本發明涉及一種橋梁基礎施工方法，特別涉及一種水下卵石層基坑帷幕注漿施工方法。
技術背景
近年來，隨著我國公路交通等基礎建設的迅速發展，和跨河、跨江、跨海通道的規模化建設，橋梁基礎需要涉水和處于各種復雜地層的情況不斷出現。與此同時，作為橋梁基礎施工的基坑工程，深基坑支護技術得到了廣泛的應用。在各種類型橋梁中，深基坑工程常應用于承臺基礎、主墩及其它深基礎中。
深基坑基礎施工中,為保護地下主體結構施工和基坑周邊環境的安全，對基坑需要采用臨時性支擋、加固、保護與地下水控制等措施。當基坑所處的地層卵石層較厚，卵石比例較大，尤其是當卵石粒徑大小不一，級配較差，透水較為嚴重，且基坑深度在10m以內的情況下時，如果采用支擋式圍堰進行施工，則會遇到擋土構件施工、插打困難，所需材料量較大，施工工期較長等不利情況。
技術實現要素：
為了克服現有基坑基礎施工中，卵石粒徑大小不一，級配較差，透水較為嚴重，且基坑深度在10m以內的情況下時，施工困難所需材料量較大，施工工期較長的問題，本發明提供一種水下卵石層基坑帷幕注漿施工方法，本發明和適用于含水卵石層基坑中起到有效加固功能的，能保證止水帷幕的整體連續性和有效厚度，止水效果好的，施工簡便的，施工設備配套相對較簡單、結構緊湊、體積小、占地少、振動小、噪音低的，工藝易操作，施工成本較低的，可分區投入多套設備，從而縮短施工工期的一種水下卵石層基坑帷幕注漿施工方法。
本發明解決問題所采用的技術方案是：
一種水下卵石層基坑帷幕注漿施工方法，其特征在于：具體
步驟為：
步驟一 確定止水帷幕，在承臺輪廓外6.0m的位置打設四排帷幕注漿孔，在帷幕注漿孔內插入帶有噴頭的注漿導管；
步驟二 進行0.5MPa的低壓射水試驗，確保注漿導管上下貫通；
步驟三 在注漿導管內注入注漿材料，進行灌漿；注漿過程中同一地層初始注漿壓力取小值，結尾時取大值，漿液濃度由稀逐漸變稠；稠度控制在12~18s之間，注漿用量為0.28m3/m。
步驟四 對止水帷幕進行噴射，注漿導管下端的噴頭下至設計深度后，進行原位噴射，直至返漿到達孔口，然后進行提升噴射；噴射完成后立即清洗機具，移至下一孔位。
所述步驟一中的帷幕注漿孔鉆孔采用全液壓履帶式鉆機跟管鉆進，套管為φ146套管，壁厚為7.5mm，套管底部帶管靴，管靴內徑為φ127mm；鉆孔到達設計深度后，后插入注漿導管，注漿導管下至孔底，最后提拔套管。
所述的帷幕注漿孔的注漿范圍寬4.2m，排間距0.9m，孔間距1.0m，梅花形布置，每孔鉆進深度9.0m。
所述的注漿導管采用Φ110×3.5mm型PVC管，由底部向上四周開孔，上下排帷幕注漿孔間距0.4m，注漿導管外露0.3m。
所述注漿材料采用42.5#普通硅酸鹽水泥，水灰質量比為1:1、注漿壓力25~35MPa；所述42.5#普通硅酸鹽水泥中摻有質量比為5%的粘度添加劑。
所述的粘度添加劑為水玻璃。
所述噴射注漿作業完成后，由于漿液的析水作用，有不同程度的收縮，利用孔口返漿，對已壓漿孔進行孔口回灌；孔口返漿不能滿足回灌要求時，通過采用水灰比0.5：1.0的新鮮漿液回灌。
所述步驟三中，灌漿過程中壓漿機不起壓時，將水灰比調整至0.6:1，水玻璃濃度為8~10%后進行灌漿。
本發明的有益效果為：
本發明這樣的注漿方法能保證止水帷幕的整體連續性和有效厚度，止水效果好；施工簡便；施工設備配套相對較簡單、結構緊湊、體積小、占地少、振動小、噪音低；工藝易操作，施工成本較低；可分區投入多套設備，縮短施工工期。
本發明采取了大扭矩全液壓履帶式鉆機跟管鉆進，PVC套管護壁成孔方法，這種鉆孔方法與傳統泥漿、水泥漿護壁鉆孔方法相比，具有成孔快、不塌孔、污染小、工藝簡單等優點。
