工程信息

袖阀管注浆对厂房地基处理施工方法

日照市某垃圾处理厂位于三面环山的谷地中,下游设置截污坝,截污坝轴线长约250m,坝高约19mo 坝基设计采用固结灌浆和帷幕灌浆相结合的垂直防 渗系统,其中固结灌浆孔按正方形布置,上游4排,下 3排,间距均为2.0m,注浆压力0.3MPa;帷幕灌浆 位于固结灌浆孔之间,采用双排梅花形布置,排距与 孔距均为1.414m,注浆压力0.5〜l.OMPa,均采用循环 式注浆。平均深度约15m,要求进入微风化岩层不少 3mo防渗标准为,单位吸水率w0.03L/min・m2。

工程及水文地质概况

场地土层主要为花岗片麻岩风化层,自上而下为:

① 表层残积土,厚度约Im,主要以砾质粉质粘土为主;

② 花岗片麻岩全风化带,层厚0.50〜1.10m;③花岗片 麻岩强风化带,层厚5.50〜13.70m,平均层厚9.50m, 风化裂隙极发育,上部呈砾砂状,下部岩芯呈碎块状;

④ 花岗片麻岩中风化带,块状构造,风化裂隙较发育;

⑤ 花岗片麻岩微风化带,岩体完整,岩质坚硬。注浆前 已开挖至中风化岩层。地下水埋深约3m。

3注浆工艺的选择

袖阀管注浆工艺是目前比较先进的一种注浆工 艺,能定深、定量、分序、分段、间歇并重复注浆,适应 性强,能达到较好的防渗效果⑩气袖阀管注浆法使用 的注浆工具为“袖阀管”,是内径50〜60mm的一次性 塑料管,注浆段为带射浆孔的花管。花管每隔33cm(即 每米3组)钻一组6〜8个)射浆孔,射浆孔呈梅花形

布设,孑L外为5〜8cm长的橡皮袖阀包裹。袖阀管注浆 法具有以下特点:

1 具有上下两个阻塞器,能将浆液限定在注浆区 段的任一层范围内进行灌浆,以达到分层注浆效果, 还可进行间歇并重复注浆。

2 注浆压力相对较小,一般为0.3〜l.OMPa,注浆 时冒浆、串浆的可能性小,一般不会破坏原有地层结构。

3 根据岩体风化差异,可选择不同注浆参数进行 注浆作业。

4 浆液主要以渗透和劈裂形式充填孔隙中,可以 起到充填裂缝固结岩土体的效果。

5 袖阀管与孔壁之间被套壳料充填并固结,可防 止成孔、注浆后孔壁坍塌,造成对松散地层的人为破坏。

6 套壳料固结后,具有一定的强度,具有增加土 体强度、改善岩土体工程特性的作用。

4施工工艺

袖阀管注浆法的基本施工工序可分为泥浆护壁 成孔,浇注套壳料,下袖阀管,固管、注浆等步骤


袖阀管注浆工艺流程图

1成孔

按设计要求,先进行固结灌浆施工,后进行帷幕 灌浆施工。两排帷幕孔先施工下游排,后施工上游排。 固结孔排与排之间分二序施工;各排孔与孔之间,帷 幕分三序,固结分二序作业。

—序孔既是勘察孔,又是注浆孔;二序孔既是检 查孔,又是注浆孔;二、三序孔施工时,在地质界线变 化较大的位置,仍要施工一定量的注浆孔,以进一步 加强注浆效果;加密孔既是对二序注浆的检查孔,又 是注浆孔。

钻孔施工采用XY-100型钻机,0>89金刚石钻 ,泥浆护壁钻进。施工时应认真观察钻进过程,控制 地质界线的实际深度,为注浆施工提供依据。

2 套壳料灌注,下袖阀管

套壳料又称封闭泥浆。钻孔至设计深度后,从孔 底注入封闭泥浆,其作用是封闭袖阀管和钻孔壁之 间的空隙,迫使从灌浆孔内开环,压出的浆液劈裂套 壳料,注入四周土层。成孔后,把0)25注浆钢管下至 孔底,采用注浆泵灌注至设计注浆段高度以上0.2m 处。孔口浆面下沉后应多次补浆。套壳料的构成材料 及比例为:水泥:粉煤灰:膨润土 :水=1 : 0.6 : 0.4 : 1.3O

在充满封闭泥浆的钻孔中插入袖阀管,内径 0)60的塑料管,在裂隙发育注浆段,每隔33cm设置 一组出浆孔,外包橡皮套。插入钻孔时,管端封闭,管 内充满清水。

3) 袖阀管注浆[珊]

根据成孔的先后顺序,待套壳料具有一定强度后 —般应达到0.3MPa),将0 12.7带双塞的注浆钢管从 袖阀管中下到注浆段位置,自下而上分段注浆,分段间 距不得大于3.0m;注浆压力固结注浆采用0.3MPa, 幕注浆采用0.5〜LOMPa。开环压力为0.3MPa,注浆速 度一般为(10〜20 L/mino

