張志強(qiáng)
(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司,成都 610031)
成渝高速鐵路客運(yùn)專線資陽北車站站臺雨棚獨(dú)立基礎(chǔ)注漿加固位于資陽北車站1站臺T-19~T35柱,成渝高速鐵路客運(yùn)專線路基面寬度為13.6 m,雙線線間距5 m[6],工程所處地屬于丘陵地貌,丘槽相間,地形波狀起伏,地面高程360~425 m,相對高差10~65 m,自然橫坡10~35 °,局部較陡。丘坡上覆土層較薄,基巖部分裸露,地表多被墾為旱地;溝槽等低洼地帶覆土較厚,多被辟為農(nóng)田。
上覆土層為人工填土,松軟土(軟塑狀粉質(zhì)粘土),膨脹土,粗圓礫土,下伏基巖為泥巖夾砂巖。段內(nèi)地表水主要為塘水、水田水流量受季節(jié)影響明顯,雨季水量較大,旱季相對較小。地下水為第四系土層孔隙水及基巖裂隙水,第四系土層較厚,含一定量孔隙水,基巖中泥巖裂隙水含水微弱,砂巖中相對較大。據(jù)段內(nèi)地下水水質(zhì)試驗(yàn),水質(zhì)類型屬HCO3--Ca2+.Na+、HCO3--SO42--Ca2+.Mg2+型水,地下水不具侵蝕性。段內(nèi)下伏侏羅系上統(tǒng)遂寧組(J3s)泥巖中夾有鈣質(zhì)結(jié)核及石膏脈,地下水具硫酸鹽侵蝕,環(huán)境作用等級為H1。本段地震動峰值加速度為0.05g,地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35 s。
資陽北車站1站臺T-19~T35柱位于單面斜坡地段,填方路基,整治場坪處最大填高6 m;由于站臺頂面與右側(cè)站房場坪有7 m左右高差(站臺高于站房場坪),采用9 m高懸臂式路肩擋墻銜接站臺與站房,墻背填料為A、B組,并于懸臂式路肩擋墻墻背每間隔0.6 m水平滿鋪一層雙向土工格柵,垂直線路長度為7.2~10.0 m。在路堤填筑完成,雨棚施工完成后,出現(xiàn)雨棚與懸臂式路肩擋墻段的回填壓實(shí)效果不均勻,存在松散下臥層,密實(shí)度不滿足要求,雨棚柱沉降,承載力不滿足要求的現(xiàn)象。因此必須對雨棚柱基礎(chǔ)進(jìn)行整治。
資陽北車站1站臺雨棚獨(dú)立基礎(chǔ)T-19~T-35范圍,基礎(chǔ)四周及底部采用注漿加固處理,注漿孔終孔直徑不小于91 mm,間距0.6~1.6 m,采用三角形或矩形布置,注漿鉆孔深度原則上為獨(dú)立基礎(chǔ)基底標(biāo)高以下4.76 m(距離L型擋土墻底板頂面以上0.5 m處,必須嚴(yán)格控制)。注漿主要設(shè)計(jì):
(1)注漿加固施工前,應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)漿液配比試驗(yàn)和現(xiàn)場注漿試驗(yàn),確定設(shè)計(jì)參數(shù),檢驗(yàn)施工方法和設(shè)備[8]。
(2)注漿加固應(yīng)保證加固地基在平面和深度連成一體。地基承載力不小于150 kPa。
(3)循環(huán)鉆灌法注漿,選取水泥為主劑的注漿加固,漿液采用42.5級普通硅酸鹽水泥,注漿時摻用粉煤灰,摻入量為水泥重量的20 %~50 %(原則上粉煤灰摻入量按30 %控制)[3]。
(4)水泥漿的水灰比為0.6~2.0,常用的水灰比為1.0[1]。
(5)注漿的流量可取(7~10) L/min,對充填型注漿,流量不宜大于20 L/min。
(6)注漿量和注漿有效范圍,應(yīng)通過現(xiàn)場注漿試驗(yàn)確定。
(7)對A、B組填料的人工填土地基,應(yīng)采用多次注漿,間隔時間應(yīng)按漿液的初凝試驗(yàn)結(jié)果確定,且不應(yīng)大于4 h。
