注漿法設計和施工要點

2020-12-06 土木智庫

就目前而言,注漿法的設計和施工還存在很強的經驗性,另外注漿施工常常要面對比較複雜的工程條件,必須根據實際工程情況進行設計和施工。在一般情況下,注漿法的設計和施工可參考以下要點進行。

1、設計與施工前的準備工作

在注漿設計前要進行詳細的工程調查,調查的範圍為注漿處理的範圍及其周邊區域。工程調查的內容有:地質構造和地層分布情況;土的顆粒級配、含水量、孔隙率、滲透係數、土體強度、有機質含量等物理力學指標;地下水分布和特性;注漿處理範圍及其周邊區域的構築物情況等。

對於重要工程和在無相應經驗的地區進行注漿時,在注漿設計前宜進行現場注漿試驗,以求得合適的設計參數,並檢驗施工方法和設備。

施工前的準備工作包括:設計單位應向施工單位提供注漿設計文件並負責技術交底;施工場地事先應予平整,除幹鑽法外,應沿鑽孔位置開挖溝槽與集水坑,以保持場地的整潔乾燥;機械器具、儀表、管路、注漿材料、水和電等的檢查及必要的試驗;對施工區域及其周邊環境進行仔細排摸,落實相應的監測和保護措施等。

2、注漿目的和注漿範圍

注漿的用途非常廣泛,但要達到不同的目的,需要採用不同的注漿工藝、注漿材料和技術參數,因此在設計時首先要明確注漿處理要達到的目的,以此為基礎,根據地質情況來選擇合適的注漿範圍、注漿漿液和施工工藝,設計合理的技術參數。在基坑工程中注漿目的一般有降低土層滲水性、增加土體強度和變形模量、充填土體空隙、補償土體損失、堵漏搶險等。

注漿範圍應根據工程不同要求必須充分滿足注漿目的加以確定。注漿點的覆蓋土厚度應大於 2m。

3、注漿漿液的選定和製備

注漿材料的選擇及其配比的設計,必須考慮注漿的目的、地質情況、地基土的孔隙大小、地下水的狀態等,在滿足所需目的範圍內選定最佳材料及配比。漿液的選定還必須兼顧經濟性。對於重要工程,在選定漿液前必須進行室內漿液配比試驗。

在進行滲透注漿時必須考慮被注介質的可注性,選擇注漿材料要注意與被注介質可注性的匹配。

國內外廣泛採用簡化公式來評價粒狀介質的可注性。

式中:

N——可注比值;

D 15 ——地層土顆粒在粒度分析曲線上佔 15%的對應粒徑;

D 85 ——注漿材料在粒度分析曲線上佔 85%的對應粒徑。

巖體裂隙可注性是裂隙寬度應大於注漿材料最粗顆粒直徑的 3 倍以上。

劈裂注漿法的漿液材料可選用以水泥為主劑的懸濁液,也可選用水泥和水玻璃的雙液型混合液。用作防滲堵漏的漿液可選用水玻璃、水玻璃與水泥的混合液或化學漿液。壓密注漿可選用低坍落度的水泥砂漿。動水情況下的堵漏注漿宜採用雙液注漿或其它初凝時間短的速凝配方。

在有地下動水流的情況下,不宜採用單液水泥漿等初凝時間長的漿液。

漿液使用的原材料及製成的漿體應符合下列要求:

(1)製成的漿體應能在設計要求的時間內凝固,其本身的強度、防滲性和耐久性應能滿足設計要求。

(2)漿體在凝固後其體積不應有較大的收縮率,一般應小於 3‰體積量。

(3)所製成的漿體在 1 小時內不應發生析水現象。

為了改善漿液性能,根據工程需要可在漿液拌制時加入早強劑、減水劑、微膨脹劑、抗凍劑、緩凝劑等外加劑,摻加量可參考產品說明並應作相關試驗確定。

漿體必須經過攪拌機充分攪拌均勻後,才能開始壓注,並應在注漿過程中不停頓地緩慢攪拌,攪拌時間應小於漿液初凝時間。漿體在泵送前應經過篩網過濾。拌制好的漿液應進行隨機抽檢。

