袖阀管【广州新客站桥梁承台基底袖阀管注浆施工技术】

  摘要:本文结合新广州站站房桥的承台基底加固的工程实例,叙述了袖阀管注浆的施工工艺及施工方法及关键技术,为今后类似工程施工提供一些借鉴。   关键词:基底 袖阀管 注浆 施工技术
  
  The Guangzhou railway bridge pile base of sleeve valve pipe grouting construction technology
  
  Liu yi wen
  China Railway 22nd Bureau Group Co. Ltd. , Beijing 100043, China
  
  Abstract:Combining with the new Guangzhou station of bridge pile base consolidation project, describes the sleeve valve tube grouting construction technology and construction method and key technology. For similar works to provide some reference.
  Key Words:Basal Sleeve valve pipe Grouting Construction technology
  
  1、工程概况
  新广州站是国家中长期铁路网规划中“四纵”客运专线之一――武广客运专线的重要组成部分。站场设计28股道,15座旅客站台。新广州站采用站桥共柱形式,站房桥承担铁路和站房双重荷载。部分墩位地质较差,为改良粉细砂、淤泥或淤泥质土等液化地层,设计采用注浆加固处理使地基强度达到150KPa。
  2、工程地质概况
  2.1 地形地貌
  场地位于广州市番禺区钟村镇石壁村附近,属珠江三角洲冲积平原地貌,地形平坦且开阔,地面标高一般-1.254~3.387m,绝大部分为网状的鱼塘,局部为菜地、苗莆,公路交通便利。
  2.2 地层概况
  第四系人工填土层(Q4ml):颜色较杂,灰黄色为主,结构松散,主要由黏性土,砂土及少量碎石等堆填;为近期填土,未完成自重固结。
  第四系冲积层(Q4al):(1)淤泥:深灰、灰黑色,流塑,含少量有机质,局部见贝壳等物,有腥味。(2)粉质黏土、黏土层:灰黄、灰白、青灰色,软塑,主要成分为黏粒、粉粒,含砂粒,呈透镜体状,带状分布于砂层中。(3)粉质黏土、黏土层:褐黄、灰黄色,硬塑,主要成份为黏粒及粉粒,局部含少量砂粒,呈透镜体状,带状分布于砂层中。(4)粉细砂层:深灰、灰黑色,饱和,松散,主要颗粒成份为石英,含淤泥质,分选较好。(5)中砂层:灰黑,灰白色,饱和,松散~稍密,主要颗粒成份为石英,含少量黏粒,级配较好,呈透镜体状。(6)粗砂层:灰黄、褐灰色,饱和,稍密,主要成份为石英,次圆状,局部黏粒含 量较高,分选差,呈透镜体状。
  3、袖阀管注浆原理
  浆液经过注浆泵加压后,通过连通管进入注浆管,聚集到袖阀管注浆管段,然后通过钻有直径为6mm的泄浆孔的PVC管(即袖阀管),在内压力的作用下,将包裹在PVC外的橡胶圈胀开和套壳料挤碎,当压力逐渐增大到一定程度,被加压的浆液就会沿着地层结构产生充填、渗透、压密、劈裂流动。此时由于供浆量小于进入量,压力会自动回复到平稳状态,续后的浆液在压力作用下,使得劈裂裂缝不断向外延伸,浆液在土体中形成固体,从而达到增加地层强度,降低地层渗透性的目的。逐次提升或降低注浆内管即可实现分段注浆。
  4、袖阀管注浆设计
  4.1 注浆目的
  高架站房桥梁D1-14、D1-15、C2-14、E-14、F-15、F2-14、墩位处地基应采用注浆加固处理,改良粉细砂、淤泥或淤泥质土等液化地层,使地基强度达到150KPa。
