单管旋喷斜喷法在地下建筑物防渗加固中的应用

单管旋喷斜喷法在地下建筑物防渗加固中的应用

1基土性质及土体特性分析独流减少河流左岸的大桥段位于南京市政府南侧。它是天津市城市防洪圈的一部分。大坝北侧有大型设施，包括香港造船厂、14万吨乙烯厂、石化厂和香港发电厂的铁路线。本段堤防深层搅拌桩防渗帷幕14.5km,共需用高压喷射灌浆法处理39处,地下管道直径为1.2m以上的3处。工程区内第一陆相层主要为壤土、砂壤土淤泥质壤土、黏土和粉砂。堤基土体物理力学性质根据土工试验结果表明粉粒含量较高,多为粉质壤土及粉质黏土,局部属中等或微透水性土。关于堤防防渗加固处理,近年来我国采用了多项技术措施,诸如:高压喷射注浆法、深层搅拌桩法、振动沉模板墙新技术、垂直铺塑防渗帷幕、砼地连墙等。高压喷射注浆法,是利用专用钻机把带有喷嘴注浆管钻进至土层的预定位置,以高压设备使浆液或水成为20mPa左右的高压流,从喷嘴中喷射出来,冲击破坏土体,当能量大、速度快并呈脉动状的喷射流的动压超过土体强度时,土粒便从土体剥落下来,一部分细小颗粒随浆液冒出地面,其余土粒在喷射流的冲击力,离心力和重力等作用下与浆液搅拌混合,并按浆土比例和质量大小有规律的重新排列,待浆液凝固以后,使在土中形成了一个严密的固结体。2水泥掺量计算小厚度(1)墙体渗透系数达到k=1×10-6cm/s;(2)防渗墙最小厚度不小于20cm;(3)水灰比为1∶1;(4)水泥掺量38%(土体重);(5)水泥采用普通硅酸盐水泥425#;(6)抗硫酸盐腐蚀剂3%(水泥重量);(7)抗压强度大于1.5MPa。3温度和时间的影响(1)根据设计要求旋喷搭接不小于15cm,孔径不小于800mm,最小成墙厚度不小于200mm。(2)浆液存放时间在环境气温10℃以下时不超过5h,环境气温10℃以上时不超过3h。(3)桩位进行放线定位,其中心偏差不得大于50mm。(4)成孔偏差不得大于1.5%。(5)高压喷射注浆应自下而上进行,喷浆中因故停顿重新恢复施工前应将喷头下处10~30cm采取搭接复喷处理。4高压喷射注浆管和喷浆见工艺图1—4。高压喷射注浆固结体的质量因素较多,当工程中确实采用一定形式的高压注浆法之后,注浆工艺是影响固结体的主要因素之一。(1)工艺流程:测量放线→布置孔位→钻机就位→调整钻机角度→搅拌浆液→送浆钻孔→提升喷射作业→清洗机具→移开机具→回填补浆。(2)根据现场情况为保证质量,达到防渗目的斜孔布置在搅拌桩外侧水平面布孔直孔与搅拌桩平行布孔施工中对斜喷法的孔位进行了调整缩短孔位距离,在斜喷法喷浆时,增加了重喷次数,斜喷长度加大到地下管道外侧600mm,以上斜孔随喷随提保证钻孔孔位浆液饱满,地下管道底部斜喷后根据现场实际重新布孔进行垂直旋喷,应注意布孔要以地下管路外径为起点。(3)根据机具设备的特点,为保证钻头喷嘴不堵塞,施工中增加了2%的水泥用管,带浆钻孔压力控制1MPa钻到设计高程。调整压力后进行喷浆作业。角度控制为45°角。为保证角度、钻孔斜度准确,采用钻架和地平面卡盘双控方法。(4)喷射程序:各种高压喷射注浆均自下而上连续进行,当注浆管不能一次提升完成,需分成数次卸管时、卸管后再喷射的搭接长度应不小于100mm,以保证固结体的整体性。(5)高喷帷幕喷射工艺,由于天然地基和堤基地质情况复杂,加固深度变化大,往往有多种土层,其密实度、含水量、土粒组成和地下堤坝水状态等有很大差异和不同,若采用单一的技术参数来喷射长桩和高帷幕墙,会形成直径大小极不均匀的固结体,导致旋喷桩直径不一,使承载力降低,旋喷桩搭接不上或防渗帷幕墙出现缺口,防水效果不良等问题,因此对不同土层应采用不同的工艺技术参数,以满足设计要求。(6)复喷工艺:在不改变喷射技术参数的条件下,对同一土层做重复喷射,能增加土体的破坏长度,从而加大固结体的直径或长度,并提高固化效果,复喷可先喷水后喷浆或全部喷浆。(7)冒浆处理工艺:在旋喷过程中,往往有一定数量的土颗粒,随着一部分浆液沿注浆管碧冒出地面,通过对冒浆的观察、检测,可以及时了解地层状况,分析判断旋喷的大致效果和拟定旋喷参数的合理性。(1)流量不变而压力突然下降时,应检查各部位泄漏情况,必要时拔出注浆管,检查密封性能。(2)出现不冒浆或断续冒浆时,若系土质松软侧视为正常现象,可适当复喷,若系附近有空洞、通道,则应不提升,继续注浆,直至冒浆为止。或拔出注浆管,待浆液凝固后重新注浆,后采用速凝浆液,使浆液在注浆管附近凝固。(3)减少冒浆的措施:冒浆量过大主要原因。一般是有效喷射范围与注浆量不适应,注浆量大大超过旋喷固结所虚的浆量所致,减少冒浆管的措施有四种:a.提高喷射压力(喷浆量不变)。b.适当缩小喷嘴孔径(喷射压力不变)。c.加快提升和旋转速度。d.采用回收浆液,重复利用(但要从新调整浆液质量达到设计要求)。(8)防缩工艺:当采用纯水泥浆液进行喷射时,在浆液与土粒搅拌混合后的凝固过程中,由于浆液析水作用,会有不同程度收缩,出现凹凸,凹凸的深度随地层性质、浆液的析水性、固结体的直径和全长等因素的不同而变化。5施工工艺研究(1)根据不同的施工条件和设计要求,采用不同的施工工艺。但独流减河14.5km防渗中有39处需旋喷加固处理,也遇到了三处由于旋喷半径小而产生的搭接不上的问题,为寻求既经济有效又满足设计要求的施工