袖閥管注漿基底隔滲封閉截水技術(shù)的應(yīng)用

韓 瑛

1 工程概況

位于太原市迎澤大街南宮西路警備區(qū)院內(nèi)的新建南路家屬院1號住宅樓地下車庫工程為單層框架結(jié)構(gòu)，長89.93 m，寬40.6 m，車庫基底面積2594 m2，地下車庫基底為-10.50 m，基坑支護(hù)形式為帷幕樁、冠梁、噴錨，基礎(chǔ)形狀為多邊形。

2 工程地質(zhì)及水文條件

該建筑物場地位于汾河以東沖積平原與洪積傾斜平原交接洼地，地貌單元為汾河?xùn)|岸Ⅰ級階地。地層結(jié)構(gòu)主要由第四系全新統(tǒng)和上更新統(tǒng)河流相沖洪積層組成，場地土自上而下分為13層，第③層粉質(zhì)粘土以上地下水類型為孔隙潛水，突水層主要為第③層粉質(zhì)粘土層與第④層中砂層的承壓水，基坑地下水位位于地表下1.1 m～1.8 m，水位季節(jié)性變化幅度約1 m。

3 方案的選擇

該工程車庫基坑與止水帷幕、工程樁施工完后，土方開挖時出現(xiàn)豎向突涌現(xiàn)象，及時回填后，邀請省內(nèi)專家對此情況進(jìn)行論證。由于該工程周圍建筑物密集，若采取強(qiáng)降水施工，會造成周圍地層排水固結(jié)，從而引起不均勻沉降;經(jīng)計算，采用降水井日抽水量為723.6 m3，施工完成后抽取掉的地下水相當(dāng)于2.51個迎澤湖內(nèi)的水。

結(jié)合工程情況及我國節(jié)能、降耗的國策，決定采用袖閥管注漿基底隔滲封閉截水施工技術(shù)來達(dá)到加固土體的目的。通過袖閥管注漿，阻截地下水突涌、封閉滲水通道、平衡靜水壓力，與周圍止水帷幕形成封閉截水，從根本上加固土體，提高地基的承載力，達(dá)到不降水同樣可以正常施工的目的，同時，減少工程施工對水資源的無度開采和污染，避免地下水的消耗，實現(xiàn)封閉截水，有效保護(hù)地下水資源，實現(xiàn)綠色施工。

4 袖閥管注漿封閉截水施工技術(shù)

4.1 工藝原理

袖閥管是一種專用的注漿管，每節(jié)長0.33 m～2.0 m，管與管用絲扣連接，分為花管與實管兩部分。

袖閥管注漿基底隔滲封閉截水施工是通過對土體不同巖性地層采用定深、分層、分段和不同壓力由下往上進(jìn)行注漿來達(dá)到加固土體的方法。施工中通過上下兩個阻塞器，將漿液限定在注漿區(qū)域的任一段范圍內(nèi)進(jìn)行灌注，達(dá)到分段注漿的目的，阻塞器可在袖閥管中自由移動，根據(jù)需要在注漿區(qū)域內(nèi)重復(fù)注漿，達(dá)到加固軟弱地基、封閉截水、保護(hù)地下水資源的效果(見圖1)。

4.2 工藝流程

工藝流程如下:

施工準(zhǔn)備→放點布設(shè)孔位→復(fù)核孔位→開鉆成孔至設(shè)計深度→復(fù)核孔深→安裝下料管→灌注套殼料→安裝袖閥管→下入雙塞注漿料→移機(jī)至下一孔位→配制漿液→開始注漿→達(dá)到終灌標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 袖閥管施工原理圖

4.3 施工控制要點

4.3.1 鉆孔點位的布置

根據(jù)設(shè)計圖紙布設(shè)注漿孔，以中心點為基點，按照梅花形布置，注漿孔間距1.0 m，布孔間距誤差±5 cm。鉆機(jī)的最小可操作距離為0.8 m～1.0 m，遇障礙物可適當(dāng)調(diào)整。

4.3.2 開鉆成孔

開鉆前復(fù)核孔位，鉆機(jī)成孔時采用泥漿護(hù)壁，成孔至設(shè)計孔深后停鉆，成孔垂直度偏差小于1.5%，成孔深度誤差±10 cm，孔徑不得小于91 mm。

