夏新星 劉 興
(1.中交三航局第三工程有限公司, 江蘇 南京 210000)
(2.上海振華重工(集團)股份有限公司, 上海 200125)
鎮(zhèn)江市京江路工程西起潤州路,東接汝山路,自引航道閘站至焦南壩,全長8349.711m。京江路道路既是城市道路,更是鎮(zhèn)江市抵御長江水入侵的第一道防洪大堤,道路按照路堤合一形式設(shè)計,需要同時滿足城市道路和防洪大堤的設(shè)計要求。道路全線施工樁號為K0+200-K8+349.711,在開工前,K4+005.2處有現(xiàn)狀箱涵一座。
工程全線有多種斷面形式,路寬20~50米不等,其中K6+140~K7+732為上下行分離式路基。道路紅線范圍內(nèi)地基均為軟基地段,原設(shè)計有深攪樁、強夯等軟基處理方式,中部填土及路床采用6%灰土,主線路面底基層采用20cm 10%灰土,路面基層為水泥穩(wěn)定碎石,路面面層為瀝青混凝土。在工程施工過程中,壓密注漿工藝作為加固補強措施在多處應用,處理段落為 K4+000~K4+010.393、K6+280~K7+460 及 K7+680~K7+800。
因K4+005.2原箱涵處在快車道水泥穩(wěn)定碎石攤鋪結(jié)束并經(jīng)養(yǎng)護七天后,清除土工布時發(fā)現(xiàn)在位于箱涵部位的快車道水泥穩(wěn)定碎石基層上出現(xiàn)全幅橫向裂縫,經(jīng)在裂縫處鉆孔取芯,發(fā)現(xiàn)裂縫深度貫穿整個水穩(wěn)基層,測量裂縫寬度為2~3mm。經(jīng)與建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位現(xiàn)場查看并經(jīng)討論后,分析裂縫產(chǎn)生原因為K4+005.2老箱涵部位縱向10.393m范圍內(nèi)原地基未進行深攪樁等軟基處理措施造成下沉引起,為設(shè)計原因。經(jīng)過各方研究,處理原則如下:
(1)在箱涵處10m長(包含箱涵寬度4m)、62m寬范圍內(nèi)采取壓密注漿處理,樁長為17m(箱涵兩側(cè))、5.7m(箱涵上),此段總延米6181.6米;
(2)注漿前對樁位處水泥穩(wěn)定碎石進行鉆孔處理,以便后續(xù)壓密注漿的正常施工;對裂縫處縱向2m長范圍內(nèi)水泥穩(wěn)定碎石進行破除,破除寬度為水穩(wěn)全寬,破除完成后立即進行壓密注漿施工,注漿完成后用C30砼澆筑補足路面,取代已破除水穩(wěn);
(3)壓密注漿完成后對水泥穩(wěn)定碎石上的鉆孔進行C30砼澆灌,澆灌完成后在機動車道水泥穩(wěn)定碎石基層上鋪設(shè)玻纖格柵,瀝青攤鋪時在各面層間均鋪設(shè)一層玻纖格柵。
該段壓密注漿施工時間為2014年12月11日至12月21日,滿足了工程整體進度需要,體現(xiàn)出了壓密注漿施工快、工期短的特點。
根據(jù)原設(shè)計要求,K6+280-K7+460段為上下分離段,下行段地基采用深攪樁處理,上行段為慢車道及人行道,地基不作處理。由于下行軟基處理范圍北側(cè)為道路中心線外 1米,則按設(shè)計進行深攪樁處理前,需先對該部位上堤進行較大方量的土方挖除,會破壞上堤路床范圍內(nèi)的原狀土結(jié)構(gòu),不利于整體的穩(wěn)定性和施工的協(xié)調(diào)性,同時對防洪大堤可能會造成一些未知的安全隱患??紤]到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及施工操作方便性,項目部申請采用壓密注漿工藝取代深攪樁對該位置進行加固處理,經(jīng)研究業(yè)主下達了變更指令,處理原則如下:
(1)對K6+280-K7+460北側(cè)3-4根深攪樁位置進行壓密注漿加固處理,取消該部位深攪樁;
(2)處理斷面南側(cè)1-2排孔頂高程按同斷面深攪樁樁頂高程控制,北側(cè)1-2排孔頂高程在原大堤平臺上成孔;
(3)有效注漿孔深均按原深攪樁設(shè)計長度控制,孔深為15.3m(北側(cè))、13.3m(南側(cè)),15.3米孔位352個,13.3米孔位3279個,此段總延米47907米。
圖1 分離段下行北側(cè)壓密注漿斷面示意圖
該段壓密注漿體現(xiàn)出了該工藝操作面小、簡便靈活等特點。同時,在濱水區(qū)需要考慮防洪及抗?jié)B特點的路段,壓密注漿的漿液可與漿脈連通的所有裂縫、洞穴等隱患漿被漿液充填擠壓密實,通過漿、土互壓和土體的濕陷固結(jié)等作用,使土體內(nèi)部應力得到改善,產(chǎn)生塑性變形,卻不產(chǎn)生劈裂破壞,從而也能達到加固堤防、提高壩體抗?jié)B性能的目的。