在冬季,當日平均溫度低於 5℃或最低溫度低於-3℃的條件下注漿時,應在施工現場採取適當措施,以保證不使漿體凍結。在夏季炎熱條件下注漿時,用水溫度不得超過 35℃;並應避免將盛漿桶和注漿管路在注漿體靜止狀態暴露於陽光下,以免加速漿體凝固。

4、施工工藝的選擇

施工工藝對注漿效果有很大的影響,每種施工工藝都有其優點和局限性,在進行注漿設計時,要綜合考慮地基土特性、注漿目的、注漿範圍和注漿漿液等因素,對施工工藝加以明確。施工工藝的選擇帶有一定的經驗性,表 21-4 只是反映了部分地區的施工經驗,僅供參考。

5、漿液擴散半徑和孔位布置

漿液擴散半徑與漿液的流動性和膠凝時間、注漿壓力、注漿量、注漿時間等因素有關,其確定方法包括理論公式計算、經驗判斷和現場注漿試驗。由於地層條件的複雜性,理論公式計算時採用的參數很難符合實際情況,所以在沒有足夠施工經驗的條件下,推薦採用現場注漿試驗方法確定漿液擴散半徑。

在進行現場注漿試驗時要選擇不同特點的地基,最好採用多種注漿方法,以求得不同條件下的漿液擴散半徑。

現場注漿試驗常採用三角形布孔或矩形布孔的方式,見圖 21-12 和圖 21-13 所示。

注漿試驗結束後可通過以下方法評價漿液擴散半徑:

(1)鑽孔壓水或注水,求出注漿體的滲透性;

(2)鑽孔取樣,檢查空隙充漿情況;

(3)用大口徑鑽井或人工開挖豎井,肉眼觀察地層充漿情況,並取樣進行室內試驗研究。

考慮到地基土的不均勻性,在確定設計漿液擴散半徑時要注意選取符合設計要求的,在多數條件下可以達到的擴散距離。

確定了漿液擴散半徑後,即可設計注漿孔布置。注漿孔的布置應能使被加固土體在平面和深度範圍內連成一個整體。

在一般情況下,用作防滲的注漿應設置不少於 3 排的注漿孔,注漿孔間距可按 0.8~1.2m範圍設計;用作提高土體強度的劈裂注漿孔間距可按 1.0~2.0m 範圍設計;壓密注漿在選用坍落度較小的水泥砂漿時,注漿孔間距可按理論球狀漿體直徑的 2~5 倍設計。多排孔的布置以梅花形布孔為宜。

6、注漿壓力和流量

滲透注漿的最大容許注漿壓力推薦採用注漿試驗曲線確定,即在注漿試驗過程中,逐步提高注漿壓力,求得壓力和流量關係曲線(如圖 21-14 所示),當壓力升到某一數值(pf )時,注漿流量突然增大,表明地層已產生劈裂,因而把這一壓力值作為確定最大容許注漿壓力的依據。

在缺乏試驗資料或在進行注漿試驗前需預定一個試驗壓力值時,也可根據以下砂礫地基注漿的經驗公式確定。

巖石裂隙注漿最大容許注漿壓力除根據注漿試驗確定外,也可根據經驗曲線或經驗公式確定,式 21-4 為考慮地質條件、注漿方法和漿液濃度的經驗公式。

不同條件下的 m 值見表 21-5。表中第一類巖石指強烈風化並有多組大裂隙的鬆散巖石,第二類巖石包括弱風化、中等裂隙性巖石,第三類指有細裂隙的較緻密巖石。稀漿是指水灰比大於1的水泥漿液,稠漿是指水灰比小於1的水泥漿液。

劈裂注漿壓力的選用應根據土層的性質及其埋深確定。在砂土中的經驗數值是 0.2~0.5MPa;在黏性土中的經驗數值是 0.2~0.3MPa。如採用水泥-水玻璃雙液快凝漿液,則注漿壓力宜小於 1MPa。在保證可注入的前提下應儘量減小注漿壓力,漿液流量也不宜過大,一般控制在 10~20 l/min 範圍。

