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压力灌浆处理工艺在某车间地基不均匀沉降中的应用管理

2015-07-15 190 0

1工程概况
　　云南某冶炼厂一车间于2010年部分柱子施工完后，在沉降观测过程中发生不均匀沉降，部分柱子最大沉降量达到40mm，经过业主，监理，设计及勘察单位多次讨论，共同认为对目前车间部分柱子沉降大于20mm的柱子进行压浆处理即可，单施工中应进行控制，加强管理避免沉降加大而影响车间使用，柱下基础为人工挖孔桩，桩径Φ800mm。
　　2场地工程地质及水文地质条件
　　根据勘察资料处理构筑物范围地面以下地层结构为：
　　（1）素填土：杂色，主要由碎石，粘性土组成，结构松散。
　　（2）植物层：灰黑﹑黄色，由粘性土及植物根系﹑角砾组成，结构松散。
　　（3）粘土：褐灰﹑灰黑﹑灰兰褐黄等色，含少量铁锰结核及圆砾，无遥振反应，稍具光泽，很湿，软塑到可塑。
　　（4）白云质灰岩：灰～灰白色，矿物成分由方解石，白云石组成，钙质胶结，隐晶结构，中～厚层状构造，节理裂隙发育，多数裂隙充填粘性土，铁质膜及方解石脉及柱状晶体，溶蚀裂隙发育，岩质坚硬，岩芯破碎，呈碎块状31.50米以上溶洞，溶洞净空高度最高达6米。
　　本地区地下水丰富，水位较高，对施工影响较大。
　　3施工任务及处理方案
　　对施工好的车间柱子沉降大于20mm部分进行压浆处理，压浆过程中严格控制浆压力，以避免在施工过程中加大沉降而影响车间运行和损坏，经过压浆处理后使其基础不再继续下沉，以达到对沉降部分的基础补强。
　　根据勘察资料及桩基施工记录，经过设计、监理、业主共同讨论，采用孔口封闭法灌浆，对桩身、桩底进行压浆加固土体，控制沉降。对需进行处理柱子的每个承台四周布置压浆孔，间距2米，在设备能施工的情况下尽量靠近柱子，但不能损伤承台及桩身，每个柱子布置3～4个压浆孔进行处理。
　　4施工设备及灌浆材料
　　该项目共投入xy-1型钻机4台，TTB180/10（55）曲轴变量型压浆泵1台，HBW50/1.5型压浆泵1台，3m3空压机1台。主要灌浆材料选用P·O 32.5普通硅酸盐水泥。
　　5灌浆方法的选择及工艺流程
　　帷幕灌浆主要是利用液压，通过灌浆管把浆液注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或岩体胶结或一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能良好的帷幕，以达到岩土体渗透系数减小、增长地下水的水流途径，降低出水量的目的。
　　灌浆试验工作表明，灌浆场地由于覆盖层厚、岩层近垂直裂隙发育，渗漏量较大等原因，如果采用止浆栓塞的压浆方式，浆液会绕塞返浆，在栓塞上端凝结或因耗浆量大，灌浆时间长，浆液会凝结栓塞或栓塞下端的支撑杆而造成浆孔报废。而采用孔口封闭循环灌浆的方式，浆液在钻孔内循环流动，不易凝结浆管（钻杆），如果灌浆时间长，浆管被凝结亦可通过钻机钻动或使用吊锤将其取出，不易造成孔内事故，加之孔口封闭灌浆是一种逐渐加强的灌浆方式，它会对灌浆孔最底一段以上的地段进行重复灌浆，效果良好。所以该帷幕灌浆采用孔口封闭灌浆法，灌浆采用循环式自上而下重复灌浆，其工艺流程如下：
　　5.1灌浆孔结构
　　灌浆孔采用Ф110mm孔径开孔，孔深至2～3m后，埋设Ф110mm孔口管（孔口管管口露出地表10～30cm，用水泥砂浆将孔口管上段与孔壁间的空隙填实），待埋设孔口管的水泥砂浆凝固后，以Ф108mm、Ф89mm钻进按灌浆段长度成孔。
　　5.2灌浆孔深度和灌浆段长度
　　灌浆段长度一般为4～5m，不宜大于6m。遇严重渗漏地段应立即停钻灌浆。
　　5.3灌浆压力的选择
　　根据勘察和灌浆试验工作，场地内地层分别为素填土、植物层、粘土和白云质灰岩。当灌浆压力超过0.2Mpa后，地表会被抬动、开裂；浆液压力一般小于0.2Mp。
　　5.4浆液参数
　　（1）灌浆用水泥采用P·O 32.5普通硅酸盐水泥。
　　（2）灌浆使用纯水泥浆液，浆液浓度由稀到浓，逐级变换，水灰比采用2：1、1：1、0.8：1、0.5：1四个比级，根据现场实际灌注情况，可适当调整水灰比。经现场试验，以上四种比级的浆液物理性质如下：
　　5.5耗浆量大地段的处理
　　对于耗浆量大的地段，经一定时间的灌浆后，吸浆量仍无变化，就暂停灌浆，待浆液凝固后，用钻机清孔至原位，再进行复灌，直至达到要求。
　　5.6灌浆段的结束条件与封孔
　　在设计压力下，注入率不大于1L/min后，继续灌注60min，可结束灌浆，待浆液凝固后，方可进行下一段的钻孔、灌浆，直至设计深度。封孔采用全孔灌浆封孔法。
　　6完成工程量
　　对车间沉降量超过20mm的柱子有7根（5个承台），共布置压浆孔33个，进尺659.88米，灌注水泥量为536.11吨。
　　7灌浆效果评价
　　为了对帷幕质量、灌浆效果进行评定，在施工前后及施工过程中进行了相应的沉降观测工作，其结果如右表所示。
　　压浆结束后五个月观测结果表明其柱子已经不再继续下沉，达到处理的目的。
　　8结语
　　经施工前、后及施工过程中的沉降观测对比，该灌浆质量优良，效果明显，基础的得到了控制，建筑物的沉降已经进入稳定阶段，达到了预期目的。结果表明：根据前期的勘察结果，结合场地条件制定切合实际的施工方案，通过精心组织施工，压力灌浆在地基处理中能够取得很好的效果。
　　参考文献
　　[1]《既有建筑地基基础加固技术规范》（JGJ123-2000）.
　　[2]《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）.
　　[3]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）.

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