摘要：武汉市大汉阳地区现代有轨电车试验段工程枫树桥桩基础施工时发现负压地下承压水，经进一步地质补勘，并结合实际施工情况，采用中深井减压降水及注浆加固等技术对其进行处理，保证了工程施工质量和进度，积累了技术经验。
关键词：桩基础；地下承压水；降水；注浆
1工程概况
武汉市大汉阳地区现代有轨电车试验线工程，起于黄陵官莲湖东侧止于东风大道，全长16.8公里。枫树桥位于后官湖大道上，该桥分为公路桥和有轨电车专用桥，起止桩号为K11+410.908〜K11+513.508，全长102.6m，桥梁上部构造为（23.2+25+25+23.4）m预应力混凝土现浇箱梁，下部构造为门式墩、承台及桩基础，桩基为钻孔灌注桩，桩径为1.2m和1.5m，桩长为27m〜30m。
2工程现状及处理措施
公路桥右幅1-1#、2-2#、3-2#桩基成孔时，由于地下承压水位高于护筒顶面，桩基揭穿底下承压含水层后，孔内水位上升，砾间泥质受涌水冲刷，导致孔壁坍塌，无法正常成桩，随即对桩位进行回填。
2.1经过对桩位进行补充勘察，显示在23.0m～25.0m深度位置，向下倾斜至埋深约30.4m位置，土洞原地层为角砾富集地层，即地下承压水富集位置，经扰动后，原土洞土质被带走形成负压而使土洞部分扩大。
2.2经过多方案对比筛选，结合专家咨询意见，本桩基的处理措施为采用中深井减压降水，控制水头标高，将承压水位降至施工平台标高以下2.0m左右，对已回填处理的桩位进行注浆加固，确保孔壁稳定及成孔、混凝土浇筑等桩基质量。
3桩基地下承压水施工方案
3.1中深井减压降水法
日前场区围堰已完成，地面标高18.20m，围堰外后官湖水位标高19.50m，承压水含水层③-2a含砾粉质粘土，顶板13.2m〜9.8m，底板埋深-11.20m〜-16.30m，厚度 14.70〜25.10m，参考岩土工程勘察报告确定场区承压水静水位标高为20.20m。
根据补充勘察报告及专家咨询意见，为使孔内水位稳定，保证钻孔灌注桩成桩质量，降低施工施工区域承压水头高度，采用中深井减压降水。
3.1.1设计降水井
采用《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012附录公式，按均质含水层承压水完整井稳定流考虑。
计算公式：Q= 2×∏×K×M×Sd/ln（1＋R/r0）
式中：
Q——预估涌水量（m3/d）；
K——含水层渗透系数（综合取值12m/d）
M——含水层厚度；
Sd——地下水位的设计降深；
R——抽水影响半径（取值60m）；
r0——环形井点系统的引用半径。
经计算单坑涌水量为：Q=8718.98m3/d=363.25m3/h。
根据施工方案单井抽水量为30m3/h，则布置降水井12口。
3.1.2降水井开启要求
根据地下承压水的水位、桩基成孔处的土层地质条件等因素综合考虑降水，在满足桩基施工区域不发生突涌的前提下，尽量少抽水。施工前3〜5天开启降水井，待施工区域的地下水位满足要求后开始桩基施工。在降水维持过程中，合理调整抽水井开启数量，并采用局部施工区域集中开启部分降水井，而适当关闭其它区域部分降水井来控制。
3.1.3降水井深度及结构
1）深度设置
为了降低地下承压水位，保证降水井的含砂量不超过有关规范要求，综合考虑施工区域承压含水层底板埋深起伏较大及实际地质条件，深度定为30m（完整井，井底以揭穿基岩面为准）。
2）结构型式
降水井壁管：0〜10m为实管，10〜30m为花管，井壁管直径为250mm，实管侧壁密封无孔隙，花管侧壁钻孔，孔径18mm，孔距5cm，呈梅花桩型交错布置。滤管外包缠12目铁丝网一层，60目尼龙网三层，尼龙网包扎完毕后用铁丝捆绑牢实。
滤料围填：井管与孔壁之间5〜30m围填滤料，反滤料为直径 2〜3mm的绿豆砂。
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粘土封孔：在滤料围填面以上（0〜5m）采用风干粘土球填至地表并夯实，井口管外封闭。