壓密注漿壓力主要取決於漿液材料的稠度。採用水泥砂漿時,坍落度可在 25~75mm 左右,注漿壓力可選定在 1~7MPa 範圍內,而且坍落度較小時,注漿壓力可取上限值。流量一般為 10~40 l/min。

7、注漿量

滲透注漿的常用注漿量計算公式為式 21-5。

不同條件下的有效灌注係數取值見表 21-6。

劈裂注漿只考慮孔隙率為主體的注漿率是不能確定注漿量的,劈裂注漿的注漿量一般表示如式 21-6。

式中:

Q——注漿量;

V——加固土體體積;

λ——漿液充填率。

漿液充填率 λ 的取值可通過現場試驗、施工經驗和經驗公式確定。根據上海、天津和江浙地區的經驗,劈裂注漿加固土體的漿液充填率一般在 15%~20%。

低坍落度砂漿壓密注漿的注漿量是根據每個注漿段注入的球狀體的體積來計算的,目前的相關經驗較少,宜通過注漿試驗來確定,現有的 CCG 工法在上海和浙江的工程實例中是按照直徑為 60cm 左右的球狀體來設計和施工的。

必須指出的是上述僅為注漿量的估算方法,在實際施工中應根據注漿壓力的變化、地面是否冒漿、地表抬升、周邊構築物位移等情況對注漿量進行即時的控制。

8、施工順序

注漿順序必須採用適合於地基土質條件、現場環境及注漿目的的方式。

一般情況下不宜採用自注漿地帶某一端單向推進的壓注方式,應按跳孔間隔注漿方式進行,以防止竄漿或壓力過分集中,提高漿液強度與時俱增的約束性。對有地下動水流的特殊情況,應考慮漿液在動水流下的遷移效應,應自水頭高的一端開始注漿。

壓密注漿的施工順序應根據周邊排水條件通過注漿試驗確定,主要的設計原則是有利於地下水的排出。

一般注漿施工應採用先外圍後內部的注漿施工方式,注漿範圍以外有邊界約束條件時,也可採用自邊界約束遠側開始順次往近側注漿的方法。

若在施工場地附近存在對變形控制有較嚴格要求的建築物、管線等時,可採用由建築物或管線的近端向遠端推進的施工順序,同時必須加強對建築物、管線等的監測工作。

9、質量控制

注漿施工過程中必須進行嚴格的質量控制和質量檢驗,其主控項目包括原材料檢驗、注漿體強度、注漿施工順序等,在有特殊要求時,還包括漿液初凝和終凝時間等;一般項目包括各種注漿材料稱量誤差、注漿孔位、注漿孔深、注漿壓力、注漿流量等。注漿施工情況必須如實和準確地記錄,應有壓力和流量記錄,宜採用自動流量和壓力記錄儀。施工中要對資料及時進行整理分析,以便指導注漿工程的順利進行,並為驗收工作作好準備。

注漿工程竣工驗收的檢驗,應根據設計提出的要求進行,檢驗時間一般在注漿結束 28天後。對於設計明確提出承載力要求的工程,應採用載荷試驗進行檢驗;有抗滲要求時可採用注水試驗、抽水試驗等原位測試方法測定其滲透性;加固工程可選用標準貫入或靜力觸探等方法對加固地層進行檢測。

注漿施工和效果評定的經驗性較強,在效果評定時要注重前後數據的對比,同時還要注意相似工程的類比,這樣才能客觀地綜合評定注漿效果。由此可見,注漿工程的大量數據收集和分析是十分必要的。

10、周邊環境影響控制

採用注漿法進行地基處理時,通常要經歷先破壞、擾動地基,然後經過漿液凝固、土體固結等過程使地基土改良的過程,同時伴有施工時土體向周圍膨脹,施工後由於注漿壓力釋放、漿液凝固收縮、土體固結等原因土體又有收縮的趨勢。這些現象往往造成注漿法施工時對周邊環境產生不利影響,是在進行注漿法設計和施工時必須考慮的因素。

