搭设施工平台 测 放 孔 位 钻机就位,校正方位和倾角 钻进成孔至设计深度 配制搅拌套壳注 入 套 壳 料 制作袖阀管 下入袖阀管 配制搅拌固管止浆料料 安装止浆环,注入固管止浆料 待 凝 制备注浆液 下入芯管,开环注浆 自下而上进行,分段间歇注浆 全孔段注浆完成,冲洗袖阀管 保护好袖阀管,必要时进行后备注浆 图七 袖阀管注浆施工工艺流程图
(二)袖阀管注浆施工方法 1、钻孔
成孔设备和钻进方法的选择:
地面注浆选用KD-100型钻机,针对较软土层采用合金钻具回转钻进方法成孔;针对硬土层和破碎岩层采用风动潜孔锤冲击钻进,该钻机重量轻,利于迁移,并有较高的钻进效率。
钻机安装:
底座水平,机身稳固可靠。调整钻机高度,立轴对正孔位,将钻具放入孔口管内,使孔口管、立轴和钻杆在一条直线上,用罗盘、水平尺和辅助线检测立轴方向和倾斜角度。
钻孔护壁:
采用优质稀泥浆护壁。当砂层较厚、孔内塌孔时,用φ108mm套管护孔,待孔内注入套壳料并下入袖阀管后,才将φ108mm套管提出孔外。
注意事项:
钻孔布置注意避开管线,并不得破坏既有的建筑物基础。 2、安装袖阀管、浇注套壳料及固管止浆
钻孔至设计深度并采用清水洗孔后,立即将套壳料通过钻杆泵送至孔底,自下而上灌注套壳料至孔口溢出符合浓度要求的原浆液为止。
依次下入按注浆段配备的袖阀花管和芯管,下管时及时向管内加入清水,克服孔内浮力,顺畅下入至孔底。
⑶灌入封闭泥浆(即套壳料)
套壳料一般以膨润土为主,水泥为辅组成,主要用于封闭袖阀管与钻孔孔壁之间的环状空间,防止灌浆时浆液到处流窜,在橡胶套和止浆塞的作用下,迫使在灌浆段范围内挤破套壳料(即开环)而进入地层。
套壳料浇注的好坏是保证注浆是保证注浆成功与否的关键,它要求既能在一定的压力下,压开填料进行横向注浆,又能在高压注浆时,阻止浆液沿孔壁或管壁流出地表。套壳料要求其脆性较高,收缩性要小,力学强度适宜,即要防止串浆又要兼顾开环。
套壳料采用粘土和水泥配制,配比范围为水泥:粘土:水=1:1.5:1.88,浆液比重约为1.5,漏斗粘度24-26s;实际施工时应通过多组室内及现场试验,选取最佳配比。根据工程中的要求,套壳料凝固时间和强度增长速率应控制在2-5d内可灌浆。
套壳用量(m3)=1.3×π×R(钻孔半径2-袖阀管半径2)×H注浆段高度。
套壳料浇注方法:成孔后,将钻杆下到孔底,用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内注浆段。
固管止浆:在袖阀管外花管与孔壁之间的环状间隙处下入注浆管,在孔口上部2米孔段压入止浆固管料,直至孔口返止浓浆为止。止浆固管料采用速凝水泥浆,水:水泥=1:1.5。可采用水玻璃或氯化钙作速凝剂。
图八 袖阀管法施工程序图
3、待凝
要待孔口段止浆料凝固后才能灌浆。待凝时间控制在2~5天以内。 4、开环灌浆
开环:灌浆的前期阶段,使用稀浆(或清水)加压开环。在加压过程中,一旦出现压力突降,进浆量剧增,表示已经“开环”。开环后即按设计配比开始正式注浆。
灌浆:采用双栓塞芯管进行灌浆。根据各组注浆参数表要求,从孔底自下而上进行注浆,每排孔眼作为一个灌浆段,其段长为50cm。
注浆液采用32.5普硅水泥,竖向袖阀管起止水帷幕作用,采用水泥水玻璃浆液(扩散半径1.2m,考虑20%的损耗量),斜向袖阀管起地基加固作用,采用1:1纯水泥浆(扩散半径2m,考虑50%的损耗量)。
