浅层埋藏型岩溶地基加固处理施工工法文档格式.doc
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4.2地基加固水泥土墩柱工艺原理
使用水泥搅拌桩（旋喷桩）将隧道下的土体进行分段加固，在基底形成隔水墙，分割基底为一定面积的方形墩体，以阻止基底水的流动、新土洞的形成及未发现和未得到处理的土洞发展，提高基底的强度，通过加固保证地铁施工和运营期间的行车安全。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
溶洞处理及地基加固顺序：
钻孔（勘探土溶洞边界）→吹填砂→袖阀管注浆（止浆帷幕双液浆）→袖阀管注单液浆→地基加固水泥土墩柱施工→检测
吹填沙
地基加固土墩柱
检测合格
测量放线
钻孔
浇注套壳料
安置袖阀管
注浆作业
第一段注浆达到要求
注第二段
……
所有达到要求
结束注浆
补浆
配置浆液
监控测量
图5.1-1溶洞处理及地基加固工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1钻孔（勘探溶土洞边界）
1、依据原勘察发现溶（土）洞的地质钻探孔，沿隧道中线前进及其垂直方向按2m×
2m布孔探测边界，隧道中线纵向须探测到溶（土）洞边界为止，隧道中线横向探测至隧道主体结构外侧3m范围，以此圈定此溶（土）洞的分布及处理范围，具体探测孔位如图所示。
2、溶洞处理原则：
只对在结构边外3m和隧道底以下10m内的溶洞进行处理，在结构宽度范围内发现的所有土洞都需处理。
溶洞处理与否与隧道关系图如下：
5.2.2吹填砂施工
投砂处理的方法是在原勘察孔附近（约60cm）补钻两个Φ200mm（下注砂套管Φ200mm）的投砂孔进行投砂，投砂时以原勘察孔作为出气孔，也可利用两投砂孔相互作为出气孔。
⑴施工参数
投砂处理时在原钻孔附近（约0.6m）补钻两个投砂孔，两投砂孔中心与原钻孔中心需在同一连线上（每个洞最少不得少于2个孔）。
钻孔Φ200mm（套管Φ200mm）；
孔深：
至洞体顶板下0.5m；
⑵充填砂
下Φ200mm套管（投料管），下至溶洞顶面，在地面用夹具固定。
安装弯接头、密封环，在弯接头连接空压机，吹砂充填溶洞。
5.2.3袖阀管注浆（双液浆、单液浆）施工
5.2.3.1注浆参数表
注浆孔采用地质钻机成孔，按地质情况计算搭配好袖阀管实管和花管段。
花管段套壳料封孔，实管段用1：
1水泥浆封孔，封孔2天后下注浆管进行注浆。
根据注浆材料及地质条件，结合类似工程的施工经验，选用下表所示注浆参数，在施工中采用先试后作的原则，通过试注浆对各项参数进行修正。
表5.2.3.1-1袖阀管注浆参数表:
分类
项目
参数
成孔
孔距×
排距
2m×
2m
孔径
91mm
孔深
溶洞底下0.5m
下袖阀管
套壳料配合比
水泥：
粘土：
水=1：
1.5:
1.88
袖阀管长度
顶板上1m～底板下0.5m为花管，其余为实管
固管止浆液配合比
水泥浆，W：
C=1：
1
注浆
扩散半径
1.5m
浆液配合比
单液浆：
1～1：
1.5；
双液浆：
水：
水玻璃=1：
1.38:
0.29（质量比）。
具体情况根据现场试验确定。
开环压力
0.3MPa
注浆压力
周边孔（双液浆）：
0.6～0.8Mpa；
中央孔（单液浆）：
0.8～1.0MPa；
注浆次数
周边孔3～4次，中央孔4次
注浆速度
30～70L/min
终灌标准
达到终浆压力1.0MPa并继续稳压10min以上
5.2.3.3施工步骤
⑴测量放线：
根据设计图纸和超前钻探资料在地表放出注浆孔孔位，并用木桩或竹片做好孔位标识，要求孔位偏差＜1cm。
⑵钻孔：
按照测量放线定出的孔位进行钻孔，钻孔过程中采用循环泥浆护壁保护成孔。
在钻好的孔内下管浇注套壳料，起固管作用。
⑶安置注浆管：
根据设计注浆要求，在溶（土）洞顶板1m以上安放实管，以下安放花管。
⑷水泥浆浆液配制：
根据欲配制浆液体积，按水灰比计算出所需的普通水泥和水的用量，将计算好的水加入搅拌桶（提前在搅拌桶内作好水位线），边搅拌边加入计算好的水泥用量，搅拌均匀后倒入储浆桶内备用。
⑸灌浆：
待套壳料养护2天后进行开环。
开环时注水进行试验，以检查注浆管路是否正常和判断地层的吸浆能力等，并防止堵管，灌浆量采用流量计进行计量。