本發明采用普通水泥-水玻璃雙液漿作為注漿材料，該漿液以填充、滲透和擠密等方式置換土顆粒或卵石空隙中的水分和空氣，經化學反應后一段時間，漿液可將原來松散的土顆粒或空隙膠結形成一個強度大、防水性能好、防滲性能高的化學穩定性好的新結構體；同時，該注漿材料具有凝膠時間可調，可有效控制漿液在地層中的擴散距離，可確保地下動水條件下漿液的凝膠固結，且漿液無毒、無污染，價格經濟。
具體實施方式
為了克服現有基坑基礎施工中，卵石粒徑大小不一，級配較差，透水較為嚴重，且基坑深度在10m以內的情況下時，施工困難所需材料量較大，施工工期較長的問題，本發明提供一種水下卵石層基坑帷幕注漿施工方法，本發明和適用于含水卵石層基坑中起到有效加固功能的，能保證止水帷幕的整體連續性和有效厚度，止水效果好的，施工簡便的，施工設備配套相對較簡單、結構緊湊、體積小、占地少、振動小、噪音低的，工藝易操作，施工成本較低的，可分區投入多套設備，從而縮短施工工期的一種水下卵石層基坑帷幕注漿施工方法。
由于河床底為卵石層厚度較厚，且地下水壓力大，為避免開挖過程中出現大量涌水，經現場試驗后確定，在圍堰四周采取四排注漿導管帷幕注漿進行加固，以減小圍堰的透水量。
一種水下卵石層基坑帷幕注漿施工方法，具體步驟為：
步驟一 確定止水帷幕，在承臺輪廓外6.0m的位置打設四排帷幕注漿孔，在帷幕注漿孔內插入帶有噴頭的注漿導管；
步驟二 進行0.5MPa的低壓射水試驗，確保注漿導管上下貫通；
步驟三 在注漿導管內注入注漿材料，進行灌漿；注漿過程中同一地層初始注漿壓力取小值，結尾時取大值，漿液濃度由稀逐漸變稠；稠度控制在12~18s之間，注漿用量為0.28m3/m。
步驟四 對止水帷幕進行噴射，注漿導管下端的噴頭下至設計深度后，進行原位噴射，直至返漿到達孔口，然后進行提升噴射；噴射完成后立即清洗機具，移至下一孔位。
本發明提供的一種水下卵石層基坑帷幕注漿施工方法，在不擾動原河床卵石層結構的情況下，利用鉆機把帶有特殊噴嘴的注漿導管鉆進土層的預定位置后，用高壓泥漿泵等高壓發生裝置，使漿液成為高壓噴射流，從注漿管底部側面的噴嘴噴出，同時鉆桿以一定速度徐徐提升，不斷以強力沖擊切削土體，除一部分細小土粒隨漿液冒出外，其余在噴射力有效作用范圍內從土體剝落下來的土顆粒與漿液充分攪拌混合，并按一定的漿土比例有規律地重新排列。漿液經一定時間凝固后即在土中形成了一個固結體，其形狀與射流移動方向有關，采用旋噴法的情況下噴嘴一面噴射一面旋轉提升，因此固結體呈圓柱狀。漿液擴散范圍內卵石層固結連接成一個整體，從而防止卵石層滲水，起到加固基坑和止水帷幕的作用。
實施例2：
基于上述實施例的基礎上，本實施例中，所述步驟一中的帷幕注漿孔鉆孔采用全液壓履帶式鉆機跟管鉆進，套管為φ146套管，壁厚為7.5mm，套管底部帶管靴，管靴內徑為φ127mm；鉆孔到達設計深度后，后插入注漿導管，注漿導管下至孔底，最后提拔套管。本實施例中采用的全液壓履帶式鉆機為φ146的偏心錘跟管鉆進。
所述的帷幕注漿孔的注漿范圍寬4.2m，排間距0.9m，孔間距1.0m，梅花形布置，每孔鉆進深度9.0m。
所述的注漿導管采用Φ110×3.5mm型PVC管，由底部向上四周開孔，上下排帷幕注漿孔間距0.4m，注漿導管外露0.3m。
所述注漿材料采用42.5#普通硅酸鹽水泥，水灰質量比為1:1、注漿壓力25~35MPa；所述42.5#普通硅酸鹽水泥中摻有質量比為5%的粘度添加劑。
所述的粘度添加劑為水玻璃。本發明中的粘度添加劑為現有公知技術，在市場上均可買到，本實施例中采用水玻璃作為粘度添加劑。
