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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高的管段上開有使漿液外流的溶洞,將注漿管下入注漿孔中并保持與注漿孔側壁平行,注漿管外側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)注漿管到達設計高程后開始向注漿管內注漿,由遠離沉井的外排注漿孔向靠近沉井的內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,可認為注漿孔已滿,注漿孔內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,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速度,誘導速度分軸向和周向,誘導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向,在桶內形成高速運動的漩渦,使干粉與水充分混合,此類制漿機生產連續性強,制漿效率和制漿效果優勢明顯。
步驟4:將注漿機移至下一施工地點。
在鉆孔出現垮孔給成孔帶來困難或導致注漿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。
當漿液從注漿孔孔壁滲漏嚴重時,向水泥漿中添加速凝劑,并采用分次注漿的方式處理。
當出現漿液從該注漿孔內冒出地表情況時,降低注漿壓力,同時提高漿液濃度。
當出現漿液從該注漿孔內冒出地表情況時,采取限量注漿,控制單位吸漿量不超過20l/min-30l/min。
當出現漿液從該注漿孔內冒出地表情況時,采用間歇注漿的方法,即發現冒漿后停灌,待10-20左右復灌。
當出現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。
當出現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。
當出現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部空漿的狀況,施工質量好,質量易于控制。成本低廉,經濟實用。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、接收井外側布置3排注漿管(25鐵管),內側第一排距沉井外壁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)鉆機就位要準確、穩固,鉆桿垂直度及樁位偏差等均應控制在規范允許范圍內。
4)鉆孔孔徑為100mm,目的在于能將注漿管3順利下到孔底,鉆進采用回轉方式或沖擊方式;
5)如鉆孔出現垮孔給成孔帶來困難或導致注漿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高的管段上開有使漿液外流的溶洞4;
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排注漿的順序,隔孔跳注;注漿孔由井壁外側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”易出現注漿盲區,而圖7的梅花形布孔時,孔排間實現最優搭接,不易出現注漿盲區。因此,在注漿孔布孔設計時,使注漿孔整體呈梅花形布置。
3)注漿時壓力按試驗確定;
注漿管達到設計高程后開始注漿,注漿的壓力值和地層結構、初始注漿位置以及注漿的次序、方式等息息相關,其中部分因素難以準確獲取,因此在注漿前,必須進行現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系曲線,一旦壓力升高到某一數值,注漿量突然地增大,則表示地層結構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。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,因此:
(1)在注漿過程中必須嚴格按終孔標準終孔;
(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,根據現場實際情況填寫施工原始記錄,旁站監理簽字確認,及時整理收集施工信息,分析、調整、完善施工方案,并作為最終結算的重要依據。
5、異常情況應對措施
(1)由于場地硬雜質較多,滲透性強,如出現水泥漿滲漏嚴重,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,發現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,即發現冒漿后就停灌,待15min左右再復灌。
(3)在注漿過程中,當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,待注漿完后再恢復鉆孔。
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