控制周邊環境影響在施工方面可採取的措施包括:

(1)在可注入的前提下儘量降低注漿壓力和流量,降低孔隙水壓力的突增量,有利於孔隙水壓力的消散,同時有利於提高注漿效果。

(2)採用「多點少注」的方法,即加密布孔,減少每孔注漿量,避免應力過分集中。

(3)採用由建築物或管線的近端向遠端推進的施工順序,將施工引起的附加地內壓力向遠側引導。

(4)控制施工節奏,放慢施工速度,同樣有利於降低孔隙水壓力的突增量、有利於孔隙水壓力的消散、避免應力過分集中。

控制周邊環境影響最重要的是對注漿進行嚴格的信息化施工管理,即在施工期間對周邊環境進行嚴密的觀測和監測,並將相關信息及時傳遞至施工方面,施工方面及時對信息進行分析,並根據分析結果對施工工藝、技術參數、施工順序、施工速度等進行調整。

相關焦點

  • 高壓噴射注漿法施工方法講解
    噴射流形式高壓噴射注漿法所形成的固結體的形狀與噴射流移動方向有關。一般分為旋轉噴射(簡稱旋噴)、定向噴射(簡稱定噴)和擺動噴射(簡稱擺噴)三種注漿型式 。2. 工藝類型高壓噴射注漿法的基本工藝類型有:單管法、二重管法、三重管法和多重管法等方法。3.
  • 從軟土地基處理淺談高壓噴射注漿法的設計與施工
    [導讀]從軟土地基處理的設計與施工過程,論述高壓噴射注漿法的設計與施工中需要注意的一些問題 引言 廣州地鐵四號線為南北走向,共設27座車站,全線長68.96公裡。本文試圖從區間變電所的地基處理的設計與施工過程,論述一下高壓噴射注漿法(旋噴樁)的設計與施工中需要注意的一些問題。 由於廣州地鐵四號線是全國第一條採用直線電機車輛技術的軌道交通線路,因此電氣要求非常嚴格。經過電氣專業的計算,確定了慶盛、新官和官橋三個區間變電所的中心裡程,並強調變電所位置不應調整過大。
  • 袖閥管注漿法施工工藝講解
    袖閥管注漿法為法國 Soletanche 公司首創,故又稱為 Soletanche 法。在國內 20 世紀 80年代末開始廣泛用於砂礫層滲透注漿、軟土層劈裂注漿和深層土體劈裂注漿。袖閥管注漿法通過孔內封閉泥漿、單向密封閥管、注漿芯管上的上下雙向密封裝置減小了不同注漿段之間的相互幹擾,降低了注漿時冒漿、串漿的可能性。袖閥管注漿法特殊的注漿孔結構使注漿施工時可根據需要灌注任一注漿段,還可進行同一注漿段的重複施工。圖21-3 是袖閥管注漿法的施工流程圖,圖 21-4 是袖閥管注漿法的工作原理圖。
  • 博愛地層注漿加固施工方案【盛達瑞通】
    關於地層注漿加固注漿採用花管法和單向閥管法。注漿的大壓力一般大於4MPa。管棚注漿的五大要點,注漿按操作規程作業,防止暴管對人身造成損傷。注漿泵壓力突然升高時,可能發生堵管,立即停機檢查,並及時清洗注漿管路。注漿時,注漿孔管不得對準人體,防止高壓漿液對施工人員的損傷,串漿時要及時堵塞串漿孔。注漿壓力應符合設計要求,若注漿量超限,還沒達到壓力要求,就應該調整漿液濃度繼續注漿,持壓15min後可停止注漿。注漿順序按照由低到高、由下往上,交錯進行。
  • 注漿法在基坑工程中的應用
    如前所述,基坑內底部土體加固和基坑外陰角加固等大面積的加固已逐漸被深層攪拌、高壓噴射注漿等強度較高、穩定性較好的加固方法所替代,注漿法在這方面較多地應用在開挖深度小、變形要求低的基坑工程或是局部加固上;圍護牆接縫防水施工現在也較多地採用高壓噴射注漿的方法,因為注漿法畢竟存在一定的不確定性和不連續性,尤其在細顆粒土層中較為明顯,目前更多地應用於開挖深度小、地質條件較好、周邊環境保護要求較低的基坑工程;