正式注浆前先进行试注,按先灌入稀浆后灌入浓浆的原则逐渐调整水灰比。开环压力为0.35mpa左右,具体数值根据现场实验调整。正常注浆压力为0.2-0.5Mpa,浆液注入速度7~10L/min。注浆压力控制在1.0MPa以内,并由下而上逐渐减小,视具体情况分别采用或作适当调整。
注浆次序:每次都必须跳开一个孔进行注浆,以防止发生窜浆现象。
间歇注浆:全孔段注浆完成后,间歇一段时间再进行第二次注浆,间歇时间控制在10~30min之内。
5、终灌标准:
当注浆压力≥1.0Mpa,吸浆量<2.5L/min,稳定时间25 min。
发现被加固建筑物有上抬的趋势时,立即停止注浆。发生窜浆或浆液漏失严重时,立即停止注浆。
6、后备注浆措施
每孔注完浆后,用φ20水管插入袖阀管内,泵入清水把袖阀管内残留水泥浆冲洗干净,
以备复注。浆管口用胶布封上,以备在以后开挖过程中,地面出现沉降时,进行重复注浆。
7、压力注浆时的监测措施
在注浆过程中,要密切监测地面及建筑物的沉降情况,如发现被加固建筑物有上抬的趋势,立即停止注浆,严格控制注浆前后建筑物的上抬量不得超过2mm。
8、灌注材料及配比
用32.5R普通硅酸盐水泥作灌注主料,确定各种灌注材料的合理配比,在施工中使用的材料配比(重量比)如下:
袖阀管套壳料:
水泥:粘土:水——1:1.5:1.88(重量比,配方由现场试验最后确定); 固管料为单液水泥浆,配比为 水:水泥——1:1.5; 袖阀管注浆的浆液配比
水泥:水——1:1~0.8:1,先稀浆后稠浆。如注浆效果较差时根据实据情况采用双液浆或超细水泥浆液。
速凝剂:
如发现地下有水流通道,孔内漏浆严重时,可掺入适量的的水玻璃作为速凝剂。水泥浆与水玻璃体积比C:S=1:(0.5~1),其中:
水玻璃:浓度为45Be',模数n=2.4~2.8
四、质量验收标准
袖阀管注浆固结体设计标准:28天无侧限抗压强度≥0.8Mpa,渗透系数≤1×10-6cm/s。 验收方式采用钻芯取样方式验证,取样验证结果应符合以下质量标准:
表二 袖阀管注浆加固质量检验标准
序号 1 2 3 4 检测项目 芯样完整、均匀性 28天无侧限抗压强度 注浆加固地基承载力 渗透系数 质量标准 目测芯样完整、均匀 ≥0.8Mpa ≥500kPa ≤1×10-6cm/s 检测点数 10 10 10 10
五、劳动力组织
表三 注浆施工人员一览表
工作类别 施工队长 专业技术人员 材料员 电工 焊工 钻孔班 注浆班 合计 配备人数 1 2 1 1 1 2人/机,共4人 4人/班,共8人 18人 备注 六、材料与设备
表四 注浆设备一览表
设备名称 钻机 注浆泵 注浆泵 泥浆泵 搅浆机 型号规格 KD-200 BW-150 FBY-80/45 BW-50 200L 主要性能 钻深100m 压力≥4.5MPa 压力≥4.5MPa 压力≥2MPa 快速型 数量 2台 2台 2台 1台 5台 备注 用于地面注浆、 7.5KW 15 KW 4.5 KW 4.5 KW 七、质量控制
制定技术管理制度和岗位制度,加强全面质量管理,建立健全全面质量检查监督机制和施工过程质量保证体系,采用“信息管理、动态施工”的科学施工方法,确保工程保质、保量,按时完成。
①按施工方案做好各项施工前的准备工作;
②做好技术交底工作。工程项目技术负责人对施工员、机组队长进行技术交底,确保施工按方案要求进行;
③做好各种施工机械设备的保养、检修工作,保证施工过程中机械设备的正常运转;