应用水泥压力注浆提高山地建筑回填土承载力

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lingyumhg
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要: 山地建筑高低错落,室内外回填土种类多而密实度难达标,易引起地面非正常沉降,影响建筑物的使用功能,应用水泥压力注浆加固室内外回填土,效果很好。
  关键词: 山地建筑;回填土密实度不足;沉降变形;压力注浆加固
  Abstract: The mountain building scattered high and low, indoor and outdoor backfill and compaction standard of many kinds of difficult, easy to cause the ground not normal settlement, influence the use function of the building, application of cement pressure grouting reinforcement of indoor and outdoor backfill, the effect is very good.
  Key words: mountain building; backfill soil compactness; settlement; pressure grouting
  
  中图分类号:TQ172文献标识码A 文章编号
  
  1前言
  山地建筑大多高低错落。常见的隐患之一就是室内外回填土密实度不足,易引起地面非正常沉降,影响建筑物的使用功能。处理这类问题,须对回填土进行加固。加固方法需满足:工期短、造价低、质量可靠、无环境污染等要求。与挖填夯实法、树根桩法等方法比较,水泥压力注浆加固法优势突出,施工效果好。
  2水泥压力注浆加固法特点
  2.1压力注浆加固后的回填土,土壤与水泥等浆料胶结成形成强度大、压缩性低和稳定性良好的新土层结构,提高了回填土的力学性能和抗渗透性能,满足了建筑的使用功能。
  2.3压力注浆加固回填土,所需物资为常用建材,采购、保运方便易行,注浆施工所需人工不多、费用易掌控。
  2.4施工使用小型机械,操作简单,维修方便,施工所需水、电、场地等资源少。
  2.5对周边环境破坏很小。
  3 适用范围
  3.1适用于各类需对回填土加固的工程,对山地建筑深浅不一、土质差异大的回填土进行加固更显优势。
  3.2适用于砂土、粉土、粘性土和杂填土等土壤加固,可提高土层强度和防渗效果,控制地层沉降等。
  4 工艺原理
  运用压力注浆提高回填土承载力,是通过机械压力,将水泥等浆液对土层实施压力灌注、劈裂、挤密,将水分和空气挤压走,压入浆液将土体颗粒胶结起来,形成强度大、稳定性好、结构新的胶结土石体。,其抗渗透性显著提高,更适宜对既有建筑物的加固。
  5施工工艺流程及操作要点
  5.1施工工艺流程
  
  
  5.2操作要点
  5.2.1施工准备
  1工程地质、环境的调查
  地基土分层埋深,主要物理力学性能;有无岩溶、土洞等;
  工程有无超挖、换土;回填土类型、密实度、含水率;
  工程渗漏水的位置、水量大小、水质、水压等;
  地表水对建筑、对地下自然水位的影响;
  地下水的类型、水质、水位及涌水量;
  邻近建筑物、地下管网和构筑物的状况;
  2工程现状调查
   ①鉴定建筑及基础结构,对其沉降量、断裂、倾斜等性状有准确结论;
  ②对各专业安装工程全面检查,出具鉴定报告。
   ③鉴定检验的方法:
  检验基层土的物理力学性质,方法有:标准贯入、静力触探、轻型动力触探等。采用钻孔、井探等方法,确认土层性状(鉴定检验的取样孔数和位置,能满足与注浆后质量检验进行对比的要求)。
  3注浆材料的选择和注浆试验
  注浆的材料的要求
  ①有良好的可灌性;
  ②凝胶时间可调节;
  ③固化收缩小,与岩石、砼、砂土等能有效粘结;
  ④固结后的抗压、抗拉强度和抗渗性、耐久性满足要求;稳定性好;
  ⑤有一定程度的耐侵蚀性;
  ⑥无毒或低毒、污染小;
  ⑦性价比高,加工简单, 操作方便、安全性好。
   注浆材料的选择
  ①回填注浆用水泥浆液、水泥砂浆,或掺加石灰、粘土、粉煤灰的水泥浆液;