  • 「建築界」鬆散地層的隧道施工方法:淺埋暗挖法要點
    淺埋暗挖法的工藝流程和技術要求主要是針對埋置深度較淺、鬆散不穩定的土層和軟弱破碎巖層施工面而形成的。讓我們看看它的施工要點。淺埋暗挖法與新奧法相比,更強調地層的預支護和預加固。因為地鐵工程基本是在城鎮施工,對地表沉降的控制要求比較嚴格。
  • 試析公路工程碎石注漿樁施工技術
    其基本原理是利用小型鑽機按設計直徑,鑽進至設計深度成孔,然後先將注漿管放至孔底,再投放碎石料。在投放碎石料的過程中,利用注漿管放水清洗孔壁。碎石料投放完成後進行注漿,漿液一般由下向上逆行,當漿液灌注至地面以後便固結成樁。漿液除在鑽孔中滲透固結碎石成樁外,也向周圍土體滲透。使樁體與土體間形成一個土和砂漿結合的過渡帶,增加了樁與周圍土體的摩擦力,所以注漿樁從受力特性看又屬於摩擦樁。
  • 南雄地基注漿施工方案【盛達瑞通】
    南雄地基注漿施工方案【盛達瑞通】北京盛達瑞通建設有限公司地基注漿,公司是從事房屋加固改造、基礎注漿加固、基坑護坡、山體護坡、樁基工程等建築工程設計和技術研究及施工的專業單位,註冊資金2000萬元,能夠獨立承擔工業與建築拆除
  • 哈爾濱樓房基礎下沉注漿加固施工團隊【華興景程】專業
    不需開挖承臺,鑽孔施工口徑較小,對基礎和地面破壞很小。漿液凝固時間可調,施工期附加沉降小。②採用複合注漿法可能對本工程上部較厚的填土層進行注漿加固,消除原沉管灌注樁在填土層負摩阻力的影響。此外,複合注漿法對樁側其它土層及樁底持力層均有加固效果,可較大地增加原沉管灌注樁的承載力,充分發揮原樁基承載力,節省加固費用。經分析比較,選擇採用複合注漿法進行加固處理。(2)加固設計。
  • 噴錨支護技術和超前加固技術要點詳解
    (四)隧道內小導管注漿技術★★小導管注漿加固技術小導管注漿是淺埋暗挖隧道的常規施工工序。本條簡要介紹小導管注漿加固技術及其施工要點。S、適用條件與基本規定(一)適用條件 1.小導管注漿支護加固技術可作為暗挖隧道常用的支護措施和超前加固措施,能配套使用多種注漿材料,施工速度快,施工機械簡單,工序交換容易。
  • PHC預應力混凝土管樁後注漿施工工法解析
    一、前言PHC預應力混凝土管樁具有強度高,施工方便快捷,單樁承載力高等特點,是高層建築物中常見的一種樁基礎,對場地土層在樁長範圍內為黃土粉狀土、粉土、含礫粉土、粉土和粉質黏土地基承載力有顯著提高,在人口居住密集地方,採用靜力壓入法降低噪聲,減少噪聲汙染,但對於持力層處於卵石層的地區,管樁有效樁長較深或地下處於有孤石,過大的壓力
  • 岢嵐注漿加固多少一米{盛達瑞通}
    其主要作用是提高地基承載力,減少沉降量,加速軟弱土層的排水固結,防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。強夯法,適用於處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、溼陷性黃土、雜填土和素填土等地基。強夯置換法,適用於高飽和度的粉土,軟-流塑的粘性土等地基上對變形控制不嚴的工程,在設計前必須通過現場試驗確定其適用性和處理效果。強夯法和強夯置換法主要用來提高土的強度。
