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高速鐵路巖溶及紅黏土注漿加固地基處理

08-22 12:09:44  瀏覽次數:426次  欄目:鐵路工程
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高速鐵路巖溶及紅黏土注漿加固地基處理(工法初稿)

巖溶及紅黏土注漿工法(作者:中鐵八局:工程技術部全體參戰人員)

1前言:
本黏土及巖溶注漿工法是針對武廣客運專線的地質特點來進行研究的,武廣客運專線地質條件復雜多變,單從武漢工程試驗段的地質條件來看,注漿地段地質條件多為:上覆黏土,為軟塑及硬塑層,下伏弱風化灰巖,巖溶及裂隙發育。本工法正是結合武廣客運專線武漢工程試驗段的地質條件,對有關注漿設備、注漿材料、注漿工藝流程、各種注漿參數及在注漿過程中的各項監測控制、注漿前后的各項檢測對比,在武廣客運專線武漢工程試驗段現場試驗及施工的基礎上,在多方大力支持下,由中鐵八局聯合體為主體,結合工程實踐的基礎上形成的。
2特點:
2.1該工法的施工機械體積小,靈活輕便,適合于場地狹長地帶的施工。
2.2該工法在注漿前期可對地質情況進行復核,并不用另外再上地質鉆機,可在鉆孔總數的20%中完全復核出該處的地質情況。
2.3在先導勘探孔探明地質情況下,后續鉆機可大量跟進,有利于大面積展開施工。
2.4可根據探明的地質情況,對于不同的地質條件確定采同的注漿方法以及確定漿液配制方法。
2.5在注漿施工中,在注漿孔中采用加入鋼筋籠,形成微型樁技術,從而保證了封孔效果以及注漿加固地基的整體效果。
2.6采用較大孔徑的注漿孔,91mm~130mm,在有效控制注漿壓力及漿液配比的情況下,對注漿效果進行控制。
2.7采用物探、鉆孔、注水試驗,對于注漿前后的對比可以有效確定注漿加固地基效果。
3、適用范圍:
    本工法適用于含砂土、粉土、軟塑黏土、回填土等地基加固。可用于公路、鐵路以及對地基加固并控制地層沉降等的地基加固工程。
4、工藝原理:
利用惰性材料形成的漿液,在一定壓力作用下注入巖溶裂隙、溶洞中以及軟塑黏土體孔隙中,首先是填充巖溶溶洞及巖溶裂隙,其次是封閉巖、土界面,形成隔水帷幕,阻隔上層滯水與巖溶水的聯系;如土體中存在著軟弱夾層,再進行加固土體軟弱夾層,并在注漿中加入鋼筋籠形成微型樁的復合加固體系。通過注漿填充液凝固后,具有的剛性和強度而改變巖層及土體的性狀,使巖土的變形受到約束,強度得到提高,從而達到控制地基整體沉降、減少變形的效果。
5、工藝流程及操作要點:
5.1工藝流程


