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深孔注浆止水加固技术在软弱地层中的应用研究

2020-09-22何普照

装饰装修天地 2020年18期

摘    要:软弱地层的岩土力学指标及渗透性较低,不满足工程设计与施工要求,需采取合适加固技术,保障工程施工安全与质量。基于此,文章以四会市道路改造综合PPP项目为例,分析深孔注浆止水加固技术的应用方案、流程与要点,为施工单位应用深孔注浆止水加固技术提供理论与实践帮助。

关键词:深孔注浆;止水加固;软弱地层

1  前言

在工程基坑开挖施工中,软弱地层含水量大,土体稳定性偏低,传统支护方法难以取得理想效果,使基坑出现涌水涌沙、坍塌陷落等问题,影响基坑施工安全与质量。就此,需要探究一种有效稳定土体的支护技术,而深孔注浆止水加固技术可满足该要求,在工程中推广应用。

2  工程概况

在四会市道路改造综合PPP项目中,商业大道西(S118-高狮段)改造建设工程泵房的基坑下方有一层弱透水的黏土层,属于软弱地层。在基坑开挖施工中,施工单位发现坑底出现大量涌水,且基坑四周出现显著沉陷现象,传统深井降水与潜水泵抽排方式不能有效处理涌水。为保障施工安全,施工单位立即停止开挖,并结合勘察资料,进行方案探讨。探讨结果显示,在泵房工程原本的设计方案中,采用双排三轴水泥搅拌桩,该桩的桩长设计为18m,桩长较短,桩底在基坑中位于中砂层,并未达到弱透水层,不能保障基坑稳定性。就此,施工单位停止基坑开挖与抽排水施工,采取深孔注浆止水加固技术,提高基坑稳定性,确保基坑开挖安全。

3  深孔注浆止水加固技术在软弱地层中的应用

3.1  施工方案

在泵房工程深基坑开挖施工中,施工单位发现施工现场地质条件相对复杂,与施工前的勘察资料存在出入。经过工程各方讨论,对深基坑施工区域进行补勘,结合最新勘察报告,明确深孔注浆止水加固技术的施工方案。在施工方案设计中,设计提出三轴水泥搅拌桩施工方案;设计咨询单位提出高压旋喷桩施工方案。对比两者可行性、经济性,选择三轴水泥搅拌桩施工方案。方案内容如下:加强原本设计方案中的止水帷幕,在原本三轴水泥搅拌桩的外侧,增设φ850@600双排三轴水泥搅拌桩,提高桩的桩长,使桩顶标高达到冠梁顶的位置,桩底穿透透水层,达到弱透水层,避免周边地下水进入基坑,减少涌水量。同时,在基坑内配置8座降水井,将降水深度控制在基坑下方0.5m~1m的位置,确保基坑参数符合施工要求。

在施工方案中,设定的施工参数如下:第一道水泥搅拌桩的搭接长度为12.8m,桩长设定为19.4m;第二道水泥搅拌桩的搭接长度为4m,桩长设定为10.6m。两道水泥搅拌桩入强风化岩的深度超过1m,选择四搅四喷施工,配浆水灰比控制在0.5~0.6范围内。单根水泥搅拌桩的空桩用量为55kg/m,实体桩用量为175kg/m。

3.2  施工流程与要点

3.2.1  基坑支护施工

第一,钻孔。泵房工程采用的桩体为嵌岩桩,将中风化花岗岩为桩持力层,在桩身成孔钻入基岩后,每钻进100~500,进行清孔取样,确保参数符合设计要求。在钻孔施工完成后,对孔底进行清洁处理,要求孔底沉渣厚度小于50mm。

第二,灌注混凝土。在孔底清理完成后,立即进行混凝土灌注施工。在泵房工程中,施工单位选择导管灌注施工技术,施工人员在施工前准确计算混凝土的灌注量,确保桩顶浮浆层凿除后,混凝土施工质量符合要求,并避免施工浪费现象,保障工程效益。由于混凝土灌注施工在水下进行,施工单位实施连续施工,严格按照混凝土初凝时间,进行混凝土浇注时间的控制,并实时记录浇注过程中出现的异常,避免工程出现质量问题。

