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【摘要】泸定县城南大桥2#、3#桥墩承台位于河中深水区域，由于受水流、地质等各方面影响较大，因此采取有效的加固措施确保承台围堰的稳定性和抗渗性是此次施工的关键，本文详细阐述了围堰加固技术的设计及应用。
【关键词】桥墩承台高喷围堰 施工技术
1 工程概况
泸定城南大桥东北端紧靠泸定客运中心，接泸定成武路；西南端正对县人民医院，接丰碑街。由于该桥已成危桥，为了确保两岸人员及车辆通行，拟在原址修建新桥。新桥主桥上部构造为3跨×52.3m预应力简支T梁，下部从左岸向右岸依次设置1#～4#桥墩，其中2#、3#桥墩下布置双排共4个直径1.8m、深45和50m圆形桩，桩顶设置长9.0×宽7.0×高3.2m承台。根据设计图纸，2#、3#桥墩承台均位于大渡河水面以下8m，而此处承台位于河中深水区，围堰施工面临孤石、漂石多等不利地质条件，且河水流量大、速度急，受河水侧压力大，因此考虑在工期和成本因素的同时，确保承台围堰质量好坏，是直接关系着下步基坑能否顺利开挖以及能否满足承台在干地施工的关键。
2 围堰施工设计
城南大桥2#、3#桩基承台围堰采取土石料筑岛，而后用高喷墙进行防渗、钢管桩进行支护，机械开挖的方法施工。筑岛面积根据承台外围结构尺寸，各边放宽4.35m，四周抛填大块石防冲。临水侧高喷防渗墙轴线沿承台外围扩展2.6m布置，墙体采用旋喷形式，内侧布置一排钢管桩，其结构如图1。
图1 泸定城南大桥桩基承台围堰加固结构图
3 主要施工工艺及施工方法
3.1 高喷墙施工
3.1.1 高喷墙施工原理
高压旋喷灌浆法其原理是利用射流作用切割掺搅地层，改变地层的结构和组成，同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体，借以达到加固地基和防渗的目的。高压喷射灌浆的工艺过程就是利用钻机造孔，然后把带有喷头的灌浆管下至地层的预定位置，用高压设备把水、浆等流体以25～40Mpa的高压射流从喷嘴中喷射出来，用该射流冲击和破坏地层土体；当能量大、速度高的射流动压超过土体强度时，土粒便从土体剥落，一部份细小土粒随着浆液冒出地面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与灌入浆液掺搅混合，并按一定的浆土比例和质量大小有规律地重新排列，在土体中形成凝结体。
3.1.2 施工工艺
图2 高喷墙施工工艺流程图
3.1.3 施工方法
（1）造孔
测量定位后，为避免出现塌孔，采用90A型双动力锚固钻机跟管法造孔，根管采用φ140钢管，根管钻近完毕后，向孔里下入φ80PVC管进行保护，PVC管两通接头粘接接长，钻孔时孔位偏差控制在5cm范围，钻孔偏斜率小于5‰。钻孔逐段进行测斜，对不合格的钻孔，在纠偏后重新钻孔。
（2）插入射管及灌浆
钻孔至设计深度后，移动喷浆台车，将喷射注浆管插入设计钻孔深度。插管过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，将胶布缠住喷嘴对其进行保护。
高压旋喷灌浆采用纯水泥浆液单管法进行灌注，施灌按先Ⅰ序后Ⅱ序顺序进行。当喷头下至设计深度，先按规定参数送浆、气进行静喷，待浆液返出孔口、情况正常后方可开始高压喷射灌浆。开喷后，静喷3～5min，静喷浆压0.5～0.8Mpa，在孔口回浆比重满足设计要求后提升喷射。供浆正常情况下，孔口回浆密度变小且不能满足设计要求时，适当加大进浆密度或进浆量。
