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变电站淤泥质土层路基袖阀管注浆补强设计

日期:2012-5-29 19:14:16 访问量:2565次

  摘要:变电站内的道路一般采用深层搅拌桩加固地基,但在现场地质条件较差时,深层搅拌桩加固的地基难以满足正常使用的要求,尤其是难以实现对路面沉降的有效控制。本文讨论了在现场地质条件含中深层淤泥质土层时,在已经完成深层搅拌桩加固的情况下,如何对地基基础进行新的补强设计,以达到使用要求。
  关键词:变电站淤泥质土层注浆补强
  本文以笔者承建过的110kV 变电站为例,讨论在中层淤泥质土层平均厚度达到7.05 米的情况下,如何对现场的道路地基进行袖筏管注浆补强施工。
  1.变电站现场地质情况
  现场地质条件中关于淤泥质土层的分布如下:
  (1)人工填土层———层厚0.60~1.00米,平均厚度0.82 米,层顶标高为5.60~5.63 米,层底埋深0.60~1.00 米(标高4.62~5.03 米)。
  (2)淤泥质土层———层厚为5.50~8.20米,平均厚度7.05 米,层顶埋深为0.60~1.00 米(标高4.62~5.03 米),层底埋深为6.10~9.20米(标高-3.58~-0.47 米)。
  (3)全风化岩层———层厚3.50~7.60米,平均厚度5.67 米,层顶埋深6.10~9.20 米(层顶标高-3.58~-0.47 米),层底埋深10.20~16.10 米(标高-10.48~-4.59 米)。
  中层淤泥质土层的分布遍布整个站区。原有设计深层搅拌桩采用四搅二喷的钻桩工艺,对道路地基进行加固工作。在发现按照原有设计进行施工难以达到设计的地基承载力时,遂采取袖阀管注浆进行地基补强。
  2.道路地基补强方案
  (1)设计依据
  本文讨论的地基补强设计满足如下文件及行业标准:
  ①施工图纸及本工程《岩土工程勘察报告》;
  ②参考中华人民共和国行业标准《即有建筑地基基础加固技术规范》(JGJ123-2000);
  ③广东省标准《建筑地基处理技术规范》DBJ15-38-2005);
  ④广东省标准《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)。
  (2)注浆孔布置及孔深控制
  4 米宽道路(设计路面宽度为4 米)布置2 排注浆孔(避开排水井管位置),排距2 米,孔距3 米;宽度大于4 米的道路按3米×3 米方格网状布置;化粪池四周各设注浆孔1 个;110kV 电缆沟布置1 排注浆孔,孔距2 米;共设注浆孔138 个(见附图—注浆孔平面布置图)。注浆孔孔深控制至全风化岩面,孔深约为现状路面下6~8米,每孔灌注水泥约0.5 吨。
  (3)注浆主要设计参数
  ①水灰比:水灰比初定1.0。
  ②注浆压力:注浆压力初定0.5~0.8Mpa,可根据现场实验情况进行调整。
  (4)施工流程及控制工艺
  施工工艺流程如下图所示。
  在袖阀管注浆的过程中,为了保证注浆的质量以及补强的效果,需要着重控制三个环节。
  ①成孔
  成孔口径为Ф91mm,采用XY-1 型油压工程钻机钻探成孔。
  ②放入Ф50mm 袖阀管并密封孔口。
  放入袖阀管直至孔底,于孔口0.4m 处以上采用水玻璃拌合水泥、砂料填注捣实密封,养护24h 后方可注浆。
  ③注浆
  注浆采用自下而上分段进行,每一注浆段长度1.0~1.5 米,在橡皮袖阀和止浆塞作用下,逼使浆液只能在一个注浆段较均匀注入土体,以便提高注浆效果;同时,选用膨胀剂作为掺入剂,也能够起到提高注浆效果的作用。
  注浆主要技术参数如下:
  水灰比:选用合适的浆液是保证注浆质量的重要条件,对浆液的要求是:可灌性好,稳定性高,析水固结快,形成浆体防渗性能强。根据施工经验,选用浆液的水灰比初定为1.0 ,根据现场实验进行最终确定。
  注浆压力:注浆压力是施工中一个重要控制指标,注浆压力如果控制得好,对于土体的压密和浆体的压密的作用等,都能起到好的效果,否则,还有可能破坏某些结构,甚至出现险情。因此,宜通过现场注浆试验确定,根据以往施工经验,注浆压力一般控制在0.5~0.8Mpa,地层注入不进浆液不在下沉或出现地面冒浆现象即停止注浆。
  如果在注浆途中发生地面冒浆现象,则应该立即停止注浆,调查冒浆原因。如是注浆孔封闭效果欠佳,则可待浆液初凝后重复注浆;如地层灌入不进应结束注浆;如地缝冒浆,则应待浆液凝固后再注,采取封浆及多注浆的办法加大吃浆量。注浆时注意不可过急,要视空隙水压力消散快慢而定。
  如果在注浆过程中,出现浆液从附近其他钻孔流出的现象(即串浆),应采取如下方法进行处理:
  ①加大第1 次序孔间的孔距;
  ②在施工组织安排上,适当延长相邻两个次序孔施工时间的间隔,使前一次序孔浆液基本凝固或具有一定强度后,再开始后一次序钻孔,相邻同一次序孔不要在同一高程钻孔中注浆;
  ③串浆孔若为待注孔,采取同时并联注浆的方法处理,如串浆孔正在钻孔,,则停钻封闭孔口,待注浆完后再恢复钻孔。
  3.质量控制及检验
  (1)施工前应根据现场环境和地下埋设物的位置等情况,复核注浆孔的设计孔位。
  (2)注浆的施工参数应根据土质条件、加固要求通过试验或根据工程经验确定,并在施工中严格加以控制。
  (3)注浆的主要材料为水泥,对于无特殊要求的工程,宜采用强度等级为32.5 级及以上的普通硅酸盐水泥,出厂时间不得超过2 个月。根据需要可加入适量的外加剂及掺合料。外加剂和掺合料的用量,应通过试验确定。
  (4)水泥浆液的水灰比应按工程要求确定,可取0.8~1.5,常用1.0。
  (5)注浆施工其间,应对建筑物进行变形监测。
  (6)施工中应做好泥浆处理,及时将泥浆运出或在现场短期堆放后作土方运出。
  (7)施工中应严格按照施工参数和材料用量施工,并如实做好各项记录。
  (8)注浆检验应在注浆结束28d 后进行,检验方法采用标准贯入实验,要求补强后搅拌桩桩间土承载力达到100kPa,检测点为注浆孔数2%~5%。
  在完成道路地基补强施工后,重新对路面地基的水泥搅拌桩和水泥注浆后的地基承载力进行检测,按照标准贯入法的检测结果,所有抽检点的承载力特征值均≥100kPa,满足设计要求。
  4.结束语:
  因淤泥质土层本身所固有的复杂地质条件,在其分布较深或较广的区域进行地基加固施工时,深层搅拌桩的桩身完整性和强度一般难以保证达到设计要求。采用本文所撰述的补强设计,因其注浆均匀而稳定,监测手段简单而有效,对地基加固补强有明显的效果,所以是值得推广的一种地基补强方法。 

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