袖閥管注漿加固

1、袖閥管注漿加固 +0U #.|?  （一）、袖閥管注漿設(shè)計(jì) SL g+H  袖閥管注漿設(shè)計(jì)主要依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DBJ 15-31-2003、建筑地基處理技術(shù)規(guī)范DBJ 15-38-2005。 +>u>|  1、注漿孔距 hXPocP  （1）對局部的粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂層，孔距取750，排距取700。 ,y0bq9*2  （2）粗砂、礫砂、卵石層，孔距取1500，排距取1400。 k*OvcYL1A  2、漿液配合比設(shè)計(jì) ,Xb8M2  （1）粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂層注漿漿液配合比 CJv> /#

2、$/F  粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂層的注漿漿液，采用純水泥漿。 T!1SMo  水灰比： M5F(<,n;  第一輪注漿水灰比為1.0；第二輪注漿水灰比為0.9；第三輪注漿水灰比為0.8。 mFc- D  （2）粗砂、礫砂、卵石層注漿漿液配合比 >dyhox2*"  粗砂、礫砂、卵石層注漿的漿液配合比水灰比： gpOu TW  第一輪注漿 ujiZM  水泥：粘土：水：FDN100：20：110：3 gxI&f  第二輪注漿 ;CA ?eI  水泥：水：FDN100：90：3

3、xb8  第三輪注漿 iD.0J/  水泥：水100：90 w4 z/"p  3、注漿量 :-wmli  水泥用量按平均水灰比0.90計(jì)算。由于本工程注漿需同時(shí)考慮提高地基承載力和達(dá)到止水效果，應(yīng)采用高強(qiáng)度注漿。 %I_&Ehu  （1）局部的粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂層每米孔深注漿量 TP( r  根據(jù)勘察報(bào)告，粉質(zhì)粘土、粉土的孔隙比為（0.7640.719）/20.742，孔隙率為0.742/（10.742）0.426。 lr?yn1D(  Q1000vn hK:#+hg,  1000×

4、0.525×0.426×0.45×1.15 Y=5! QLV4  115.7 L/m qnabwF  漿液注入率為115.7/5250.2222。 v;K|zUdB  水泥用量t115.7×0.81894.6 kg/m W3FymCI  Q每米注漿量（L）； $/4Wod*l  v加固土體積（m3）; uOyLC<I/  n土的孔隙率； ' %bj9(0  漿液填充系數(shù)，中密粉土取0.45； wbG<kxP  漿液損耗系數(shù)，一般取1.151.30。 1i5

5、 vW-'4  粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂層每米孔深水泥注入量設(shè)計(jì)取值為95.0kg/m。 =bXGMsV!  （2）粗砂、礫砂、卵石層每米孔深注漿量 F>w&A K  根據(jù)勘察報(bào)告，粗砂、礫砂、卵石層均為中密狀。參考巖土注漿理論與工程實(shí)例第106頁提供的指標(biāo)，孔隙率為0.35。 )v*v  Q1000vn l HKQwu  1000×2.1×0.35×0.8×1.05 Iu=pk*O  617.4 L/m R *JOiVAC  水泥用量617.4×0.81

6、8505.0 kg/m。 t9KH|y  漿液注入率為617.4/21000.29429.4 H;7O  粗砂、礫砂、卵石層每米孔深注入量設(shè)計(jì)取值為： y)N.LS  水泥460.0 kg/m，粘土45 kg/m。 "Qiq/"h  3、注漿壓力 BRW-14g  本工程注漿依控制注漿量為主，注漿壓力只作為參考。注漿壓力以水泥漿液能順利注入為原則，在注入率大于10L/min的情況下，盡可能采用較小的注漿壓力，減小地面冒漿的可能性。因此，注漿壓力可按0.5Mpa2.0Mpa控制。 73! xDuh  （二）、注漿施工

7、 rsItw  1、袖閥注漿總體程序 7|%CckN  放線定位小片區(qū)注漿試驗(yàn)大面積注漿質(zhì)量檢查 h0y,iWXb  2、放線定位 (rY1O:*S  根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的孔位進(jìn)行測量放線，定出注漿孔位置。 #IT24!  3、小片區(qū)注漿試驗(yàn) IdC k  在展開全面注漿前，應(yīng)進(jìn)行小片區(qū)注漿試驗(yàn)，試驗(yàn)區(qū)可采用6×6孔排成方塊，主要檢查設(shè)計(jì)水泥用量、注漿壓力和注漿效果。 34O+#0<y  4、大面積注漿 7W>7  小片區(qū)注漿試驗(yàn)完成后，即可展開大面積注漿，注漿擬分二序進(jìn)行，即跳孔注漿，并沿周邊向內(nèi)

