渗透注浆法在防护工程中的应用

李文通

摘要:结合工程概况,提出采用渗透式注浆方式作为加固防护方案,对其注浆设计计算过程、施工工艺、施工注意事项、质量检查等方面进行了介绍,并对其施工效果进行了评价,以供类似工程参考借鉴。

关键词:渗透注浆法,注浆设计,防护工程,钻机

中图分类号:T U472文献标识码:A

注浆施工是一种应用广泛且有效的地基加固防护措施。渗透注浆法是静压注浆施工中的一类。其作用机理为:在压力作用下使浆液充填岩土的孔隙和裂隙,浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结在一起成为一个整体,形成一个结构新、强度大、防水性能高、稳定性良好的结石体。

1注浆方式的采用

采用注浆施工是一种较为简便的施工方法,为在今后的施工中便于应用,特将徐州华润立交桥引道加固方案做一算例。

1.1工程情况

徐州华润立交桥引道工程,其地质情况为黄河故道沉积粉土,深度为表层以下14m,原状土承载力为1kg/cm2,且遇水及扰动呈流砂状,引道顶面为水田。引道按照设计施工完毕后,经暴雨后,在水田间坍塌,流砂在引道排水系统中溢出。

1.2对策

经监理单位、建设单位和施工单位协商,采用灰土封闭。灰土封闭施工完毕后,又遇暴雨仍然坍塌,故决定采用渗透式注浆方式进行加固防护。

2注浆设计及计算

2.1根据原状土的土力试验和施工机械确定的数值

渗透系数K=1.2@10-5cm/s,浆液粘度比B=16@10-3Pa#S,土样孔隙率n=42%,注浆深度为6m~10m(根据土力计算及稳定性验算),钻杆(注浆管)为<32mm,注浆压力为0.2M Pa,每段灌注间隔时间t=15s。

2.2确定浆液扩散半径r1(按照球型扩散理论)

r1=[3@K@h1@r0@t/(B@n)](1/3)。

其中,h1=0.2M Pa;r0=16mm。

计算得:r1=1.37,取为1.4m 。

2.3孔距l的计算

1)浆体设计厚度确定为T=1.5m。

2)孔距:采用单排孔。

r=1.4m,l=2@[(r2-T2/4)(1/2)]=2.36m,取l=2m。

3)每次提高距离D确定为2.0m。

4)浆孔布置图见图1。

2.4灌浆总量计算

1)引道长度220m,灌浆部分为180m,灌浆深度6m~10m,共91个注浆孔。

2)注浆土体为Q=K@V@n,式中K=0.35,Q=592.7m3。3施工工艺

3.1注浆材料及配置

该工程采用水泥粉煤灰浆液,根据试验室配置,水泥B粉煤灰B 水=1B1B2,采用32.5号水泥,粉煤灰为Ò级。

3.2注浆设备

1)钻机:该工程采用钻孔取样钻机,钻头上布有注浆孔,钻杆采用<32mm钢管(注浆时也采用)。2)注浆泵:采用T BW-50/15泥浆泵。3)浆液搅拌器:采用圆形搅拌机,有效容积为1m3。4)输浆管:高压胶管<32mm(带接头)。5)其他设备:流量计、压力表、逆止阀、止浆塞、储浆罐、手拉葫芦、三脚架等。

3.3施工工法

1)施工准备:建好搅拌站,铺设好输浆管路,按图2所示连接好注浆系统。2)钻机钻孔:接钻杆,钻至设计深度。3)钻完后,搭设三脚架和手拉葫芦,接好输浆管。4)注浆,达到时间后提升,直到灌注完毕。5)再进行下一孔的施工。6)全部注浆完成后,顶部50cm

范围内三七灰土封顶。

4施工注意事项

1)注浆前,应先试注2孔,确定其浆体有效厚度和压力速度,并在正常施工中予以调整。2)注浆应由低向顶,注浆压力由小到大的原则进行施工。3)施工中应加强观测,并形成记录。4)若顶部冒浆或隆起,可适当调整灌注速度、压力、浆液稠度。

5质量检查

1)注浆结束28d后进行检验,可采用静力触探、动力触探、现场抽水试验等测试加固前后土体的力学指标、渗透系数、力学系数等。2)注浆效果评价:检验点一般为灌浆孔数的2%~5%,灌浆加劲水泥搅拌桩和锚钉在深基坑支护的应用

叶卫良

摘要:根据平阳鳌江第二水厂工程的特殊地理位置及地质条件,采用加劲水泥搅拌桩和锚钉的支护方案,对该方案的支撑体系和原理进行了分析,详细介绍了该工程的施工方法,并对该工程进行了监测,监测结果验证了该支护方法的可行性。

