注浆法在加固矿山渣子坡桥墩基础中的应用

2019-03-13 14:26孙伟宋登学杨八九程涌
山东工业技术 2019年5期
关键词:桥墩加固注浆

孙伟 宋登学 杨八九 程涌

摘 要:注浆法加固具有施工灵活、成本低的特点。某矿运渣桥部分桥墩建在渣子坡上,桥墩基础承载力达不到要求。本文将注浆施工工艺引入到该矿山渣子坡桥墩加工工程中,确定了注浆加固的基本工艺参数,并在现场成功实施注浆施工,有效的提高了桥墩基础承载力,确保了某矿运渣桥的稳定。

关键词:注浆;加固;渣子坡;桥墩

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.087

某矿山运渣桥建在坑口渣子坡上,渣子坡主要由人工填碎石组成,上部荷载较大,地基承载力不满足设计要求。按照正规方法应采用超挖、回填、夯碾、必要时采取换土的方法进行桥墩基础处理,但是处理成本高。注浆法加固有着方便、成本低的特点[1、2],本文在充分考虑现场施工的可行性,提出了采用注浆法对桥墩地基进行加固,在节约成本的基础上可以有效提高桥墩稳定性,桥墩注浆加固方案主要如下。

1 注浆设计

1.1 注浆材料

综合考虑现场地层特性,设计浆液的适宜配方为:水泥采用42.5普通硅酸盐水泥,水灰比为0.6~1。

1.2 注浆工艺

(1)孔口注浆:在浇筑桥墩基础时,预埋内径为70mm或90mm的钢管,待基础混凝土养护到规定强度后,利用基础作为止浆垫,对下卧层进行注浆加固处理。(2)注浆方式:采用分层循环注浆,第一轮注浆结束后,养护2天左右时间,向下扫孔,直到松散碎石体顶面,再进行第二轮注浆,如此循环直到设计注浆深度(8~10m)。(3)埋置钢筋:注浆达到设计深度(8~10m)后,开展最后一轮扫孔,孔内埋置钢筋,并灌入较浓的水泥浆(水灰比为0.5),埋置钢筋需伸出基础约0.5m。

1.3 注浆参数

(1)注浆压力:通过计算得到基础抬升所需的力为12.34MPa,为了避免在注浆过程中基础产生抬升,设计注浆压力不得超过2.5~3MPa。(2)浆液扩散半径:考虑到注浆孔的布置,设计每个注浆孔中浆液扩散半径为1m。(3)注浆量:松散碎石体孔隙率取0.4,浆液的水灰比取0.8,考虑到地层的孔隙率比较大,设计注浆压力取2MPa。设计每孔每个循环的注浆量为300L。

1.4 注浆过程监测

为了在基础产生抬升时能够及时调整注浆施工,在注浆段内设置经纬仪对桥墩的某一特定点进行时时监控,观测基础的竖向位移。

1.5 注浆结束标准

单孔注浆只要满足下列三个因素之一时即可结束:一是注浆量达到设计要求,二是注浆终压达到设计要求,三是基础产生抬升。

2 注浆施工

2.1 现场实际施工变更

在实际注浆施工过程中对注浆方案进行了调整,主要体现在以下2个方面:

(1)注浆管:原注浆设计为孔口注浆,而现场情况为一次性打入注浆花管5m,注浆管下部2.5m范围内预先打间距为100mm的小孔。(2)注浆孔:原设计注浆孔为9个,现场注浆孔只设置了5个。

2.2 注浆站布置

根据现场的施工情况,注浆站布置在四个桥墩中间,布置一次注浆站可以对四个桥墩进行注浆处理。

2.3 注浆孔及注浆管

根据矿山的建议,对原设计中的注浆孔的设计进行了变更,选择原桥墩基础上预留的9个注浆孔中的5个进行钻孔,埋置注浆花管,注浆管总长5m,下部2.5m打孔,孔间距10cm,孔成梅花型布置。

2.4 注浆材料

采用42.5普通硅酸盐水泥,浆液水灰比0.7。现场配制浆液时首先启动搅拌机,向搅拌桶内注入高度为45.5cm的清水,接着倒入5包水泥,搅拌时间不少于1分钟。

2.5 注浆施工过程

(1)注浆准备:布置注浆站—堆放水泥—水源供给。(2)注浆过程:①向搅拌桶内注入规定量的水(高度45.5cm),开动搅拌机;②向搅拌桶内放入规定量水泥(5包),开始搅拌,时间不得小于1分钟;③打开搅拌桶阀门,倾倒搅拌好的水泥浆倒入储浆池;④开动注浆泵,注浆过程中应注意不断搅拌储浆池中的水泥浆,避免水泥析水、注浆泵吸头阻塞等现象,尽量使注入的水泥浆均匀。(3)注浆次序及注浆量:按照顺序进行对角跳注,每孔注入水灰比为0.7的水泥浆4桶(1吨)后注下一孔。从已有的施工进度来看,每天可以注浆32桶(8吨水泥),即两个橋墩的1,2,3,4,5号注浆孔分别注入1吨水泥,次日注下一个循环。设计每个注浆孔注入水泥浆16桶(4吨)。在实际注浆施工中,注浆量应根据地层以下碎石的孔隙情况来定,从目前情况看,对于0号桥墩,由于下部碎石的填埋时间较短,并且地面几乎很少有车辆的碾压,基础下部碎石孔隙较大,注浆时压力一直上不去,因此需要多注几轮。设计每个注浆孔注入水泥4~6吨,直到压力增大到1.5~2MPa为止。当注4,5号桥墩时,由于碎石填埋时间较长,且地面长期受到来往车辆的碾压,地层下部碎石孔隙较小,注浆压力上升较为迅速,因此,注浆量适当减少,每个注浆孔注入水泥4吨,直到压力增大到1.5~2MPa左右。(4)注浆压力控制:注浆过程中,应随时控制注浆压力的输出,根据混合器处压力表示数调整注浆泵压力输出。当混合器处压力表示数较小时,减小注浆泵压力输出(2.5~3MPa左右);当混合器处压力表示数较大时,适当加大注浆泵输出压力。

3 结论

本文针对某矿山渣子坡运渣桥墩基础需要加固的实际问题,提出了注浆加固方案,并对注浆加固方案进行了设计与实施,主要得到以下2点结论:

(1)论文中的注浆加固工艺参数可行,能够满足现场桥墩注浆加固要求;(2)注浆方法在处理某矿渣子坡桥墩时取得了良好效果,有效降低了加固成本。

参考文献:

[1]刘纪良,于飞,刘洪刚.底板注浆改造治理边界水患技术研究[J].山东煤炭科技,2013(02):184-186.

[2]张红岩.马丽散对巷道顶板离层区的加固作用机理分析[J].煤炭技术,2007,26(04):44-45.

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