工学论文

远航睛灿

　　深基坑注浆止水帷幕施工方法

　　摘要：在深基坑工程施工中，地下水是影响深基坑工程安全顺利开挖的一个重要影响因素。为保证基坑工程开挖处于“干”状态，减小因地下水的流失对周边环境造成影响，确保基坑工程施工安全，施工中通常在基坑外围和基底施作竖直和水平止水帷幕，以达到止水目的。针对深基坑工程通常采用普通水泥-水玻璃(简称C-S双液浆)作为注浆材料，用地质钻机垂直钻孔，袖阀管后退式分段注浆技术，成功地解决了深基坑工程桩外和基底止水问题，取得了较大的经济和社会效益。
　　一、工法特点
　　1.采用普通水泥-水玻璃(或超细水泥-水玻璃双液浆)作为注浆材料。该注浆材料具有凝胶时间可调，可有效地控制浆液在地层中的扩散距离，确保地下流动水条件下浆液的凝胶固结且浆液无毒、无污染，价格相对较便宜;
　　2.采用袖阀管垂直后退式分段注浆工艺，可以根据不同地质条件采用不同的注浆参数，能保证止水帷幕的整体连续性和有效的帷幕厚度;
　　3.施工设备配套简单，工艺易操作，施工成本较低;
　　4.对场地污染小，有利于文明施工;
　　5.可分区投入多套设备，缩短施工工期。
　　二、适用范围
　　本工法适用于淤泥质、粉质粘性土、砂层、全风化、强风化、中风化、断层破碎带等地层富水和流动水条件下基坑工程的止水帷幕施工，也可广泛应用于电力、铁路和水利等基坑工程。
　　三、工法原理及关键技术
　　1.工法原理
　　①在淤泥质、粉质粘性土、全风化、中强风化及断层破碎带富水和流动水条件下采用普通水泥-水玻璃双液浆，其作用机理主要表现为裂隙填充和劈裂作用;在砂层中采用超细水泥-水玻璃双液浆，其作用机理主要为渗透作用。普通水泥-水玻璃双液浆和超细水泥-水玻璃双液浆凝胶时间可调，可以减少地下水对浆液凝胶化性能的影响，确保浆液在富水和动水条件下的凝胶固结;
　　②袖阀管为单向袖阀式塑料管，管外侧每33cm设一组溢浆孔，溢浆孔外部覆盖橡胶套，这样能保证浆液在压力条件下注入地层，而防止地层中的水和砂土进入注浆管，影响注浆施工效果。
　　③采用皮碗式或台阶式止浆塞，以及其配套构造，可以形成分段注浆工艺，注浆效果好，能保证帷幕的连续性和有效性。
　　2.关键技术
　　①采用地质钻机从地面垂直钻孔，成孔速度快，可靠性高，垂直度易控制;
　　②采取袖阀管垂直后退式分段注浆工艺，可以针对不同地层采取不同的注浆参数，提高注浆加固的均一性，确保注浆效果;
　　③采取定量、定压双控指标，保证注浆效果，控制地表隆起。
　　四、工艺流程
　　1.造设止浆墙 2.钻孔
　　①测量放线定出注浆孔孔位;
　　②采用XJA-100等工程地质钻机按标出的孔位进行钻孔;
　　③钻孔过程中一般采用套管定位、泥浆循环护壁成孔，成孔后须立即清孔;若地层为含水砂层等坍孔严重地层时，宜采取套管护壁法成孔;
　　④在钻孔过程中应做好详细的钻孔记录，对钻孔进行地质描述，从而有利于下一步的注浆作业施工;
　　⑤按设计要求完成钻孔，安设好注浆管后，将套管拔出。
　　3.安设注浆管
　　①结合提供的地质资料，根据注浆要求，在不注浆部位下A型注浆管，在注浆部位下B型注浆管，底部加下闷盖;
　　②将A、B型注浆管根据要求连接后，沿钻孔下到孔底;
　　③在孔底至距地面3m段采用豆石或粗砂填充，在地表以下3m及孔口部位采用速凝水泥砂浆填充，以防止注浆时返浆;④顶部加上闷盖，以防止杂物和钻孔过程中的泥浆流入注浆管。
　　4.注浆作业
　　①注水试验
　　注浆前应进行注水试验，以检查注浆管路是否正常和判断地层的吸浆能力等;
　　②浆液配制
　　A.水泥浆配制
　　a.根据预配制浆液的体积，按水灰比和缓凝剂掺量计算出所需的水泥(或超细水泥)，水和缓凝剂的用量。一般情况下，注浆施工中宜采用整袋水泥;
　　b.在搅拌机内加入计算好的用水量(应提前标好画线)，将计算好的缓凝剂加入，强力搅拌均匀;
　　c.待缓凝剂完全溶解后，边搅拌边加入计算好的水泥用量，搅拌均匀后倒入储浆桶内以备注浆。
　　B.水玻璃浆液配制
　　在拌浆桶中加入浓水玻璃，然后边搅拌边加水，同时用玻美计测量其浓度，直至稀释至需要浓度为止。
　　5.注浆施工
　　①注浆方式采取后退式分段注浆工艺，即在注浆带内由孔底进行注浆，每次注浆段长0.4m，注完第一注浆段后，后退注浆芯管，进行第二注浆段的注浆。
　　②在芯管拔出长度大于一节管长时，停注拆取该节芯管及接头，将接头接在未拔出的芯管上继续注浆，以此下去，直至完成注浆带。
　　③注浆过程中如需暂停注浆时，必须先将水玻璃吸浆管拿出放入清水桶中，然后再拿出水泥管，并同时将注浆芯管提升0.4m，向孔内注清水后再停止注浆，这样既保持管路畅通，又保证注浆段不受注水影响。
　　6.注浆顺序
　　注浆顺序可根据需要采取约束-开放型或开放-约束型方式。约束-开放型注浆顺序是指在群孔注浆中，首先将周围注浆孔进行注浆，从而达到约束的目的，以防止浆液过远扩散，然后采取开放型注浆，由一侧(闭口侧)向另一侧(敞口侧)平行推进，以达到排水目的。开放-约束型注浆是指在群孔注浆中，在局部范围内首先对某孔的外侧周围孔进行注浆，注浆量可较大一些，以注浆量作为主要控制标准，然后对该孔进行注浆，主要以注浆终压为控制标准。
　　五、监控量测
　　采用精密水准仪监测注浆过程中地表变形。在注浆过程中，应控制地表隆起限值为30㎜，否则，应调整设计参数，控制地表隆起变形，确保工程施工安全，有效保护周围环境。