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        無(wú)壓力注漿隔水地基處理施工技術(shù)

        2024-06-19 13:18:36李州平
        科技資訊 2024年6期
        關(guān)鍵詞:施工效率基坑工程環(huán)境影響

        開(kāi)放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識(shí)碼(OSID):DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2312-5042-2525

        作者簡(jiǎn)介:李州平(1975—),男,本科,高級(jí)工程師,研究方向?yàn)楣こ坦芾怼?/p>

        摘 ?要:結(jié)合工程實(shí)際,介紹了一種通過(guò)無(wú)壓力注漿進(jìn)行基坑隔水的一種地基處理施工方法。通過(guò)孔位設(shè)計(jì),無(wú)壓力注漿隔水的方式,對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行地基處理,將地下水隔離,可實(shí)現(xiàn)地下工程無(wú)水施工;止水后經(jīng)水壓實(shí)驗(yàn),基坑底部達(dá)到隔水層要求的,按照設(shè)計(jì)規(guī)范可以取消抗浮設(shè)計(jì)措施。在實(shí)際工作中,對(duì)無(wú)壓力注漿在基坑隔水施工中的應(yīng)用進(jìn)行了嘗試,通過(guò)注漿孔位置設(shè)計(jì)和注漿順序,將水位較高的地下水區(qū)域從透水能力強(qiáng)的部位引至透水能力弱的部位,并形成隔水層達(dá)到降水的目的。并研究了基坑使用無(wú)壓力注漿隔水降水的可行性。

        關(guān)鍵詞:無(wú)壓力注漿隔水?基坑工程?隔水效果?施工效率?成本優(yōu)勢(shì)?環(huán)境影響

        中圖分類(lèi)號(hào):TU47

        1???工程概況

        地下水對(duì)建筑物場(chǎng)地有不良地質(zhì)作用,如水位變化、腐蝕性和滲流破壞等。這些作用影響工程的穩(wěn)定性、施工和使用。

        基坑開(kāi)挖時(shí),場(chǎng)地內(nèi)有大量積水,常用的降水方法,如止水帷幕、集水明排、輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)及管井等。基坑降水會(huì)使周邊土體固結(jié)和地面沉降,導(dǎo)致周邊建筑物不均勻沉降、管線變形和路面開(kāi)裂等情況。

        筆者公司承建的項(xiàng)目位于都安瑤族自治縣,喀斯特地貌,地下溶洞和地下水豐富,樁基和錨索施工難度大。該工程地基處理方式是用無(wú)壓力灌注水泥漿止水,實(shí)現(xiàn)無(wú)水施工,不受地下水干擾,不影響基坑和周邊。

        技術(shù)原理及功能特點(diǎn)

        技術(shù)原理

        該施工方法用孔位設(shè)計(jì)和無(wú)壓力注漿隔水的方式,處理地基,隔離地下水,實(shí)現(xiàn)地下工程無(wú)水施工;止水后經(jīng)水壓實(shí)驗(yàn),基坑底部達(dá)到隔水層要求,可取消抗浮設(shè)計(jì)措施。

        分析地質(zhì)勘察報(bào)告,結(jié)合地質(zhì)特點(diǎn)、地下水情況和施工需求,設(shè)計(jì)和布置孔位。

        用地質(zhì)鉆機(jī)引孔,深度按地下水和地質(zhì)確定。

        埋設(shè)PVC管,引出施工面高于水頭。

        用PVC保護(hù)管外套注漿管,引出施工面高于水頭,防止地下水涌入基坑。

        用P·O42.5水泥注漿,第一次注漿配合比為1∶1,第二次注漿配合比為2∶1,注漿壓力只需把水泥漿注入即可。

        觀察孔口是否滲水漏水,確定是否補(bǔ)漿。

        技術(shù)特點(diǎn)

        止水效果好,注漿處理后,地下工程可無(wú)水施工,保證樁基礎(chǔ)、抗浮錨桿的質(zhì)量。

        加快工程實(shí)體施工速度,注漿處理后,無(wú)須降水排水,經(jīng)濟(jì)效益明顯。

        對(duì)周邊環(huán)境影響小,適用于建筑密集的地區(qū)[1]。

        成本優(yōu)勢(shì)明顯,可取消抗浮設(shè)計(jì)措施,節(jié)約造價(jià)。

        施工難度小,無(wú)須高壓注漿。

        適用范圍

        本工法適用于地下水位高,周邊建筑、道路、管線等復(fù)雜的地區(qū)止水施工。

        施工工藝流程及操作要點(diǎn)

        工藝流程

        施工準(zhǔn)備→注漿孔布置→注漿孔鉆孔→埋設(shè)PVC管→水泥漿制備→連接注漿泵→第一次注漿→第二次注漿→注漿口漏水補(bǔ)漿→驗(yàn)收、場(chǎng)地清理。

        操作要點(diǎn)

