馮 將 閆和雷
(中國建筑西南勘察設計研究院有限公司,四川 成都 610052)
1.1 袖閥管介紹
袖閥管注漿工法是由法國Soletanche灌漿公司首創(chuàng)的一種注漿工法,并在
九十年代末期由香港傳入內(nèi)地。由于該工法具有以下諸多優(yōu)點,注漿效果好,因此該工法在國內(nèi)逐漸的得到了采用。
袖閥管的優(yōu)點有以下幾點。
(1)袖閥管分A管(帶花眼)以及B管(不帶花眼)兩種,根據(jù)不同的地層條件埋設不同的袖閥管,以此達到有針對性的對待加固段地層注漿的目的。
(2)注漿器具有上下各兩個橡皮栓塞,能把漿液限定在注漿區(qū)域的任一段范圍內(nèi)進行注漿,達到分段注漿的目的。
(3)橡皮栓塞在內(nèi)壁光滑的袖閥管中可以自由移動,可根據(jù)需要在注漿區(qū)域內(nèi)某一段反復注漿。
(4)注漿前,不必設置較厚的砼止?jié){巖墻(可以級配砂石結合水泥砂漿封孔固管止?jié){),采取較大的注漿壓力時,發(fā)生冒漿和串漿的可能性小。
(5)能較好地控制注漿范圍和注漿壓力。如圖1所示。
1.2 袖閥管注漿工藝流程如圖2所示
2.1 工程概況
擬建赤道幾內(nèi)亞馬拉博國際會議中心位于赤道幾內(nèi)亞首都馬拉博市,總占地面積27000m2,地上5層,局部4層,辦公及附屬用房主體結構體系采用鋼筋混凝土框架結構,大中型會議區(qū)主體采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結構,基礎型式除中心圓形會議大廳部分采用筏板基礎外,其他為獨立柱基礎和條形基礎,±0.00標高為12.50m(當?shù)豅UBA高程系統(tǒng))。
本工程基礎持力層為中等風化玄武巖,基底下5.0m深度范圍內(nèi)(基礎主要受力層范圍)分布的第一層碎石土承載力不能滿足設計要求,需進行壓力注漿加固處理,要求加固區(qū)獨立基礎和條形基礎部分加固后承載力特征值達到350kPa,加固區(qū)筏板基礎部分加固后承載力特征值達到300kPa。
2.2 工程地質(zhì)條件
根據(jù)巖土工程勘察報告揭露,本場地地層結構自上而下為:①第四系全新統(tǒng)耕土層:灰黑色,松散,稍濕。主要由火山渣、火山礫、火山灰及粘性土組成,植物根莖極發(fā)育,含許多腐爛的樹根及樹葉,具朽木臭味。厚度0.4~1.4m,全場地分布。②白堊系中等風化玄武巖層:青灰色,隱晶質(zhì)結構,氣孔構造。氣孔一般呈拉長的橢圓形,孔徑一般1~2mm,最大達35mm。礦物成分為長石、輝石等,偶見長石斑晶及角閃石。中等風化,部分礦物風化變質(zhì),局部豎向裂隙較發(fā)育。在鉆探揭露深度范圍內(nèi)呈多層分布,單層厚度0.4~12.0m,承載力特征值fak=1000kPa。③白堊系碎石土層(火山渣):灰黑-黑、灰紅-紅色等,松散。主要成分為火山渣。碎石成分為玄武巖,呈不規(guī)則的棱角狀,粒徑多為25-50mm,最大至300mm以上,含量55~80%,火山礫及火山灰充填。局部架空狀,弱膠結。在鉆探揭露深度范圍內(nèi)呈多層分布,單層厚度0.3~4.8m,承載力特征值fak=60kPa。上述碎石土層與玄武巖層呈互層狀分布。