  ②衬砌内注浆、衬砌后围岩注浆,可用选水泥浆液、化学浆液;
  ③对软弱土处理,选用以水泥为主的浆液,也可用水泥和水玻璃的混合浆液。如有地下水流动,不应单用水泥浆液;
  ④浆液的初凝时间:在砂土中,初凝时间宜为5—20 min;在粘性土中宜为1—2h;
  浆液配合比试验
  浆液的配合比,必须经现场试验后确定
  ①浆液用不低于32.5级普硅水泥配制。水灰比可取0.6—2.0,常用为1.0。可掺用粉煤灰代替部分水泥,掺量为水泥量的20%--50%。可根据需要加入速凝剂、减水剂和防析水剂;
  ②浆液充分搅拌均匀后压注,在注浆过程中应不停搅拌,搅拌时间应小于浆液初凝时间。
  ③注浆用水
  注浆用自来水、清洁天然水,不得采用PH值小于4的酸性水、工业废水,水温不得超过35℃。
  ④环境温度
  日均温度低于5℃或最低温度低于-3℃时,应采取措施,保证浆液不冻结。温度高时,注浆管路不得在阳光下暴晒,防止浆液凝固。
  注浆试验
  通过注浆试验确定注浆材料、配合比及机械的选用。
  5.2.2编制压力注浆施工方案
  结合山地建筑特点,说明注浆的范围:长、宽、深度;绘制注浆布孔图,明确注浆顺序、注浆压力、流量、注浆量等。
  1注浆布孔
  ①注浆布孔,应根据土质、地下水情况、设备能力、浆液扩散距离(通过注浆试验确定)、钻孔偏斜率(小于1%)等,分析后确定注浆孔数、钻孔角度;
  ②根据水文地质条件布孔:大面积渗漏,布孔密、钻孔浅;裂隙渗漏,布孔疏、钻孔深;地下水流速大,布孔在水流上游。
  2注浆孔径、孔距
  回填注浆的孔径不小于40 mm。通常孔距1.0—2.0 m,梅花型排列,使被加固土體在注浆范围内连成一个整体。
  3注浆施工方法及顺序
  ①注浆遵循“由低到高,由下往上,从少水处到多水处”的原则。在高差大且无地下围护结抅的回填土中进行注浆时,遵循先外围,后中间,先下段后上段;应视情况,调整注浆压力,选择断续压注或跳孔注浆;
   ②为防止浆液上冒,覆盖土厚度不小于2m。渗透系数相同的土层,首先注浆封顶,再由下向上注浆。如土层的渗透系数随深度增大,应自下向上注浆。对土质不同的地层,先对渗透性或孔隙率大的地层进行注浆;
   ③地下水流速较大时,从高水头一端开始注浆;
   ④同一注浆孔,从上往下注浆,本段内则自下往上注浆,通常每段长为1~1.5m。
  4注浆的压力、流量、注浆量
  注浆应采用压力计和流量计进行记录,及时整理分析。
  ①劈裂注浆的压力:砂土中用0.2-0.5MPa;粘性土中用0.2—0.3MPa;
  ②压密注浆,用水泥砂浆浆液时,坍落度为25—75mm,注浆压力1—7MPa。坍落度较小,压力取上限值。用水泥-水玻璃双液注浆时,压力应小于1 MPa;
  ③岩石地层注浆的压力,应比静水压力大2—4 MPa,回填注浆的压力应比静水压力大0.1--1.0 MPa;
  ④注浆的流量可取7—10L/min, 充填型注浆可适当加快,但不宜大于20 L/min ;
  ⑤注浆量:软土地基,浆液注入率在15%—20%(假设孔隙率为50%,充填率40%,即浆液注入率约为20%)。
  5.2.3 按方案确定钻孔位置,钻注浆孔
  1 注浆人员、设备、材料进场;
  2 学习施工方案,注浆设备就位,确定钻孔位置,钻注浆孔(硬地面);
  5.2.4 注浆杆下沉至设定深度,按設计压力注浆
  1釆用振动法进管:将注浆管插入钻孔,用压力振动机将注浆管振压至设计深度,连接好注浆管, 按设计压力注浆;
  2采用钻孔法:先将钻杆钻入土层设计深度,从钻杆内注入封闭泥浆,插入金属花管,泥浆凝固后,启动注浆机,移动花管自下向上或自上向下注入水泥浆液、水泥砂浆液,或水泥-水坡璃双浆液。花管注浆时,每次上、下移动0.5~1.0 m。两种方法略有不同,注浆操作基本相同。
  5.2.5 提升(或下沉)注浆杆,按设定压力和注浆量压注水泥浆液直至完成单孔注浆。按设计顺序完成全部工程注浆
  一段注浆完成后,提升或下降注浆管至另一深度,再进行注浆,直至完成该孔的注浆。注浆管移至第二注浆孔,进入第二个注浆循环。
  5.2.6检验、确认压力注浆工程质量
  1按照设计注浆总量,控制好总注浆量(土层孔隙率与浆液充填率的乘积)
  确定注浆结束的条件和初步掌控注浆效果。
  2注浆各孔段的进浆量,应小于50 L/min,达到设计压力后稳定10 min,检查孔吸浆量每米应小于1.0 L/min;当某段注浆量超过设计值的1—1.5倍时,间歇数小时后再注,防止浆液非正常扩散;
