CN106677190A - 一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法，具体步骤为：步骤一 确定止水帷幕，在承台轮廓外6.0m的位置打设四排帷幕注浆孔，在帷幕注浆孔内***带有喷头的注浆导管；步骤二 进行0.5MPa的低压射水试验，确保注浆导管上下贯通；步骤三 在注浆导管内注入注浆材料，进行灌浆；注浆过程中同一地层初始注浆压力取小值，结尾时取大值，浆液浓度由稀逐渐变稠；稠度控制在12~18s之间，注浆用量为0.28m³/m。步骤四 对止水帷幕进行喷射，注浆导管下端的喷头下至设计深度后，进行原位喷射，直至返浆到达孔口，然后进行提升喷射；喷射完成后立即清洗机具，移至下一孔位。本发明能保证止水帷幕的整体连续性和有效厚度，止水效果好；施工简便。
Description
技术领域
本发明涉及一种桥梁基础施工方法，特别涉及一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法。
技术背景
近年来，随着我国公路交通等基础建设的迅速发展，和跨河、跨江、跨海通道的规模化建设，桥梁基础需要涉水和处于各种复杂地层的情况不断出现。与此同时，作为桥梁基础施工的基坑工程，深基坑支护技术得到了广泛的应用。在各种类型桥梁中，深基坑工程常应用于承台基础、主墩及其它深基础中。
深基坑基础施工中,为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全，对基坑需要采用临时性支挡、加固、保护与地下水控制等措施。当基坑所处的地层卵石层较厚，卵石比例较大，尤其是当卵石粒径大小不一，级配较差，透水较为严重，且基坑深度在10m以内的情况下时，如果采用支挡式围堰进行施工，则会遇到挡土构件施工、插打困难，所需材料量较大，施工工期较长等不利情况。
发明内容
为了克服现有基坑基础施工中，卵石粒径大小不一，级配较差，透水较为严重，且基坑深度在10m以内的情况下时，施工困难所需材料量较大，施工工期较长的问题，本发明提供一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法，本发明和适用于含水卵石层基坑中起到有效加固功能的，能保证止水帷幕的整体连续性和有效厚度，止水效果好的，施工简便的，施工设备配套相对较简单、结构紧凑、体积小、占地少、振动小、噪音低的，工艺易操作，施工成本较低的，可分区投入多套设备，从而缩短施工工期的一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法。
本发明解决问题所采用的技术方案是：
一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法，其特征在于：具体
步骤为：
步骤一 确定止水帷幕，在承台轮廓外6.0m的位置打设四排帷幕注浆孔，在帷幕注浆孔内***带有喷头的注浆导管；
步骤二 进行0.5MPa的低压射水试验，确保注浆导管上下贯通；
步骤三 在注浆导管内注入注浆材料，进行灌浆；注浆过程中同一地层初始注浆压力取小值，结尾时取大值，浆液浓度由稀逐渐变稠；稠度控制在12~18s之间，注浆用量为0.28m³/m。
步骤四 对止水帷幕进行喷射，注浆导管下端的喷头下至设计深度后，进行原位喷射，直至返浆到达孔口，然后进行提升喷射；喷射完成后立即清洗机具，移至下一孔位。
所述步骤一中的帷幕注浆孔钻孔采用全液压履带式钻机跟管钻进，套管为φ146套管，壁厚为7.5mm，套管底部带管靴，管靴内径为φ127mm；钻孔到达设计深度后，后***注浆导管，注浆导管下至孔底，最后提拔套管。
所述的帷幕注浆孔的注浆范围宽4.2m，排间距0.9m，孔间距1.0m，梅花形布置，每孔钻进深度9.0m。
所述的注浆导管采用Φ110×3.5mm型PVC管，由底部向上四周开孔，上下排帷幕注浆孔间距0.4m，注浆导管外露0.3m。
