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下沉注漿加固
隨著地面的下沉,其周邊流失的土粒由下而上、由近及遠的流失、下沉,最終形成凹地。若不采取任何措施,對周邊管線工程、建筑物、構(gòu)筑物、道路工程將造成一定的影響。為消除這部分影響,一般會采取注漿加固施工方法。
地面沉降注漿加固堵漏搶險救災(zāi)施工方法,包括以下步驟:測量定位、鉆孔、下管及封孔、注漿和移機,每道工序具體為:
步驟1:測量定位:
(1)確定注漿加固范圍:測量沉井下沉深度、地下水位、土質(zhì)類型,確定注漿加固范圍,保證沉井外布置有不少于3排的注漿孔,其中注漿孔深度為從原地表至刃腳底,注漿深度為沉井刃腳底至地下水位頂,地下水位以上范圍無需注漿;
(2)確定注漿孔分布位置:注漿孔在沉井外沿環(huán)形成排分布,靠近沉井的第一排注漿孔距沉井外壁1.2-1.8m,相鄰兩排注漿孔的排距為0.8-1.2m,每排注漿孔之間相鄰兩注漿孔的間距為0.8-1.2m,使注漿孔整體呈梅花形布置;
步驟2:鉆孔:
鉆孔采用潛孔鉆機,鉆進采用回轉(zhuǎn)方式或沖擊方式,鉆孔位置及高程偏差不大于10cm;鉆孔孔徑為80-120mm;
步驟3:下管及封孔:
注漿管采用2mm厚、直徑23-27mm的鐵管,注漿管下部2-4m高的管段上開有使?jié){液外流的溶洞,將注漿管下入注漿孔中并保持與注漿孔側(cè)壁平行,注漿管外側(cè)的注漿孔上孔口處采用水泥漿封口;待鉆孔封孔完成24小時后可進行注漿施工;
步驟4:注漿:
(1)注漿管到達設(shè)計高程后開始向注漿管內(nèi)注漿,由遠離沉井的外排注漿孔向靠近沉井的內(nèi)排注漿孔的方向分配出多個序次孔,按照序次分別對各注漿管進行注漿,即采用隔孔分段跳注,由最外排注漿孔開始間隔跳躍向最內(nèi)排注漿孔進行注漿;
(2)將起始注漿壓力控制在0.4-0.6mpa,注漿每升高1m相應(yīng)的注漿壓力增加0.02-0.05mpa;
(3)通過加密注漿孔的注漿量判定孔隙是否充填滿,即每個注漿孔在控制壓力下注漿量小于0.10m3,可認(rèn)為注漿孔已滿,注漿孔內(nèi)注漿滿后立即用干水泥封堵注漿管的上端入口;
采用的高速渦流制漿機,主要用于對水,水泥,粉煤灰等超細粉劑進行濕法渦流分散混合。采用渦流分散技術(shù),主要由錐體容器,渦流泵、擋水板,換向閥等組成。
渦流是一個漩渦型的水漩,由反水流的活動形成,處于流體中的物體,在沿與速度垂直的剖面上,存在因流體流動產(chǎn)生的壓差而形成漩渦,也叫做渦流。影響渦流的主要因素是誘導(dǎo)速度,誘導(dǎo)速度分軸向和周向,誘導(dǎo)速度的高低是影響制漿效果的主要因素。
制漿機運行時,漿液從制漿機底部吸入,在制漿機中上部噴出,通過一定角度的擋水板改變水流速度和水流導(dǎo)向,在桶內(nèi)形成高速運動的漩渦,使干粉與水充分混合,此類制漿機生產(chǎn)連續(xù)性強,制漿效率和制漿效果優(yōu)勢明顯。
步驟4:將注漿機移至下一施工地點。
在鉆孔出現(xiàn)垮孔給成孔帶來困難或?qū)е伦{管不能順利下到孔底時,可采用套管護壁先鉆進后跟進套管。
當(dāng)漿液從注漿孔孔壁滲漏嚴(yán)重時,向水泥漿中添加速凝劑,并采用分次注漿的方式處理。
