干码片石基础的注浆处理

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1、干码片石基础的注浆处理董汉雄（铁道第一勘察设计院地路处兰州730000）摘要：在工程施工中，往往由于设计、施工等原因，会给工程质量和安全留下隐患。本文介绍、讨论了某高速公路一石拱涵干码片石基础注浆处理的全过程，并重点描述了冒浆现象的处理。关键词：干码片石基础；钻孔；注浆；处理1．工程概况某在建高速公路在K18+515处为一石拱涵，该涵依山而建，起排洪作用。该涵结构及尺寸如图1所示。该涵基础：上游12m为天然砂岩基础，完整、强度高；下游及急流坡基础均为干码片石基础。干码片基础结构如图1所示。当施工至如图1所示标高，即石拱涵已建成(急流坡未作)，路基填方已填2.5m厚，距设计标高只有0.

2、3m时，业主方即令停工，因为有人提出干码片石作为石拱涵的部分基础，尤其是是石拱涵的另一部分基础为完整天然砂岩时，会给工程质量及安全留下隐患。施工时片石采用砂岩毛片石，其表面非常粗糙，干码片石时，片石与片石之间必然是点对点的接触，在空气和水等的作用下，片石之间的接触点会发生软化变形，再加上上部压力以及车辆行走产生的振动作用，必然引起干码片石基础的变形下沉，而天然砂岩基础不会有明显变形；另外，石拱涵由石头砌成，无钢筋混凝土的韧性和抗弯变形能力，当其基础发生不均匀沉降或变形时，必然导致石拱涵的开裂或垮塌，从而引起高速公路路基的变形开裂，影响高速公路的正常运营。这样的事例曾在其它高速公路上发

3、生过，故这个问题的提出引起了多方面的高度重视。2．处理方案的选择石拱涵已建成，如何处理其干码片石基础留下的质量及安全隐患呢？最直接的方法是拆除石拱涵，拆除其干码片石基础，采用浆砌片石重作基础，再重建石拱涵，这样可彻底根除隐患，但其必然影响施工工期，且成本太高，因此不能采用拆除的方法。经多方面分析论征，我们采用注浆处理方案：在石拱涵两侧地表打钻孔，进入干码片石基础，然后利用钻孔向干码片石基础灌注浆液，充填其空隙、胶结各片石，使其变成一个整体，达到浆砌片石基础的效果。注浆浆液可采用纯水泥浆、水泥砂浆、水泥粉煤灰浆等。采用纯水泥浆：浆液流动性好，扩散半径大，可减少钻孔数量；胶结强度高，可提

4、高整个干码片石基础的强度；施工技术比较成熟，施工质量容易控制。但水泥浆成本高，该方案估算造价为56万元。采用水泥砂浆：用水泥砂浆胶结片石，技术成熟，强度可靠，水泥砂浆成本比较低，但水泥砂浆流动性差，扩散半径小，致使钻孔数量增大，且灌注水泥砂浆需要高压砂浆泵，这将必然增大施工成本。该方案估算造价52万元。采用水泥粉煤灰浆液：浆液流动性好，扩散半径大，钻孔数量少，粉煤灰成本低廉。通过配比试验，可知其抗压强度如下：水泥：粉煤灰１：１１：２１：３抗压强度（ＭＰa）9.86.525.76水固比=1:15我们选择水泥：粉煤灰＝1：2的浆液配合比。该方案的估算造价为30元。3.注浆参数的确定该石拱

5、涵干码片石基础的体积Ｖ＝3500m3，其孔隙度取30%，则其孔隙体积V0=1050m3。水泥：粉煤灰=1：2。水固比的取值是可变的，因为在注浆施工过程中，随时要根据注浆情况的变形而调整浆液浓度。设水固比=1：n，根据下列方程组：5Ｍw／ρw＋Ｍc／ρc＋Ｍf／ρf＝１２Ｍc＝ＭfＭc＋Ｍf＝nＭw式中：Ｍw－水的质量；ρw－水的密度，取ρw＝1000kg/m3；Ｍc－水泥的质量；ρc－水泥的密度，取ρc＝3100kg/m3Ｍf－粉煤灰的质量；ρf－粉煤灰的密度，取ρf＝2100kg/m3；可计算出配制每方浆液所需原材料的质量，不同的浆液浓度，其所需原材料的质量各不相同。常用的各浆液浓

6、度的所需原材料的质量如下表所示：水固比项目1：1.11：1.21：1.31：1.41：1.5水泥质量（kg）250265280293305粉煤灰质量（kg）500530560586610水的质量（kg）682662.5646627.8610浆液的密度ρ＝（Ｍw＋Ｍc＋Ｍf）/1（kg/m3）各种浓度浆液的固结率由实验测试可知（如下表）：水固比1：11：21：31：41：5浆液的密度ρ（kg/m3）1.431.4571.4861.5061.525固结率N（%）60667278.585根据干码片石的空隙体积V0和浆液固结率N，可计算出注浆总量V1：V1=V0/N根据注浆总量，以及相应的配

7、合比，可计算出各种原材料的需要量，以便控制材料的进场量。4．注浆施工4.1注浆孔布置注浆孔按两排布置，分布在石拱涵的两侧,距石拱涵中心线3.5m。孔间距8.5m，具体位置如图1所示。测放孔位时一定要准确，否则会打到石拱涵上，而破坏之。4.2钻孔及安装注浆管干码片石采用一般的钻探方法难以钻进，使用XY-1型回转钻机，不管采用开水钻还是无泵返循环钻进，都很困难。主要是因为片石个个都是独立的，钻进时容易跟着钻头一起转，另外，钻下来的碎块容易使造成卡钻。施工时我们