破碎巖基地基處理施工技術(shù)

摘要：本文通過富春江船閘擴建改造工程的工程實例，主要介紹了船閘地基處理在破碎巖基條件下的固結(jié)灌漿，以及具有防滲要求的帷幕灌漿施工應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地基處理;破碎;固結(jié)灌漿;帷幕灌漿

1、工程概述

富春江船閘擴建改造工程區(qū)域內(nèi)地質(zhì)條件復(fù)雜，巖石破碎、多裂隙，巖石主要以凝灰?guī)r為主，局部夾凝灰質(zhì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。主要采取了以下地基處理措施：

（1）對于閘室與下閘首交接部位的F3斷層，對基礎(chǔ)下部采用槽挖方式清除斷層上部破碎帶（清除厚度約3.1m），然后對其下部采取固結(jié)灌漿，漿液采用水泥漿。對于下閘首，基礎(chǔ)下部附近斷層破碎帶處理方式與閘室段相同。

（2）巖體透水性屬中等透水，因此對于船閘底板四周采取帷幕灌漿防滲措施。

2、固結(jié)灌漿和帷幕灌漿施工

我們先在下閘首右邊墩進行了固結(jié)灌漿試驗，在下閘首左邊墩進行了帷幕灌漿試驗。通過灌漿試驗：（1）取得合宜的灌漿材料、最優(yōu)的配合比，灌漿壓力、灌漿段長度、漿液變換和結(jié)束標準，（2）在初步擬定的設(shè)計基礎(chǔ)上，以試驗段所得的成果作為基礎(chǔ)灌漿，并作為設(shè)計施工的主要參考資料。

2.1施工布置及施工要求

下閘首及15#～20#閘室區(qū)域根據(jù)現(xiàn)場基槽開挖出露的巖面情況，進行固結(jié)灌漿;具體布置如下：

部位

閘室（中底板）

孔底標高

閘室（中底板）排距

閘室（中底板）孔距

閘室（中底板）孔徑

15#～16#閘室及中底板

-12m

4m

4m

65mm

17#～18#閘室及中底板

-16m（-12.81m）

4m（5m）

4m（5m）

65mm

19#～20#閘室及中底板

-20m（-12.81m）

4m（5m）

4m（5m）

65mm

下閘首

-16m

4m

4m

65mm

本船閘灌漿帷幕的具體布置如下：

部位

孔底標高

孔距

上閘首

-20m

2m

1#～2#閘室

-15m

2m

3#～16#閘室

-15m

2m

17#、18#閘室

-20m

2m

19#、20#閘室

-23m

2m

下閘首

-23m

2m

閘首、閘室結(jié)構(gòu)下帷幕灌漿孔兼顧作為固結(jié)灌漿孔，宜分序進行，按照先固結(jié)后防滲的順序，逐級加密。

固結(jié)灌漿和帷幕灌漿完成的施工部位如下圖示：

2.2施工工藝和方法

防滲帷幕、補充帷幕均采用地質(zhì)鉆機成孔，而固結(jié)孔及帷幕孔則采用潛孔鉆成孔，帷幕主要采用自上而下分段鉆灌法，均進行了24h的待凝，固結(jié)孔對于孔深6m左右的淺孔固結(jié)采用全孔一次灌漿法，對于深度在6-13m的中深孔，采用自上而下分段灌漿。固結(jié)灌漿及帷幕灌漿均采取Ⅲ序進行，使用純水泥漿孔內(nèi)循環(huán)法灌注，其主要工藝流程如下：