压力控制:在注浆泵出水口和压浆封隔器回水管 上各安装一个压力表,封隔器回水管上的压力表可直 接显示注浆压力,注浆泵上的压力表间接显示注浆压 力,注浆压力通过压浆封隔器回水管上的阀门调节。 注浆时调整阀门开启度,直至达到规定压力值,并保 持压力稳定。

浆液水灰比变换:按设计要求,浆液水灰比采用 5 : 1、3 : 1、2 : 1、1 1、0.8 : 1、0.6 : 1.0.5 : 1 7 比级,开灌水灰比为5:1。自注浆开始至注浆结束, 水灰比按先稀后浓的顺序逐级变换,变换原则执行以 下规定:

① 灌浆压力基本不变,注入流量持续减少时,或 注入流量基本不变,灌浆压力持续升高时,不得改变 水灰比;

② 当某一比级浆液的注入量已超过300L,或灌 注时间已达到lh,而灌浆压力和注入流量均无显著 改变时,应改浓一级;

③ 注入流量〉30L/min时,可根据具体情况越级 变浓。

灌浆结束条件:按设计要求。固结:注入率W0.4L/min

时继续灌注30min即可结束;帷幕:注入率wO.4L/min 时继续灌注60min,或注入率Wl.OL/min时继续灌注 90min即可结束。

在注浆过程中,应观察相邻注浆孔的冒浆情况。 若周围注浆孔有浆液冒出,说明注浆效果好;若周围 注浆孔没有反应,且注浆量过大,应采用“间歇定量分 序注浆法”进行注浆,以控制浆液扩散范围。

5质量控制要点回

1 围井试验。在展开全面注浆前,应进行小片区 注浆试验,主要用于检查设计水泥用量、注浆压力和 注浆效果,为正式施工提供依据。

2 测量控制。本工程周边范围大,地形、地貌变化 ,测量控制点少,易遭破坏。

3 地层控制。应按设计要求布孔,详细记录钻进 过程中的异常情况,如漏水、钻进速度、钻机振动情况 等。为处理方案的选择和施工所要采取的措施提供可 靠依据和技术参数。

4 套壳料及浇注。套壳料为粉煤灰、膨润土和水 泥加水搅拌。浇注时,直到套壳料将孔内泥浆和沉渣 完全顶出孔外为止。另外,插入袖阀管时,为使套壳料 的厚度均匀,应设法使袖阀管位于钻孔中心,并应避 免套壳料进入袖阀管内。

5 )注浆材料质量。浆液应具有良好的流动性和流 动性维持能力,以便在低压力下获得尽可能大的扩散 距离;浆液析水性要小,稳定性要高,以防在注浆过程 中和注浆结束后,发生颗粒沉淀和分离。另外,为防止 水泥浆被地下水冲失,根据情况掺入相当于水泥重量 1%〜2%的水玻璃。袖阀注浆时搅拌好的浆液要过筛, 浆液储存的时间不宜太久,且应不断搅拌。

6)注浆压力。注浆压力通过多次试验确定,并需 在施工中不断地验证和修正。正常情况下注浆压力的 变化是有规律的,即在流量基本不变的前提下,开始 压力较大,然后缓慢下降达到稳压,但注浆量达到饱 和时,压力再度上升。如果压力出现异常变化,则要查 找原因,分析情况,采取对策。

6施工中出现的问题及处理

1 )个别部位地层裂隙较大,施工过程中易发生漏 浆现象。具体表现为吸浆量大,且无压力、无回浆,一 次灌注难以达到停灌标准。此时采用0.5 : 1浓浆进 行多次灌注,多次待凝,直至达到停灌标准;或在浆液 中掺入速凝剂,并间歇多次、重复注浆,直到满足要求 为止。

2 灌浆作业时经常发生注浆孔与其相邻孔串 浆。此时应立即停止施工,并用木塞将其他孔孔口封 堵,待注浆结束并待凝8〜12h后再继续施工。

3 周围岩体冒浆时,立即改换0.5 : 1浓浆,并采 取低压、限流、限量灌注;同时采取长时间待凝(12〜 24h),然后重新注浆。

4 袖阀管与孔壁之间冒浆。这时应立即停止注 浆,把孔口挖深40〜50cm,然后回填三合土并夯实, 至少24h后复注。

5 当施工中地面产生裂缝或隆起时,应立即停止 注浆,并灌注水泥浆填缝。

7结语

1 本工程实际施工帷幕灌浆孔78个,计1257.53m; 固结灌浆孔304个,计2935.92m。施工过程中由于地层 出现特殊情况,经监理、业主同意,在个别部位增加了灌 浆孔,本工程合计增加注浆孔11个,计183.56m。

2 检查孔数量按帷幕孔总数的10%和固结孔总数 5%抽取叫本工程共抽取24个检查孔。所有检查孔 均在设计压力下按规范要求进行了压水试验,各检查 孔透水率指标均小于3.0Luo灌浆施工后坝体混凝土 与基岩接触部位及其以下至微风化基岩段地层透水 率指标达到设计要求,灌浆效果良好。

3 岩芯中可明显观察到灰褐色浆液扩散脉分布, 并具有一定强度。

4 通过局部开挖发现,袖阀管注浆的浆液在地层 中以不规则的树枝状、脉状填充。


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