所述噴射注漿作業完成后，由于漿液的析水作用，有不同程度的收縮，利用孔口返漿，對已壓漿孔進行孔口回灌；孔口返漿不能滿足回灌要求時，通過采用水灰比0.5：1.0的新鮮漿液回灌。
所述步驟三中，灌漿過程中壓漿機不起壓時，將水灰比調整至0.6:1，水玻璃濃度為8~10%后進行灌漿。
為了在含水豐富的卵石層中進行基坑施工，本發明特別提出采用普通水泥-水玻璃雙液漿作為注漿材料；全液壓履帶式鉆機垂直跟管鉆進；雙重管法高壓旋噴注漿施工的全新基坑帷幕注漿施工方法。該方法不僅能起到加固這種基坑的作用，還能解決深基坑四周的止水問題，同時通過推廣應用還能取得較大的經濟和社會效益。
本發明帷中確定幕注漿孔時，用全站儀放出每排兩邊的最外邊兩點的坐標，再通過這些坐標點，定出兩點中間其他鉆孔孔位。采用移動液壓鉆機到注漿導管中的指定孔位，將鉆頭對準孔位中心，放置平穩、水平，鉆桿的垂直度偏差不大于1.0%。就位后，首先進行0.5MPa的低壓射水試驗。鉆孔采用全液壓履帶式鉆機跟管鉆進，套管為φ146套管，壁厚為7.5mm，套管底部帶管靴，管靴內徑為φ127mm。鉆孔到達設計深度后，加大氣量排盡孔內鉆渣，然后插入φ110mmPVC管。PVC管下至孔底，最后提拔套管，提拔時需避免PVC管上移。下設并調準噴管噴射方向和角度。噴頭下至設計深度后，進行原位噴射，直至返漿到達孔口，然后進行提升噴射。噴射完成后立即清洗機具，移至下一孔位。噴射注漿作業完成后，由于漿液的析水作用，一般均有不同程度的收縮，利用孔口返漿，對已壓漿孔進行孔口回灌。孔口返漿不能滿足回灌要求時，可利用水灰比0.5：1.0的新鮮漿液回灌。
本發明的注漿材料采用42.5#普通硅酸鹽水泥,同時摻入5%的水玻璃作為改善注漿液性能的粘度添加劑，水灰比為1:1、注漿壓力25~35MPa。若壓漿機不起壓，可將水灰比調整至0.6:1，水玻璃濃度為8~10%，材料配比也可跟據實際需要進行調整，并做好記錄。止水帷幕范圍是漿液理論擴散半徑按照0.6m計，在承臺輪廓外6.0m的位置打設四排注漿導管5帷幕注漿，注漿范圍寬4.2m，排間距0.9m，孔間距1.0m，梅花形布置，每孔鉆進深度9.0m，采用Φ110×3.5mm型PVC管，由底部向上四周開孔，上下排壓漿孔間距0.4m，注漿管外露0.3m。本發明中偏心錘鉆孔施工中，由河道上游向下游間隔施工，先內排再外排，壓漿緊隨其后。注漿壓力及注漿量依據現場試驗樁情況確定，注漿過程中同一地層初始注漿壓力取小值，結尾時取大值，漿液濃度由稀逐漸變稠。稠度控制在12~18s之間，注漿理論擴散半徑按照0.6m計，注漿用量按0.28m3/m控制，根據注漿時的具體情況適當調節，在回填土和既有河床面結合段加大注漿量和注漿壓力，并且間歇注漿，確保薄弱層的注漿效果。
本發明提供的一種水下卵石層基坑帷幕注漿施工方法，在不擾動原河床卵石層結構的情況下，利用鉆機把帶有特殊噴嘴的注漿導管鉆進土層的預定位置后，用高壓泥漿泵等高壓發生裝置，使漿液成為25~35MPa的高壓噴射流，從注漿管底部側面的噴嘴噴出，同時鉆桿以一定速度徐徐提升，不斷以強力沖擊切削土體，除一部分細小土粒隨漿液冒出外，其余在噴射力有效作用范圍內從土體剝落下來的土顆粒與漿液充分攪拌混合，并按一定的漿土比例有規律地重新排列。漿液經一定時間凝固后即在土中形成了一個固結體，其形狀與射流移動方向有關，采用旋噴法的情況下噴嘴一面噴射一面旋轉提升，因此固結體呈圓柱狀。漿液擴散范圍內卵石層固結連接成一個整體，從而防止卵石層滲水，起到加固基坑和止水帷幕的作用。