所述注浆材料采用42.5#普通硅酸盐水泥，水灰质量比为1:1、注浆压力25~35MPa；所述42.5#普通硅酸盐水泥中掺有质量比为5%的粘度添加剂。
所述的粘度添加剂为水玻璃。
所述喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，有不同程度的收缩，利用孔口返浆，对已压浆孔进行孔口回灌；孔口返浆不能满足回灌要求时，通过采用水灰比0.5：1.0的新鲜浆液回灌。
所述步骤三中，灌浆过程中压浆机不起压时，将水灰比调整至0.6:1，水玻璃浓度为8~10%后进行灌浆。
本发明的有益效果为：
本发明这样的注浆方法能保证止水帷幕的整体连续性和有效厚度，止水效果好；施工简便；施工设备配套相对较简单、结构紧凑、体积小、占地少、振动小、噪音低；工艺易操作，施工成本较低；可分区投入多套设备，缩短施工工期。
本发明采取了大扭矩全液压履带式钻机跟管钻进，PVC套管护壁成孔方法，这种钻孔方法与传统泥浆、水泥浆护壁钻孔方法相比，具有成孔快、不塌孔、污染小、工艺简单等优点。
本发明采用普通水泥-水玻璃双液浆作为注浆材料，该浆液以填充、渗透和挤密等方式置换土颗粒或卵石空隙中的水分和空气，经化学反应后一段时间，浆液可将原来松散的土颗粒或空隙胶结形成一个强度大、防水性能好、防渗性能高的化学稳定性好的新结构体；同时，该注浆材料具有凝胶时间可调，可有效控制浆液在地层中的扩散距离，可确保地下动水条件下浆液的凝胶固结，且浆液无毒、无污染，价格经济。
具体实施方式
为了克服现有基坑基础施工中，卵石粒径大小不一，级配较差，透水较为严重，且基坑深度在10m以内的情况下时，施工困难所需材料量较大，施工工期较长的问题，本发明提供一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法，本发明和适用于含水卵石层基坑中起到有效加固功能的，能保证止水帷幕的整体连续性和有效厚度，止水效果好的，施工简便的，施工设备配套相对较简单、结构紧凑、体积小、占地少、振动小、噪音低的，工艺易操作，施工成本较低的，可分区投入多套设备，从而缩短施工工期的一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法。
由于河床底为卵石层厚度较厚，且地下水压力大，为避免开挖过程中出现大量涌水，经现场试验后确定，在围堰四周采取四排注浆导管帷幕注浆进行加固，以减小围堰的透水量。
一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法，具体步骤为：
步骤一 确定止水帷幕，在承台轮廓外6.0m的位置打设四排帷幕注浆孔，在帷幕注浆孔内***带有喷头的注浆导管；
步骤二 进行0.5MPa的低压射水试验，确保注浆导管上下贯通；
步骤三 在注浆导管内注入注浆材料，进行灌浆；注浆过程中同一地层初始注浆压力取小值，结尾时取大值，浆液浓度由稀逐渐变稠；稠度控制在12~18s之间，注浆用量为0.28m³/m。
步骤四 对止水帷幕进行喷射，注浆导管下端的喷头下至设计深度后，进行原位喷射，直至返浆到达孔口，然后进行提升喷射；喷射完成后立即清洗机具，移至下一孔位。
本发明提供的一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法，在不扰动原河床卵石层结构的情况下，利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆导管钻进土层的预定位置后，用高压泥浆泵等高压发生装置，使浆液成为高压喷射流，从注浆管底部侧面的喷嘴喷出，同时钻杆以一定速度徐徐提升，不断以强力冲击切削土体，除一部分细小土粒随浆液冒出外，其余在喷射力有效作用范围内从土体剥落下来的土颗粒与浆液充分搅拌混合，并按一定的浆土比例有规律地重新排列。浆液经一定时间凝固后即在土中形成了一个固结体，其形状与射流移动方向有关，采用旋喷法的情况下喷嘴一面喷射一面旋转提升，因此固结体呈圆柱状。浆液扩散范围内卵石层固结连接成一个整体，从而防止卵石层渗水，起到加固基坑和止水帷幕的作用。
