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高压喷射灌浆技术施工工艺和质量控制

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  0引言

  高压喷射灌浆基本原理是借助于高压射流冲击、破坏被灌地层结构,同时灌入水泥浆或混合浆,使浆液与被灌地层颗粒掺混,形成符合设计要求的凝结体,借以达到加固地基和防渗的目的。

  1灌浆的概念及作用

  灌浆(Grouting),就是将某种具有流动性和胶凝性的浆液,按一定的配比要求,通过钻孔用灌浆设备压入建筑物或其基础部分缝隙中的措施。灌浆又称注浆,其实质是使浆液在被灌载体中渗透、扩散、充塞,经一定时间后凝固和硬化,从而达到加固载体和抗渗防水的目的。

  灌浆的作用主要体现在下面几个方面:充填作用。浆液凝成的结石将地层空隙充填起来,可以阻止水流通过,提高地层的密实性;压密作用。在浆液被压入的过程中,将对地层产生挤压,从而使那些无法进入浆液的细小裂隙和孔隙受到压缩或挤密,使地层密实性和力学性能都得到提高;粘合作用。某些浆液的胶凝性质可以使己经脱松的岩块、建筑物裂缝等充填并粘合在一起,使其联合承载能力得到改善;固化作用。某些浆材(例如水泥和某些化灌材料)可与地层中的粘土等松软物质发生化学反应,将其凝固成坚固的“类岩体”。

  2高压喷射灌桨技术的优势

  2.1适用范围广。高喷灌浆可用于工程新建之前,也可用于工程修建之中,特别是用于工程建成之后,显示出不损坏建筑物的上部结构和不影响运营使用的长处。

  2.2施工简便。施工时只需在土层中钻一个孔径为50mm或300mm的小孔,便可在土中喷射形成0.4~4.0m的固结体,因而能贴近已有建筑物基础建设新建筑物。

  2.3固结体形状可以控制。为满足工程的需要,在喷射过程中,可调整旋喷速度和提升速度,增减喷射压力,可更换不同孔径喷嘴改变流量,使用固结体成为设计所需要的形状。

  2.4料源广阔、价格低廉。喷射的浆液是以水泥为主,化学材料为辅,除了在要求速凝超早强时使用化学材料外,一般的地基工程使用价格低廉的425号普通硅酸盐水泥。此外,还可以在水泥中加人一定数量的粉煤灰,这不但利用了废材,又降低了注浆材料的成本。

  2.5设备简单、管理方便。高压喷射灌浆全套设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,能在狭窄和低矮的现场施工,且施工管理简便:在单管、二重管、三重管喷射过程中,通过对喷射的压力、吸浆量和冒浆情况的量测,即可间接地了解其效果和存在的问题,以便及时调整喷射参数或改变工艺,保重固结质量。在多重喷射时,更可以从屏幕上了解空间形状和尺寸后再以浆材填充之,施工管理十分有效。

  3高压喷射灌桨的工艺与施工要点

  3.1钻孔造孔过程中做好充填堵漏,使孔内泥浆保持正常循环,返出孔外,直至终孔。跟管钻进,边钻进边跟入套管,直至终孔。钻进时应注意保证钻机垂直,偏斜率应≤1%.

  施工中需注意,当孔深达到设计深度时,应提取岩芯,经检验认可后方可终孔。终孔后要测斜验收,合格后搬迁孔位。

  3.2下入喷射杆泥浆固壁的钻孔可以将喷射杆直接下入孔内,直至孔底。跟管钻进的钻孔,有2种情况:①拔管前在套管内注入密度大的塑性泥浆,注满后起拔套管,边起拔边注入,使浆面长期保持与孔口齐平,直至套管全部拔出,而后再将喷射杆下入孔内直至孔底。②也可先在套管内下入管壁均匀的PVC管,直到套管底部,起护壁作用,而后将套管全部拔出,再将喷射杆下入到管底部。