8、逐圈注漿。 Z "+rg9/p  5、袖閥劈裂注漿單孔工藝流程 /5E773  鉆孔灌注封殼料安裝袖閥管進(jìn)行第一輪次注漿清洗袖閥管內(nèi)的殘留漿液待凝12小時(shí)進(jìn)行第二輪次注漿清洗袖閥管內(nèi)的殘留漿液待凝12小時(shí)進(jìn)行第三輪次注漿 wTJMqsY_  （1）、采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆注漿孔，采用90mm鉆頭鉆進(jìn)。開鉆前應(yīng)調(diào)整好鉆機(jī)的垂直度，確保鉆孔的垂直度偏差小于1%。 D$7Xhk  （2）、鉆孔到設(shè)計(jì)位置后，從鉆桿內(nèi)向孔內(nèi)注入封殼料。封殼料采用水泥、粘土混合漿，配合比為水泥：粘土：水1:1.5：1.88，3天齡期抗壓強(qiáng)度約為0.3Mpa。 !Vod0j&quo

9、t;>  （3）、注入封殼料后，應(yīng)立即將制作好的塑料袖閥管插至孔底，并盡量使袖閥管垂直和位于孔的中央。 E%v7 ST  （4）、待封殼料的強(qiáng)度達(dá)到0.3Mpa后，可開始第一輪次注漿，水泥用量為設(shè)計(jì)注漿量的50%。采用帶有雙向密封裝置的專用注漿槍注漿，注漿從下而上逐環(huán)進(jìn)行，漿液水灰比為9.0，全孔注漿段注漿完成后，把鋁塑管插至袖閥管底，用清水把袖閥管內(nèi)的殘留漿液清洗干凈。 )6?u_(u  （5）、待凝12小時(shí)后，可開始第二輪次注漿，水泥用量為設(shè)計(jì)注漿量的30%。注漿方法同第一輪次注漿，漿液的水灰比調(diào)整為0.8。 Y;F,GxR  （6）、待凝12

10、小時(shí)后，可開始第三輪次注漿，水泥用量為設(shè)計(jì)注漿量的20%。注漿方法同第一輪次注漿，漿液的水灰比調(diào)整為0.8。 fPuQ,J2=  （7）、注漿施工過程應(yīng)做好相應(yīng)的施工記錄，對鉆孔深度、每輪次注漿壓力、每輪次注漿量、每輪次注漿時(shí)間和總注漿量等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)記錄。及時(shí)整理資 料，經(jīng)常分析對比相鄰注漿孔和相鄰排注漿孔的注漿流量、注漿壓力和注漿量等參數(shù)，根據(jù)各參數(shù)的變化情況估計(jì)注漿效果。對注漿過程中存在的問題，及時(shí)進(jìn)行分 析處理。 bKTwG/k  6、注漿過程注意事項(xiàng) EXM/>PG  注漿過程中，應(yīng)對地面、周圍建筑物、地下管線進(jìn)行沉降、傾斜、變形和位移觀測。1袖閥

11、管注漿工法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，因此該工法也稱索列坦休斯工法。由于該工法具有許多優(yōu)點(diǎn)，灌漿效果好，因此在國外被廣泛采用。目前，國內(nèi)對此工法的研究及應(yīng)用較少。筆者采用該工法成功地完成了幾個(gè)工程的注漿加固、防滲、堵漏等工程難題，認(rèn)為該工法使用方便，應(yīng)用效果好，應(yīng)在國內(nèi)工程施工中大量推廣應(yīng)用。1.1特點(diǎn)該工法同其它注漿工法相比，具有以下特點(diǎn)：(1)一般適用于50 m以內(nèi)的地表注漿，經(jīng)我所深入研究，該工法已經(jīng)拓展到可以在洞內(nèi)進(jìn)行水平注漿。(2)具有上下2個(gè)阻塞器，能將漿液限定在注漿區(qū)域的任一段范圍內(nèi)進(jìn)行灌注，達(dá)到分段注漿的目的。(3)阻塞器在光滑的袖閥管