  4.2 注浆方法选择
  根据本工程的地质特点和工程对注浆质量的要求,选用袖阀管注浆,注浆浆液采用水泥一水玻璃双液浆。
  4.3 袖阀管注浆技术参数
  (1)注浆孔规格及孔距。注浆钻孔桩径110mm,压浆孔间距1.41m。(2)浆液配合比。水泥:水玻璃:缓凝剂:水=1:0.05:0.01:1.98。(3)注浆量。注浆流量宜为7~20L/min,浆液有效扩散半径不小于0.5m。(4)注浆压力。粉细砂0.2~1.2MPa;粘性土0.3~0.6MPa;淤泥或淤泥质土0.2~0.4MPa。注浆流量宜为7~20L/min, 浆液有效扩散半径不小于0.5m。
  5、袖阀管施工工艺流程
  场地平整→放样定位→钻机就位→调整对中→开钻→控制垂直度→成孔→灌注套壳料→安装袖阀管→套壳料养护→配制浆液→进行第一轮次注浆→清洗袖阀管内的残留浆液→待凝12小时→进行第二轮次注浆→清洗袖阀管内的残留浆液→待凝12小时→进行第三轮次注浆→拔管、封孔→场地平整
  6、袖阀管施工
  (1)采用地质钻机钻注浆孔,采用110mm钻头钻进。开钻前应调整好钻机的垂直度,确保钻孔的垂直度偏差小于1%。(2)钻孔到设计位置后,从钻杆内向孔内注入封壳料。封壳料采用水泥、粘土混合浆,配合比为水泥:粘土:水=1:1.5:1.88,3天龄期抗压强度约为0.3Mpa。(3)注入封壳料后,应立即将制作好的塑料袖阀管插至孔底,并尽量使袖阀管垂直和位于孔的中央。(4)待封壳料的强度达到0.3Mpa后,可开始第一轮次注浆,水泥用量为设计注浆量的50%。采用带有双向密封装置的专用注浆枪注浆,注浆从下而上逐环进行,浆液水灰比为9.0,全孔注浆段注浆完成后,把铝塑管插至袖阀管底,用清水把袖阀管内的残留浆液清洗干净。(5)待凝12小时后,可开始第二轮次注浆,水泥用量为设计注浆量的30%。注浆方法同第一轮次注浆,浆液的水灰比调整为0.8。(6)待凝12小时后,可开始第三轮次注浆,水泥用量为设计注浆量的20%。注浆方法同第一轮次注浆,浆液的水灰比调整为0.8。(7)注浆施工过程应做好相应的施工记录,对钻孔深度、每轮次注浆压力、每轮次注浆量、每轮次注浆时间和总注浆量等参数进行详细记录。及时整理资料,经常分析对比相邻注浆孔和相邻排注浆孔的注浆流量、注浆压力和注浆量等参数,根据各参数的变化情况估计注浆效果。对注浆过程中存在的问题,及时进行分析处理。
  7、保证注浆质量的措施
  由于注浆不同于其它工艺,施工中存在地层复杂、浆液流动随意性较大等困难,在严格工艺控制的同时重视过程控制,根据试验段施工及注浆效果分析,施工中采取了以下措施以保证注浆质量:(1)跳孔跳排间隔注浆:路基注浆第一步注奇数排奇数孔,第二步注偶数排奇数孔,第三步将余下孔依次由外向内注,帷幕注浆则采用先外侧后中间的注浆顺序;(2)定量定压注浆:外侧先注孔采用以定量为主进行控制,而内侧后注孔则以压力控制为主;(3)结合注浆压力分析地层吸浆量,针对注浆不足的孔进行补注;(4)注意观察压力、流量、浆液及周围环境变化,并及时调整注浆参数,做到施工过程动态控制。
  8、结语
  袖阀管注浆的最大优点是可以分段、定量和间歇注浆、能较好控制注浆范围和注浆压力,可重复注浆,且发生冒浆与串浆的可能性很小。袖阀管注浆对改善地层条件是一种有效方法。对粉细砂、淤泥或淤泥质土等地层有广泛的适用性。施工关键是双液配合比及注浆压力的选取。
  参考文献
  [1]杨书江.袖阀管法注浆加固地层施工[J].铁道建筑技术,2004(2):22~27.
  [2]吴顺川,金爱兵,高永涛.袖阀管注浆技术改良土体研究及效果评价[J].岩石力学,2007,28(7):1353-1358.

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