（3）漏、串浆情况处理
①发生串浆时，首先填堵被串孔，待喷浆孔喷浆结束后，尽快进行被串孔的扫孔、喷浆或继续钻进。
②孔内严重漏浆，则采取以下措施进行处理：
1）降低喷射管提升速度或停止提升；
2）降低喷射压力、流量，进行原地喷浆；
3）喷射浆液中掺加水玻璃；
4）加大浆液浓度；
5）向孔内填砂、土等堵漏材料。
3.2 钢管桩施工
3.2.1 设置原因
由于2#、3#桥墩桩基施工平台填筑后，河床束窄严重，平台迎水面和侧面要经受高速水流和水压影响，同时高喷防渗墙厚度有限，为了确保承台基坑开挖后高喷围堰稳定，采用在围堰内侧布置一排钢管桩的方法对围堰进行加固防护。
3.2.2 施工工艺
图3 钢管桩施工流程图
3.2.3 施工方法
（1）钻孔
钢管桩造孔选用哈迈90A型双动力锚固钻机。造孔孔径为φ165mm，孔深12m，钻孔孔位偏差小于5cm，钻孔偏斜率控制在5‰以内。
（2）钢管桩安装
钻孔验收符合要求且钢花管制作加工好后，安装钢花管，钢花管直径为φ140mm。安装采用吊车或反铲配合人工进行。下钢花管时，孔口采用自由钳或专用夹具固定钢花管，然后逐节下入孔内，钢管桩顶部在承台以上0.5m。
（3）注漿
钢管桩灌注采用P42.5级水泥浆。在钢管内下入注浆管，注浆管管口距离孔底50cm，在钢管顶部10cm处安装灌浆塞，采用水灰比0.8：1的水泥浆开灌，灌浆压力2～3MPa。在设计压力下，当灌浆注入率不大于1.0L/min、延续灌注10min后即结束。
3.3 施工质量控制
3.3.1 造孔质量控制
由于钻孔较深，桩与桩之间是否可靠的搭接是形成连续封闭高喷墙的关键，所以造孔的垂直度控制过程中从严要求，并随机检测孔斜，对发现的问题进行及时处理。
（1）钻机就位安放平稳后，用水平尺调整机身水平、立轴垂直度，垫平、垫牢机架，并反复测试无误后方可开钻。
（2）孔口段的垂直度要严格要求，这是保证钻孔孔斜的关键之一，故在孔口段安装垂直度符合要求的孔口管，并通过测斜仪来检验。
（3）钻进时，配制的钻具，钻杆（含机身钻杆）在经过校直后使用。
（4）在钻进工艺操作上，正确地控制钻进压力，钻具超过一定重量时，适当减压钻进。
3.3.2 提升速度控制
高喷提升速度，是确保施工质量的重要参数之一，施工过程中严格控制在规定范围内。
在施工过程出现压力骤然下降、大量冒浆等异常情况时，立即停止提升以防桩体中断，同时查明所产生的原因，并及时采取措施排除故障。如发现有浆液喷射不足时，必须在原孔位进行二次喷浆。
3.3.3 浆液比重控制
每20分钟由记录员测量一次浆液比重，质检人员经常检查，如发现浆液比重不符合设计要求，立即停止提升喷浆，待制浆比重达到要求后，再进行提升喷浆。
3.3.4 喷浆过程控制
高压旋喷灌浆需要进行全孔连续作业，因故中断喷浆或拆卸喷射管后，必须进行复喷，其复喷长度不小于0.5m。在高压旋喷灌浆过程中，出现压力突降或骤增，孔口回浆浓度或回浆量异常时，立即查明原因，及时处理，保证灌浆作业的连续性。
3.3.5 静压灌浆
高压旋喷灌浆结束后，用水泥浆液对已喷孔进行及时回灌静压灌浆，直至孔口浆面不下降即可终止。
4 结束语
