广州市某高架桥桥墩地基灌浆加固处理与分析

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期　２００８年６月　广东水利水电　ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ　ＷＡＴＥＲ　ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ　ＡＮＤ　ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ　Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．２００８　广州市某高架桥桥墩地基灌浆加固处理与分析　石汉生　，吕文龙　，郭典塔　（１．广东省建筑设计研究院，广东广州５１００１０；２．广东省建筑科学研究院，广东广州５１０５００）　摘要：针对广州市某高架桥桥墩施工过程中出现的地面塌陷，从而导致预应力管桩承载力下降，基础附近路面沉降开裂的　现象，为防止出现进一步砂土流失，甚至危及公共安全，根据理论分析及工程经验，采用可调性静压注浆加固方案进行处理，　取得了很好的效果，可供类似工程参考。　关键词：构造断裂；溶洞；地面塌陷；可调性静压注浆加固；加固机理　中图分类号：ＴＵ４７２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００８—０１１２（２００８）０３—００１９—０２　１工程概况　噪声较小，能文明施工，工期较短。有鉴于此，通过对场地　广州市中心区交通建设有限公司投资兴建的广州　内环路高架桥珠江桥段放射线与珠江大桥同向延伸，南延　至芳村大道；高架桥为钢筋混凝土结构，桥墩基础采用钻　（冲）孔灌注桩及预应力管桩复合基础，建筑场地横跨珠江　所要加固的土层进行了详细分析，优选出可调性静压注　浆加固方案，即通过预埋管静压注浆加固出现塌陷沉降　变形及松散状的地基土，构成复合地基，以增强加固工程　的安全可靠度，即选择在塌陷范围及桩基外侧埋管进行　灌浆加固。由于砂层透水性强，且纯水泥浆浆液凝固时　间长，加上地下水与珠江潮汐具有明显的水力联系，灌纯　两岸，河岸上覆盖土层主要以填土、砂、粉质粘土为主，下　伏基岩主要为泥质粉砂岩、泥岩及灰岩等混合岩性，其中　局部砂层达２２．０ｒｎ之厚；场地受地质构造断裂影响，局部地　段岩层溶洞发育，且砂层直接过渡至灰岩层，地下水与珠　江潮汐具有明显的水力联系，易产生水土流失。在桥墩桩　基施工过程中，编号为２１／Ｂ、２４／Ｂ、３２／Ｂ等桥墩位置出现较　大面积的地面塌陷现象，从而导致砂土流失、地面塌陷；虽　水泥浆浆液易被地下水冲失，因此，灌浆浆液必须采用具　速凝作用的水泥化学浆浆液。此外，由于水泥化学浆浆　液具有速凝作用，可堵塞砂层与溶洞的透水通道，同时灌　浆压力较易提高，在灌浆压力作用下，使地基土产生适量　上抬，一来起到加固恢复作用，二来起到适量的纠偏作　用。该加固方法具有方便简捷、文明施工、工效高、成本低　等优点，并可根据信息化管理，及时调节建筑物及地面的　不均匀沉降，增加建筑物的整体稳定性。　３加固机理　塌陷位置采取了回填处理，但暂未流失却被扰动后的松散　砂土呈倒锥形势态，随着珠江潮汐及地下水动态的影响，　砂土会出现进一步流失，将使基础附近路面沉降开裂，同　时引起预应力管桩承载能力下降。经过分析与研究，发现　事故原因系钻（冲）－ｆＬ桩施工过程中使砂层与岩层中的溶　静压注浆形成树根状微型桩基加固土层的机理系采　用水泥化学浆材，通过注浆管在压力作用下，浆液克服　土层的初始应力，引起土体结构的破坏和扰动，使其沿　垂直于小应力的平面上发生劈裂，使地层中原有的裂隙　或孔隙张开，形成新的裂隙或孔隙，浆液的可灌性和扩　散距离增大，浆液充分注入所要加固的土体中，通过浆　液在土体中劈裂、挤压和渗透等作用机理，使高浓度的　水泥浆与土体充分结合，形成具有较高强度的水泥土固　体和树根状水泥网状脉体；同时在钻孔附近形成“浆　泡”，随着灌浆压力的增大，浆泡尺寸也逐渐增大，灌浆　洞贯通，由此进行加固方案的比选分析与研究。　