0.5m、排距0.5m，共布置注浆孔700支，注浆孔深2.5m。

 

　　4.2、施工工艺

 

　　4.2.1、成孔

 

　　本工程受到现场施工条件的影响，施工中直接采用注浆管配合人工使用专门制作的铁锤进行成孔作业。

 

　　4.2.2、制浆

 

　　根据试验确定的加固体浆液参量，拌浆桶配置C注浆液。

 

　　4.2.3、注浆提升

 

　　根据试验确定的每节注浆量分节注浆，然后提升0.2m再注浆，如此循环直到提升至基坑底面注浆结束，拔出注浆管。

 

　　4.2.4、主要注浆材料

 

　　本工程中采用的主要注浆材料有P.O52.5（R)水泥，A51×3.5mm注浆钢管，水玻璃液，粉煤灰，施工饮用水。主要工程量见附表一。

 

　　4.3、施工技术参数及要点

 

　　（1）布孔：从钢板桩围堰内边线范围内，原则上按每1.0m2布置1个灌浆孔，即孔距1.0m排距1.0m呈梅花型布置。

 

　　（2）钻孔：成孔直径Φ51mm，，入基底沙层2.5m即基底沙层底，若遇黏土层则钻穿黏土层0.5m可终孔。

 

　　（3）钻孔完成后，在孔内下入注浆管，入黏土层0.5m，或至基底沙层底。

 

　　（4）在预定的深度注入水泥浆液和水玻璃混合液。混合液灌浆压力2～4MPa，灌浆一次施工完成，每次注浆完成之后后及时用清水冲洗注浆管，以便于下一次灌浆。

 

　　（5）灌注浆液：水泥用P.O52.5（R）硅酸盐水泥，水玻璃，粉煤灰，掺入量按照水泥：粉煤灰：水玻璃：水=1：0.15：0.05：0.8。

 

　　（6）施工顺序：先进行钢板桩凹槽的灌注，灌浆由东向西，由稀至密呈“之”字形进行；

 

　　（7）终灌标准：以注浆管附近开始向上翻浆且注浆泵压力表读数开始下降为准停止注浆。

 

　　4.4、设备配备

 

　　主要注浆材料工程量

 

　　序号  名称          数量                单位      备注

 

　　1 P.052.5（R）硅酸盐水泥 396.6 t

 

　　2 粉煤灰         55.47                       t

 

　　3 水玻璃         18.49                t

 

　　4 6m长A51×3.5mm钢管 20       根

 

　　5 注浆孔数         700                        支      孔径5.1cm

 

　　6 注浆孔           1750                     m

 

　　主要施工人员及机械设备

 

　　序号   名称       数量          单位  备注

 

　　1 25t汽车吊  1            辆    移动注浆管

 

　　2 泥浆泵          2            台   注浆

 

　　3 30t水泥运输车  1            辆

 

　　4 50装载机     1            辆    运送粉煤灰

 

　　5 施工人员        16             人    施工14人，管理2人

 

　　6 水泥搅拌机 2             台         搅拌C混合液

 

　　7 注浆管 100 m

 

　　8 注浆管接头 30 个

 

　　5关键技术和难点及应对措施

 

　　5.1、工艺参数的确定

 

　　注浆加固区主要位于粉质砂土内，此土层颗粒细、孔隙大、渗水性高，故采用渗透法注浆。本次渗透注浆采用水泥-水玻璃混合浆，并掺入粉煤灰以改善浆液性能。

 

　　施工过程中，根据试验确定的加固体浆液参量确定每节加固体注浆时间，并通过控制注浆时间来控制每孔的注浆量。具体计算式如下：

 

　　每节注浆量=行距×排距×节深×浆液充填率

 

　　每节注浆时间=每节注浆量/注浆流量×1.1（充裕系数）

 

　　每孔注浆量=每节注浆时间×节数

 

　　地基加固注浆孔间距一般为0.5～1.0m，为保证注浆效果，本工程设计为：行距×排距=1.0×1.0m，成梅花型布置。对不同土层，注浆压力经验值为2～3MPa，本工程采用2～4MPa；浆液充填率为15～20%，为保证加固质量本工程取20%；本工程采用分层注浆法，分层厚度0.2m。

 

　　每节(层)注浆量=1.0×1.0×0.2×20%=0.04m3/节。

 

　　5.2、注浆加固的均匀性及质量控制

 

　　5.2.1、均匀性控制

 

　　（1）注浆开始前充分做好准备工作，注浆一旦开始即连续进行，整个注浆深度范围内注浆加固一次完成避免中断；

 

　　（2）浆体在泵送前筛选过滤，并经过高速搅拌机搅拌均匀后，方可开始压注，并在注浆过程中不停顿地缓慢搅拌；

 

　　（3）每两个钢管支撑之间加固按对称、由东向西的顺序进行；

 

　　（4）施工过程中派专人值班做好各项施工记录，如有遗漏或不符合要求的钻孔，立即采取补救措施；

 

　　（5）加强现场控制，确保孔距及孔深，如因钢板桩围堰或施工安全爬梯障碍等原因不能在设计孔位施工时，则在其周围布置加密孔或者采取延长注浆时间的措施。

 

　　5.2.2、质量控制

 

　　（1）根据设计方案沿桥梁横向间隔1m摆放20b工字钢确定要施工的钻孔位置；

 

　　（2）敲打注浆管之前用铅垂线校核，保持注浆管垂直、注浆管倾斜率小于1%；

 

　　（3）注浆开始前做好充分准备，包括机具、仪表、管路、材料和水电等的检查及必要的试验，保证注浆连续进行；

 

　　（4）注浆压力为2～4MPa，一旦超过设计压力，及时拔出注浆芯管，并严格按设计方案将注浆流量控制在15～20L/min；

 

　　（5）施工过程中随时抽查浆液配合比和凝固时间，确保浆液质量。

 

　　6结束语

 

　　通过此项工程的实践，在以下方面取得了成果和经验：

 

　　(1)合理的施工设计方案，正确的施工方法，有效的试验结果，是客服压力注浆时对地基加固取得了很好的效果，施工前做好技术交底，确保顺利注浆。预先编制审深基坑地基加固方案且交底到操作层面，。并随施工的深入开展，随时修订技术措施，确保发生异常情况能及时处理。

 

　　（2）认真核查地质，做好终孔条件判断。由于地质的无规律性，可预见性差，设计钻探资料也难以完全真实的反应实际地质情况，因此加强地质复核十分重要，保证注浆的深度范围。

 

　　（3）此项工的圆满完成，解决了在特殊地基下保证水下封底一次性成功。地基土密实度明显得到提高，达到加固预期效果。

 

　　参考文献

 

　　[1]同济大学建筑设计研究院的《颍东路跨沙颍河大桥》

 

　　[2]中国建筑科学研究院，既有建筑地基基础加固技术规范（JGJ123-2000）

 

　　[3]唐业清；软弱地基加固处理的实践。