4.3.3 復(fù)核孔深

定制專用重錘，由專人采用重錘法復(fù)核孔深，與設(shè)計無偏差時方可進(jìn)行下道工序。

4.3.4 安裝下料管

鉆孔完成后向孔內(nèi)插入專用下料管，并通過此管壓入套殼料。

4.3.5 灌注套殼料

套殼料的配制及用料:水泥∶膨潤土∶水=1∶1.6∶2，其性能為:粘度26 s，穩(wěn)定性0.007，析水率9%，7 d齡期抗壓強(qiáng)度0.3 MPa～0.5 MPa。為增加套殼料的脆性，摻入一定量的粉煤灰。注漿水泥為42.5 MPa普通硅酸鹽水泥。注漿段每米提升一次，注漿水泥用量為82 kg/m。

單孔注漿量計算公式:

其中，Qd為單孔注漿量;V1為單孔注漿對象土體積。

單孔注漿對象土體積計算公式:

其中，S為鉆孔斷面積;H為鉆孔深度。

4.3.6 袖閥管安裝

袖閥管安裝時嚴(yán)格按照成孔深度與有效加固段確定花管與實管的分配長度，確定注漿段，檢查膠圈，再將按序排列的袖閥管下入孔底，孔口預(yù)留10 cm～15 cm。杜絕破損不牢固的管下入孔內(nèi)，下管時保證袖閥管位于鉆孔的中間，管底采用專用管冒封閉，下管后應(yīng)封閉孔口，防止異物掉入和移機(jī)時損壞。

4.3.7 下入雙塞注漿器

插入雙塞注漿器時要檢查雙塞碗的完好，而后應(yīng)垂直緩慢插至孔底，開始第一段的注漿。注漿開始后，當(dāng)有漿液從袖閥管內(nèi)大量泛出時說明雙塞有破裂，必須停止注漿并拔出更換。

4.3.8 漿液配置

注漿主劑為水泥(42.5普通硅酸鹽水泥)。配置的漿液具有可調(diào)性，漿液本身的防滲性和耐久性必須滿足設(shè)計要求。

4.3.9 開始注漿

為確保加固質(zhì)量與實施的合理性，設(shè)備進(jìn)場后應(yīng)選擇有代表性的區(qū)域進(jìn)行試成孔注漿，進(jìn)一步確定注漿的有關(guān)參數(shù)與施工控制參數(shù)。

注漿時應(yīng)遵循注漿壓力與注漿量雙控制的原則，次序應(yīng)為由下至上，先外排后內(nèi)排，隔孔隔排進(jìn)行，外排為定量注漿，內(nèi)排為飽和注漿，開始正式注漿前應(yīng)分別試注，以進(jìn)一步確定注漿壓力、注漿量等參數(shù)。

注漿器每次提升高度應(yīng)控制在1.0 m，相鄰兩孔應(yīng)交錯提升，確保每一層位都能均勻注入。為達(dá)到反復(fù)注漿可將注漿段隔0.5 m～1.0 m提一次，二次注漿時可交錯隔米施注。遇有個別孔吃漿量過大時，應(yīng)采取間歇注漿的方法和調(diào)整漿液濃度或采取雙液注漿來控制。開環(huán)采用快速開環(huán)、間歇法與隔環(huán)法，按照n+2的次序開環(huán)和灌漿。

根據(jù)《巖土工程勘察報告》，確定成孔的有效加固范圍，再根據(jù)加固范圍內(nèi)的土質(zhì)情況確定不同土層的注漿壓力，注漿壓力要求控制在0.1 MPa～1.0 MPa范圍內(nèi)。套殼料劈裂壓力不得大于1.0 MPa。

4.3.10 達(dá)到終灌標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)壓力表顯示，注漿飽和后達(dá)到終灌標(biāo)準(zhǔn)。

5 注漿效果檢查、分析

太原警備區(qū)1號樓地下車庫袖閥管注漿歷時56 d，土方開挖過程中，未發(fā)現(xiàn)涌水現(xiàn)象。共完成注漿孔735個，測定靜水位孔1個，檢測孔2個，累計6979.6延米。整體注漿施工結(jié)束后，分別在基坑四側(cè)進(jìn)行鉆孔取芯，孔深限自然地面以下7 m，其中東側(cè)鉆孔為泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，西側(cè)為干鉆。所取土樣裝箱留存。選完整原樣做滲透試驗，平均滲透系數(shù)為10-5～10-8之間，滿足設(shè)計要求。施工中、施工后對周圍建筑物進(jìn)行密切觀測，未發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

[1]余志成，施文華.深基坑支護(hù)設(shè)計與施工[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2000.

[2]龔曉南.地基處理手冊[M].第3版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[3]陳建華，王松波.袖閥管注漿法在松散地層防滲處理中的應(yīng)用[J].人民長江，2009，40(12):39-40.

[4]張民慶，張文強(qiáng)，蔣才榮.袖閥管注漿工法的改進(jìn)與應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2003，32(9):4-6.