泸定县城南大桥下部2#、3#桥墩桩基承台围堰由于受到高喷防渗墙及内侧钢管灌注桩的防护，有效的抵御了河水侧面压力及河中流石的冲刷力，且在后续承台基坑的开挖中，因防渗墙的作用，围堰渗漏情况得到较好控制，在施工成本、工期及质量、安全等方面取得令人满意的效果，同时从后期其他类似工程来看也有一定借鉴意义。
【关键词】桥墩承台高喷围堰 施工技术
1 工程概况
泸定城南大桥东北端紧靠泸定客运中心，接泸定成武路；西南端正对县人民医院，接丰碑街。由于该桥已成危桥，为了确保两岸人员及车辆通行，拟在原址修建新桥。新桥主桥上部构造为3跨×52.3m预应力简支T梁，下部从左岸向右岸依次设置1#～4#桥墩，其中2#、3#桥墩下布置双排共4个直径1.8m、深45和50m圆形桩，桩顶设置长9.0×宽7.0×高3.2m承台。根据设计图纸，2#、3#桥墩承台均位于大渡河水面以下8m，而此处承台位于河中深水区，围堰施工面临孤石、漂石多等不利地质条件，且河水流量大、速度急，受河水侧压力大，因此考虑在工期和成本因素的同时，确保承台围堰质量好坏，是直接关系着下步基坑能否顺利开挖以及能否满足承台在干地施工的关键。
2 围堰施工设计
城南大桥2#、3#桩基承台围堰采取土石料筑岛，而后用高喷墙进行防渗、钢管桩进行支护，机械开挖的方法施工。筑岛面积根据承台外围结构尺寸，各边放宽4.35m，四周抛填大块石防冲。临水侧高喷防渗墙轴线沿承台外围扩展2.6m布置，墙体采用旋喷形式，内侧布置一排钢管桩，其结构如图1。
图1 泸定城南大桥桩基承台围堰加固结构图
3 主要施工工艺及施工方法
3.1 高喷墙施工
3.1.1 高喷墙施工原理
高压旋喷灌浆法其原理是利用射流作用切割掺搅地层，改变地层的结构和组成，同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体，借以达到加固地基和防渗的目的。高压喷射灌浆的工艺过程就是利用钻机造孔，然后把带有喷头的灌浆管下至地层的预定位置，用高压设备把水、浆等流体以25～40Mpa的高压射流从喷嘴中喷射出来，用该射流冲击和破坏地层土体；当能量大、速度高的射流动压超过土体强度时，土粒便从土体剥落，一部份细小土粒随着浆液冒出地面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与灌入浆液掺搅混合，并按一定的浆土比例和质量大小有规律地重新排列，在土体中形成凝结体。
3.1.2 施工工艺
图2 高喷墙施工工艺流程图
3.1.3 施工方法
（1）造孔
测量定位后，为避免出现塌孔，采用90A型双动力锚固钻机跟管法造孔，根管采用φ140钢管，根管钻近完毕后，向孔里下入φ80PVC管进行保护，PVC管两通接头粘接接长，钻孔时孔位偏差控制在5cm范围，钻孔偏斜率小于5‰。钻孔逐段进行测斜，对不合格的钻孔，在纠偏后重新钻孔。
（2）插入射管及灌浆
钻孔至设计深度后，移动喷浆台车，将喷射注浆管插入设计钻孔深度。插管过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，将胶布缠住喷嘴对其进行保护。
高压旋喷灌浆采用纯水泥浆液单管法进行灌注，施灌按先Ⅰ序后Ⅱ序顺序进行。当喷头下至设计深度，先按规定参数送浆、气进行静喷，待浆液返出孔口、情况正常后方可开始高压喷射灌浆。开喷后，静喷3～5min，静喷浆压0.5～0.8Mpa，在孔口回浆比重满足设计要求后提升喷射。供浆正常情况下，孔口回浆密度变小且不能满足设计要求时，适当加大进浆密度或进浆量。
（3）漏、串浆情况处理
