鄰近鐵路承壓水層橋墩開挖板樁擋土封底灌漿
砂質地層二重管封底灌漿地盤改良
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1.工程背景
某鐵路高架化工程部分橋墩與基樁連接處落於高透水性粉土質砂層中,因本砂層略厚,臨時性擋土用鋼板樁無法貫入至下方低透水地層,且該砂層具有承壓水特性,為避免開挖過程發生災害與影響鄰近運營中鐵路運輸安全,特委託專業廠商針對現場條件提出開挖封底方案,並於審查後交付執行。

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2.解決方案
本工程地表~GL-4.0m為弱透水性砂質粉土層,其下方~GL-15.5m為具承壓水特性粉土質砂層,橋墩底面深度約GL-5.0m,鋼板樁貫入深度GL-9.0m,開挖過程存在上舉、管湧等風險。為避免開挖過程及墩座施工時危害,擬定解決方案如下:
(1)橋墩底面下進行全面封底灌漿
(2)運用開挖面下方地層有效重搭配灌漿封層消除上舉、管湧等風險
(3)使用低壓灌漿方式進行地盤改良,避免損壞已完成基樁及擠壓鋼板樁
(4)採用長效性漿材降低地層透水係數同時提升地層凝聚力
(5)漿材與灌漿技術選用時需考慮地下水承壓特性,避免漿材沖散與短流。

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3.施工設計
本基地常態地下水位約GL-3.5m,豐水期設計地下水位GL-1.5m,但因橋墩座落於具有遠端連結承壓水特性的粉土質砂層中,為避免開挖過程及橋墩施工時出現災變,特運用鋼板樁搭配下層封底,進行施工設計如下:
(1)於鋼板樁圍束範圍內執行封底灌漿
(2)使用長效型低鈉矽酸鈉化學漿(SSA),瞬凝、緩凝配比進行交錯灌注
(3)採用二重管灌漿工法梅花形跳孔施工
(4)視各鑽孔地下水壓反饋特性,研判順/逆級灌漿方式
(5)運用劈距法壓力驗證封底灌漿成效,壓力不足者進行補灌漿,並於鄰近位置再次鑽孔驗證

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4.施工過程
部分須執行封底灌漿橋墩鄰近運營中鐵路,施工過程除了須要做好人員與機具防護外,亦須隨時監測並研判漿材是否有短流及擠壓鋼板樁情形,避免影響運營中鐵路安全。此外,部分橋墩位置因施工進度安排已進行局部開挖,雖減少鑽孔空打進尺,但現場須搭設作業平台,略耗費工作時間。

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5.執行成果
因為需要進行封底灌漿的橋墩分布較廣,每座橋端面積約8m×18m,施工過程難免因地層變化需要即時調整灌漿深度及位置。經業主、設計單位及施工單位緊密配合下,封底灌漿作業如期完成,測試過程除少數位置壓力測試略顯不足外,多數均符合設計要求。經過補充灌漿後進行現場開挖,各橋墩並未出現影響施工的湧水現象及周邊鐵路系統危害,順利完成鄰近鐵路承壓水層橋墩開挖板樁擋土封底灌漿工作。

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鄰近鐵路承壓水層橋墩開挖板樁擋土封底灌漿_砂質地層二重管封底灌漿地盤改良
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