小锚固桩在龙荫港大桥桩基施工中的应用

'地基基础工程小锚固桩在龙荫港大桥桩基施工中的应用摘要锚固技术普遍用于煤矿顶板支护和加固岩土体,可以充分调用和提高岩土体的自身强度和自稳能力,用小钢筋笼和钢轨替代单一锚杆,弥补单一锚杆截面积小的缺点,增强抗弯、抗扭能力。小锚固桩用于岩溶发育地区桩基处理,减少整桩嵌岩深度和施工难度,达到了良好的效果。关键词锚固技术公路桥自从1912年美国在煤矿顶板支护中第一次使[1]用锚杆以来,锚固技术在工程领域中被广泛应用并不断完善和发展。基于锚固技术可以充分调用和提高岩土体的自身强度和自稳能力,改善岩土体的应力状态以维持构筑物或岩土体的稳定原理,在龙荫港大桥的桩基处理中,我们采用小锚固桩技术成#功地对1西桩进行处理,效果很好。图1龙荫港大桥地基勘察钻孔平面图1工程概况(1)桥型:龙荫港公路桥位于衡山县大源渡库区龙荫港排区,是通往萱洲和衡山县城的县级公路上的桥梁,总长100m,5跨,每跨20m,桥面宽9m,并设防撞栏杆,设计荷载为汽-20级,挂-100。按50年一遇的设计洪水位设计,其设计水位为55171m。桥面采用10cm厚钢筋混凝土铺装层,上部结构为预应力混凝土简支空心板,下部结构采用双桩双柱式桥墩,四桩双柱式桥台,桥台基础为<1000mm,桥墩基础为Ф1200mm嵌岩端承桩,该桥于1998年8图2龙荫港大桥桥基岩溶溶洞垂直发育投影图月17日动工,2001年5月6日竣工。(2)地质条件:场地地层为:①腐殖土,棕黄色,冲孔桩施工中,桩底未能全断面嵌入基岩,部分稍湿,可塑,厚约015m;②粘土,黄褐色,饱和,硬塑,桩侧仍有临空面。厚约210m。③粉细砂土,黄褐色,含水,稍密,易液下部裂隙发育,缝隙较宽,该桩在超声波检测时化成泥流,厚约110m;④砂卵石层,松散,渗透性强,发现桩深8m左右略偏北侧存在严重离析和夹泥含泥量多者易成泥流,卵石多为石英岩,厚约210m;层,617～712m处存在空洞。⑤基岩:白云质灰岩,青灰色,强风化至微风化,常见2处理方案分析管状珊瑚化石及不规则状微脉方解石,一般岩体质量好,局部溶蚀发育,该层为桩基持力层。(图1、针对上述施工中遇到的问题,为减少冲孔桩施2)。工难度、整桩入岩深度和处理好桩底岩溶裂隙发育##(3)1西桩施工中存在的质量问题:1西桩因带来的不稳定因素,确保该桩基的单轴承载力完全桩内岩层倾斜太陡,冲孔时已出现桩身偏斜,大钢筋满足设计要求(500kN),保证桥基的安全稳固,尽可笼无法下到指定位置。能地降低工程造价和缩短工期,我们决定采用小直58 地基基础工程径锚固桩,并进行压力注浆处理。5d,焊缝高7～8mm,焊缝宽不小于16mm。(1)用<91金刚石钻具在桩中心略偏北部位(4)造孔:选用旋转冲击钻进行造孔,水平方向钻一取芯钻孔。取芯孔穿过桩底进入桩底以下5m孔距误差控制在50mm以内,垂直方向孔距误差控[2]基岩,以便进一步探明桩底5m内岩溶发育情况制在100mm以内。钻杆底部偏斜尺寸不应大于锚和验证超声波检测结果。钻孔时要求桩身岩芯采取杆长度的3%,采用钻孔测斜仪控制钻孔方向,孔深率≥95%,并用侧喷式钻具来回冲、扫有关桩段,以不小于设计长度,也不大于设计长度的1%。便进行全孔充填固结灌浆,以固结桩底裂隙、卵石。