3.2.2  水泥搅拌桩施工

在止水加固施工中,水泥攪拌桩施工为核心,施工单位选择四搅四喷法施工。在水泥搅拌桩施工前,施工单位进行场地平整工作,将施工现场的桩位地表与地层进行清理,要求地表与地下均不存在障碍物,如生活垃圾、树根或石块等。同时,施工单位进行水泥搅拌桩的成桩实验,明确最佳的搅拌桩配比,选择42.5R普通硅酸盐水泥,水泥砂浆的配比在0.5~0.6之间。

在水泥搅拌桩施工过程中,施工单位严格按照规范流程施工:(1)准确就位深层搅拌机;(2)下钻进行预搅喷浆下沉施工;(3)提钻进行预搅喷浆提升施工;(4)重复下钻操作,进行预搅喷浆下沉施工;(5)重复提钻操作,进行预搅喷浆提升施工,将其提升至孔口位置,完成施工,关闭设备。

施工注意要点如下:(1)在水泥喷浆制备中,选择的固化剂与外掺剂需采取加固土室内试验,确保其满足规范要求后方可使用;(2)在水泥搅拌桩搭接中,对起吊设备的平整度与导向架的垂直度有明确要求,两者偏差应控制在1%内,桩位的偏差应控制在50mm;(3)在水泥搅拌桩下钻施工工序,不应进行冲水处理,如果下钻时发现土层硬度较高,下沉速度较小,施工单位应保障搅拌的均匀性,确保水泥搅拌桩质量符合要求。

3.2.3  管井降水系统施工

在泵房工程中,管井降水系统为辅助部分,可强化深孔注浆止水加固的效果,保障工程质量。在管井降水系统设计中,应注意以下要点:(1)管井降水系统应包括管井、潜水泵、排水总管等部分,管井应包括井孔、井管、沉淀管与止水封闭层等部分;(2)井管的参数应满足工程施工要求,结合泵房工程参数,施工单位选择168mm钢管作为井管,其成孔孔径为300mm,管壁厚度超过4mm;(3)结合基坑沉陷状况,合理布设坑外管井的井点位置,切实发挥降水井的作用;(4)管井过滤管的孔隙率应超过30%,泵房工程施工单位选择钢管为管井过滤管,孔距为60mm、孔径为30mm,呈梅花型;(5)滤料应选择磨圆度符合要求、粒径均匀的硬质材料,如砂砾或砾石等,粒径控制在5mm左右最佳,滤料的最佳厚度为75mm。在泵房工程中,施工单位选择40目钢丝网(外层结构)与20目尼龙网(内层结构)为滤网。

在管井降水系统施工中,应注意以下要点:(1)在系统施工前,进行降水井施工放样,确保其各项参数符合基坑支护设计图纸要求,如果与图纸内容存在冲突,应及时调整,保障工程质量;(2)在管井成孔中,需结合地层条件选择合适钻孔设备,在泵房工程中,适用的设备包括回旋钻、冲击钻与螺旋钻等;(3)成孔直径应设定为300mm,成孔深度应比设计深度大0.3m~0.4m;(4)降水井的深度和设计深度偏差控制在50mm内;(5)在成孔完成后,施工人员应使用大泵量冲洗泥浆,避免孔内出现沉淀,向孔内注入清水,用于稀释泥浆,在泥浆比例大约为1.1后,即可插入井管,放置滤料,发挥其止水作用;(6)在降水过程中,实时监测基坑参数,掌握基坑位移状况。

4  结论

综上所述,深孔注浆止水加固技术在软弱地层中有良好应用效果,可显著提升基坑稳定性,保障施工安全。通过本文的分析,施工单位需结合基坑现状,合理设置施工方案,明确最优施工参数,并按照规范流程施工,切实发挥深孔注浆止水加固技术的优势,推动工程的可持续发展。

参考文献:

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作者简介:

何普照(1984—)男,湖北监利,本科, 工程师,研究方向: 水工环地质 。