  3.3高喷施工施工中所用技术参数因使用高喷的方法不同而不同。所用的灌浆压力不同,提升速度也有差异。对各类地层而言,若使用同一种施工方法则水压、气压、浆压的变化不大,而提升速度变化,是影响高喷质量的主要因素。

  一般情况下,确定提升速度应注意下列问题:①因地层而异在砂层中提升速度可稍快,砂卵(砾)石层中应放慢些,含有大粒径(40cm以上)块石或块石比较集中的地层应更慢。②因分序而异先序孔提升速度可稍慢,后序孔相对来讲可稍快。③高喷施工中发现孔内返浆量减少时宜放慢提升速度。

  此外,还需对进浆量进行控制。除在制浆过程中严格控制水泥用量、保证浆液浓度外,对进水量同样要严格控制,方可保证进浆量。

  3.4墙体位置的确定根据设计要求平整好场地,要求场地内地下无障碍物,对某些作业地基软、不平整,有可能引起整机翻倒引起事故的地段,一定要采取防范措施,在平整场地上对墙体中心线进行测量定位。

  3.5喷墙管理应控制好掘进速度和灌浆压力、提升速度,送气量的大小应使浆液成沸腾状为宜。灌浆阶段浆液不能发生离析和断浆现象,保证墙体均匀,无夹心层,若发生管道堵塞或因故短暂停机,应迅速抢修。如喷射过程中因发生事故停喷超过1h~2h,就需要做特殊处理方才能继续喷灌,恢复喷射时要求从停喷深度以下0.5m开始提升喷射。

  3.6质量检测

  3.6.1防渗墙的渗透性。灌浆施工结束待防渗墙体凝固30d后,将550m的灌浆坝段分为4个检查段,在这4处设置防渗检查试验围井,用注水试验测定封闭围井的渗透性来判断防渗墙质量。从试验结果看,防渗墙质量均达到优或良。

  3.6.2防渗墙的连续性及厚度。施工结束30d后,采用地质雷达技术对防渗墙的连续性和厚度进行检测,查验防渗是否达到了设计要求的平均厚度,以及防渗墙体方向和垂向深度的连续性是否达到设计要求。

  3.6.3防渗墙体结石体的强度。分别在检查段之间防渗墙交叉接触位置布置检查孔,在检查孔的中部取样品做物理力学试验,以查验施工是否达到了工程设计要求。

  4高喷技术施工中需注意的事项

  为保证高喷防渗墙的连续性,则必须要使各孔的凝结体在有效范围内牢固可靠连接上,为此如何选用结构布置形式和孔与孔的距离则很重要。

  高喷形成的凝结体的形状与喷射的形式有关,喷射形式一般有旋喷、摆喷和定喷三种。喷射时若边提升边旋转,则凝结体的形状为圆柱体,若边提升边摆动则形成的凝结体形状为哑铃状,若只提升和定向喷射则可形成板状。

  在防渗工程中,孔距的选择至关重要,它不仅关系到凝结体能否可靠地连接,而且也影响工程的进度、造价。孔距应根据地层的地质条件,对防渗性能的要求、高喷灌浆的施工方法和工艺、结构形式、孔深及其它因素综合考虑而定。应控制好掘进速度和灌浆压力、提升速度,送气量的大小,应使浆液成沸腾状为宜。灌浆阶段浆液不能发生离析和不允许发生断浆现象,保证墙体均匀,无夹心层,若发生管道堵塞或因故暂停机,应迅速抢修。

  5结语

  灌浆技术作为水工建筑物地基处理中常用和重要的工程措施,在大坝坝基防渗和加固处理中得到广泛的应用大多数水库、大坝的地基均需进行处理后,才能达到稳定与防渗的要求随着水利水电建设的发展,国内可用于修建水库、大坝比较好的地基也越来越少,因此,灌浆技术在水利工程地基处理中已经成为一个非常重要的技术手段。

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发布:2007-11-13 18:06    编辑:泛普软件 · xiaona    [打印此页]    [关闭]
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