12、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(fù)注漿。(4)注漿前，不必設(shè)較厚的砼止?jié){巖墻；采取較大的注漿壓力時(shí)，發(fā)生冒漿和串漿的可能性小。(5)根據(jù)地層特點(diǎn)，可在一根注漿管內(nèi)采用不同的注漿材料，選用不同的注漿參數(shù)進(jìn)行注漿施工。(6)鉆孔、注漿可采取平行作業(yè)方式，提高工作效率。由于受注漿管材質(zhì)的影響，經(jīng)我所研究證明，采取鉆注平行作業(yè)時(shí)，鉆孔和注漿孔間隔距離一般宜6 m，否則可能會由于注漿作用，引起注漿管變形，而導(dǎo)致注漿管報(bào)廢。1.2所需的機(jī)具設(shè)備及材料(1)鉆孔機(jī)械：采用100型或300型工程地質(zhì)鉆機(jī)，套管護(hù)壁(垂直鉆孔時(shí)采用)，或者采用跟管鉆機(jī)(采用108mm套管，水平鉆孔時(shí)采用)進(jìn)行鉆孔。

13、(2)注漿機(jī)械：采用HFV5D、KBY50/70型等雙液注漿泵，并配備高壓注漿管路系統(tǒng)和制漿設(shè)備。(3)袖閥注漿管及花管、心管：袖閥注漿管為每節(jié)長333mm、內(nèi)徑56mm、外徑68mm的硬質(zhì)塑料管，它是由鈣塑聚丙烯制造而成。注漿管內(nèi)壁光滑，接頭有螺扣，端頭有斜口，外壁有加強(qiáng)筋以提高其抗折強(qiáng)度。注漿管分A、B兩種，A種注漿管上未開設(shè)溢漿孔，B種注漿管上開有8mm的溢漿孔6個(gè)，注漿管構(gòu)造如圖1所示。在B種注漿管有孔部位外面緊緊地套著抗爆破壓力為4.5 MPa的橡膠套，橡膠套覆蓋著溢漿孔，這樣，注漿時(shí)，漿液可以通過溢漿孔進(jìn)入地層，而地層中的水和顆粒難以進(jìn)入注漿管中，從而達(dá)到注漿管的單向閥作用。圖1注

14、漿管結(jié)構(gòu)示意圖注漿花管采用22mm的焊接鋼管加工，一般長0.61 m，其四周均勻地布設(shè)1218個(gè)8mm的泄?jié){孔?；ü軆啥烁骷由?4個(gè)止?jié){橡膠皮碗，以形成阻漿塞，起到止?jié){作用。注漿心管采用22mm焊接鋼管加工，每節(jié)長2 m。主要起輸送漿液作用，與注漿花管采取絲扣連接。1.3工藝流程袖閥管注漿工法工藝流程如圖2所示。圖2袖閥管注漿工法工藝流程圖1.3.1鉆孔采用套管護(hù)壁水沖法鉆進(jìn)成孔，鉆進(jìn)深度應(yīng)達(dá)到注漿固結(jié)段高度。在鉆孔過程中要做好記錄，以供注漿作業(yè)參考。1.3.2下管根據(jù)注漿要求，在注漿部位下B型注漿管，非注漿部位下A型注漿管。首先在連接好的注漿管底部加下悶蓋，將注漿管下入注漿鉆孔中，要確保注漿

15、管下到孔底，上部要高出地面，然后在注漿管中加滿水，利用重力作用，使注漿管不會浮起，之后將套管緩慢地提出，最后在注漿管上部蓋上悶蓋，以防止雜物進(jìn)入注漿管，影響注漿作業(yè)質(zhì)量。1.3.3封孔套管拔出后，在地面1 m處以下采用砂或碎石填充，在地面1 m處以上至地面段和孔口周圍采用速凝水泥砂漿封堵，以防止注漿過程中冒漿現(xiàn)象發(fā)生。1.3.4注漿采取分段式注漿，每段注漿長度稱為注漿步距?；ü荛L度為注漿步距長度。注漿步距一般選取0.61 m，這樣可以有效地減少地層不均一性對注漿效果的影響。對于砂層，注漿步距宜選用低值；對于砂卵石或破碎巖層，注漿步距宜選用高值。注漿過程中，每段注漿完成后，向上或向下移動一個(gè)步距