5.2操作要點:
5.2.1注漿前期準備
a平整場地:首先對于要注漿的施工場地進行平整,對于路塹開挖地段要先開挖至設計標高,推平,然后進行碾壓密實;
b施工放線:按照設計布孔形式放出注漿孔位,并明確標示出來;
c地質情況及管線勘探:施工前應向有關部門收集和調查地下設施、地下管線的具體位置,不明確時可采用物探與開挖相結合,以確認地下是否存在管線后方可進行施工;在正式施工前,應先進行超前地質勘探,利用探灌結合,選取總孔數的20%進行先導勘探,進一步探明巖溶發育情況和紅黏土軟硬程度,以確定合理的巖溶地基處理相關參數和施工工藝,并隨時注意周圍的水利設施情況和地下水位情況。
5.2.2施工工藝
a鉆孔:鉆孔開孔直徑110mm,在土層過厚地段開孔130 mm,鉆孔采用干鉆或無水反循環,注漿套管采用跟管鉆進,直至軟黏土頂部;如無軟黏土層,鉆進至基巖面下20cm,換徑91 mm鉆進,鉆進至巖層基巖面以下設計要求部位;
b注漿:在有軟塑層的情況下,鉆孔至軟塑層頂部,停止鉆進,從軟黏土層上1m處開始注漿,軟黏土層每鉆進1m,實施注漿1m,下注漿套管1m,然后清孔后加深1m,再注漿1m,再下注漿套管1m,周而復始直至基巖面;在進入巖層后,換徑鉆進至設計要求深度,在巖溶孔中采用孔口前進式注漿的方式,直至注漿達到終孔標準;在沒有軟塑黏土層的情況下,直接鉆孔至巖溶中設計標高,提管至基巖面上部2 m處,接注漿導管,進行壓漿達到終孔標準。
c拔管:在注漿結束之后,提拔注漿管至孔外,準備封孔。
d清孔:注漿結束后,在提拔注漿管時邊拔管邊清孔,將孔內殘余物清除,當注漿管難以拔出時,可將注漿管保留在孔內清孔;
f微型樁施工:將制作好的微型鋼筋籠連同注漿管插入注漿孔中直至巖面以下0.2m,鋼筋籠長至地表,多余切除;將達至設計強度的砂漿或水泥漿在鉆孔中從下至上連續注漿并充滿鉆孔,并將注漿管上提,邊灌邊提,同步進行至地表。
5.2.3注漿施工步驟及施工重點
a施工注漿應先外側邊緣,后中心部位;
b應先施工巖溶深孔,后施工上部單一土層鉆孔,土層注漿宜隔排跳孔施工;
c巖溶深孔的注漿順序,應先進行土層注漿,后進行巖溶注漿;
d土層需分層進行注漿,多預留108mm的短套管,便于施工;
e注漿過程中加強地面觀測,并作好記錄,當地表升降達到10mm/d,水平位移超過5 mm/d ,在既有線及既有建筑附近應暫停注漿,特殊情況應及時上報有關部門處理;
f對于注漿效果較差地段應進行補充注漿。
g注漿壓力控制:注漿壓力一般控制在0.3~0.5MPa,最大壓力1.5MPa,當注漿壓力超過1.5MPa時,可停止注漿;必要時可間歇式注漿。
5.2.4注漿結束標準
土層注漿結束標準:
a土層注漿初始的注漿量控制,每延米注漿量達到300~500升時即可轉放下一延米處注漿;
b注漿范圍中部的土層注漿壓力逐漸增加,當注漿壓力達到1.0MPa,進漿量明顯減少并持續30分種可終止注漿,當注漿壓力達至1.5MPa即可停止;
c注漿過程中發現冒漿暫停注漿,孔口封堵后繼續進行注漿,但應減少壓力或加濃漿液。
巖層注漿結束標準:
a當注漿量小于20升/分,注漿壓力達到0.5~1.0MPa時,并持續30分鐘時;
b巖溶裂隙不發育和巖層完整的鉆孔,注漿壓力達至1.0~1.5MPa,漿液難以注入時;
c單孔注漿量達到平均注漿量1.5~2.0倍以上,且注漿量明顯減少時;
d冒漿點已出有效距離3~5m時。
6、材料:
   單液漿以水泥為主,巖溶空洞應灌入水泥砂漿或注入拌有粉煤灰的水泥漿;雙液注漿以水泥和水玻璃為主體(或粉煤灰)適宜調配而成。
6.1注漿用水:應是可飲用的河水、井水或其他清潔水,含油脂、糖類或酸性的水和工業廢水不可使用;
6.2注漿用的水泥采用普通硅酸巖水泥,水泥標號為PO32.5。水泥應保持新鮮,一般不應超過出廠日期三個月,受潮結塊不得使用,水泥的各項指標應符合客專驗收標準。
6.3水玻璃采用35~43Be′,模數在2.4~3.0, 以及惰性材料砂和粉煤灰均應符合現行客專標準。
7、工具設備:見表1


表1 機具設備
序號        機械名稱        規格        數量(臺)        說明
1        鉆機        100型        3        超前勘探、鉆進成孔
2        壓漿泵        BW200        3        把配制好的漿液壓入巖層、土層
3        漿液攪拌機        SM200        3        配制注漿用漿液
4        儲料桶        400L        3        儲存配制好的漿液
5                               
6                               
7                               

8、活動組織及安全:
8.1勞動組織見表2
表2 勞動組織
序號        組別        工  作  內  容        人數        說   明
1        總負責人        安排任務、指揮施工,作好施工記錄        1       
2        鉆探組        20%的超前勘探孔施工        5        完成勘探后可加入施工

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