孔位放樣→鉆機對中固定→分序、分段鉆孔→鉆孔沖洗→測量孔深→裂隙沖洗、簡易壓水→灌漿，達到設(shè)計要求及規(guī)范標準→封孔

2.2.1鉆孔工作

（1）孔深：固結(jié)灌漿滿足設(shè)計孔深，帷幕灌漿以深入ω=0.05等值線下3m和灌漿孔底標高為控制標準，若超過灌漿孔底標高，采用懸掛帷幕。

（2）鉆孔自上而下分段鉆灌進行。采取措施控制孔斜，及時糾偏。

（3）孔距：防滲帷幕孔距2m，圍繞船閘四周底板周邊單排布置，補充帷幕加密孔孔距為1m;固結(jié)灌漿孔距和排距均為4m，局部為3m。

（4）孔序：固結(jié)鉆灌施工分Ⅱ序排Ⅲ序孔，帷幕分Ⅲ序進行，按Ⅰ序→Ⅱ序→Ⅲ序→檢查孔的順序進行，且按先固結(jié)后帷幕的次序鉆灌。

2.2.2沖洗及壓水試驗

沖洗分鉆孔沖洗和裂隙沖洗，先鉆孔沖洗后裂隙沖洗。

鉆孔沖洗：灌漿孔鉆進結(jié)束后，進行鉆孔沖洗，孔底沉積厚度不大于20cm;用深達孔底的導(dǎo)管通入大流量水使水流由孔底往上從孔口返出，直至回水變清為止，或不大于20min。

裂隙沖洗：下阻漿塞，安裝孔內(nèi)循環(huán)裝置，由進水管內(nèi)用80%相應(yīng)孔段灌漿壓力水壓入，當回水管內(nèi)的回水澄清時結(jié)束。

壓水試驗：均采用單點法簡易壓水試驗法。固結(jié)灌漿孔在各序孔中選取不少于5%的灌漿孔在灌漿前進行簡易壓水實驗，壓力值可為灌漿壓力的80%，并不大于1MPa時，帷幕灌漿孔全部進行壓水試驗。

2.2.3灌漿施工

（1）材料：灌漿采用普通水泥漿液灌注。水泥采用建德紅獅牌P·O42.5水泥。

（2）水灰比：防滲帷幕以5：1開灌，遵循由稀到濃從5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1到0.5：1的原則變換;固結(jié)灌漿以2：1開灌，從2：1、1：1、0.8：1到0.5：1四個比級變換。

（3）壓力：帷幕孔第一段（接觸段）在巖石中的長度不得大于2m，灌漿壓力取0.5MPa，灌漿塞于巖面以上0.2-0.3m，砼與基巖接觸段一般應(yīng)待凝，先導(dǎo)孔可不待凝。接觸段以下灌漿塞于該灌漿段頂以上0.5m處，防止漏灌，各灌漿段結(jié)束后一般可不待凝，但在灌前涌水、灌后返漿或遇其它地質(zhì)條件復(fù)雜情況，則宜待凝，為避免抬動，灌漿壓力為接觸段以下按每米0.05MPa遞增，灌漿段長度取為5-6m，直至壓水試驗吸水量小于5Lu。最后將全孔做一次復(fù)灌。每段的灌漿過程中盡快達到設(shè)計壓力。灌漿結(jié)束標準為灌漿孔各段在設(shè)計壓力下，注入率不大于1L/min時，延續(xù)灌注時間60min，灌漿即可結(jié)束。固結(jié)灌漿根據(jù)設(shè)計要求孔深入巖大于6m以上采用分段灌漿法，灌漿壓力值為首段在0.2-0.4MPa，第二段在0.5-0.7"MPa，混凝土蓋板面抬動限為0.2mm。灌漿在不產(chǎn)生抬動的條件下盡快達到設(shè)計壓力。串通孔灌漿或并聯(lián)灌漿時，分別控制灌漿壓力。為防止產(chǎn)生抬動變形，灌漿過程中嚴格控制灌漿壓力，抬動變形不超過200μm。

（4）封孔：各孔全孔灌漿結(jié)束后即進行封孔，封孔采用0.5：1的水灰比，采用全孔灌漿法封孔，壓力與終孔段的灌漿壓力一致，確保濃漿返出孔口。灌后24小時檢查孔口漿液飽滿度，若孔口處漿液不飽滿則采用0.5：1的濃漿進行人工補注封孔、抹平。

2.3特殊情況處理

2.3.1冒漿處理

a、低壓灌漿。降低灌漿壓力，同時使用0.5：1的濃漿，待將漏漿出路堵塞處理后，再逐步提高灌漿的壓力，將漿液變稀，按正常規(guī)定繼續(xù)進行灌漿。

b、間歇灌漿：灌注一定量的濃漿后，或是當發(fā)現(xiàn)冒漿處出現(xiàn)濃漿時，