①发生串浆时，首先填堵被串孔，待喷浆孔喷浆结束后，尽快进行被串孔的扫孔、喷浆或继续钻进。
②孔内严重漏浆，则采取以下措施进行处理：
1）降低喷射管提升速度或停止提升；
2）降低喷射压力、流量，进行原地喷浆；
3）喷射浆液中掺加水玻璃；
4）加大浆液浓度；
5）向孔内填砂、土等堵漏材料。
3.2 钢管桩施工
3.2.1 设置原因
由于2#、3#桥墩桩基施工平台填筑后，河床束窄严重，平台迎水面和侧面要经受高速水流和水压影响，同时高喷防渗墙厚度有限，为了确保承台基坑开挖后高喷围堰稳定，采用在围堰内侧布置一排钢管桩的方法对围堰进行加固防护。
3.2.2 施工工艺
图3 钢管桩施工流程图
3.2.3 施工方法
（1）钻孔
钢管桩造孔选用哈迈90A型双动力锚固钻机。造孔孔径为φ165mm，孔深12m，钻孔孔位偏差小于5cm，钻孔偏斜率控制在5‰以内。
（2）钢管桩安装
钻孔验收符合要求且钢花管制作加工好后，安装钢花管，钢花管直径为φ140mm。安装采用吊车或反铲配合人工进行。下钢花管时，孔口采用自由钳或专用夹具固定钢花管，然后逐节下入孔内，钢管桩顶部在承台以上0.5m。
（3）注漿
钢管桩灌注采用P42.5级水泥浆。在钢管内下入注浆管，注浆管管口距离孔底50cm，在钢管顶部10cm处安装灌浆塞，采用水灰比0.8：1的水泥浆开灌，灌浆压力2～3MPa。在设计压力下，当灌浆注入率不大于1.0L/min、延续灌注10min后即结束。
3.3 施工质量控制
3.3.1 造孔质量控制
由于钻孔较深，桩与桩之间是否可靠的搭接是形成连续封闭高喷墙的关键，所以造孔的垂直度控制过程中从严要求，并随机检测孔斜，对发现的问题进行及时处理。
（1）钻机就位安放平稳后，用水平尺调整机身水平、立轴垂直度，垫平、垫牢机架，并反复测试无误后方可开钻。
（2）孔口段的垂直度要严格要求，这是保证钻孔孔斜的关键之一，故在孔口段安装垂直度符合要求的孔口管，并通过测斜仪来检验。
（3）钻进时，配制的钻具，钻杆（含机身钻杆）在经过校直后使用。
（4）在钻进工艺操作上，正确地控制钻进压力，钻具超过一定重量时，适当减压钻进。
3.3.2 提升速度控制
高喷提升速度，是确保施工质量的重要参数之一，施工过程中严格控制在规定范围内。
在施工过程出现压力骤然下降、大量冒浆等异常情况时，立即停止提升以防桩体中断，同时查明所产生的原因，并及时采取措施排除故障。如发现有浆液喷射不足时，必须在原孔位进行二次喷浆。
3.3.3 浆液比重控制
每20分钟由记录员测量一次浆液比重，质检人员经常检查，如发现浆液比重不符合设计要求，立即停止提升喷浆，待制浆比重达到要求后，再进行提升喷浆。
3.3.4 喷浆过程控制
高压旋喷灌浆需要进行全孔连续作业，因故中断喷浆或拆卸喷射管后，必须进行复喷，其复喷长度不小于0.5m。在高压旋喷灌浆过程中，出现压力突降或骤增，孔口回浆浓度或回浆量异常时，立即查明原因，及时处理，保证灌浆作业的连续性。
3.3.5 静压灌浆
高压旋喷灌浆结束后，用水泥浆液对已喷孔进行及时回灌静压灌浆，直至孔口浆面不下降即可终止。
4 结束语
泸定县城南大桥下部2#、3#桥墩桩基承台围堰由于受到高喷防渗墙及内侧钢管灌注桩的防护，有效的抵御了河水侧面压力及河中流石的冲刷力，且在后续承台基坑的开挖中，因防渗墙的作用，围堰渗漏情况得到较好控制，在施工成本、工期及质量、安全等方面取得令人满意的效果，同时从后期其他类似工程来看也有一定借鉴意义。