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岩土研究院

工程实例-水泵房沉井注浆加固纠倾

333 2022-01-24 10:25:30

一、工程概况

北仑港电厂一期工程循环水泵房采用沉井法施工。沉井平面尺寸为 29.4m×25.5m,深19.0m。设计下沉后刃脚标高-12.5m,自然地面标高+2.7m。在+6.5m 平台上将安装4 台水泵。沉井自重约16500t。其剖面示意如图4,8-4。

沉井施工前,地基土层受到旁侧盾构工作沉井下沉扰动及海底盾构水泵推进产生的后阻力扰动,致使沉井软土地基土体结构破坏,地基变形增大。沉井施工中,,混凝土底板封底前,沉井内回填有 300mm~700mm厚的塘渣。封底完成后,在沉井荷载作用下,回填塘渣层与扰动软土层受到压缩而使沉井产生附加沉降。沉井施工完成后,沉井地基又受北侧相连检修间 φ609mm 钢管桩施工振动和挤土影响,产生较大不均匀沉降。在沉井底板混凝土施工完成后 170天时,最大沉降量达 199mm,最大差异沉降量为 95mm,平均沉降量为168mm,已接近设计允许的极限值,但当时沉井仍以0.4mm/d 的速率持续下沉。为保证沉井上部设备的正常安装,沉井与盾构工作井之间8.3m长、-9.5m处连接段和二号机井顶板的安全施工,满足设备运转要求,决定采用软土分层注浆纠倾加固工艺。

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二、工程地质条件

北仑港电厂一期工程循环水泵房位于浙江宁波甬江人海口以南 9km 的沿海滩地。其上部地基土层组成及土的主要物理力学性质如表4.8-3所示。

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三、注浆加固设计

注浆加固纠倾分两步进行,参见图 4.8-4所示示意图。

1.先在连接段坑底部注浆,其目的在于减少开挖时基坑底部土体回弹,阻止坑底产生圆弧形滑裂面的可能性,从而起到控制由于基坑开挖所引;起的循环水泵房沉井和盾构工作井的偏移沉降,使沉井不受基坑开挖的影响。

按设计布置了50个注浆孔.采用φ72mm钻头成孔.,钻孔深度 16m,白下底上压注水泥加粉煤灰的CB浆液,加固厚度 8nn,注浆范围210m²,加固土体1680m²。

2.在循环水泵房沉井底板下注浆加固,其目的是为了制止沉井继续下沉,加固沉井底板下土体.提高地基承载力。在加固同时采用压密注浆,调节沉井四角高差,减少沉井的倾斜量,达到纠倾沉井的目的。

共设计布置72个注浆孔。先采用 φ91mrn 钻头穿透沉井 500mm厚的钢筋混凝土底板,然后改用φ54mm钻头成孔,孔深8.9m。为加速浆液凝固,减少浆液收缩,采用自下而上.分层互注水泥加粉煤灰的(少B 浆液及水泥加水玻璃与粉煤灰的 HS浆液。加固厚度8.0m.注浆范围750m²,加固土体 5600m²。

四、注浆加固施工

在沉井注浆施工中,发现钻穿底板混凝土后,部分孔内有大量喷水,并夹有砂喷出。这时如只采用水泥加粉煤灰的单液注浆,由于凝固较慢,可能会使沉并沉降失去控制。因此,当出现这种情况时,必须采用单、双液互注的综合加固方法,达到控制沉井沉降,确保土体加固质量的目的。

沉井底板下的注浆施工是采用先外围、后中间的顺序,沿沉井两侧对称注浆。注浆时先对上部回填塘渣进行充填注浆,然后自下而上分层注浆。注浆同时在沉并南侧设放水孔,使地层中被浆液置换的自由水能从放水孔中顺利排出。

当沉井底板下深层注浆结束后.在靠北侧沉井倾斜较大部位,利用分布较密的注浆孔进行沉井抬升注浆,当抬升达到设计要求的沉井纠偏量后即可终止注浆工作。

在施工时每天均对浆液粘度测定1~2 次。实测浆液平均粘度为 40",浆液平均相对密度为1.49,试块小样试验初凝时间为2~4h,7天单轴抗压强度>2MPa。

五.、加固效果

为了监控沉井沉降情况并检验加固效果.从沉井制作开始即在沉井四角设置了观测点.,

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并在沉井外缘地基较稳定区域设置了两个基准桩,基准桩的埋设符合三等水准要求。每隔半年由附近二等水准点进行联校检验,误差均小于三等水准±12√L的要求。观测仪器为DS,型水准仪。观测共分三个阶段进行,即①注浆加固纠偏阶段;②连接段施工及设备安装阶段;③试水投产阶段。

沉井注浆加固从1990年3月14日开始,历时60天,于5月14日竣工,6月5日开始施工连接段钢筋混凝土板桩和 φ609mm钢管支撑挡土及开挖,8 月8日连接段混凝土浇注完成,11月 24日设备安装完成,11月27日沉并通水,设备运转加荷约 5600t,投产后一直观测到1991年7月3日。沉降观测点位置及各阶段沉降观测成果详见图4.8-5。

1.沉井纠倾效果

对加固前后沉井四角标高的测量观察结果汇总于表4.8.4中。由于当时西侧沉并面板尚未浇捣,故灌浆时有意使该侧高程预抬高 20~30mrm。

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