單管旋噴斜噴法在地下建筑物防滲加固中的應(yīng)用

單管旋噴斜噴法在地下建筑物防滲加固中的應(yīng)用

1基土性質(zhì)及土體特性分析獨(dú)流減少河流左岸的大橋段位于南京市政府南側(cè)。它是天津市城市防洪圈的一部分。大壩北側(cè)有大型設(shè)施，包括香港造船廠、14萬(wàn)噸乙烯廠、石化廠和香港發(fā)電廠的鐵路線。本段堤防深層攪拌樁防滲帷幕14.5km,共需用高壓噴射灌漿法處理39處,地下管道直徑為1.2m以上的3處。工程區(qū)內(nèi)第一陸相層主要為壤土、砂壤土淤泥質(zhì)壤土、黏土和粉砂。堤基土體物理力學(xué)性質(zhì)根據(jù)土工試驗(yàn)結(jié)果表明粉粒含量較高,多為粉質(zhì)壤土及粉質(zhì)黏土,局部屬中等或微透水性土。關(guān)于堤防防滲加固處理,近年來(lái)我國(guó)采用了多項(xiàng)技術(shù)措施,諸如:高壓噴射注漿法、深層攪拌樁法、振動(dòng)沉模板墻新技術(shù)、垂直鋪塑防滲帷幕、砼地連墻等。高壓噴射注漿法,是利用專用鉆機(jī)把帶有噴嘴注漿管鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置,以高壓設(shè)備使?jié){液或水成為20mPa左右的高壓流,從噴嘴中噴射出來(lái),沖擊破壞土體,當(dāng)能量大、速度快并呈脈動(dòng)狀的噴射流的動(dòng)壓超過(guò)土體強(qiáng)度時(shí),土粒便從土體剝落下來(lái),一部分細(xì)小顆粒隨漿液冒出地面,其余土粒在噴射流的沖擊力,離心力和重力等作用下與漿液攪拌混合,并按漿土比例和質(zhì)量大小有規(guī)律的重新排列,待漿液凝固以后,使在土中形成了一個(gè)嚴(yán)密的固結(jié)體。2水泥摻量計(jì)算小厚度(1)墻體滲透系數(shù)達(dá)到k=1×10-6cm/s;(2)防滲墻最小厚度不小于20cm;(3)水灰比為1∶1;(4)水泥摻量38%(土體重);(5)水泥采用普通硅酸鹽水泥425#;(6)抗硫酸鹽腐蝕劑3%(水泥重量);(7)抗壓強(qiáng)度大于1.5MPa。3溫度和時(shí)間的影響(1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求旋噴搭接不小于15cm,孔徑不小于800mm,最小成墻厚度不小于200mm。(2)漿液存放時(shí)間在環(huán)境氣溫10℃以下時(shí)不超過(guò)5h,環(huán)境氣溫10℃以上時(shí)不超過(guò)3h。(3)樁位進(jìn)行放線定位,其中心偏差不得大于50mm。(4)成孔偏差不得大于1.5%。(5)高壓噴射注漿應(yīng)自下而上進(jìn)行,噴漿中因故停頓重新恢復(fù)施工前應(yīng)將噴頭下處10~30cm采取搭接復(fù)噴處理。4高壓噴射注漿管和噴漿見工藝圖1—4。高壓噴射注漿固結(jié)體的質(zhì)量因素較多,當(dāng)工程中確實(shí)采用一定形式的高壓注漿法之后,注漿工藝是影響固結(jié)體的主要因素之一。(1)工藝流程:測(cè)量放線→布置孔位→鉆機(jī)就位→調(diào)整鉆機(jī)角度→攪拌漿液→送漿鉆孔→提升噴射作業(yè)→清洗機(jī)具→移開機(jī)具→回填補(bǔ)漿。(2)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況為保證質(zhì)量,達(dá)到防滲目的斜孔布置在攪拌樁外側(cè)水平面布孔直孔與攪拌樁平行布孔施工中對(duì)斜噴法的孔位進(jìn)行了調(diào)整縮短孔位距離,在斜噴法噴漿時(shí),增加了重噴次數(shù),斜噴長(zhǎng)度加大到地下管道外側(cè)600mm,以上斜孔隨噴隨提保證鉆孔孔位漿液飽滿,地下管道底部斜噴后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際重新布孔進(jìn)行垂直旋噴,應(yīng)注意布孔要以地下管路外徑為起點(diǎn)。