3.1.4单井及群井试验
1）单井抽水试验
按照相关标准规范要求，对降水进行抽水试验，以校核所采用的水文地质参数，收集数据为优化施工方案提供依据。
2）群井联网抽水试验
降水井全部施工完毕后，进行联网降水试运行，检验降水效果，同时验证供电、排水能力，确保桩基施工质量。
3.1.5降水运行及监测与评估
为减小降水对周边环境的影响，根据施工区域地下水渗流情况对降水井运行进行动态信息化控制，做到按需降水，减少减压降水导致相邻地面的沉降。
降水井开启后，地下承压水位降低或能使周边土层产生附加荷载，对周围既有构筑物及市政设施可能发生不同程度的沉降，应按规范要求做好监测及评估。
3.2注浆加固回填土层法
采用水泥浆体在一定压力下被注入土体孔隙后迅速凝结，形成强度较大和渗透性较小的固结体，填充土体中的孔隙和微裂隙，降低渗透性，减少渗流量，提高土体的抗渗能力，提高土体的抗压、抗剪切强度和变形模量，从而有效加固原孔内回填土的力学强度及抗渗能力，使桩基成孔过程中孔壁稳定。
3.2.1注浆加固法参数
孔位：以待处理桩位为圆心，桩位中心为1号注浆孔，以1.2m为半径设置2、3、4号注浆孔，且三孔平面呈等腰三角形。
孔径：采用Φ91〜Φ108m垂直孔。
深度：注浆处理深度为地面下2.50〜30.00m。
数量：注浆孔暂定12个（每桩位4个），数量根据注浆扩散半径及地层吸浆量调整。
管材：注浆管采用强度较低的Φ48mmPVC管，严禁采用钢管或镀锌水管。
水泥浆：采用P.O42.5普通硅酸盐水泥形成1：1水灰比的浆液。
3.2.2注浆施工流程
施工流程：定孔位—钻机引孔—下注浆花管—上部封孔—搅拌浆液—注浆—封孔。
利用工程钻机引孔，把带花孔的注浆管安装到位，搅拌机造浆，注浆泵以0.2〜2MPa的注浆压力将水泥浆液挤压到地层，完成注浆后封孔。以孔口反浆或注浆压力剧增至5MPa 为终止控制。
3.2.3注浆加固技术措施
1）收集工程地质条件及设计资料，掌握施工区域地层，土质的含水量及地下障碍物和相邻桩位的情况，并确定相应处理措施。
2）对进场的材料、设备器具重新检验，对作业人员做好培训及安全技术交底。
3）根据工艺要求，进行试孔注浆时，确定水泥浆液及注浆压力等指标。
4）适当延长相邻注浆孔施工时间的间隔，待相邻孔浆液基本凝固或具有一定强度后，再施工另一孔，且相邻孔不宜在同一高程钻孔中注浆。
5）如遇地下或周边障碍物可对注浆孔位作适当调整。
3.2.4特殊情况的处理措施
注浆过程中，浆液冒出地表或串浆，应立即采取相应的技术处理措施：
1）降低注浆压力，同时提高浆液浓度，必要时掺砂或水玻璃；
2）限量注浆，控制单位吸浆量不超过30L/min〜40L/min；
3）采用间歇注浆法，即发现冒浆后就停止注浆，待15min左右再注浆；
4）适当加入速凝材料，缩短浆液的凝固时间；
5）若串浆孔为待灌孔，采取同时并联注浆的措施处理；若串浆孔正在钻孔，则停钻封闭孔口，待注浆完后达到一定强度后再恢复钻孔。
4结束语
通过对武汉市大汉阳地区现代有轨电车试验线工程枫树桥公路桥梁桩基检测报告及周边构筑物、市政设施沉降监测与评估分析，在处理负压地下承压水导致的桩基成孔困难的问题上，中深井减压降水与注浆加固回填土层的技术措施起到了实用的效果，在确保施工质量的前提下，也保证了施工进度，为后期建设武汉市大汉阳地区桥梁工程施工提供了经验支持和技术保障。
参考文献
[1]郦华伟 王国建 潘益民：诸永高速公路浦阳东江大桥桩基础施工溶洞处理技术 公路交通技术 2010年2月第1期
论文作者:李开翔
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/14
标签：注浆论文; 桩基论文; 浆液论文; 含水层论文; 水位论文; 地下论文; 钻孔论文; 《基层建设》2017年第34期论文;