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