阻隔墙后注浆施工技术规程

1阻隔墙后注浆施工技术规程本文件规定了阻隔墙后注浆施工技术规程的术语和定义、一般要求、注浆设计、注浆施工、质量检查及验收、施工安全和环保措施。本文件适用于建筑工程、市政工程、路桥工程的阻隔墙后注浆设计及施工。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB12523建筑施工场界环境噪声排放标准GB50007建筑地基基础设计规范GB50010混凝土结构设计规范JGJ33建筑机械使用安全技术规程JGJ46施工现场临时用电安全技术规范JGJ59建筑施工安全检查标准JGJ94建筑桩基技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1后注浆技术technologyofpostgrouting阻隔墙在成墙后一定时间内，由预设于墙身内的注浆导管及与之相连的墙端、墙侧注浆阀通过高压注浆泵注入一定压力的水泥浆，通过浆液对墙端沉渣和墙端持力层及墙周泥皮起到渗透、填充、压密、劈裂、固结等作用来增强墙端土和墙侧土的强度，从而达到提高墙体承载力，减少沉降量的一项技术措施。3.2渗透注浆permeationgrouting属于偏适应性注浆，是在不足以破坏土体结构的压力（即不产生水泥劈裂）下，把浆液注入粒状土的孔隙中，从而取代、排除其中的空气和水。3.3压密注浆compactiongrouting2一种半适应性半强制性注浆，它的特点是通过注浆对砂土和粘土中孔隙等软弱部位起到压密作用。压密注浆在注浆处形成球形浆泡，浆体的扩散靠对周围土体的压缩。3.4劈裂注浆crackgrouting属于偏强制性注浆，是通过较高压力使浆体产生扩充，当液体压力超过劈裂压力（渗透注浆和压密注浆的极限压力）时土体产生水力劈裂，也就是在土体内突然出现裂缝，于是吃浆量突然增加，克服土体初始应力和抗拉强度，在钻孔附近形成网状浆脉，通过浆脉挤压土体和浆脉的骨架作用加固土体。3.5闭式注浆closedgrouting将预制的弹性良好的腔体（又称注浆胶囊）随钢筋笼放入孔底，成墙后通过压力注浆使弹性腔体逐渐扩张、挤密沉渣和墙端土层来提高桩的承载能力。3.6开式注浆opengrouting把浆液通过注浆管直接注入墙端或需要加固补强的位置，浆液与墙端沉渣、周围土体呈混合状态，呈现出渗透、填充、压密、劈裂、固结等效应，以达到提高桩的承载能力。3.7墙体竖向极限承载力ultimateverticalbearingcapacityofpile墙体在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载，它取决于土对桩墙的支承阻力和墙身承载力。4一般要求4.1阻隔墙后注浆设计前，应进行工程地质和岩土工程性质调查，主要包含以下内容：a)拟建场地地层的分层、持力层起伏变化情况及各层的土工参数；b)注浆区的地质构造、浆液可能流失的通道及空穴；a)各层地下水的特性，包括上层潜水层、下层承压水层情况及地下水化学性质；c)墙端及墙身所处各地层的渗透性及注浆可行性；d)调查注浆浆液对环境的影响。4.2阻隔墙后注浆施工应按相关标准、规范和设计文件要求，结合工程现场情况，编制施工方案。编制前，应熟悉施工图和工程地质、水文资料，并踏勘施工现场。4.3阻隔墙后注浆大范围施工前应进行试注浆。试注浆作业时设计单位、勘察单位应到场复核、调整设计参数，最终确定参数并形成纪要。4.4阻隔墙后注浆施工前应进行技术交底。施工中应严格工序控制，并做好施工记录。4.5阻隔墙后注浆施工应严格执行职业健康安全和环境保护的有关规定，做好废浆的外运和排放，严禁违章排放。5注浆设计35.1阻隔墙后注浆设计应根据岩土工程勘察报告及周围环境的调查情况，结合周边已有建筑注浆工程的对比，针对工程上部结构荷载特点及承载力变形的要求，最终确定经济合理、施工方便、节约工期的设计方案。