16、的心管長度。宜采用提升設(shè)備移動，或人工采用2個(gè)管鉗對稱夾住心管，兩側(cè)同時(shí)均勻用力，將心管移動。每完成34 m注漿長度，要拆掉一節(jié)注漿心管。注漿結(jié)束后，在注漿管上蓋上悶蓋，以便于復(fù)注施工。2在地層加固防滲中的應(yīng)用實(shí)例廣州地鐵楊體區(qū)間隧道位于廣州市中山路東端南側(cè)，西起梅花路口，向東橫穿楊箕涌，進(jìn)入天河居民區(qū)直至體育西路。隧道全長1186.7 m，斷面最大高度6.47 m，最大寬度6.3 m，其上覆土層厚816.2 m。該區(qū)間隧道在Y(Z)DK14+020(030)13+969.1段穿越飽和動態(tài)含水砂層。含水砂層為海陸交互相沖積層，地層分布極不均勻。地表以下地層依次為：砼路面厚0.150.35 m；

17、黑色人工雜填土層厚0.53.3 m(土中夾有磚塊、木屑等雜物)；砂層厚5.39.9 m，分布十分混亂，無明顯規(guī)律，下限為地表以下9.813.3 m，厚度變化幅度大，中、粗、細(xì)砂交互出現(xiàn)，有灰色、灰黃色、黃色、紅色等多種顏色；砂層以下為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。該段地下水位位于地表以下2.032.84 m。地下水流向自東向西并以楊箕涌為分水嶺。注漿前測試地層滲透系數(shù)為2.5×10-2 cm/s，滲水性較強(qiáng)。地下水和珠江有水力聯(lián)系，受海潮影響。2.1方案設(shè)計(jì)為達(dá)到固結(jié)砂層、防滲的目的，確保開挖施工安全，在Y(Z)DK14+020(030)13(14)+993(003)段采取洞內(nèi)袖閥式長管水平全斷面

18、注漿和小導(dǎo)管全斷面補(bǔ)充注漿相結(jié)合方案進(jìn)行注漿施工；在Y(Z)DK13(14)+993(003)13+969.1段，采取地表袖閥管垂直注漿和洞內(nèi)小導(dǎo)管全斷面補(bǔ)充注漿相結(jié)合方案進(jìn)行注漿施工。洞內(nèi)袖閥式長管水平全斷面注漿采取極坐標(biāo)法布設(shè)注漿孔，孔距1.7 m；地表袖閥管垂直注漿采取垂直布設(shè)注漿孔，注漿孔采取梅花型布置，孔距1.35 m，排距1 m。洞內(nèi)小導(dǎo)管全斷面補(bǔ)充注漿。2.2注漿材料洞內(nèi)注漿采用超細(xì)水泥水玻璃雙液漿；洞外地表注漿單排孔采用普通水泥水玻璃雙液漿，雙排孔采用超細(xì)水泥水玻璃雙液漿。漿液配比如下：普通水泥水玻璃雙液漿(簡稱CS漿)：WC=11,CS=11,水玻璃濃度為35Be。超細(xì)水泥水

19、玻璃雙液漿(簡稱MCS漿)：WMC=21,MCS=11,水玻璃濃度為35Be。2.3注漿技術(shù)參數(shù)(見表1)表1加固防滲注漿技術(shù)參數(shù)注漿方式洞內(nèi)長管注漿地表垂直注漿洞內(nèi)短管補(bǔ)充注漿擴(kuò)散半徑/m10.80.4凝膠時(shí)間/s3535(MCS)55(CS)35注漿速度/(L.min-1)304030403040注漿終壓/MPa1.01.21.20.5單段注漿量/m30.520.4250.14注漿步距/m0.60.60.62.4注漿效果(1)注漿后，采取取心檢查，巖心采取率為47.8%92.6%，巖心加固優(yōu)良率71.5%96.6%。(2)采取注水試驗(yàn)測試注漿后砂層滲透系數(shù)為5.2×10-43.7

