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岩土研究院

一篇让你看懂深基坑注浆止水帷幕施工技术的深度好文

494 2020-10-24 13:04:37

一、工法原理及关键技术

1、工法原理

(1)在淤泥质、粉质粘性土、全风化、中强风化及断层破碎带富水和流动水条件下采用普通水泥—水玻璃双液浆,其作用机理主要表现为裂隙填充和劈裂作用;在砂层中采用超细水泥—水玻璃双液浆,其作用机理主要为渗透作用。普通水泥—水玻璃双液浆和超细水泥—水玻璃双液浆凝胶时间可调,可减少地下水对浆液凝胶化性能的影响,确保浆液在富水和动水条件下的凝胶固结。

(2)袖阀管为单向袖阀式塑料管,管外侧每33cm设1组溢浆孔,溢浆孔外部覆盖橡胶套,这样能保证浆液在压力条件下注入地层,而防止地层中的水和砂土进入注浆管,影响注浆施工效果。

(3)采用皮碗式或台阶式止浆塞,以及其配套构造,可形成分段注浆工艺,注浆效果好,能保证帷幕的连续性和有效性。


2、关键技术

(1)采用地质钻机从地面垂直钻孔,成孔速度快,可靠性高,垂直度易控制。

(2)采取袖阀管垂直后退式分段注浆工艺,可针对不同地层采取不同的注浆参数,提高注浆加固的均一性,确保注浆效果。

(3)采取定量、定压双控指标,保证注浆效果,控制地表隆起。


二、注浆止水帷幕施工工艺

(1)在材料选取上,一般建议施工单位以普通水泥或超细水泥作为注浆的主要材料。原因为:这种注浆材料的凝胶时间可任意调整;还能缩短地层里面的浆液扩散的距离;能促使浆液在地下流动水的施工条件下还能很好地凝胶固结在一起;不会带来有害物质或对地下水造成污染;与其他材料相比价格低廉,施工效果也较好。

(2)对于袖阀管部分要采取垂直后退的方式来分段进行注浆,注浆参数根据地质的实际情况来设定,一般以能够确保止水帷幕自身的整体连续性及帷幕厚度的有效性为标准。

(3)深基坑注浆时要采用合适的施工设备,且设备的配套要尽量简单,操作工艺要尽可能便捷,施工成本要尽可能降低。

(4)施工人员须按施工规范进行施工,不得违规操作,以免给工程造成影响。

(5)施工时可把深基坑的注浆段划为多个区域,然后分别投入施工设备开展施工作业,便于缩短工期。


三、注浆止水帷幕技术的使用范围

本工法适用于淤泥质、粉质粘性土、砂层、全风化、强风化、中风化、断层破碎带等地层富水和流动水条件下基坑工程的止水帷幕施工,也可广泛应用于电力、铁路和水利等基坑工程。


四、施工技术原理及要点

1、施工工艺原理

(1)材料的使用。一些地下水丰富且为流动水层的淤泥质、全风化以及粉质粘性土施工中常会采用这项注浆止水帷幕施工技术,具有以下几个方面的特点。1)对于裂缝的填充以及劈裂效果非常好。2)对于砂层地质当采用超细水泥进行施工时,其渗透效果非常好。3)可以把普通水泥和超细水泥混合在一块进行使用,通过充分地调和,不仅可减少地下水对浆液的胶凝化性能造成的不利影响,还可促使处于富水或动水条件下面的浆液尽快凝胶固结在一块。

(2)袖阀管的施工。通常深基坑采用的袖阀管是一种单向的袖阀式的塑料管,其管体外边一侧一般会在每隔33cm的位置处设置1组溢浆孔,并且还需采用橡胶套在溢浆孔的外面覆盖一层,其目的是为了保证浆液在压力条件充足的情况下可以注入到地层下面,这样就能有效地避免地层里面的水和砂土渗入注浆管中,促使施工人员的注浆施工效果受到不良影响。

(3)分段注浆工艺。施工人员在进行分段注浆时可以采取皮碗式或者台阶式的止浆塞及其配套构造,这种注浆方法不仅效果好,还能确保帷幕所谓连续性以及有效性。


2、施工技术要点

(1)钻孔时一般会借助地质钻机进行施工,一般会从地面的垂直地方开始钻孔,并且要尽量的将成孔的速度提高,通常速度越高,其可靠性也就越大,这样也就能够更好地来控制整个钻孔的垂直度。

(2)由于注浆需要分段进行,这时候就需要根据地层的实际情况来选择注浆参数,进而确保整个注浆加高的均一性得到进一步提高,从而使得注浆的施工效果取得有力保障。

(3)施工人员在注浆时一定要双控指标进行定量和定压,只有这样才可以保证整个注浆的施工效果,并有效地避免地表呈现隆起现象。


五、施工流程

1、修建止浆墙

施工人员要在注浆区域内修建C15~C20的混凝土止浆墙,并且要把止浆墙的厚度控制在20~30cm,以免注浆过程中出现地面冒浆的现象。


2、钻孔施工

要先对深基坑进行测量放线才能选择合适的注浆孔位置;采取规格符合工程施工规定的地质钻机按照已经选好的孔位开展钻孔施工;钻孔时一定要采取必要的套管进行定位,并且要保证泥浆能够循环护壁成孔,且成孔后一定要及时对孔进行清理;假使地层属于汗水砂层等荣誉出现坍孔现象的地层时,则需要采取套管护壁法来促使孔形成;钻孔人员要做好钻孔记录,一定要保证记录的详细和准确性,钻孔的地质情况要如实进行记录,以免下一步注浆施工作业的开展;钻孔过程一定要按照施工设计要求进行,在确定注浆管安装好以后才能把套管拔出来。


3、注浆管的安装

(1)注浆时要根据施工单位提供的地质资料,制订科学合理的注浆方案。通常不需要注浆的地方要设置A型注浆管,而需要注浆的部位则需要设置B型注浆管,并且要在底部位置加上闷盖。

(2)安装好A、B型注浆管以后还要按照施工规定将其连接好,并且沿着钻孔的位置一直下到孔底。

(3)对于孔底里地面3m的那段基坑要采取豆石或者粗砂进行填充,而地表下面3m和孔口处要选择质量好的速凝水泥砂浆进行填充,以免注浆时出现返浆现象。

(4)注浆管的顶部要盖上闷盖,以免杂物或者钻孔时采用的泥浆从管口位置流到注浆管里面。


4、注浆施工操作

(1)进行注水试验。正式注浆前要开展注水试验,并且要事先检查注浆的管路是否可以正常进行施工,而且还要对地层的吸浆能力作判断,以便后期施工时参考。

(2)浆液的配制要合理。根据预配制浆液的体积,按水灰比和缓凝剂掺量计算出所需的水泥(或超细水泥),水和缓凝剂的用量。一般情况下,注浆施工中宜采用整袋水泥;在搅拌机内加入计算好的用水量(应提前标好画线),将计算好的缓凝剂加入,强力搅拌均匀;待缓凝剂完全溶解后,边搅拌边加入计算好的水泥用量,搅拌均匀后倒入储浆桶内以备注浆。


六、监控量测

采用精密水准仪监测注浆过程中地表变形。在注浆过程中,应控制地表隆起限值为30mm,否则,应调整设计参数,控制地表隆起变形,确保工程施工安全,有效保护周围环境。