关键词:深基坑,水泥搅拌桩,锚钉,施工,地质条件

中图分类号:T U463文献标识码:A

平阳鳌江第二水厂工程拟建于鳌江镇园林路北侧,东边为职业技术学校,南边邻河(相距仅6m),西边为河,北面临街。该工程日供水5万t,由反应沉淀清水池、滤池、送水泵房、变配电间、加药间等组成,其中反应沉淀清水池:底层为清水池,长104.1m,宽19.7m,净高4m,埋于土中,埋深3.6m,基坑开挖深度3.85m;二层反应沉淀池:长104.1m,宽15.7m,高3.7m。

该工程地处温州海滨平原内,地形平坦,地貌单一。基坑开挖范围内,场区地质自上而下分层为:¹杂填土层0.7m~4.4m;º粘土层1.2m~1.8m,底部逐渐向淤泥层过渡;»淤泥层11.3m ~14.4m,青灰色、流塑性、局部夹少量粉细砂;¼粉质粘土6m~ 7m,中偏低,压缩性且全场分布。场地在勘探深度范围内,地下水为潜水型,埋深0.9m~1.86m。

1围护方案选择

根据土层分布和土质性质,基坑围护方案选择如下:

1)钻孔灌注桩及支撑的围护;2)喷锚支护的围护;3)加劲水泥搅拌桩和锚钉的围护。

采用钻孔灌注桩支护:钻孔施工泥浆护壁对周围环境影响较大,且本工程邻河,灌注桩间止水性差,需插入水泥搅拌桩,按悬臂构件设计时桩顶变形大,工程造价3600元/m(按基坑水平延长米计)。

采用喷锚结构支护:截面抗弯刚度、整体性及防水抗渗性等均满足要求,但锚杆长(约10m~14m),受到东边住宅基础和南边邻河的,无法满足锚固长度的要求,工程造价2000元/m。

采用加劲水泥搅拌桩和锚钉的支护:施工的水泥土能改变基坑壁土质结构,在水泥搅拌桩的桩心插入毛竹能增加桩的抗剪及抗弯刚度,同时在搅拌桩的侧壁打入锚杆并向锚杆中喷入水泥砂浆,从而防止搅拌桩侧向变形位移过大。这样既满足基坑壁的整体稳定性和截面抗弯刚度,又达到防水抗渗的要求。施工时对环境影响小,施工简洁,速度快,同时可与工程桩同时施工,其工程造价1500元/m。

考虑工程的特殊地理位置及地质条件,结合工程造价的比较;经综合分析,并征得业主、监理和设计院同意;决定采用加劲水泥搅拌桩和锚钉的支护方案。

2支撑体系及原理分析

1)支撑体系。

本工程基坑支护结构:沿基坑四周施工一排加密连环搅拌桩,桩径60cm,桩间距50cm,桩与桩之间搭接10cm,桩长12m,水泥掺入比15%,桩中心插入6m长的通直毛竹,毛竹直径7cm~ 9cm。在土方开挖过程中打入锚杆(钢管),钢管长6m,直径48mm,管壁钻@60cm<1cm的孔眼,锚杆沿基坑深度方向设置三层、沿基坑水平方向每3m设置一根,然后向钢管内高压喷入水泥砂浆,即水泥砂浆通过钢管内径和小孔进入土层而凝固,形成锚钉体系,使加劲水泥搅拌桩通过锚钉牢固地与基坑壁土层结合成整体结构,构成一个重力式挡土支护体系。

孔数较少者可适当增加检验点数。若检查点数不合格率达到或超过20%或虽小于20%但均值达不到设计要求者,应对不合格注浆实施重复灌浆。

6施工效果

工程完工28d后,对该工程进行了检验,采用标贯试验和渗水试验检查,合格率达到96%,经历了几次暴雨,再也未出现坍塌及流砂现象。证明注浆效果是十分可靠的。

7结语

通过对该工程的注浆施工,初步掌握了渗透注浆的一些施工方法,但注浆方法还很多,如劈裂注浆、压密注浆、电动化学注浆、高压喷射注浆等,其理论、计算方式、施工方法等与渗透注浆有所不同。在今后的施工中可以比较实用,以期达到优质、低价、缩短工期的效果。

参考文献:

[1]于长军.注浆法加固软土地基在马店溪中桥的应用[J].山西

建筑,2006,32(6):114-145.

[2]贡强.注浆加固在防治山区高速公路下沉中的应用[J].山

西建筑,2004,30(6):110-111.

The application of permeation grouting method in protection works

LI Wen-tong

Abstract:Combined w ith practical work permeat ion grouting method is selected for reinfor cement scheme of protect ion wor ks.Detailed intro-duction is made from gr outing design,calculation,construction metho d,matters deserv ing attentio n in constr uction,quality inspection and ot her aspects.In the end construction effect is valuated in order to provide r eferences for similar w orks.

Key words:per meation grouting method,grouting design,protection wor k,driller