20、×10-5 cm/s，和注漿前相比較，地層滲透系數(shù)降低了23個(gè)數(shù)量級，已基本達(dá)到了隧道安全開挖的防滲要求。(3)取樣測試固砂體單軸無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為0.391.39 MPa。(4)經(jīng)檢查，孔中無涌水、涌砂現(xiàn)象發(fā)生。(5)開挖過程中，洞內(nèi)未出現(xiàn)大量的涌水、涌砂，砂層加固效果較好，滿足安全開挖的施工要求。 3在地層防滲中的應(yīng)用實(shí)例武漢長江廣場位于江漢一橋與漢陽琴臺之間，距漢江近百米，距月湖僅50 m。長江廣場包括4棟28層四角上的塔樓和5層裙房，地下1層，開挖深度7 m左右，占地面積1200 m2，總建筑面積10萬余 m2。根據(jù)地質(zhì)勘測，整個(gè)場區(qū)的地層構(gòu)造從上到下可分為8層，其中對開挖施工

21、影響最大的是最上一層雜填土層。雜填土層厚69 m，上部以磚塊、灰渣等建筑垃圾為主，中部25 m主要是鐵礦渣、煤渣；下部為約1 m厚的淤泥質(zhì)土。由于中、上部雜填土中混有許多磚塊、鋼渣、煤渣，又是自然回填，未經(jīng)夯實(shí)，造成了該層土透水性極強(qiáng)。地下水與附近50 m遠(yuǎn)的月湖相通，補(bǔ)給源極其豐富，因此，降低該地層的滲透性是保證基坑安全開挖的關(guān)鍵。該防滲工程施工采取袖閥管注漿工法，采取分段后退式注漿。3.1方案設(shè)計(jì)注漿孔為垂直孔，布設(shè)在周邊護(hù)坡樁外側(cè)，位于兩個(gè)護(hù)坡樁之間，距周邊開挖護(hù)坡樁中心線40 cm，孔距120 cm，孔深10 cm。3.2注漿材料根據(jù)地層特點(diǎn)，注漿采用普通水泥水玻璃雙液漿。漿液配比：W

22、C=0.81,CS=11,水玻璃濃度為35Be，緩凝劑摻量為水泥質(zhì)量的1%。3.3注漿技術(shù)參數(shù)凝膠時(shí)間40 s，擴(kuò)散半徑0.7 m，注漿速度50 L/min，注漿壓力1.2 MPa，單孔注漿量3.66 m3，注漿步距66 cm。3.4注漿效果經(jīng)過注漿后，地層滲透系數(shù)由原來的6.07×10-3 cm/s降為3.7×10-4 cm/s，基坑開挖過程中未出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，保證了基坑的正常開挖。4在工程堵漏中的應(yīng)用實(shí)例1996年10月16日8時(shí)45分，廣州地鐵楊箕站東端頭右側(cè)YDK13+969.1處，地面下13 m左右圍護(hù)樁間三角帶處突發(fā)涌水、涌砂?，F(xiàn)場采取“插管引水，封閉管周，上法

23、蘭盤”措施，13時(shí)涌水、涌砂得到控制。13時(shí)30分左側(cè)ZDK13+969.1處，地面下12 m左右圍護(hù)樁間同樣發(fā)生突發(fā)性涌水、涌砂，如前方案，控制了涌水、涌砂。此次涌水，僅右側(cè)就隨水帶出砂約300 m3，使楊箕站東端圍墻東側(cè)地層砂層嚴(yán)重流失，造成地面南北約18 m、東西約5 m范圍整體急劇下沉，最深達(dá)1.5 m。圍墻裂塌，通往居民區(qū)道路中斷。為了使楊箕站開挖工作得以繼續(xù)進(jìn)行，保證安全施工，在楊箕站東端頭采取袖閥管注漿工藝，采取地表垂直注漿方案，進(jìn)行堵漏注漿施工。4.1方案設(shè)計(jì)在楊箕站東端頭鉆孔樁外側(cè)施作3排，南北兩側(cè)各施作2排垂直注漿孔，采用袖閥管進(jìn)行注漿充填地層，形成止水帷幕，達(dá)到堵水目的。注漿孔孔距1.35 m，排距1 m，鉆孔深度進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化砂巖1.5 m。注漿段由地表以下砂層開始至孔底。4.2注漿材料結(jié)合工程現(xiàn)狀，根據(jù)加固要求，注漿采用普通水泥水玻璃雙液漿。漿液配比：WC=0.81,CS=11,水玻璃濃度為35Be。4.3注漿技術(shù)參數(shù)凝膠時(shí)間35 s，充填