实施例2：
基于上述实施例的基础上，本实施例中，所述步骤一中的帷幕注浆孔钻孔采用全液压履带式钻机跟管钻进，套管为φ146套管，壁厚为7.5mm，套管底部带管靴，管靴内径为φ127mm；钻孔到达设计深度后，后***注浆导管，注浆导管下至孔底，最后提拔套管。本实施例中采用的全液压履带式钻机为φ146的偏心锤跟管钻进。
所述的帷幕注浆孔的注浆范围宽4.2m，排间距0.9m，孔间距1.0m，梅花形布置，每孔钻进深度9.0m。
所述的注浆导管采用Φ110×3.5mm型PVC管，由底部向上四周开孔，上下排帷幕注浆孔间距0.4m，注浆导管外露0.3m。
所述注浆材料采用42.5#普通硅酸盐水泥，水灰质量比为1:1、注浆压力25~35MPa；所述42.5#普通硅酸盐水泥中掺有质量比为5%的粘度添加剂。
所述的粘度添加剂为水玻璃。本发明中的粘度添加剂为现有公知技术，在市场上均可买到，本实施例中采用水玻璃作为粘度添加剂。
所述喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，有不同程度的收缩，利用孔口返浆，对已压浆孔进行孔口回灌；孔口返浆不能满足回灌要求时，通过采用水灰比0.5：1.0的新鲜浆液回灌。
所述步骤三中，灌浆过程中压浆机不起压时，将水灰比调整至0.6:1，水玻璃浓度为8~10%后进行灌浆。
为了在含水丰富的卵石层中进行基坑施工，本发明特别提出采用普通水泥-水玻璃双液浆作为注浆材料；全液压履带式钻机垂直跟管钻进；双重管法高压旋喷注浆施工的全新基坑帷幕注浆施工方法。该方法不仅能起到加固这种基坑的作用，还能解决深基坑四周的止水问题，同时通过推广应用还能取得较大的经济和社会效益。
本发明帷中确定幕注浆孔时，用全站仪放出每排两边的最外边两点的坐标，再通过这些坐标点，定出两点中间其他钻孔孔位。采用移动液压钻机到注浆导管中的指定孔位，将钻头对准孔位中心，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1.0%。就位后，首先进行0.5MPa的低压射水试验。钻孔采用全液压履带式钻机跟管钻进，套管为φ146套管，壁厚为7.5mm，套管底部带管靴，管靴内径为φ127mm。钻孔到达设计深度后，加大气量排尽孔内钻渣，然后***φ110mmPVC管。PVC管下至孔底，最后提拔套管，提拔时需避免PVC管上移。下设并调准喷管喷射方向和角度。喷头下至设计深度后，进行原位喷射，直至返浆到达孔口，然后进行提升喷射。喷射完成后立即清洗机具，移至下一孔位。喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，利用孔口返浆，对已压浆孔进行孔口回灌。孔口返浆不能满足回灌要求时，可利用水灰比0.5：1.0的新鲜浆液回灌。
本发明的注浆材料采用42.5#普通硅酸盐水泥,同时掺入5%的水玻璃作为改善注浆液性能的粘度添加剂，水灰比为1:1、注浆压力25~35MPa。若压浆机不起压，可将水灰比调整至0.6:1，水玻璃浓度为8~10%，材料配比也可跟据实际需要进行调整，并做好记录。止水帷幕范围是浆液理论扩散半径按照0.6m计，在承台轮廓外6.0m的位置打设四排注浆导管5帷幕注浆，注浆范围宽4.2m，排间距0.9m，孔间距1.0m，梅花形布置，每孔钻进深度9.0m，采用Φ110×3.5mm型PVC管，由底部向上四周开孔，上下排压浆孔间距0.4m，注浆管外露0.3m。本发明中偏心锤钻孔施工中，由河道上游向下游间隔施工，先内排再外排，压浆紧随其后。注浆压力及注浆量依据现场试验桩情况确定，注浆过程中同一地层初始注浆压力取小值，结尾时取大值，浆液浓度由稀逐渐变稠。稠度控制在12~18s之间，注浆理论扩散半径按照0.6m计，注浆用量按0.28m³/m控制，根据注浆时的具体情况适当调节，在回填土和既有河床面结合段加大注浆量和注浆压力，并且间歇注浆，确保薄弱层的注浆效果。