(8)漿液粘度應(yīng)為80~90 s,封閉泥漿7 d后70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm立方體試塊的抗壓強(qiáng)度應(yīng)為0.3~0.5 MPa[4]。
(9)注漿用水pH值不得小于4。
(10)注漿孔間距取0.6~1.6 m;注漿壓力為0.2~0.8 MPa[7],前提條件是地面及已經(jīng)完成的側(cè)向建筑物不出現(xiàn)隆起、變形、位移、開裂等病害。
(1)平整注漿加固范圍內(nèi)的施工場地;準(zhǔn)確放樣定位出注漿孔位置;準(zhǔn)確記錄每個注漿孔的開孔標(biāo)高,相應(yīng)計(jì)算該注漿鉆孔深度。
(2)施工機(jī)具準(zhǔn)確安裝定位,鉆孔必須干鉆,鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)高程后,孔內(nèi)置放注漿管等。以地面不出現(xiàn)隆起、變形、位移、開裂為原則控制注漿加固的壓力。
(1)施工中應(yīng)注意調(diào)查搜集既有管、線網(wǎng)等地下設(shè)施,并留足安全作業(yè)距離,安全作業(yè)。
(2)注漿過程中,注意控制壓力并加強(qiáng)巡視,避免污染環(huán)境,發(fā)現(xiàn)異常情況,應(yīng)立即采用相應(yīng)措施。
(3)鉆孔:A、B組填料中鉆孔采用跟管鉆進(jìn),注漿孔的孔徑宜為91~110 mm,垂直度允許偏差應(yīng)為±1 %[2]。
(4)封孔:①原則上優(yōu)先采用孔口管動態(tài)阻塞法。②終孔阻塞法封孔孔口管采用φ91的PVC給水管。封孔段應(yīng)用水泥漿澆注密實(shí),護(hù)孔段應(yīng)設(shè)置為花管,花管孔眼呈梅花形布置。
(5)注漿:①以純水泥漿為主的單液注漿材料(原則上粉煤灰摻入量按30 %控制),開始注漿時采用稀漿灌注,當(dāng)灌入量較大時可據(jù)情況采用濃一級的漿液灌注。②孔口必須安裝壓力表,注漿壓力為0.2~0.8 MPa;A、B組填料的空洞初期可采用自流注漿,終注壓力0.3~0.5 MPa。注漿必須安裝帶打印功能的自動流量計(jì)裝置,每孔記錄并作為歸檔資料。③終注條件:在終注壓力下連續(xù)注漿10 min的注入量不大于5 L/min。④對空隙發(fā)育、連通性好、漏液嚴(yán)重時,注漿時可摻入一定量粉煤灰。
成渝高速鐵路客運(yùn)專線于15年12月建成通車,根據(jù)現(xiàn)場反饋的信息,整治后的資陽北站站臺雨棚獨(dú)立基礎(chǔ)處于密實(shí)和穩(wěn)定狀態(tài),未對成渝鐵路客運(yùn)專線的安全運(yùn)營造成不良影響。
通過資陽北站站臺雨棚獨(dú)立基礎(chǔ)注漿整治設(shè)計(jì),得出如下結(jié)論:
(1)在路堤填筑過程中應(yīng)嚴(yán)格控制壓實(shí)系數(shù),地基系數(shù)[5];當(dāng)出現(xiàn)一種情況不滿足要求時,應(yīng)調(diào)整施工方式和工藝,使壓實(shí)系數(shù),地基系數(shù)均滿足設(shè)計(jì)要求,避免出現(xiàn)壓實(shí)效果不均勻,存在松散下臥層,密實(shí)度不滿足要求,雨棚柱沉降,承載力不滿足要求的現(xiàn)象。
(2)當(dāng)出現(xiàn)壓實(shí)系數(shù),地基系數(shù)不滿足要求后,在本工點(diǎn)的情況下,又本工點(diǎn)為A、B組填料,整治方式的選擇很重要:一是采用CFG樁,CFG樁整治只能形成復(fù)合地基,整治的造價(jià)較高,施工難度較大。二是采用注漿加固,注漿加固既能形成一定范圍復(fù)合地基,又可對雨棚柱基礎(chǔ)范圍內(nèi)的不良地基加固,整治的造價(jià)較CFG樁整治的低,比CFG樁容易施工。
(3)本處采用注漿加固是一種整治病害路基的創(chuàng)新,可供類似工程參考借鑒。