注浆方式采用后退式分段注浆工艺，即在注浆带内由孔底自下而上进行注浆，每次注浆段长度为0.3m，注完第一注浆段后，上提注浆芯管，进行第二段的注浆；
注浆过程中作好注浆施工记录表，注浆孔的注浆工作情况及注浆工序作业时间。
⑹注浆顺序：
先进行周边孔双液浆的施工，在溶洞处理边界形成止浆墙，有效防止浆液流失，双液浆间隔注射。
待周边孔止浆帷幕完成后，再进行中央孔单液注浆，进而达到溶洞处理的要求。
单液浆注浆顺序分一序孔、二序孔跳段、间隔、反复注浆，每次停止灌注时，用清水清洗管路，以预防堵管。
⑺袖阀管注浆的工艺优点：
①可根据需要灌注任何一个注浆孔和注浆段，可以进行重复灌浆，中途可以停止。
②注浆压力相对较小，一般0.2~1.0MPa,注浆量30~70L/min，灌浆时冒浆和串浆的可能性较小,一般不会破坏原有地层结构。
③浆液主要以渗透形式进入充填物孔（空）隙中，可以起到填充裂缝和固结土体的效果。
5.2.4地基加固土墩柱
区间土墩柱平面布置原则：
土墩柱沿隧道纵向长10m间隔布置、墩柱中心距离为20m；
隧道横向宽度与主体结构同宽。
终桩标准即深度原则：
桩顶标高即结构底板底标高，以隧道底以下10m作为终桩条件，未到隧道底以下10m遇到岩面也终桩。
土墩柱以搅拌桩为主（当加固区较深，搅拌桩难以施做时采用旋喷桩），搅拌（旋喷）桩均由地面开始施工，基底以上范围为空桩。
水泥搅拌桩桩径φ600mm，水泥掺入量9%~12%，水灰比0.45：
1~0.55：
1。
当搅拌桩难以施做时，可采用φ600单管旋喷桩，注浆压力15~20MPa，注浆量40~70L/min，旋转速度16~20r/min,提升速度15~25cm/min。
土墩柱施工平面桩布置图如下：
搅拌桩、旋喷桩的具体施工工艺见相关规范和工法，在此不详细阐述。
5.3劳动力组织（见表5.3-1）。
表5.3-1劳动力组织情况表
序号
单项工程
所需人数
（人）
职责范围
备注
管理人员
2
工程管理、协调组织
技术人员
3
工程生产技术
钻孔、下管施工
钻孔、下袖阀管等
4
吹填沙施工
5
注浆施工
3-5
注浆施工、浆液拌制
6
搅拌桩施工
搅拌桩机操作、后台浆液拌制
7
旋喷桩施工
6-8
旋喷机操作、后台浆液拌制
8
其它
机修、司机、杂工
总计
216
6.材料与设备
6.1采用的主要机械设备仪器如下表：
设备名称
型号规格
功率（KW）
数量
用途
全站仪
1台
测量
成孔钻机
XY-1，XY-2
10台
泥浆泵
3PN
抽浆
空压机
50
吹砂
注浆泵
BW-150
7.5
双液注浆泵
KBY-50/70
4台
注双液浆
搅拌桩机
8套
施工搅拌桩
旋喷桩机
90
10套
施工旋喷桩
9
自卸吊车
运输
10
铲车
运料
6.2材料
主要是中粗砂、32.5普通硅酸盐水泥等。
7.质量控制
7.1工程质量控制标准
7.1.1袖阀管注浆质量检测标准
溶洞注浆加固后，洞体应具有良好的均匀性、自立性、密闭性。
注浆加固效果检查方法是在注浆固结体内抽芯检测，检验固结体是否充填密实、是否满足灌浆固结体设计强度要求。
取芯数量为隧道范围内每个溶洞不少于3个，总检测数量不少于注浆孔数量的1%；
对于土洞采取随机原位标贯试验。
检测标准如下：
土洞：
采用随机原位标贯试验，标贯击数不小于10击；
溶洞：
采取随机钻孔取芯，做抗压试验，要求固结体28d的单轴无侧限抗压强度不小于0.15MPa。
当检测不满足检测标准时，应对原溶、土洞进行重复注浆施工。
7.1.2水泥土墩柱深层搅拌桩、高压旋喷桩质量标准
水泥土墩柱施工完成后，待28天后在桩长范围内采取垂直钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，水泥搅拌桩（或旋喷桩）按要求取桩数的1%进行取试样做无侧限抗压强度检测试验，水泥土墩柱的检测强度应符合下面标准：
淤泥：
0.25Mpa，淤泥质土：
0.35MPa，粘性土：
0.5MPa，粉土：
0.6MPa，砂土：
1.0MPa。
当检测不满足检测标准要求时，应对原水泥土墩柱进行重复施工。
7.2质量保证措施
⑴使用合格材料，所有材料须有出厂合格证，水泥（采用普通硅酸盐32.5水泥）、砂、石等材料还应抽样送检合格后才能使
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