        施工準(zhǔn)備

        (1)地質(zhì)情況收集。

        獲取降水量、降水強(qiáng)度等數(shù)據(jù),確定地下水水位和雨季旱季。

        (2)熟悉工藝要求。

        明確施工工期、質(zhì)量、安全等方面的要求。

        (3)準(zhǔn)備施工材料和機(jī)型設(shè)備。

        確保施工的連續(xù)性和高效性。

        (4)安全措施和防護(hù)措施。

        確保施工過(guò)程中的安全和人員健康。

        注漿孔布置

        (1)地質(zhì)勘察和資料分析。

        綜合分析地質(zhì)條件,確定注漿孔的位置、數(shù)量和深度。主要分析地下水的流向和壓力。根據(jù)地質(zhì)勘察資料,初步判斷基坑各位置的地下水壓力[2]。地下水壓力大的部位,地下水向壓力小的部位流動(dòng)。注漿的原則是封堵透水能力強(qiáng)的部位,降低水位高的部位,控制水位低的部位。

        (2)注漿孔設(shè)置部位。

        ①止水帷幕周邊。

        基坑有止水帷幕時(shí),應(yīng)在水位最高處的止水帷幕邊設(shè)置2~3個(gè)注漿孔。

        ②基坑底滲水或涌水處。

        基坑底有滲水或涌水時(shí),此處水壓大或水位高,應(yīng)進(jìn)行注漿。

        ③基底塌陷處。

        基底有塌陷處時(shí),應(yīng)在塌陷部位注漿,截停水流,改善土質(zhì),阻止管涌的發(fā)展。

        ④獨(dú)立基礎(chǔ)底部或周邊。

        采用獨(dú)立基礎(chǔ)時(shí),獨(dú)立基礎(chǔ)底部或周邊應(yīng)設(shè)置注漿孔。

        (3)注漿孔間距和排列方式。

        根據(jù)地基情況和注漿效果的要求,確定注漿孔的間距和排列方式,注漿孔的間距應(yīng)均勻、合理,保證注漿體的連續(xù)性和一致性。

        (4)注漿孔的深度和直徑。

        根據(jù)地質(zhì)條件,確定注漿孔的深度和直徑。一般注漿孔直徑可采用200 mm或250 mm,注漿孔的深度應(yīng)超過(guò)目標(biāo)注漿層的底部,保證注漿材料能充分滲透和填充目標(biāo)層[3]。

        注漿孔鉆孔

        (1)鉆孔位置標(biāo)定。

        在地基表面標(biāo)記注漿孔的位置。測(cè)量每個(gè)注漿孔的坐標(biāo)和間距,標(biāo)記孔洞的位置。滲漏水點(diǎn)、已探明的溶洞、基底塌陷處,以實(shí)際位置作為注漿孔的位置,塌陷面積大的,增加注漿孔數(shù)量,注漿孔間隔為1.0~2.0 m[4]。

        (2)鉆孔設(shè)備布置。

        將鉆機(jī)布置在注漿孔位置,調(diào)整鉆機(jī),使鉆桿垂直于地面。用鋼板、枕木、鋼管等輔助材料進(jìn)行固定和支撐。

        (3)鉆孔開(kāi)始。

        鉆孔前,清理孔口周?chē)碾s物和表面土層。鉆桿插入孔洞,并通過(guò)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)啟動(dòng)鉆進(jìn)過(guò)程。鉆進(jìn)過(guò)程中,要控制鉆進(jìn)速度和旋轉(zhuǎn)速度,以避免過(guò)快或過(guò)慢造成的不良影響。

        (4)鉆孔深度和取樣。

        根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定鉆孔的深度。監(jiān)測(cè)鉆孔進(jìn)展情況,控制鉆孔深度。定期取樣,了解地層和地下水情況。

        (5)鉆孔結(jié)束。

        達(dá)到要求的孔深后,停止鉆孔進(jìn)程。將鉆桿緩慢提升,同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn),將鉆桿從孔洞中拔出,清理孔洞周?chē)碾s物和剩余土層。監(jiān)測(cè)孔洞的直徑、深度和傾斜度等參數(shù)。

        埋設(shè)護(hù)筒及PVC管

        選用DN25的PVC管作為注漿管,按鉆孔深度裁切,用膠帶封住底部管口。選用與鉆孔直徑相同的PVC管作為外套管,壁厚≥11 mm。每個(gè)注漿孔用3根DN25的PVC注漿管,長(zhǎng)度按注漿孔深度確定。PVC外套管長(zhǎng)度按水頭高度確定,插入注漿孔后裁切或接長(zhǎng)。將鋼制護(hù)筒埋入孔內(nèi),深度為1.5~2 m。將PVC注漿管插入注漿孔內(nèi),離孔底約20??cm,并引出施工面高于水頭500?mm。用卡扣連接PVC外套管與鋼制護(hù)筒,并引出施工面高于水頭500?mm,引出高度根據(jù)水位調(diào)整。