阻隔墙后注浆设计包括的主要步骤如图1所示。图1阻隔墙后注浆设计步骤5.2后注浆阻隔墙的墙体极限承载力，应通过静载试验确定。其后注浆墙体极限承载力标准值可按下式估算：a)增强系数经验计算公式：Quk=Qsk+Qgsk+Qgpk=uΣqsjklj+uΣβsiqsiklgi+βpqpkAp...............................................................式中：Qsk——后注浆非竖向增强段的总极限侧阻力标准值；Qgsk——后注浆竖向增强段的总极限侧阻力标准值；Qgpk——后注浆总极限端阻力标准值；u——墙身周长；lj——后注浆非竖向增强段第j层土厚度；lgi——后注浆竖向增强段内第i层土厚度：对于泥浆护壁成孔阻隔墙，当为单一墙端后注浆时，竖向增强段为墙端以上12m；当为墙端、墙侧复式注浆时，竖向增强段为墙端以上12m及各墙侧注浆断面以上12m，重叠部分应扣除；对于干作业阻隔墙，竖向增强段为墙端以上、墙侧注浆断面上下各6m；qsjk、qsik、qpk——分别为后注浆竖向增强段第i土层初始极限侧阻力标准值、非竖向增强段第j土层初始极限侧阻力标准值、初始极限端阻力标准值；βsi、βp——分别为后注浆侧阻力、端阻力增强系数，无当地经验时，可按表1取值。对于桩径大于800mm的桩，应按本规范表1进行侧阻和端阻尺寸效应修正；Ap——墙端面积。表1后注浆侧阻力增强系数βsi、端阻力增强系数βpβsiβp 注：干作业钻、挖孔桩，按表列值乘以小于1.0的折减系数。当墙端持力表2大直径阻隔墙侧阻力尺寸效应系数Ψsi、端阻力尺寸效应系数ΨpΨsiΨp4b)参照预制桩计算公式：Quk=Qsk+Qpk=uΣqsjk预lj+qpk预Ap c)墙身混凝土承载力计算：QK=ΨcfcA 式中：Ψc——工作条件系数，JGJ94中干作业非挤土阻隔墙取0.9，泥浆护壁和套管护壁非挤土阻隔墙、部分挤土阻隔墙、挤土阻隔墙取0.7～0.8，软土地区挤土阻隔墙取0.6；GB50007中阻隔墙取0.6～0.8水下阻隔墙、长桩或混凝土强度等级高于C35时用低值；fc——混凝土轴心抗压强度设计值（kPa），按GB50010取值；A——墙身截面积，m2。d)墙端注浆最终设计时取Quk与QK两者中的最小值作为墙体竖向极限承载力5.3阻隔墙后注浆装置的构造与设置应符合下列规定：a)阻隔墙后注浆管应采用钢管；b)墙端后注浆管及注浆阀数量宜根据桩径大小设置：对于直径不大于1000mm的桩，宜沿钢筋笼圆周对称设置2根；对于直径大于1000mm而不大于2000mm的桩，宜均匀设置3根；c)对于桩长超过15m且承载力增幅要求较高者，宜采用墙端墙侧复式注浆；墙侧后注浆管阀设置量应综合地层情况、桩长和承载力增幅要求等因素确定，可在离墙底5m～15m以上，墙顶8m以下，每隔6m～12m设置一道墙侧注浆阀，当粗粒土时，宜将注浆阀设置于粗粒土层下部，对于干作业成孔阻隔墙宜设于粗粒土层中部；d)对于非通长配筋桩，下部应有不少于2根与注浆管等长的主筋组成的钢筋笼通底；e)钢筋笼应沉放到底，不得悬吊，下笼受阻时不得撞笼、墩笼、扭笼。5.4墙体注浆量的设计应根据墙体长、宽、墙端墙侧土层性质、墙体承载力增幅及是否复式注浆等因素确定，可按公示4估算，对独立墙体、相邻墙体大于6d的初始注浆的注浆量应按上述估算值乘以1.2的系数。Gc=apd+asnd..............................................................................(4)式中：ap、as——分别为墙端、墙侧注浆量经验系数，ap=1.5～1.8，as=0.5～0.7；对于卵、砾石、中粗砂取较高值；n——墙侧注浆断面数；d——基墙设计直径，m；Gc——注浆量，以水泥质量计，t。