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灌浆法在加固处理软路基中的应用 | |||||||||
| 来源：本站原创 新闻频道 时间：2017/2/16 17:22:51 点击：726 | ||||||||||
灌浆法在加固处理软路基中的应用
2、灌浆加固机理
灌浆就是要让水泥或其他浆液在周围土体中通过渗透、充填、压密扩展形成浆脉。由于地层中土体的不均匀性，通过钻孔向土层中加压灌入一定水灰比的浆液，一方面灌浆孔向外扩张形成圆柱状浆体，钻孔周围土体被挤压充填，紧靠浆体的土体遭受破坏和剪切，形成塑性变形区，离浆体较远的土体则发生弹性变形，钻孔周围土体的整个密度得到提高。另一方面随着灌浆的进行，土体裂缝的发展和浆液的渗透，浆液在地层中形成方向各异、厚薄不一的片状、条状、团块状浆体，纵模交错的浆脉随着其凝结硬化，造成结石体与土体之间紧密而粗糙的接触，沿灌浆管形成不规则的、直径粗细相间的桩柱体。这种桩柱体与压密的地基土形成复合地基，相互共同作用起到控制沉降、提高承载力的作用。
3、灌浆设计
3.1灌浆标准
3.1.1强度控制标准
灌浆后，杂填土承载力标准值（fk）要求达到130kPa，淤泥或淤质土fk值80kPa～100kPa，粉细砂fk值大于110kPa；复合地基承载力标准值不小于130kPa.
3.1.2施工控制标准
施工控制标准是获得最佳灌浆效果的保证。本次灌浆对象之一的杂填土，由于均一性差、孔隙变化大、理论耗浆量不定，故不单纯用理论耗浆量来控制，同时还按耗浆量降低率来控制，即孔段耗浆量随灌浆次序的增加而减少。
3.2灌浆段选择
本次灌浆分两个灌浆段，即第一灌浆段为杂填土范围；第二灌浆段为淤泥或淤泥质土和粉、细砂范围。
3.3浆材及配方设计
浆材采用两种配方的纯水泥浆，在第一灌浆段水灰比为0.5，在第二灌浆段为0.75.若杂填土中局部孔隙较大，导致灌浆量过大时，采用水∶水泥∶细砂＝0.75∶1∶1的水泥砂浆灌注。
3.4浆液扩散半径（r）的确定
由于杂填土均一性差，其孔隙率、渗透系数变化大，因而仅用理论公式计算浆液扩散半径显然不甚合理，现据大量的经验数据，暂定r值为1.5m.在现场进行灌浆试验后进一步确定r值。
3.5灌浆孔位布置
灌浆孔采取梅花形分布，假定灌浆体的厚度b为1.66m，则灌浆孔距L＝2×（r2－b2／4）1／2＝2×1.52－1.662／4）1／2＝2.5m，最优排距Rm＝r＋b／2＝1.5＋1.66／2＝2.33m.
3.6灌浆孔孔深
根据工勘资料，暂定孔深3.5m～6.0m，平均约4.5m，以孔底到粘性土层为准。
软土地基双液注浆施工方法
双液注浆工艺是在软土地基注浆加固的基础上发展和新的突破。该工艺克服了注浆加固过程中引起的土体扰动，软化效应。达到了在超载地面下控制地下施工掘进引起的沉降的良好实效，并能使土体沉降稳定时间大大缩短，该新工法在盾构穿越石洞口电厂输煤栈桥时控制沉降的地基处理工程中取得了良好效果。并不断推广应用于市政建设和各项建筑工程施工中。
该工艺于1988年6月结合工程实例进行探索研制，运用合理多样的施工工艺，经过不断改进历时2年总结了一套双液注浆控制超重荷载情况下，地下施工保护地面建筑的新工艺取得了明显效果，获得了重大经济和社会效益，并于1991年通过技术鉴定，获上海市科学技术进步一等奖。
1、工法特点
1.1双液注浆工法可以广泛应用于基础加固工程中，既可适用于软土地基加固也可以应用于岩基断裂破碎带的加固。
1.2研制的浆液具有良好的流动性、触变性和扩散性，浆液初凝快且具可调性能，能适时提高强度，可以缩短土体沉降稳定时间，能克服注浆中引起的扰动和软化效应。
1.3该工法对地下工程施工控制地面不均匀沉降具有简易灵活，经挤实效的明显效果。
1.4在地面超荷载情况下，地下施工一般难于在短时间内控制建筑物下沉趋势，而双液注浆具有速凝性能，可以调节时间，缩短沉降周期，在瞬时间内能起到强化和加固作用，比单液注浆更能达到控制地面建筑下沉。
1.5施工安全简便、快速，工期短，质量好，效果快。
1.6该工法施工设备仪器体积小，调动灵活，适用市区狭窄的施工场区和不同深度层次要求的加固，对周围环境影响小等优点。