根據(jù)結構設計要求,結合場地工程地質(zhì)條件,經(jīng)技術經(jīng)濟綜合分析,本工程采用袖閥管滲入性壓力注漿加固處理方案。
本工程筏板加固區(qū)加固點間距為2.60m×2.60m,呈正三角形布置;獨立基礎和條形基礎加固區(qū)加固點間距為2.60m×2.60m,呈正方形布置。
圖4 壓漿點位成孔
圖5 埋設袖閥管
圖6 封孔固管止?jié){
根據(jù)本場地地質(zhì)條件,結合已有施工經(jīng)驗,本工程選用強度等級為32.5R及以上的普通硅酸鹽水泥或復合硅酸鹽水泥為制漿材料,其終止注漿水灰比為0.5:1。根據(jù)計算,總的注漿量Q=852.6m3,容許注漿壓力Ps=3MPa。
4.1 測量放孔如圖3所示。
圖7 配置水泥漿液
圖8 注漿現(xiàn)場
圖9 加固前碎石土呈松散狀態(tài)
圖10 加固后碎石土膠結體呈長柱狀或短柱狀
根據(jù)總包單位提供的控制點,采用萊卡TCR-805全站儀,由地基加固施工單位按注漿點平面布置圖測放注漿孔點位,點位平面誤差不超過5cm。
4.2 鉆探成孔如圖4所示。
本工程采用北探XY-100型鉆機,套管護壁清水鉆進成孔至設計深度,要求在成孔過程中準確記錄各注漿點玄武巖、碎石土的各層厚度,用以指導下一步袖閥管的配管工作。
4.3 埋設袖閥管如圖5所示。
根據(jù)各壓漿點位的地層分布,在碎石土段設置A型袖閥管(花管),在玄武巖段設置B型袖閥管(實管)。
4.4 封孔固管止?jié){如圖6所示。
埋設好袖閥管之后開始向鉆孔內(nèi)填礫石,礫石填埋深度要求至持力層玄武巖底板標高以上30cm,之后采用水泥:砂:水=1:2:1的水泥砂漿進行封孔固管止?jié){。
4.5 漿液配置如圖7所示。
漿液配置時,計量準確,漿液攪拌穩(wěn)定時間不低于3分鐘。本工程實際所用水泥為42.5R普通硅酸鹽水泥。
4.6 注漿的施工順序應按照先外圍后中間的順序進行,以確保注漿質(zhì)量并減少漿液漏失。對于碎石土厚度較大部位,應注意復注施工。注漿施工過程中,應遵循設計的注漿壓力、注漿配方等指標,準確記錄各注漿點注漿量如圖8所示。
(1)在總包單位的旁站見證下,現(xiàn)場對檢測點加固段進行N63.5重型動力觸探試驗,動探擊數(shù)很高,貫入難度極大。
(2)對檢測孔采取取芯檢查,巖芯采取率在80%以上,全斷面取芯后,可以看到碎石土已由加固前的松散狀態(tài)完全凝固成碎石土水泥膠結體(呈短柱狀或長柱狀)。
(3)對各檢測點的碎石土水泥膠結體現(xiàn)場見證取樣,樣品的單軸無側(cè)限抗壓強度平均值為2.10MPa。根據(jù)試驗成果計算加固后的碎石土(碎石土水泥膠結體)地基承載力特征值為411.6KPa>350KPa,滿足設計要求如圖9、10所示。
或短柱狀
(1)本工程采用袖閥管注漿進行地基處理,是袖閥管注漿工法在赤道幾內(nèi)亞全國的第一次使用,工期短效果好,值得推廣。
(2)采用袖閥管注漿進行地基處理,其效果隨土質(zhì)情況有很大的變化幅度,且與設計人員和施工隊伍的經(jīng)驗有很大關系。
[1]龔紅旗.淺析袖閥管注漿法進行地基處理.地基基礎工程.VOL.7,No.10.
[2]應金星.袖閥管注漿加固設計與施工工藝研究.吉林水利.第7期(第326期).