當(dāng)出現(xiàn)漿液從該注漿孔內(nèi)冒出地表情況時,降低注漿壓力,同時提高漿液濃度。
當(dāng)出現(xiàn)漿液從該注漿孔內(nèi)冒出地表情況時,采取限量注漿,控制單位吸漿量不超過20l/min-30l/min。
當(dāng)出現(xiàn)漿液從該注漿孔內(nèi)冒出地表情況時,采用間歇注漿的方法,即發(fā)現(xiàn)冒漿后停灌,待10-20左右復(fù)灌。
當(dāng)出現(xiàn)漿液從附近其他注漿孔冒出地表情況時,加大序次孔間距即增加施工序次。
當(dāng)出現(xiàn)漿液從附近其他注漿孔冒出地表情況時,延長相鄰兩個序次孔施工時間的間隔,使前一序次孔漿液基本凝固或具有一定強度后,再開始后依序次鉆孔。
當(dāng)出現(xiàn)漿液從附近其他注漿孔冒出地表情況時,串漿孔若為待灌孔,采取同時并聯(lián)注漿的方法處理,如串漿孔正在鉆孔,則停鉆封閉孔口,待注漿完后再恢復(fù)鉆孔。
地面注漿加固的有益效果:
地面注漿加固施工方法,施工操作簡單,可加快施工進度,適用不同地質(zhì)條件下的沉井周邊土體加固。注漿孔位置分布合理,同時施工采用隔孔分段跳注,由最外排注漿孔開始間隔跳躍向最內(nèi)排注漿孔進行注,同時隨注漿高度提升增加壓力,能夠有效減少冒漿或者內(nèi)部空漿的狀況,施工質(zhì)量好,質(zhì)量易于控制。成本低廉,經(jīng)濟實用。能夠有效減少沉井周邊土粒隨地下水滲流的狀況,大大改善了沉井周邊的地表下陷。
地面注漿加固具體實施方式:
選擇注漿水灰比為0.5:1;漿液采用專用水泥攪拌機制作,攪拌時間不少于5min。
(1)注漿加固范圍:沉井1井壁外5米至井外壁注漿,注漿深度為刃腳底至地面以下7m,地下水位7米以上范圍無需注漿。
(2)注漿孔平面布置:工作井、接收井外側(cè)布置3排注漿管(25鐵管),內(nèi)側(cè)第一排距沉井外壁1.5m,排距1.0m,每排之間注漿孔(100mm)間距為1.0m,梅花形布置,注漿孔深度從原地表至刃腳底。
2、施工程序與方法:
(1)注漿施工流程:
測量定位—鉆孔—打入注漿管—封孔—注漿—移機
(2)鉆孔
1)鉆孔采用潛孔鉆機;
2)按“基礎(chǔ)加固平面布置圖”所示的橫向及縱向間距,鉆孔位置及高程偏差不大于10cm;
3)鉆機就位要準(zhǔn)確、穩(wěn)固,鉆桿垂直度及樁位偏差等均應(yīng)控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。
4)鉆孔孔徑為100mm,目的在于能將注漿管3順利下到孔底,鉆進采用回轉(zhuǎn)方式或沖擊方式;
5)如鉆孔出現(xiàn)垮孔給成孔帶來困難或?qū)е伦{管不能順利下到注漿孔2底,可采用套管護壁先鉆進后跟進套管。
(3)下管及封口
1)為更好地保證施工質(zhì)量,本項目采用2mm厚25鐵管;注漿管下端用管帽封口封口5,注漿管下部2-4m高的管段上開有使?jié){液外流的溶洞4;
2)將2mm厚25鐵管下入孔中并保持垂直;
3)地下水位至原地面,采用水泥漿封孔。
(4)注漿
1)鉆孔封孔24小時后可進行注漿施工;