  • 地基加固的複合注漿技術與應用研究
    (5)複合注漿施工簡便,施工時直接在原基礎承臺下形成旋噴樁,不需開挖地面,對地面和基礎破壞小,且施工時基本無噪音。  2、地基加固的複合注漿技術的施工方法  2.1複合注漿施工前的準備  複合注漿法加固地基的效果好壞,關鍵在於能否按設計的方案進行施工。要注意做好施工前的現場調查和施工準備工作。
  • 小導管注漿加固技術要點
    (一)小導管布設常用設計參數:鋼管直徑30~50mm,鋼管長3~5m,焊接鋼管或無縫鋼管;鋼管鑽設注漿孔間距為100~150mm,鋼管沿拱的環向布置間距為300 ~500mm.  (二)注漿材料:可注性,固結後應有一定強度、抗滲、穩定、耐久和收縮小——改性水玻璃漿適用於砂類土,水泥漿和水泥砂漿適用於卵石地層。
  • 遵義市水調工程用注漿管用途和優點
    在軟弱及破碎巖層施工中,超前小導管對鬆散巖層起到加固作用,注漿後增強了鬆散、軟弱圍巖的穩定性,有利於完成開挖後與完成初期支護時間內圍巖的穩定,不至於圍巖失穩破壞直至塌。  2超前小導管注漿適用於隧道拱部軟弱圍巖,鬆散、無粘結土層、自穩能力差的砂層及砂礫(卵)石層級破碎巖層。
  • 巖土工程工藝工法:後注漿施工應符合哪些規定?
    後注漿施工應符合下列規定:1、漿液的水灰比應根據土的飽和度、滲透性確定:飽和土水灰比宜為0.45~0.65;非飽和土水灰比宜為0.7~0.9;鬆散碎石土、砂礫宜為0.5~0.6。低水灰比漿液宜摻入減水劑。
  • 隧道襯砌拱頂帶模注漿一體機施工工藝原理及工藝流程
    一、隧道襯砌拱頂帶模注漿一體機施工工藝原理通過對襯砌臺車進行改造,在襯砌臺車模板中心線位置沿臺車縱向方向設置一定數量的注漿孔,並安裝注漿用固定法蘭,在澆築混凝土前預埋活性粉末混凝土(RPC)注漿管,混凝土澆築結束後及時從預埋注漿管處進行注漿
  • 青島市工程高壓注漿機廠家正式注漿作業的步驟是什麼?
    雙液注漿機優勢在哪裡雙液注漿機近在注漿設備市場上逐漸走紅,倍受廣大注漿愛好者關注,這是為什麼認為這和雙液注漿機性能優勢密不可分,有人會問:雙液注漿機優勢在哪裡認為,雙液注漿機優勢主要體現在以下方面、單缸雙作用:即可單液注漿,又可雙液注漿,即可灌注一種漿液,也可灌注兩種漿液的混合物,同時進行施工。
  • 水泥注漿加固汙水坑塘砂礫填築的可行性
    滲透注漿是指在注漿壓力作用下,漿液克服各種阻力而滲入土體的空隙和裂縫中,在注漿過程中,地層結構不受擾動和破壞的注漿形式。   灌漿材料採用粒狀漿液,即普通矽酸鹽水泥。其礦物成分主要有4種:矽酸三鈣、矽酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣。此外,水泥中還含有少量氧化鐵、水和游離石灰。鋁酸三鈣是快凝物質,能放出較大的熱量。鐵鋁酸四鈣的凝結速度也較快,但釋放的熱量比鋁酸三鈣少。
  • 周口店鎮基礎注漿加固施工公司/具體步驟
    周口店鎮基礎注漿加固施工公司/具體步驟北京地基下沉注漿加固公司地基加固 /沉降加固 /地基基礎加固/地面沉降加固/房屋下沉加固/灌漿加固,就是因為天然地基軟弱無法滿足地基強度、變形等要求,那麼就需要事先對地基進行處理,利用換填、房屋抗震性能檢測鑑定適用範圍對未按所在地區抗震設防要求進行抗震設計或抗震設防等級提高的房屋,依據