  3衬砌内注浆达到设计压力后应稳定10 min;
  4其它各类注浆应达到设计压力;
  5注浆结束后注浆孔应封填。
  6注浆质量检测、检验应在注浆结束28d后进行。
  选用标准贯入、静力触探、轻型动力触探、荷载板试验等检测。物理力学性质检验数据要与注浆前的检验数据进行比较,确认注浆质量;
  检测点为注浆孔数的2%--5%,对不足20孔的注浆工程,至少应检测3个点。检验合格率小于80%, 或虽大于80%,但检验平均值低于设计强度或未达到防渗要求时, 应对不合格的区域实施复注。
  5.3注浆完成,后续工程应遵循下列规定
  1浆液固结体达到设计强度后,方可进行后续工序;
  2对土质松散、岩石破碎、渗水量较大的地段,宜在渗水上游恰当位置设置地下隔水墙,这对于注浆效果以至工程安全作用很大。
  5.4 劳动力组织
  计有:项目经理、施工员、质检员、安全员、电工、机泵工、混凝土工等。
  6 材料与设备
  6.1材料
  6.1.1水泥:普硅水泥,强度等级不小于32.5号
  6.1.2砂:细度模数2.0-2.7的中砂
  6.2机具设备 钻孔机、注浆泵、浆液搅拌机、压力振动机、注浆管、空心钻杆等
  6.1.3其它材料: 粘土,粉煤灰,水玻璃等
  7 质量控制
  7.1执行标准
  《既有建筑地基基础加固技术规范》(JGJ 123-2000)
  《人防工程施工及验收规范》(GB50208-2002)
  《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79 -2002)
  《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)
  《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)
  《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ 46 -2005)
  7.2质量控制措施及标准
  1施工方案完成,操作前必须对全体施工人员进行技术交底并作好记录。
  2切实抓好注浆工程的关键点:浆液配制、水灰比,注浆压力、流量、严格掌控注浆总量。
  3注浆施工是一个动态过程,也是一项“隐蔽工程”,在注浆过程中,必须谨慎操作,通过注浆压力、流量,即时掌控注浆总量;同时对照设计的注浆总量,确定注浆结束的条件、时间,初步掌控注浆的效果。
  4注浆过程中时有室内地面隆起,遇此情况,降低注浆压力、直至停止注浆,待注入的浆液扩散,压力減小,隆起程度逐渐变小。
  5注浆过程中时有冒浆、串浆等状况,应采用多孔间隔注浆、断续注浆;或改变注浆材料以缩短浆液凝固时间,及时调整注浆方案。
  6对既有建筑回填土注浆加固时,设专人对该建筑及其邻近建筑进行监测,如发生围护结构变形、堵塞排水系统、串浆等异常状况时,及时采取相应措施, 减少注浆的不良后果。
  7注浆工程的物理力学性质检验时间:应在注浆结束28d后进行,检测结果均应与注浆前的检验、检测数据进行对照,确认压力注浆工程质量。
  8 安全措施
  8.1组成施工负责人、安全员和全员的安全管理网络,落实安全责任制,明确
  各人职责,抓好落实工作。
  8.2现场布置应符合防火、防机械伤害等安全规定与要求,完善安全标识。
  8.3做好安全技术交底,严格执行安全操作规程,完善安全防护措施,将预防
  为主落到实处。
  8.4抓好安全用电管理,配齐安全保险开关,严格执行《施工现场临时用电安
  全技术规范》JGJ46-2005的规定。
  9环保措施
  9.1施工现场采用围挡、覆盖等措施,洒水降尘,避免污染环境。
  9.2现场内外整洁,废弃物处置得当,物料堆放有序。
  9.3采用低噪音设备,降低噪声干扰。
  9.4机械设备做好日常保养,处于完好状态,杜绝漏油,保护环境。
  10 效益分析
  应用压力注浆对山地建筑回填土进行加固,工期为其它技术的40%,工程造价节省近50%,在节能减排、物料消耗方面优势明显,对环境的不良影响很小。压力注浆加固后的回填土体,强度大、稳定性好、整体性强,是一项值得推广的技术。
其他文献
期刊
期刊
期刊
期刊
期刊
期刊
期刊
为探究吕家坨井田地质构造格局,根据钻孔勘探资料,采用分形理论和趋势面分析方法,研究了井田7
期刊
期刊
期刊