2、适用范围
该工法不仅适用于软土地基加固，也可应用于岩基的断裂破碎带和堵漏工程，对市政重大建设项目尤其在市区建筑群地下施工，对保护重要建筑管线或地下基坑开挖附近的重要管线（如煤气、电缆大口径水管等）以及控制不均匀沉降，防止破裂效果尤为明显。
3、原理
双液注浆主要具有克服注浆加固中引起的扰动和软化作用以及缩短固结沉降，控制沉降的特点，因此当双液浆及时充填到土体中的空隙，尤其是施工机械所造成的建筑空隙中后，由于浆液具有速凝并可在瞬时内初凝的特点，因此能起到强化和加固作用，同时注浆过程中浆液流失少而有效充填量提高，及时补充了由诸多原因造成的土体损失。限制产生地基活动发源处附近的位移，达到未影响建筑结构物之前，减少地面沉降。同时当双液浆在充填土体中的空隙达到一定饱和后，会在压力作用下逐渐扩散不断充填空隙，能对周围土体产生挤压并劈人土体的薄弱部位，形成交叉网状凝固体，增强了土的密实度和压缩模量，扩大了应力场，提高了承载能力，从而大大减少了最终沉降量。
4、施工顺序和工艺流程
4.1施工顺序
按工程实际需要对被加固体进行设计布孔，并按技术要求照图施工。
4.1.1按设计要求钻孔至设计深度。
4.1.2孔径一般为φ91mm左右或垂直孔或倾斜孔。
4.1.3灌入封闭泥浆，从钻杆内灌入，封闭浆液粘度80″左右，井应封堵地面裂缝，防止冒浆等。
4.1.4在双液注浆时应先凿除封头，接通管路，启动注浆泵注入孔内。
4.2工艺流程
4.2.1按设计配合比用SM200-1外循环或高速拌浆机拌和浆液。
4.2.2配制化学浆液
4.2.3将配制拌和好的化学浆和水泥浆各送入SS-400搅拌式贮浆桶内备用。
4.2.4当需注浆时，启动注浆泵，通过2台注浆泵2条管路同时接上Y型接头从孔口混合注入孔底充填扩散到空隙空洞或被加固的土体部位。
4.2.5开启或关闭注浆泵时必须先开化学注浆泵，后关化学泵，以免堵塞管路。
4.2.6双液注浆一般应与施工开挖掘进同步进行，及时补充充填建筑和其他原因造成的空隙。
4.2.7注浆过程中应尽可能控制流量和压力，防止浆液流失。
5、材料要求
5.1 A液要求
5.1.1注浆用水应是可饮用的河水、井水、及其他清洁水，对含有油脂、糖类、酸性大的水、海水和工业生活废水不宜采用。
5.1.2注浆用的水泥应采用普通硅酸盐水泥，水泥标号宜为425＃，水泥应保持新鲜，一般不超过出厂日期3个月，受潮结块者不得使用。水泥的各项指标应符合国家标准，并附有出厂质保单，对矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥不宜于注浆。
5.1.3在满足强度要求的前提下，可用粉煤灰替代一定量的水泥，掺入量应通过试验确定。
5.1.4为改善浆液性能应在浆液拌制好时加入适量外加剂。如KA-l掺入水泥量的0.3～0.5%可提高浆液扩散性和可泵性能。加入约5％的膨润土可提高浆液的均匀性和稳定性，防止固体颗粒分离和沉淀。
5.2 B液要求
5.2.1选购市场上销售的符合国家质量要求的波美度为35°～40°的水玻璃。
5.2.2对选购的水玻璃进行稀释直至符合要求的浓度备用。
5.2.3对上述两种A、B液进行合理配制，双液浆的粘度要求>35″。
比重1.3～1.5
初凝时间2～3min
凝固强度3～4MPa／2h
5.2.4注浆钢管φ63.5mm或注浆塑料单向阀管和Y型接头。
6、机具配备
6.1钻机
普通小型地质钻探机均可适用，如无锡30型、杭州SG2-150等钻杆一般选用田φ42～50mm.
6.2 SM-200外循环或高速拌浆机，具有自输送能力。制备浆液及时迅速，搅拌浆液均匀，维修方便，耐腐蚀。
6.3 SS-400搅拌式贮浆桶，具有过滤杂质和大颗粒作用，能保持浆液均匀和不易离析，结构简捷，维修方便，且贮浆量较大。
6.4 SYB50／50液压注浆泵具有无级调速，注浆流量0～50L／min，注浆压力可以设定最高值，不会发生压力无限上升现象，压力最高为5MPa，并可压注粒径<5mm的砂浆。长时间运转不渗漏，密封性好，安全可靠，适用露天作业的机械。
联系人；乔先生
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