(3)根據(jù)機(jī)具設(shè)備的特點(diǎn),為保證鉆頭噴嘴不堵塞,施工中增加了2%的水泥用管,帶漿鉆孔壓力控制1MPa鉆到設(shè)計(jì)高程。調(diào)整壓力后進(jìn)行噴漿作業(yè)。角度控制為45°角。為保證角度、鉆孔斜度準(zhǔn)確,采用鉆架和地平面卡盤雙控方法。(4)噴射程序:各種高壓噴射注漿均自下而上連續(xù)進(jìn)行,當(dāng)注漿管不能一次提升完成,需分成數(shù)次卸管時(shí)、卸管后再噴射的搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于100mm,以保證固結(jié)體的整體性。(5)高噴帷幕噴射工藝,由于天然地基和堤基地質(zhì)情況復(fù)雜,加固深度變化大,往往有多種土層,其密實(shí)度、含水量、土粒組成和地下堤壩水狀態(tài)等有很大差異和不同,若采用單一的技術(shù)參數(shù)來(lái)噴射長(zhǎng)樁和高帷幕墻,會(huì)形成直徑大小極不均勻的固結(jié)體,導(dǎo)致旋噴樁直徑不一,使承載力降低,旋噴樁搭接不上或防滲帷幕墻出現(xiàn)缺口,防水效果不良等問題,因此對(duì)不同土層應(yīng)采用不同的工藝技術(shù)參數(shù),以滿足設(shè)計(jì)要求。(6)復(fù)噴工藝:在不改變噴射技術(shù)參數(shù)的條件下,對(duì)同一土層做重復(fù)噴射,能增加土體的破壞長(zhǎng)度,從而加大固結(jié)體的直徑或長(zhǎng)度,并提高固化效果,復(fù)噴可先噴水后噴漿或全部噴漿。(7)冒漿處理工藝:在旋噴過(guò)程中,往往有一定數(shù)量的土顆粒,隨著一部分漿液沿注漿管碧冒出地面,通過(guò)對(duì)冒漿的觀察、檢測(cè),可以及時(shí)了解地層狀況,分析判斷旋噴的大致效果和擬定旋噴參數(shù)的合理性。(1)流量不變而壓力突然下降時(shí),應(yīng)檢查各部位泄漏情況,必要時(shí)拔出注漿管,檢查密封性能。(2)出現(xiàn)不冒漿或斷續(xù)冒漿時(shí),若系土質(zhì)松軟側(cè)視為正?，F(xiàn)象,可適當(dāng)復(fù)噴,若系附近有空洞、通道,則應(yīng)不提升,繼續(xù)注漿,直至冒漿為止。或拔出注漿管,待漿液凝固后重新注漿,后采用速凝漿液,使?jié){液在注漿管附近凝固。(3)減少冒漿的措施:冒漿量過(guò)大主要原因。一般是有效噴射范圍與注漿量不適應(yīng),注漿量大大超過(guò)旋噴固結(jié)所虛的漿量所致,減少冒漿管的措施有四種:a.提高噴射壓力(噴漿量不變)。b.適當(dāng)縮小噴嘴孔徑(噴射壓力不變)。c.加快提升和旋轉(zhuǎn)速度。d.采用回收漿液,重復(fù)利用(但要從新調(diào)整漿液質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求)。(8)防縮工藝:當(dāng)采用純水泥漿液進(jìn)行噴射時(shí),在漿液與土粒攪拌混合后的凝固過(guò)程中,由于漿液析水作用,會(huì)有不同程度收縮,出現(xiàn)凹凸,凹凸的深度隨地層性質(zhì)、漿液的析水性、固結(jié)體的直徑和全長(zhǎng)等因素的不同而變化。5施工工藝研究(1)根據(jù)不同的施工條件和設(shè)計(jì)要求,采用不同的施工工藝。但獨(dú)流減河14.5km防滲中有39處需旋噴加固處理,也遇到了三處由于旋噴半徑小而產(chǎn)生的搭接不上的問題,為尋求既經(jīng)濟(jì)有效又滿足設(shè)計(jì)要求的施工