原設(shè)計K7+800以東軟基為深攪樁處理,K7+800以西為強夯處理段。原地面清表后,經(jīng)過現(xiàn)場探坑觀察,發(fā)現(xiàn)K7+680-K7+800深攪樁施工范圍內(nèi)土層中含有塊石和建筑垃圾,深攪樁機此段無法進行鉆進施工。經(jīng)過申報后由原加高培厚大堤的監(jiān)理單位聯(lián)合鎮(zhèn)江市工程勘測設(shè)計研究院結(jié)合此段的一些特征作了一個歷史情況說明,同時在地質(zhì)勘探報告中也明確了此段土層中夾雜石塊、磚塊等。考慮此段正處于焦山風景區(qū)東大門停車場的東入口,結(jié)合焦東停車場的使用性質(zhì)及東入口使用功能的特征,此段不宜采用預處理形式的相關(guān)軟基處理方案,考慮到壓密注漿經(jīng)各方研究后下達了變更指令,方案如下:
(1)取消K7+680-K7+800段深攪柱施工,采用壓密注漿進行軟基處理;
(2)壓密注漿孔深15.3m,孔位2348個,此段總延米35220米。
圖2 強夯段西側(cè)壓密注漿斷面示意圖
此段土層內(nèi)含有塊石夾層,深攪樁機鉆頭直徑較大,無法順利施工,而壓密注漿鉆頭直徑較小,且采取壓密形式對土層空隙進行注漿以提高整體強度,遇到塊石阻力孔位微小調(diào)整卻不影響整體處理效果,充分體現(xiàn)出了壓密注漿操作靈活,受地基類型影響小等特點。
3.1 施工工藝流程:設(shè)備人員進場→土方開挖整平→孔位測量放樣→鉆機成孔、水泥漿攪拌→沉管至設(shè)計孔深→注漿→分段拔管→封孔。注漿先施工四周一圈,待水泥漿達到一定強度后再施工內(nèi)排,內(nèi)排施工壓漿時采用跳壓法施工(跳孔1-2個間隔的順序方式進行施工)。
3.2 技術(shù)要點:壓密注漿孔位等邊1.2-1.3m等邊三角形布置,注漿液配合比:水泥110kg每延米,注漿量0.1m3,漿液水灰比0.6,泥漿比重1.71g/cm3,注漿壓力控制為0.2-0.3MPa。深度大取高值,深度小取低值,水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥。壓密注漿加固土檢測分別采用精力觸探、沉降觀測等方式進行效果檢驗。
3.3 在注漿過程中,應注意是否冒漿,一旦發(fā)現(xiàn)冒漿,應立即停壓,待15min左右再灌,并限量注漿,控制單位吸漿量,少注多復。對冒漿部位進行處理,在孔口開口,用粘土或土工布搗實,形成阻漿蓋。也可根據(jù)情況降低注漿壓力,提高漿液濃度,必要時摻砂或水玻璃。
3.4 注漿施工應間隔跳打,以免造成串漿,起管時應交叉起管高度,以保證壓漿的均勻擴散和擠壓。如發(fā)生串漿,可適當調(diào)節(jié)序孔距離和相鄰孔位注漿及拔管時間間隔。串漿孔若為待灌孔,采取同時并聯(lián)注漿的方法處理,如串漿孔正在鉆孔,則停鉆封閉孔口,待注漿完后再恢復鉆孔。
3.5 注漿過程中有地下水冒出地面時,需在周圍設(shè)置排水溝,安排人員用潛水泵排出施工場地;待漿液冒出后,須停止一小段時間后在注漿。
3.6 沉管深度、注漿量、注漿壓力、范圍、漿液配合比等應根據(jù)要求派專人負責控制,并如實、準確地做好記錄。在注漿過程中,也需對其臨近建筑、地面等的沉降、傾斜、位移和裂縫進行監(jiān)測,有發(fā)現(xiàn)異常情況立即停止觀察、研究討論。
在K6+280-K7+460、K7+680-K7+800軟基處理完成10d左右,對處理部位進行了靜力觸探檢測,根據(jù)壓密注漿靜力觸探的比貫入阻力(Ps)曲線圖,施工后水泥土的比貫入阻力(Ps)值為2.71-3.48 MPa(平均比貫入阻力為3.06MPa),而原土平均貫入阻力(Ps)值為1.39MPa。注漿后水泥土的比貫入阻力(Ps)明顯大于原土的平均比貫入阻力(Ps),表明經(jīng)壓密注漿加固后地基土的強度得到提高,滿足設(shè)計要求。經(jīng)過靜力觸探檢測也表明了注漿比較均勻,基本無水泥漿富集“結(jié)核”和水泥降缺失,壓密注漿加固后的地基土的強度得到提高,達到了預期效果。而K4+000~K4+010.393在路面基層完成后經(jīng)過沉降觀測,該部位沉降值均未超過3mm,路面也無開裂現(xiàn)象,處理效果良好。
壓密注漿工藝施工簡便靈活,操作面小,工期短,技術(shù)上可行,漿液與土可有良好的結(jié)合,地基承載力和穩(wěn)定性可以得到較大的提高,同時在濱水區(qū)也具有防洪、抗?jié)B的作用。通過本工程的實踐,壓密注漿工程可以用于軟弱地基處理,也可用于路基、路面工程完成后的補強,不受地段及地形限制,機動性較高,檢測后處理效果良好,為今后類似工程加固處理的設(shè)計、施工積累了經(jīng)驗。