        用膠帶封住PVC管底部管口,防止注漿材料堵塞。密封外套管,防止雜質(zhì)和水進(jìn)入注漿管路。

        水泥漿制備

        用P·O42.5水泥制備水泥漿,第一次注漿配合比為1∶1,第二次注漿配合比為1∶2。檢查漿液的稠度、流動(dòng)性和密度,符合施工要求和規(guī)范要求。

        連接注漿泵

        選用直徑適宜的注漿管,確保注漿管能插入PVC管內(nèi),并達(dá)到埋設(shè)深度。連接好注漿管,并密封可靠。撕除頂部封口的膠帶,檢查注漿管路的通暢性。清除雜質(zhì)和堵塞物,保證注漿材料流動(dòng)和注入。

        第一次注漿

        觀察各注漿孔的水位,在外套管與水頭同高處鉆觀察孔,觀測(cè)水位變化和注漿效果。判斷地下水的流動(dòng)方向,注漿順序?yàn)椋褐顾∧慌浴^高→水頭低。高水位孔注漿后,周?chē){孔水頭升高時(shí),應(yīng)同時(shí)進(jìn)行注漿[5]。注漿壓力只需將水泥漿泵入注漿孔,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。觀測(cè)注漿孔的水位變化和地面裂隙情況,記錄注漿的時(shí)間、注漿量和注漿效果等數(shù)據(jù)。

        第二次注漿

        清理注漿孔和注漿管,按第一次注漿的情況和地基的需要,確定第二次注漿的順序和壓力。從中心向邊緣注漿,逐漸加大壓力,加固地基和提高隔水效果。調(diào)整注漿流速和壓力,充分滲透和填充目標(biāo)層。觀測(cè)注漿孔的水位變化和地面裂隙情況。記錄注漿的時(shí)間、注漿量和注漿效果等數(shù)據(jù),便于質(zhì)量評(píng)定分析。

        觀測(cè)注漿口是否漏水

        注漿施工完成后,進(jìn)行漏水觀測(cè),評(píng)估施工質(zhì)量和隔水效果。

        (1)注漿體的穩(wěn)定性觀測(cè)。

        觀測(cè)一段時(shí)間后,檢查注漿體的穩(wěn)定性。觀察注漿體是否有滲漏或裂隙,評(píng)估注漿的質(zhì)量和效果。

        (2)水位監(jiān)測(cè)和記錄。

        監(jiān)測(cè)注漿孔的水位變化。水位穩(wěn)定,無(wú)漏水現(xiàn)象,表明注漿體有較好的隔水效果。

        (3)漏水處理和修復(fù)。

        發(fā)現(xiàn)注漿體漏水時(shí),采用補(bǔ)注漿、堵漏等方法進(jìn)行修復(fù),保證注漿體的隔水效果。

        驗(yàn)收、場(chǎng)地清理

        按規(guī)范和技術(shù)要求進(jìn)行注漿工程的驗(yàn)收。驗(yàn)收內(nèi)容包括注漿孔的密實(shí)程度、注漿效果的合格性、地基的穩(wěn)定性等。

        結(jié)語(yǔ)

        此方法有技術(shù)特點(diǎn)如下:一是提高基礎(chǔ)施工效率,無(wú)須降水排水,便于地下工程施工;二是對(duì)周邊環(huán)境影響小,不會(huì)導(dǎo)致水位下降和地面塌陷,適用于建筑密集的地區(qū);三是經(jīng)濟(jì)效益顯著,通過(guò)水壓實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,達(dá)到隔水層要求,可能取消抗浮設(shè)計(jì),降低工程成本。此外,施工難度較小,只需簡(jiǎn)單的設(shè)備配置,無(wú)須高壓注漿,減輕施工技術(shù)難度。因此,本研究的地基處理方法在技術(shù)上有成果,實(shí)際工程應(yīng)用中有經(jīng)濟(jì)和環(huán)境優(yōu)勢(shì)。展望未來(lái),這一方法有望在地下工程領(lǐng)域更廣泛應(yīng)用,為相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展提供技術(shù)支持。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 楊陽(yáng). 深基坑開(kāi)挖和降水誘發(fā)鄰近建筑物變形研究[D]. 成都:西南石油大學(xué),2020.

        [2] 蔣立群. 基于水力層析法融合多源數(shù)據(jù)刻畫(huà)含水層非均質(zhì)特征[D].武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué),2023.

        [3] Hasan Murtaza.A critical review on jet grouting used in ground improvement techniques?[J].IOP Conference Series:Earth and Environmental Science,2023(1):012094.

        [4] 孟憲志.多管同步深孔復(fù)合注漿堵水技術(shù)研究 [J].價(jià)值工程,2020(27):127-129.

        [5] 張石民.建筑基坑承壓降水井快速封堵施工技術(shù)[J].建筑施工,2023(2):47-49.

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