昌江凰岗枢纽船闸裂缝处理

吴社德

摘 要：本文分析了凰岗枢纽船闸裂缝产生的原因，阐述了裂缝处理的工艺特点，详细介绍了单孔旋喷灌注桩的施工工艺，

成桩后强度试验和取芯检查都说明这次裂缝处理是成功的。

关键词：船闸裂缝裂缝处理高压单孔旋喷灌注桩

昌江渠化工程凰岗航运枢纽船闸土建主体工程于1987年9月至1988年10月份施工完毕，至今已近17年，枢纽于1992年2月完成蓄水调试并正式启用。昌江渠化工程是江西省内第一个航运渠化工程，而凰岗枢纽是昌江渠化工程中第一个单纯航运性质的枢纽工程，它的建设可以调整、改善江西地区的综合运输结构，发挥水运的潜在优势，对加强江西经济带的联系，加速景德镇地区经济发展，具有十分重要的意义。

2004年7月30日，凰岗枢纽管理站对船闸进行观测，发现船闸第5～6联接缝有微弱的水平位移。2004年9月28日观测，该裂缝水平位移有加大现象，且同时在第5联右闸墙中部有一条从墙顶往下的新裂缝，闸墙内侧缝长约7.5米，外裂缝已贯入水中。

裂缝产生的原因

根据2004年7月30日初测，截止2005年3月8日并通过排干闸室内积水，清除底板淤泥后观测，发现第5联底板有一裂缝，缝宽6～8毫米，且在接第6联端部约65厘米处有冒水现象。第6联也有通缝，缝宽1～3毫米。缝口有10*5毫米的结晶体。通过对船闸地基基础、施工工程、结构设计等研究，最后认为底板断裂及产生裂缝原因是船闸底板强度不足以及船闸建在软基上、十几年来河水对闸室地基的冲刷造成地基强度不均匀所致。

裂缝分布与处理方案

1、 裂缝的分布

根据现场查看：裂缝位于5～6两联，共有两条。第5联右闸墙内侧缝长约7.5米，第5联底部裂缝宽6～8毫米，延伸至第6联缝宽1～3毫米。

2 、裂缝处理方案

根据船闸底板和闸墙裂缝的分布情况，处理方案是防止闸墙变位，加固地基，阻止裂缝延伸，修补裂缝并止水。

船闸闸室处理工程：①闸室底板加铺C30钢筋混凝土。②闸墙及底板裂缝进行灌浆。

船闸外侧处理工程：设置高压旋喷桩，对闸室右侧地基进行加固。

裂缝处理的主要施工方法

1、闸室底板加铺C30钢筋混凝土工程

凿除原闸室底板上层钢筋的混凝土保护层后，在浇筑混凝土施工前，必须将其表面的残渣清洗干净并抹一层纯水泥净浆。

加铺Φ20Ⅱ级钢筋，钢筋端部采用风钻打孔锚固，孔深50厘米。

浇筑18厘米的C30混凝土。

2、闸墙、底板裂缝进行灌浆工程

闸室底板裂缝处理采用GN300型回旋钻机，成孔直径70毫米，孔距2米，钻孔深度为芯样无裂缝并继续钻孔30厘米，并最少穿过裂缝面50厘米。

据裂缝深度进行制作灌浆管并埋设，同时进行清孔和裂缝口凿除处理。

封缝采用环氧泥胶，灌缝压力根据用浆量和时间得出最佳压力控制值为0.5MPa。

3、 闸室右侧基底加固工程

闸室右侧地基高压旋喷灌浆加固工程：①采用高压旋喷单管法对闸室右侧设置桩基，桩距1.10 米，成桩桩径1.20米；钻孔应穿透黏土层。②高压旋喷桩施工应在混凝土终凝后，取芯作承载试验，检测数量不得少于总量的30%；且加固后的地基承载力要大于加固前地基承载力的120%。

闸室外侧抛石加固工程：高压旋喷桩完成后在闸室右侧抛石，抛石长度135米，底标高12.10米，顶标高15.10米，抛石顶宽3.0米，坡度1∶1.5。

高压单孔旋喷灌注桩施工工艺

1、工艺流程

表面清理→灌浆孔布置及钻孔→插管→试喷→喷射作业→结束位移→封孔

2、主要施工工艺

采用青溪峰普通硅酸盐425号水泥，每次拌制1袋，加65kg水，并加入0.2kgFND高效减水剂，拌制完后经过1mm细筛倒入储浆槽，并不断搅拌。当钻机钻至设计深度，将喷管慢慢下入孔底并输送高压浆液，浆液从孔底冒出，开始旋转和提升喷射杆。严格按照提升速度和技术参数控制，防止喷嘴堵塞出现断桩。在喷射过程中时刻注意高压泵的运转情况，压力应维持在24MPa，发现异常应及时停机。当喷射注浆完成后，随即进行静压注浆，并随沉随补，直至孔口浆液不再析水下沉为止。

3、施工机具与材料

旋喷机1台，钻头上的喷嘴为单管喷嘴，旋喷直径60cm；高压泵BW200/50型1台；口径5mm高压胶管（50MPa）；25mm高压钢管（50MPa）；灰浆搅拌机1台；搅拌式储浆槽1个。

4、高压旋喷单管法

利用钻机等设备，把安装在注浆单管底部侧面的特殊喷嘴置入土层设计深度后，用高压泥浆泵以24Mpa的压力使浆液从喷嘴中喷出冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动使浆液从土体中崩落下来的土搅拌混合，经过一定时间的凝结在土中形成圆柱状的结体，从而达到加固地基的目的。高压喷射注浆的施工机器及设备由高压发生装置、钻机注浆、特种钻杆和高压管路四部分组成；主要包括钻机、高压泵、泥浆泵、空气压缩机、注浆管、喷嘴、流量计、运浆管、制浆机等。单管法高压旋喷施工中的单管是实现单管喷射工艺的主要设备之一，供其内部输送高压浆液；它由导流管、钻杆和喷头三部分组成。

质量控制及检验

1、施工质量控制要点

通过试桩选定施工各项技术参数以保证有效桩长。

高压旋喷过程中，冒浆量为注浆量20%为正常，若大于20%或者完全不冒浆应及时处理。

随旋喷提升到桩顶时抽取制作反浆试块，以检测判定其桩体强度是否达到设计要求。

2、桩体质量检查

7天后，施工方自检，将样本桩挖出，测量桩径满足设计要求，并劈开桩体，桩体完整，后将桩体切割成试块，强度检测合格。

28天后，景德镇工程质量检查站、业主方和监理方进行联合开挖检查和钻孔取芯检测各项指标都符合设计要求并全部合格。

结束语

此次昌江凰岗枢纽船闸技术改造工程，在江西省内率先采用了高压单孔旋喷灌浆技术运用于船闸基底浅基防护。采用此技术就工程上讲增加了基底强度，提高了基底承载力，并对船闸起到了止水防渗的效果；就投资上讲，一次性投资较大，但从长远来看，节省了每年人力、物力的投入，而且防护效果显著提高，所以采用高压单孔旋喷灌注桩进行船闸浅基加固不失为明智的选择。从后来的质量检验及八年船闸运行情况来看，此次凰岗枢纽船闸裂缝处理工程是成功的。