¿Una breve discusión sobre la aplicación de pilotes de inyección de lechada a alta presión en la construcción de encepados de pilotes bajos en aguas profundas?
Los métodos de construcción convencionales para tapas de pilotes bajos en aguas profundas generalmente utilizan ataguías de acero de pared simple y doble que se hunden hasta la elevación para una construcción de sellado posterior de concreto. Sin embargo, dado que la geología de la superficie del lecho del río del muelle principal del puente de la autopista Bengbu Chaoyang Road Huaihe es de arcilla dura y la base de la capa cae en la capa de arena y la capa permeable de limo arcilloso, es más complicado y difícil para la ataguía. hundirse hasta la elevación de diseño. Combinado con el principio de que los pilotes de lechada por chorro de alta presión pueden detener el agua y soportar el agua, se utiliza audazmente en aguas profundas para combinar orgánicamente la ataguía con los pilotes de lechada por chorro de alta presión, lo que no solo resuelve el problema del hundimiento de la ataguía a través del gruesa capa de arcilla dura, pero también supera los problemas de retención y soporte del agua cuando la plataforma de tapa se excava hasta la capa de arena y la capa de limo arcilloso. Introduce principalmente la aplicación de impermeabilización y soporte de cortina vertical de pilotes con inyección de lechada a alta presión en la construcción de encepados de pilotes bajos en aguas profundas.
2. Descripción general del proyecto
El puente de la autopista Bengbu Chaoyang Road Huaihe es un gran puente de carretera que cruza el río Huaihe, con una longitud total de 1730 m y cuatro carriles de dos vías. El tramo principal es un marco rígido continuo de hormigón armado pretensado de 140 m, y el muelle principal está ubicado en el río Huaihe. La cimentación adopta pilotes cilíndricos incrustados en roca perforados de 1,4φ2,0 m y una plataforma de capa baja, y la profundidad del agua de construcción es de 4 a 6 m. Su forma estructural se muestra en la Figura 1.
(1) Ingeniería Geológica
Las condiciones geológicas de la pila del puente de arriba a abajo son las siguientes:
(a) Capa de arcilla dura: capacidad de carga 260 Kpa, espesor de capa 2 ~ 4 m, máxima resistencia a la fricción 60 Kpa.
(b) Capa arcillosa, limo y arena: dos tercios de la ataguía son capa de arena, con una capacidad portante de 80Kpa. El espesor de la capa es de 2,2 m y el resto es una capa de limo pegajoso de plástico blando con un espesor promedio de 1,5 m, una penetración estándar de 13 golpes y una capacidad de carga de 180 kPa.
(c) Capa de arcilla plástica dura: espesor promedio 5,75 metros, número de penetración estándar de 13 golpes y capacidad portante de 220 kPa.
(d) Debajo se encuentran capas de limo arcilloso y formaciones rocosas.
Consulte la Figura 1 para conocer el diseño geológico específico.
(2) Agua subterránea
El muelle principal está ubicado en el agua del río Huaihe, y el suelo arcilloso expuesto es impermeable. Solo la capa de arena y la capa de limo arcilloso son permeables. La capa complementa el agua del río Huaihe.
3. Plano de construcción
(1) Selección de ataguía
La sección inferior de la ataguía es una ataguía de acero de doble pared y el resto son de una sola pared. Ataguías de acero con paredes de diámetro exterior φ = 26,6 m, diámetro interior de 25 m, altura de 16 m y peso muerto de 237 t. Teniendo en cuenta el peso ligero de la ataguía, es difícil superar la enorme resistencia a la fricción en el exterior utilizando el método. de la presión interna del suelo. De acuerdo con la construcción de la ataguía geológica, se hunde entre 1,5 y 2,0 m, y luego se utilizan pilotes de lechada por chorro de alta presión como soporte, se utilizan cortinas verticales para detener el agua y se lleva a cabo la construcción de la tapa.
