魏都双液注浆加固施工工艺《水泥水玻璃》

主要施工工艺
　　
　　㈠工艺原理及注浆工艺
　　1、工艺原理
　　软土地基注浆加固的实质是利用气压或液压,把能固化的浆液注入土层中的裂缝或孔隙,以强度高的浆液固化体加强土层并挤密原土,以改善其物理力学性质,从而提高其地基承载能力和抗隆起稳定性。
　　2、注浆工艺
　　注浆工艺可分为渗入性注浆、劈裂注浆、压密注浆和电动化学注浆等,本工程采用劈裂注浆工艺。
　　3、施工设计
　　标准段基坑内抽条加固幅有效范围长17.2m、宽3.0m,注浆孔孔距1.2m、排距1.0m,钻孔平均深18m;端头井地下连续墙转角处外侧大抗力被动区共布置注浆孔72只,钻孔深度23m;南北端头井基坑内,共布置注浆孔540只,钻孔深23m。详见图二。
　　㈡工艺流程
　　本工程的注浆加固施工流程见图三。
　　㈢设备配备
　　主要施工机械设备见表三。
　　㈣工艺参数选定
　　1、注浆压力:0.1～0.4MPa;
　　2、注浆流量:15～20L/min;
　　3、注浆量:根据Ps≥1.2Mpa通过试验确定加固体的双液参量,按加固体的双液参量确定每节注浆量是80L/节(33cm);
　　4、孔位布置:行距×排距=1.2×1.0m;
　　5、浆液配比:
　　A液:水:水泥:膨润土=0.7:1:0.03(70kg水:100kg水泥:3kg膨润土);
　　B液:350Be’水玻璃:粉煤灰:水=0.25:0.5:0.5(25kg水玻璃:50kg粉煤灰:50kg水)。
　　㈤主要施工工艺
　　1、成孔
　　采用地质钻机或凿岩机预制成孔至地面下6～8米深,然后移走钻机,分节插入注浆管,并用平板振动器将注浆管振冲至设计加固体底面。
　　2、制浆
　　根据试验确定的加固体浆液参量,拌浆桶配置A、B双液浆。
　　3、注浆提升
　　根据试验确定的每节注浆量分节注浆,然后提升0.33m再注浆,提升至基坑底面注浆结束,拔出注浆管。
　　施工过程中,根据试验确定的加固体浆液参量确定每节加固体注浆时间,并通过控制注浆时间来控制每孔的注浆量。具体计算式如下:
　　每节注浆量=行距×排距×节深×20%
　　每节注浆时间=每节注浆量/注浆流量
　　每孔注浆量=每节注浆时间×节数
　　4、主要注浆材料
　　主要注浆材料见表三。
　　
　　四、关键技术和难点及应对措施
　　
　　1、工艺参数的选定
　　注浆加固区主要位于④层灰色淤泥质粘土内,此土层颗粒细、孔隙小、渗水性低,故采用劈裂法注浆。劈裂注浆用料有水泥浆或水泥-水玻璃混合浆,本次注浆采用后者,并掺入粉煤灰和膨润土以改善浆液性能。
　　地基加固注浆孔间距一般为1.0～2.0m,为保证注浆效果,本工程设计为:行距×排距=1.2×1.0m。对粘性土层,注浆压力经验值为0.2～0.3MPa,本工程采用0.1～0.4MPa;浆液充填率为15～20%,本工程取20%;本工程采用分层注浆法,分层厚度0.33m,每节(层)注浆量:Q=1.2×1.0×0.33×20%=0.792m3/节≈80L/节。
　　根据以上注浆工艺参数,在正式施工前,在车站北端注浆加固区选取有代表性地质的区域,分2组,每组2个钻孔,进行现场注浆实验。在注浆结束28天后,对加固地层进行静力触探试验,检测结果见表四和图四。
　　由上表可见,土层经加固后其平均Ps值均超过1.2MPa,能够满足设计要求。
　　由上图可见,对土层加固后:
　　⑴加固区土体比贯入阻力明显增大,平均值超过设计要求的1.2MPa;
　　⑵对加固区上部土层有明显的压密作用。
　　2、注浆加固的均匀性及质量控制
　　⑴均匀性控制
　　①注浆开始前充分做好准备工作,注浆一旦开始即连续进行,整个注浆深度范围内注浆加固一次完成避免中断;
　　②浆体在泵送前筛选过滤,并经过高速搅拌机搅拌均匀后,方可开始压注,并在注浆过程中不停顿地缓慢搅拌;
　　③每块抽条加固按对称、由外向内的顺序进行;
　　④施工过程中派专人值班做好各项施工记录,如有遗漏或不符合要求的钻孔,立即采取补救措施;
　　⑤加强现场控制,确保孔距及孔深,如因地下障碍等原因不能在设计孔位施工时,则在其周围布置加密孔。
　　⑵质量控制
　　①根据设计方案对要施工的钻孔位置进行放样,并进行复核定位,孔位误差不大于3cm;
　　②开钻前用水准尺校平,保持机身机座平稳、钻机倾斜小于1%,钻进时保持中速,遇硬层时减速慢钻,以防卡钻;
　　③注浆开始前做好充分准备,包括机具、仪表、管路、材料和水电等的检查及必要的试验,保证注浆连续进行;
　　④注浆压力为0.1～0.4MPa,一旦超过设计压力,及时拔出注浆芯管,并严格按设计方案将注浆流量控制在15～20L/min;
　　⑤施工过程中随时抽查浆液配合比和凝固时间,确保浆液质量。
　　
　　五、效果评价
　　
　　1、加固效果
　　⑴静力触探试验
　　注浆结束28天后,按2%抽检,采用15t静力触探器对加固地层进行检测,检测孔布置于两相邻注浆孔中间,检测结果为强度指标Ps=1.25～1.75Mpa,基本能满足设计要求。
　　⑵开挖后实地观察
　　加固30天后,当开挖到加固区时,可见薄片状浆液凝固分布在土体中,呈树根、劈裂状,土体坚实,小型挖机在上方行走时不需铺设道板;凡空隙处与薄弱处均充满浆液的凝固体,但分布无规律,看不出设计图中的条柱状。
　　⑶地下连续墙的位移变化
　　未加固地段基坑开挖时地下连续墙的更大位移量一般为6～12cm,加固区一般为5～8cm。可见注浆加固提高了土体的强度,增大了其地基承载系数,从而在一定程度上提高了地下连续墙的稳定性。
　　2、加固对周围环境的影响
　　在注浆加固时会不同程度的引起局部的土体隆起,本工程在对北端头井西侧地下连续墙转角处外侧进行注浆加固时,曾引起加固区附近的煤气管局部上抬,更大上抬量超过了报警值,达到20.10mm。