清孔时用清水冲洗,直至孔口流出清水,沉渣厚然后再进行井口封闭循环压力注浆,以补强桩身离度≤50mm为止。析段砼。(5)小钢筋笼的安装:清孔完毕后,立即用装载(2)考虑到桩内偏南锚固孔在一期施工中已钻机或小型吊车,人工辅助安装就位,并做好保护工入完整基岩9125m,因而可在冲、扫孔后下入3<22作,以免碰撞或移位。螺纹钢直接进行固结注浆处理。(6)高压注浆:1)注浆所用主要设备:H-2001(3)桩内偏西锚固孔在一期施工中,由于原桩型砂浆搅拌机,HB-80型灰浆泵,计量秤等。2)砂#钢筋笼偏斜,预留管破裂变形、歪斜等原因,仅钻至浆的配制:采用425普通硅酸盐水泥,纯水泥浆灌50170m遇到钢筋笼,造成施工困难而停钻。随后采注,其水灰比为(0145～015)∶1,为了增强水泥的早用控制钻机立轴角度,适当挪动孔位,以不钻坏钢筋期强度,在水泥浆中掺入1%的湘潭建设化工有限笼为准,进行就近钻孔和锚固处理。通过注浆固结公司生产的JS-4高效减水剂(GB-8076-97)。桩底卵石,为下一步施工东部、北部较大孔径的锚固3)注浆工艺:在小钢筋笼主筋内侧四周已预埋了孔创造良好条件。<170×5mm钢管作为注浆管导管,注浆前先用清水(4)在桩内偏东、北向最先施工的2个<110锚试泵,确保注浆管道畅通。后用试配好的砂浆通过固孔均因底部裂隙内卵石松散,坍塌严重,未达到设压力泵(压力≥1MPa)注入孔内,待孔口溢出混浊泥计锚固深度。经计算,为了确保该桩的承载能力和浆时,水泥浆混合物缓慢退出注浆管,至孔口溢出纯稳固可靠,决定将该两锚固孔孔径分别加大至<172净水泥砂浆时终止注浆。如下部岩溶发育,井内渗和<220mm,并要求孔底进入桩底以下基岩≥5m,然漏严重的,可边注浆边从井口投碎石或粗砂等充填;##后分别下入通长50重型钢轨和11钢轨加螺纹钢渗漏不严重,只是浆液面出现回缩的,注浆2～3天进行锚固和固结注浆处理。后,对回缩部分进行补注。注完浆24h后再用水泥#按以上处理方案,1西桩共有锚固孔4个,中心砂浆填塞小孔,直至与桩顶齐平,并注意及时保养。注浆孔1个,桩底裂隙破碎段仅钢材的承载力也足4效果检测以满足设计要求,加之该桩有一侧入岩已达8m以[3]上,桩底基岩经多次注浆固结,其物理力学性能会大(1)根据材料力学所推荐的经验公式,对于#大改善,整体性和承载力均可大大提高。1西桩:因共布置了4个锚固孔,其中两个孔内各下#入3<22螺纹钢,另两个孔内各下入50重型钢轨和3施工技术要点#11钢轨加4<22螺纹钢,经查阅机械设计手册得知#(1)施工准备:施工前作好施工场地、人员、设50重型钢轨的主要技术参数为:A=152mm、B=备、材料的准备,主要设备有旋转冲击钻和<91金132mm、C=70mm、D=1515mm。理论重量为-12#刚石钻具,注浆设备选用杭州建筑机械厂的HB-511514kg·m,截面积6518cm。11钢轨理论重-1280挤压式灰浆泵,工作压力为0～115MPa,排量为量为11120kg·m,截面积14131cm。故就4个锚-130L·min,测量设备为全站仪。固孔钢材本身而言,其竖向承载力提高值为:(2)放线定位:用全站仪放线,定好位,并用红P3=01785×2122×12×5500÷1000+(14131色笔或油漆作好明显的标志,对各孔编号,作好相关+6518)×8000÷1000=250176+640188=891164记录。