2)注漿采用先外排向內(nèi)排注漿的順序,隔孔跳注;注漿孔由井壁外側(cè)5米向井中心布置,孔距為1m,呈梅花交叉排列,對比圖6與圖7,由圖6的矩形布孔圖來看,在矩形的“重心位置”易出現(xiàn)注漿盲區(qū),而圖7的梅花形布孔時,孔排間實現(xiàn)最優(yōu)搭接,不易出現(xiàn)注漿盲區(qū)。因此,在注漿孔布孔設(shè)計時,使注漿孔整體呈梅花形布置。
3)注漿時壓力按試驗確定;
注漿管達到設(shè)計高程后開始注漿,注漿的壓力值和地層結(jié)構(gòu)、初始注漿位置以及注漿的次序、方式等息息相關(guān),其中部分因素難以準(zhǔn)確獲取,因此在注漿前,必須進行現(xiàn)場注漿試驗確定注漿壓力的大小,注漿試驗時,通常使用逐步提高注漿壓力的方法,求出注漿壓力與注漿量關(guān)系曲線,一旦壓力升高到某一數(shù)值,注漿量突然地增大,則表示地層結(jié)構(gòu)被破壞或是空隙尺寸被擴大,這時就可以將此時壓力值作為確定容許注漿壓力的依據(jù)。通過試驗,將起始注漿壓力控制在0.4-0.6mpa,每升高1m壓力增加0.02-0.05mpa。
4)當(dāng)壓力突然上升或從孔壁、地面溢漿時,立即停止注漿。
5)為避免產(chǎn)生冒漿采取分段間隔注漿。由沉井兩端開始間隔跳躍向井中心進行注漿。結(jié)束后,及時用干水泥封堵所留孔洞,防止冒漿、漏漿。
6)每天進行自查、互查,對孔位、注漿量、注漿壓力、漿液配合比等各種情況進行記錄。
3、注漿效果的控制
孔隙是否充填滿是注漿加固效果的重要指標(biāo),因此:
(1)在注漿過程中必須嚴(yán)格按終孔標(biāo)準(zhǔn)終孔;
(2)通過加密注漿孔的注漿量判定,一般每孔在控制壓力下注漿量小于0.10m3,可認(rèn)為已滿。
4、施工記錄
施工工程中需作好施工記錄,記錄鉆孔時間、鉆孔過程中的異常情況,注漿時間、注漿過程中的異常情況、材料用量等。
遵循信息法施工的原理,根據(jù)現(xiàn)場實際情況填寫施工原始記錄,旁站監(jiān)理簽字確認(rèn),及時整理收集施工信息,分析、調(diào)整、完善施工方案,并作為最終結(jié)算的重要依據(jù)。
5、異常情況應(yīng)對措施
(1)由于場地硬雜質(zhì)較多,滲透性強,如出現(xiàn)水泥漿滲漏嚴(yán)重,無法返漿,則添加速凝劑,并采用分次注漿的方式處理。
(2)在注漿過程中,發(fā)現(xiàn)漿液冒出地表即冒漿,采取如下控制性措施:
①降低注漿壓力,同時提高漿液濃度;
②限量注漿,控制單位吸漿量不超過20l/min-30l/min或更小一些;
③采用間歇注漿的方法,即發(fā)現(xiàn)冒漿后就停灌,待15min左右再復(fù)灌。
(3)在注漿過程中,當(dāng)漿液從附近其他鉆孔流出即冒漿,采取如下方法處理:
①加大序次孔間距即增加施工序次;
②在施工組織安排上,適當(dāng)延長相鄰兩個序次孔施工時間的間隔,使前一序次孔漿液基本凝固或具有一定強度后,再開始后依序次鉆孔;
③串漿孔若為待灌孔,帶去同時并聯(lián)注漿的方法處理,如串漿孔正在鉆孔,則停鉆封閉孔口,待注漿完后再恢復(fù)鉆孔。
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