5.5墙端注浆终止压力应根据土层性质及注浆点深度确定，对于风化岩、非饱和黏性土及粉土，注浆压力宜为3MPa～10MPa；对于饱和土层注浆压力宜为1.2MPa～4MPa，软土宜取低值，密实黏性土宜取高值：a)注浆工作压力一般以不使地层结构破坏或发生局部和少量破坏为前提，压力与桩长、墙端土层的性质有关。注浆工作压力估算公式：pg=pw+ξrΣrili 式中：pg——注浆工作压力，Pa；pw——墙底注浆处静水压力，Pa；5r、li——注浆点以上第i层土有效重度（地下水位以下取浮重度）和土层厚度；ξr——注浆阻力经验系数，与墙端墙侧土层类别、饱和度、密实度、浆液稠度、成墙时间、注浆管长度等有关；软土取1.0～1.5，饱和黏性土、粉土、粉细砂取1.5～2.0，非饱和黏性土、粉土、粉细砂取2.0～4.0，中粗砂、砾卵石取1.2～3.0（非饱和状态取高值风化岩取1.0～4.0，当土的密实度高、浆液水灰比小、注浆管长度大、成墙间歇时间长时取高值。b)注浆控制压力可按注浆试验结果确定。注浆试验应从开始逐步增大注浆压力，绘制注浆量和注浆压力的关系曲线。当注浆压力升至某一数值而注浆量突然增加时，表明地层结构发生破坏或墙顶有明显上抬。为了不致使桩破坏，此时的压力值可作为注浆控制压力，也可按下式确定注浆控制压力=+πDΣqsiklj.........................................................................(6)式中：——注浆控制压力，Pa；G——墙身自重（地下水位以下取浮重），N；D——桩径，m；qsik——第i层土的极限侧摩阻力；lj——墙侧第i层土的厚度。5.6浆液的水灰比应根据土的饱和度、渗透性确定，对于饱和土，水灰比宜为0.45～0.65；对于非饱和土，水灰比宜为0.7～0.9（松散碎石土、砂砾宜为0.5～0.6）；低水灰比浆液宜掺入减水剂。5.7为保证阻隔墙后注浆预期效果及避免低效过量注浆，可按如下设置终止注浆条件：a)在满足设计注浆压力条件下，注浆量达到设计要求；b)注浆总量已达到设计值的80%，且注浆压力达到设计注浆压力的1.5倍并维持5min以上；c)注浆总量已达到设计值的80%，且墙顶或地面出现明显上抬。6注浆施工6.1材料设备6.1.1胶凝材料宜采用普通硅酸盐水泥，可掺入适量外加剂。水泥强度等级不应低于42.5级。水泥的质量应符合国家的相关规范标准，应有出厂质量证明书并复试合格。同一单位工程内的阻隔墙后注浆，应采用同一品种、同一强度等级和同一厂家的水泥制备。6.1.2注浆泵的额定压力应大于要求的最大注浆压力的1.5倍，通常选泵的额定压力为6MPa～12MPa，注浆泵的额定流量为30L/min～100L/min。在注浆泵上应配备有压力表和流量计，压力表的量程应为额定泵压的1.5～2.0倍。6.1.3浆液拌合机及储浆桶可根据施工条件选配。浆液拌合机容量应与额定注浆流量相匹配，宜为0.2m3～0.3m3，拌合机浆液出口应设置滤网。6.1.4地面管路系统主要由浆液地面输送系统组成，必须确保其密封性。输送管应采用可承受2倍以上最大注浆压力的高压胶管或无缝钢管，其长度不应超过50m。开式注浆输送管与墙内注浆管连接处设泄压阀，以便在结束注浆时减压卸除输送管。闭式注浆输送管与墙内注浆管连接处设置止浆阀，在结束注浆时可达到止浆的目的，以免浆液在腔体弹力作用下回流。如果输送距离过长，还应在墙顶处设置一套观测仪表。6.1.5墙内预埋的注浆管宜采用φ25mm~φ57mm钢管，壁厚≥2.8mm。当注浆管兼做声测管时，管径尺寸应满足声测要求。66.2劳动力组织6.2.1为保证阻隔墙后注浆的施工质量，注浆作业应由专业的注浆单位进行。6.2.2阻隔墙后注浆作业包括注浆管埋设及现场注浆两部分，均应由专业注浆单位人员自行负责实施。作业需要4～6名专业人员，包括施工技术指导员、记录员和施工操作员。6.2.3施工前应对有关人员进行技术培训和安全教育，合格后方可经常作业。