本发明提供的一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法，在不扰动原河床卵石层结构的情况下，利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆导管钻进土层的预定位置后，用高压泥浆泵等高压发生装置，使浆液成为25~35MPa的高压喷射流，从注浆管底部侧面的喷嘴喷出，同时钻杆以一定速度徐徐提升，不断以强力冲击切削土体，除一部分细小土粒随浆液冒出外，其余在喷射力有效作用范围内从土体剥落下来的土颗粒与浆液充分搅拌混合，并按一定的浆土比例有规律地重新排列。浆液经一定时间凝固后即在土中形成了一个固结体，其形状与射流移动方向有关，采用旋喷法的情况下喷嘴一面喷射一面旋转提升，因此固结体呈圆柱状。浆液扩散范围内卵石层固结连接成一个整体，从而防止卵石层渗水，起到加固基坑和止水帷幕的作用。
Claims (8)
1.一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法，其特征在于：具体步骤为：
步骤一 确定止水帷幕，在承台轮廓外6.0m的位置打设四排帷幕注浆孔，在帷幕注浆孔内***带有喷头的注浆导管；
步骤二进行0.5MPa的低压射水试验，确保注浆导管上下贯通；
步骤三 在注浆导管内注入注浆材料，进行灌浆；注浆过程中同一地层初始注浆压力取小值，结尾时取大值，浆液浓度由稀逐渐变稠；稠度控制在12~18s之间，注浆用量为0.28m³/m；
步骤四 对止水帷幕进行喷射，注浆导管下端的喷头下至设计深度后，进行原位喷射，直至返浆到达孔口，然后进行提升喷射；喷射完成后立即清洗机具，移至下一孔位。
2.根据权利要求1所述的一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法，其特征在于：所述步骤一中的帷幕注浆孔钻孔采用全液压履带式钻机全液压履带式钻机跟管钻进，套管为φ146套管，壁厚为7.5mm，套管底部带管靴，管靴内径为φ127mm；钻孔到达设计深度后，后***注浆导管，注浆导管下至孔底，最后提拔套管。
3.根据权利要求1所述的一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法，其特征在于：所述的帷幕注浆孔的注浆范围宽4.2m，排间距0.9m，孔间距1.0m，梅花形布置，每孔钻进深度9.0m。
4.根据权利要求1所述的一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法，其特征在于：所述的注浆导管采用Φ110×3.5mm型PVC管，由底部向上四周开孔，上下排帷幕注浆孔间距0.4m，注浆导管外露0.3m。
5.根据权利要求1所述的一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法，其特征在于：所述注浆材料采用42.5#普通硅酸盐水泥，水灰质量比为1:1、注浆压力25~35MPa；所述42.5#普通硅酸盐水泥中掺有质量比为5%的粘度添加剂。
6.根据权利要求5所述的一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法，其特征在于：所述的粘度添加剂为水玻璃。
7.根据权利要求1所述的一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法，其特征在于：所述喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，有不同程度的收缩，利用孔口返浆，对已压浆孔进行孔口回灌；孔口返浆不能满足回灌要求时，通过采用水灰比0.5：1.0的新鲜浆液回灌。
8.根据权利要求1所述的一种水下卵石层基坑帷幕注浆施工方法，其特征在于：所述步骤三中，灌浆过程中压浆机不起压时，将水灰比调整至0.6:1，水玻璃浓度为8~10%后进行灌浆。
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