２加固方案优选　目前国内外地基加固方法虽很多，但就本场地地质条　件而言，因中砂层厚度很大，局部达２２．Ｏｍ之厚，并受地质　构造断裂影响，溶洞岩层直接与砂层接触，地下水与珠　江潮汐具有明显的水力联系，采用钻孔法成孔易产生塌　孔及水土流失现象，会加剧地面塌陷。根据多年来已有　经验及考虑施工工期和施工可行性综合分析，采用静压　注浆法较为可行，因为注浆加固较为直接，施工便利，且　收稿日期：２００７—１２—２９；　修回日期：２００８—０１—１１　作者简介：石汉生，男，Ｔ学硕士，高级＿丁程师，主要从事岩土工程设计、勘察与咨询Ｔ作。　１９・　・维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年６月　第３期　石汉生，等：广州市某高架桥桥墩地基灌浆加固处理与分析　压力沿钻孔的径向扩展，便产生较大的顶力而使地面抬　静压灌浆孔平面布置如图２所示，而沉降变形相对较小　径１００　动，而离浆泡较远的土则基本上发生弹性变形，因而土　的地方注浆孔间距可定为１．Ｏｍ，注浆孔开孔成孔直　广　卜　［　．卜　，　吲　Ｌ　８～２．的密度有明显的增加，使其强度提高，防止土体继续流　失。由这种水泥化学浆加固土体构成复合地基，以达到　加固软弱地基的目的。加固机理示意如图１所示。　４注浆子Ｌ布置　根据理论计算及施工经验分析，注浆影响有效半径　约为１．０ｍ，在控制整体较为均匀沉降（变形）的基础上，　在地基土软弱部位，特别是沉降变形较大的地方，设计　浆体　各注浆孔间距为１．５～１．８ｍ，沿桥墩两侧呈条带状布置，　　∞　１岛—　！　一…昂　　ｊＩ　ａ日ｏ　２ｍ　Ｉ锄　｝蛳　ａ日。　洲　ｌ　ｆ　｛　ｂ　ｒ　＼　亡　位肾　百　｛　ｉ　，，、＼　／　ｎ　—｛　艟　厶　＼　ｌ　ｉ　：　预应力管桩ｉ　７　ｒ冕　Ｉｏ　ｌ　ＬＩｔ　～　ｒ　萎　ｒ　；　ｏ　：ｏ　ｊ：　；　＼／冲孔桩　曩　１　－　　　——　；　／　｛　；　—／　ｉ　——　。曼　，　＼、静压灌浆孔乱　５　：７５　１２　４／Ｂ袖阀管注浆孔平面布置　图２　２１／Ｂ、２４／Ｂ、３２／Ｂ桥墩承台注浆管平面布置　单位：ｍｍ　５灌浆主要材料及技术参数　ｍｍ，差异沉降为３　ｍｍ，符合规范要求；Ｉ　程竣Ｔ验收时　１）４２５＃普通硅酸盐水泥，钢管及水玻璃；　２）水泥浆体水灰比：０．６５～０．７５；　３）水玻璃化学浆掺入量约２０％～３０％；　４）灌浆压力：２００～４００ｋＰａ；　最大沉降量为２３　ｍｌＹｌ，最小沉降肇为１９．５　ｍｍ，差异　均没有发现异常情况，说明荩础沉降符合规范要求；　此外，该高架桥桥墩应用静压注浆技术补强加固后，　沉降为３．５　ｍｍ；同时对上部结构主要部位仔细检查　５）浆体有效扩散半径约１．０～１．３ｍ；　６）浆体渗入量约为加固土体的１５％；　７）控制地面总上抬量约３０ｍｍ，同时单孔灌浆产生　地面上抬量ｌＯｍｍＨ＇￣，须停止注浆；　原钻ｆ冲）ＴＬ灌注桩桩端均进入设计要求的持力层，单桩　承载力及变形均达到设计要求，从而该高架桥桥墩达　到了补强加固的目的。可见，该高架桥桥墩桩基工程在　岩溶引起的地面塌陷条件下，在深厚砂层中应用静压注　８）灌浆耗浆总体积：加固体积Ｖ　Ｘ　１５％　９）成孔及埋管深度：每个孔成孑Ｌ深约２３．０　ｍ。　６结语　浆技术进行补强加固的工程实践是切实可行的，也是成　功的，且施工时间短、费用低，在同类地质条件的加固补　强　程中具有一定的参考价值。　参考文献：　为了确保该高架桥桥墩的安全，在上部结构施工过　程中，密切关注基础沉降情况，从施工单位布置的沉降　观测点记录反映，上部结构Ｊ　程完工时，沉降观测点的　［１］林宗元主编．岩上　程治理手册［Ｍ］．北京：中国建筑Ｉ业　版社．　［２］］Ｇ１７９—２００２，建筑地基处理技术规范［ｓ］．　［３］叶书麟，韩杰，叶观宝编著．地基处理与托换技术［川．北京：　中同建筑Ｔ１　ｆＩ版礼．　实测数值，最大沉降量为ｌ６．５　ｍｍ，最小沉降量为ｌ３．５　・２０・