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顶管施工中采用钢花管注浆加固土体技术

所属分类:时事聚焦    发布时间: 2022-05-13    作者:admin
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花管注浆技术是.近几年发展起来的,应用于土体加固工程中的一门新技术。相比于钻杆注浆技术,钢花管注浆不仅加快了施工进度,增强了加固效果,加大了土体的水平抗剪强度,而且还提高了材料的利用率。

钻杆注浆技术是不放置钢花管,直接将钻杆插到注浆孔中通过钻杆进行注浆,该工艺不仅注浆压力难于控制,注浆效果亦不明显,浆液沿钻杆和钻孔的间隙容易串浆、冒浆,同时对于砂卵石地质需要采取套管防护方能保证成孔不坍塌。钢花管注浆是将加工好的钢花管放入钻好的孔中进行孔口封闭全段注浆,通过控制注浆量和注浆压力,使得浆液从钢花管均匀注入地层中,浆液以填充、渗透、劈裂和挤密等方式,填充地层中的空隙,将原来松散的土颗粒或裂隙胶结成一个整体,形成结构新、强度大和整体性良好的固结体,达到加固地层、减少土体扰动的目的。

1. 施工特点

1)注浆效果好。钢花管注浆是将注浆导管插入钢花管,将浆液压入钢花管中,再通过均匀布置在钢花管周身的小孔对周围土体进行劈裂、渗透、挤密和填充,能有效的使浆液在纵向上发挥加固土体的作用,避免常规固结灌浆工艺因塌孔而造成注浆效果不佳的情况。

2)整体性强。钢花管注浆因在土体中加入了一根钢花管,注浆后钢花管会与周围的土体凝固成一个整体,形成钢花管桩,管桩贯穿了整个加固土层,加强了土体的整体性,提高了土体的抗剪强度。

3)材料利用率高。钢花管注浆作为一门新工艺、新技术,其渗透、填充率高,产生的废浆少,能够随时观察注浆过程中的压力变化,做到实时监控。

2. 工艺原理

钢花管注浆是在软弱土层部位埋设注浆管,通过灌浆管向软弱土层高压灌注水泥浆,使之对软弱土层进行渗透、挤密、切割和.终的胶结作用,形成胶状的水泥固结体,达到加固软弱土层、减少沉降目的。

3. 施工工艺流程及特点

1)测量放样。根据设计图的要求,由专业测量员对需要进行钢花管钻孔注浆的部位进行施工放样,布设好每个孔的位置,并对每个孔位进行编号,根据设计要求交代好钻孔的深度。

2)钻机就位。将钻机运至施工现场,并根据所放的孔位进行定位,孔位允许偏差不大于100mm,定位之后调整钻杆的角度,入射角度偏差不大于1°。

3)钻孔。钻机就位后,对准孔位匀速运转,根据地层对钻机的影响情况,调整钻机的转数、压力等参数。每钻进一段,检查一段,及时纠偏,钻孔分两序进行,一序孔钻孔完成并注浆待凝后再进行二序孔钻孔施工,以防止邻孔之间串浆。

4)孔深验收。钻孔完成后,对所钻孔的垂直度和深度进行检查,垂直度偏差不大于1%,钻孔深度应预留20cm超深。

5)钢花管加工及运输。

a.管壁钻注浆眼。钢花管上部1/3长度范围不进行钻孔,剩下2/3范围沿钢管轴线间距50cm、径向旋转90°钻Φ10mm的孔眼,上下排注浆孔间距50cm,.底部注浆孔距花管底部轴线距离为25cm。

b.钢花管焊接。钢花管采用专用套接管连接,并沿钢管周围合缝处焊接,接头钢管长度120mm。

c.注浆眼临时封堵。采用塑料胶带将钻好的注浆眼临时粘贴封堵,以防止钢花管下放过程中泥沙将注浆眼堵塞,钢花管下放到位后,胶带受地下水浸泡粘性降低,再经过加压注浆后,水泥浆从注浆眼穿破胶带渗入土层。

6)放置钢花管。钢花管放置时保护好塑料胶带不被损坏,并每间隔3m设一钢筋头保护,用钻机吊起钢花管入孔中,吊装时钢管要匀速下放,以使钢花管放在钻孔中心,确保钢花管周围保护层厚度均匀。

7)制备浆液。

a.搭设操作台。水泥临时仓库与制浆站紧邻布置,根据每个灌浆区域的地形条件,水泥仓库与制浆站与施工道路隔离布置,减少对周围人员、车辆的影响,水泥仓库采取防潮措施。

b.水泥。选用灌浆用的水泥品种,水泥强度等级不低于P.042.5MPa,符合规定的质量标准,不得使用受潮结块的水泥。

c.水。制备浆液用水直接从附近水源点接管取水,水质量要求符合灌浆用水标准。

d.浆液水灰比。浆液水灰比采用1,0.8,0.5三个比级,配置..桶浆液时在设计水灰比范围内先配置.稀的水泥浆,材料计量的误差应小于5%。

e.水泥浆液拌制时间。使用高速制浆机时不少于30s,使用普通搅拌机时不少于3min,浆液自制备到用完的时间不应超过4h。

8)注浆。

a.注浆方法。钢花管注浆采用孔口封闭静压式注浆法。

b.在灌注..桶水泥浆时现场施工员做好注浆量、注浆压力以及水灰比等注浆参数的变化,根据现场注浆量和压力的变化判断是否需要掺入外加剂。

c.浆液变换原则。当灌浆压力保持不变,注入率持续减少,或注入率保持不变,压力持续升高,不得改变水灰比;当某一比级浆液注入量已达300L以上,或持续灌注时间已超过30min,而注浆压力和注入率均无改变或改变不显著时,采取浓一级水灰比;当注入率大于30L/min,可根据具体情况越级变浓;灌浆结束标准:在规定的压力下,当注入率不大于1L/min,继续灌注30min,可结束灌浆。随后进行闭浆,闭浆时间亦为30min。

9)封孔。封孔前将高出地面的钢花管割除,采用高压水对孔口周围进行清洗,再用M30微膨胀水泥砂浆将孔口填充恢复路面。

10)试验效果检查。取芯检查:在灌浆结束后3d~7d进行,取芯采用钻孔钻机进行,为提高采取率,每钻进尺控制在2.5m以内,所取的芯样进行统一编号装箱,检查芯样的抗压强度,固结完整性。

4. 结语

某河流段截污工程施工采用该方法进行施工,因为施工线路地处老城区,大部分地段都是回填土和砂砾层,离周围居民房较近,不利于顶管施工作业,为了降低对周围环境的影响,加快顶管施工进度,保证周边建筑物的稳定,三个月完成了对淮川河沿线88000m3土体的钢花管注浆加固,为顶管快速、安全的顶进施工提供了可靠的保证。采用钢花管注浆加固工艺,使周围土层变成了一个强度大的新的结构体,不仅可靠的保证了周围环境的安全,而且也大大的降低了顶管过程中不良土体塌方问题,通过对顶管上方开槽明挖,钢花管与周围土体通过浆液固结良好,同时起到了对沟槽壁加固支持的作用,为后续沟槽管线施工提供了安全保障。