(kN)(3)小钢筋笼的制作:选用<22的螺纹钢做主取安全系数为2,锚固型钢本身可提高单桩竖筋,<16@200的螺纹钢作箍筋,钢筋的焊接采用帮向承载力445182kN。其抗剪能力提高值为:焊双面焊接,焊条选用E-55电焊条。帮条长选用(下转第62页)59 地基基础工程到改善。(2)该工程桩身灰土夯填连续、完整、无虚土桩,复合地基整体均匀性较好;压实系数满足设计要求,处理后的桩间土湿陷性基本得到消除。(3)该工程的实践表明,灰土挤密桩复合地基对处理湿陷性黄土地基具有显著的经济和社会效益。参考文献[1]《简明工程地质手册》编写委员会.简明工程地质手册.北京:中国建筑工业出版社,1998.[2]中国建筑科学研究院.建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002).北京:中国建筑工业出版社,2002.[3]陕西省建筑科学研究设计院.陷性黄土地区建筑规范(GB50025-2004).北京:中国建筑工业出版社,2004.[4]叶书麟,韩杰,叶观宝.地基处理与托换技术(第二版).北京:中国建筑工业出版社,1997.[5]阎明礼,张东刚.CFG桩复合地基技术及工程实践.北京:中国水利水电出版社,2001.[6]刘三仓,韩思珍.灰土桩挤密地基的桩土应力比及承载力探图4复合地基载荷试验综合资料图讨.岩土工程学报,1996,18(1):89～94.[7]韩晓雷,郅彬,郭志勇.灰土强度影响因素研究.岩土工程学报,2002,24(5):667～669.4结论(1)灰土挤密桩在挤密成孔和桩孔回填置换的双重作用下,桩间土的物理力学特性可以有效地得(上接第59页)τ3=445182×017=312107(kN)。高压注浆能达到挤压、加密、充填地基土,增强其承由上计算得知,在取安全系数为2的情况下:仅载力的目的,小锚固桩采用钢筋笼、钢轨替代单一锚钢材本身的承载力已完全能满足单桩设计承载能杆,弥补单一锚杆截面积小的缺点,增强抗弯、抗扭##力,更何况1西桩虽然桩底未全面嵌入基岩,但桩能力。本文通过对龙荫港大桥1西桩的成功处理,侧局部入岩深度已相当深,其桩侧摩阻力相当大,故为岩溶发育地区桩基处理提供了切实可行的方案。#1西桩经锚固处理后是安全可靠的在实际施工过程中,可根据不同的地质条件,灵活调(2)根据中南地质勘察局的抽芯补充检测:经整锚固桩孔径,锚杆长度,以减少大直径桩整桩嵌岩#1西桩-5孔抽芯检查发现,从该孔钻进中明显可深度,从而降低施工难度,提高桩基承载力。见,桩身砼已胶结完好,所取砼芯均呈长、短柱状,采参考文献取率≥98%,砼芯致密,坚硬,并见多处水泥灌浆充[1]郭颂.美国煤矿锚杆支护技术概况.煤炭科学技术,1998填痕迹,可见其注浆固结效果较好。(4).(3)长沙理工大学(原长沙交院)的荷载试验[2]JorjoOsterberg.嵌入硬岩的桩基能力.第25届土木工程东南区#年会,1993.报告指明:1西桩处理后桩的承载力达到设计要求,[3]彭振斌.锚固工程设计计算与施工.北京:中国地质大学出版无明显下沉现象,并要求定期观测。社,1997.至发稿前,该桥已使用了4年,桥基也连续观测了4年,未发现任何不良反应。5结束语62'