(2) Diseño de pilotes de inyección de lechada a alta presión
①Disposición de los pilotes
Según el diseño, se disponen dos filas de pilotes a lo largo del limo viscoso. Área de capas fuera de la ataguía. Disponga tres filas de pilotes en el área de arena. El espaciamiento de los pilotes es de 0,1 m, el espaciamiento de los pilotes es de 501 m, la longitud del pilote es de 9,0 m, el diámetro del pilote es de 0,7 my la punta del pilote penetra en la marga plástica dura por más de 1 m. El diseño específico se muestra en la Figura 2 y el modelo de cálculo se muestra en las Figuras 3 y 4.
Después del cálculo, la tensión cumple los requisitos.
② Mecanismo de construcción del pilote de inyección por chorro de alta presión
La plataforma de perforación utiliza un pilote de inyección por chorro de alta presión de un solo tubo XPZ-50 y una bomba de inyección de alta presión BWT100/30. Cuando la plataforma de perforación alcanza la elevación de diseño, la máquina de chorro rotativo de alta presión baja el tubo de lechada con una boquilla horizontal hasta el fondo del pozo. El equipo de alta presión rocía la lechada desde la boquilla a una presión de 20 Mpa, impacta y. corta el suelo y se mezcla con el suelo. A medida que el tubo de lechada gira y se eleva para formar una pila cilíndrica, la lechada y el suelo pasan por una serie de procesos.
③Requisitos de diseño
El coeficiente de permeabilidad de la capa de arena y la capa sub-arena en la cortina de pilotes de inyección por chorro de alta presión es K≤1x10-7㎝/s, y la compresión La resistencia de la pila es de 3Mpa.
4. Proceso de construcción
(1) Diagrama de flujo
La plataforma de perforación está en su lugar → guía el orificio (expansión) hasta la elevación de diseño → tapa la boquilla vertical → mezclar la lechada → pulverizar rotativamente de abajo hacia arriba → enjuagar → reemplazar.
(2) Secuencia de construcción
Primero pruebe 2 o 3 pilotes para comprender la tecnología de construcción y el efecto de pulverización rotativa, y finalmente determine los parámetros de construcción. Antes de la construcción de pilotes de inyección de lechada, primero se debe construir la fila interior de pilotes y luego la fila exterior de pilotes. Para garantizar un buen entrelazado entre pilotes, se debe utilizar el método de un salto y el intervalo debe ser superior a 36 horas.
(3) Selección de parámetros de construcción
Presión de la bomba: 20Mpa
Diámetro y cantidad de la boquilla: 2,3 mmx1~2,4 mmx1.
Caudal: 37~40L/min
Velocidad de elevación de la tubería de perforación: 30cm/min para suelo arcilloso.
Suelo arenoso 15㎝/min
Velocidad de rotación del tubo de perforación: Suelo arcilloso 30r/min.
Suelo arenoso 15r/min
Relación agua-cemento: 1,1~1,2
Cemento: 32,5, la dosis de cemento por metro es de 125 kg/m/m
Aditivos: cloruro de sodio 1,5%, trietanolamina 0,03% o vidrio soluble 1,5%, módulo de vidrio soluble 2,4~3,4, concentración 30~40 grados Baume.
Nota: La trietanolamina y el silicato de sodio no se pueden utilizar juntos, de lo contrario se producirá una reacción química.
5. Resumen
Se utilizó por primera vez en el muelle principal del puente de la autopista Huaihe en Chaoyang Road en Bengbu de agosto a septiembre de 2001 y logró buenos resultados. De acuerdo con las condiciones de excavación de la plataforma de tapa, el soporte y el tope de agua cumplen con los requisitos de diseño.
La excavación de tapa se cambió de extracción de suelo ordinaria a excavación manual, lo que no sólo ahorró mucho tiempo (5000m3 de suelo solo tomó 15 días), sino que también resolvió el problema del hundimiento de la ataguía en la capa de arcilla dura. Será lo mismo en el futuro. Sin embargo, el problema es que durante la construcción de pilotes de inyección de lechada, la precisión de la verticalidad de los pilotes debe controlarse dentro del 1‰ y el error de posición de los orificios guía es inferior a 5 cm para garantizar el entrelazado de los pilotes. De lo contrario, se producirá filtración de agua y será difícil el control de la construcción.
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