6.3施工要点6.3.1阻隔墙后注浆施工工艺流程如图2所示。7图2阻隔墙后注浆施工工艺流程图6.3.2注浆钢导管埋设应竖直，应与钢筋笼加劲筋绑扎固定或焊接，且与钢筋笼一起下孔；每下一节钢筋笼时，应在注浆管内灌水并检查接头密封性，以免泥浆或混凝土进入注浆管导致堵管；注浆管应通向自然地坪且临时封闭，墙身空孔部分的注浆管不宜设置接头。6.3.3注浆钢导管可用丝扣连接或外架短套管电焊，连接应紧密且不应焊穿钢管或漏焊，以免漏浆。86.3.4后注浆钢导管注浆后可等效替代纵向主筋。6.3.5注浆头的制作主要有打孔包扎法、单向阀法、U形管法等。打孔包扎注浆头制作是将钢管的底端砸成尖形开口，钢管底端40cm左右打上4排每排4个φ8mm的小孔，然后在每个小孔中放上图钉（单向阀作用），再用绝缘胶布外加硬包装带缠绕包裹，以防小孔被浇桩的混凝土堵塞。6.3.6后注浆阀应具备下列性能：a)注浆阀应能承受1MPa以上静水压力；注浆阀外部保护层应能抵抗砂石等硬质物的刮撞而不致使注浆阀受损；b)注浆阀应具备逆止功能。6.3.7压水试验宜按2～3级压力顺次逐级进行，并有一定的压水时间与压水量。压水量一般为0.6m3，开塞压力一般小于8MPa。压水试验后应立即初注。6.3.8初注时一般压力较小，浆液宜由稀到稠，并注意注浆节奏。6.3.9从桩位平面图上，阻隔墙后注浆顺序应针对上部结构的整体性、地质条件、设计要求及施工工艺综合确定：a)宜将全部注浆桩根据集中程度划分为若干区块，各区块内桩距相对集中，区块之间距离宜大于区块内最小桩距2倍；b)区块内的阻隔墙后注浆，宜采用先周边后中间的顺序注浆；对周边应以对称、有间隔的原则依次注浆，直到中心部位。6.3.10当采用U型管注浆时，宜按下列工艺循环注浆：a)注浆次序及注浆量分配：1)注浆分三次循环；2)每一循环的注浆管采用均匀间隔跳压；3)注浆量分配按第一循环50%，第二循环30%，第三循环20%；4)若发生管路堵塞，按每一循环应压比例重新分配注浆量。b)注浆时间及压力控制：1)第一循环：每根注浆管压完后，用清水冲洗管路，间隔时间不少于2.5h，不超过3h或水泥浆初凝时间，进行第二循环；2)第二循环：每根注浆管压完后，用清水冲洗管路，间隔时间不少于3.5h，不超过6h进行第三循环；3)第一循环和第二循环主要考虑注浆量；4)第三循环以压力控制为主，终止注浆条件本文件的规定。6.3.11注浆作业时，流量宜控制在30L/min～50L/min，且不宜超过75L/min，并根据设计注浆量进行调整，注浆量较小时可取小值。6.3.12后注浆作业还应符合以下规定：a)注浆作业宜于成墙3d后开始，也不宜迟于成墙30d后；划分若干注浆区块的，可于最后一根桩成墙5d～7d后开始注浆作业；b)注浆作业与成孔作业点的距离不宜小于8m～10m，且不宜小于10倍桩径；c)当采用墙端墙侧复式注浆时，应先墙侧后墙端；多断面墙侧注浆时，应先上后下，以避免下部浆液沿墙周土界面上窜而冒浆；d)墙侧墙端注浆间隔时间不宜少于3h，以保证上部注浆体达到一定的初凝强度；e)墙端注浆应对同一区域的各注浆导管依次实施等量注浆。6.3.13后注浆施工过程中，应经常对后注浆的各项工艺参数进行检查，发现异常应采取相应处理措施。当注浆量等主要参数达不到设计值时，应根据工程具体情况采取相应措施。9a)当有注浆管的注浆量达不到设计要求而注浆压力值很高无法注浆时，其未注入的水泥量应由其余注浆管均匀分配压入；b)如果出现注浆压力长时间低于正常值、地面冒浆或周围桩孔串浆，应改为间歇注浆或调低浆液水灰比，间歇时间不宜过长，宜为30min～60min，间歇时间过长会导致管内水泥凝结而堵管。当间歇时间很长时，可向管内压入清水冲洗管道和墙端注浆装置；c)当上述措施仍不能满足设计要求，或因其他原因堵塞、碰坏注浆管无法进行注浆时，可采用在离墙侧壁20cm～30cm位置打φ150小孔作引孔，重新埋置注