關于加固污水提升泵站地基的方法分析-電器技術問題解答-天津奧特泵業有限責任公司 about

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    發布日期:[2017-12-22]    共閱[1365]次
        一,工程概況
      玉屏橋污水泵站是南平市區污水提升的中心樞紐泵站,建設
    地點位于玉屏山大橋左側的閩江河岸邊660m高程(黃海高程,下
    同)平臺上。
      該工程地勘報告揭示:場地土層自上而下為雜填土層(厚度
    35m~40m),粉質粘土層(厚度26m~36m)和卵石層(厚度
    53m~75m)組成。原設計考慮到施工期間閩江建溪水位較高,地基
    土無法采用換填處理,根據南平市當地實際施工經驗,采用鉆孔
    灌注樁基礎方案。但在開工后發現軸樁基共5根全部位于漿砌舊城
    墻身及墻址交接處,規劃要求泵站外側必須保留4m寬的防洪通
    道。受場地條件限制,泵站無法外移避開舊城墻。
      我們經過仔細分析,確認只要對雜填土層進行處理使之承載
    力達到130kPa即可滿足上部荷載對地基土承載力的要求。經與相
    關單位反復協商并征得設計單位同意,決定對該泵站地基進行注
    漿加固處理:軸孔樁取消,軸已施工的樁基不與設計結構底板連
    接,同時先施工泵站C25鋼筋砼底板(厚度為800mm),待泵站底
    板施工完畢,再對地基粉質粘土層頂面以上的雜填土層及舊城墻
    坡面進行注漿加固。這主要是基于雜填土孔隙大,可注性好,注
    漿后其力學強度,抗變形能力和均一性會有所提高。
      二,本工程地基壓力注漿加固機理
      注漿技術是利用一定的壓力注入濃度較大的水泥漿。使水泥
    漿滲入土體孔隙。隨著土層孔隙水壓力升高擠壓土體,直至出現
    剪切裂縫,產生劈裂,漿液隨之充填裂縫。形成漿脈,使得土體
    內形成新的網狀骨架結構。漿脈在形成過程中由于占據了土體中
    一部分空間,加上土層內孔隙被漿液所滲透,從而將土體擠密。
    構成了新的漿脈復合地基,改善了土體的強度和防滲性能,也改
    變了土體物理力學性質,從而提高了軟土地基的承載力。
      就本泵站工程而言,地基壓力注漿是通過壓漿泵,注漿管將
    水泥漿液均勻注入雜填土土層中,以填充,滲透和擠壓方式,驅
    走顆粒間的水分和氣體并占據其位置,硬化后將巖土膠結形2010
    年3期總第141期林健壓力注漿技術在加固污水提升泵站地基中的
    應用108成一個強度大,壓縮性低,抗滲性強,穩定性良好的新巖
    土體。
      三,注漿設計參數要求及實際調整
      1)設計要求注漿后,雜填土承載力標準值要求達到130kPa.
      2)漿材及配比設計:漿材采用強度等級為P0325普通硅酸鹽
    水泥和水玻璃的雙液混合漿液,水灰比通常為06~ 15,試驗孔注
    漿用水灰比調整為:第一注漿段為06,第二注漿段為09.
      3)漿液擴散半徑(r):由于雜填土均一性差,其孔隙率,
    滲透系數變化大,因而僅用理論公式計算漿液擴散半徑顯然不甚
    合理,現據大量的經驗數據,暫定r值為15m.在現場進行注漿試驗
    后進一步調整r值。
      4)注漿孔間距:根據該泵站工程實際情況,為使被加固土體
    能在平面和深度范圍內連成一體,縱橫孔距均取10m,呈梅花形布
    置。
      5)注漿孔深設計要求:孔深35m~40m,以孔口到粉質粘土層
    面為準。
      6)注漿量確定:注漿量主要與注漿對象的體積v,土的孔隙
    率n和經驗系數k值有關,本工程注漿量依據Q=k.v.n公式,理論估
    算雜填土層單位吸漿量為0.35m3.由于雜填土均一性差,孔隙變化
    大,理論耗漿量不定,故不單純用理論耗漿量來控制,同時還按
    耗漿量降低率來控制,即孔段耗漿量隨注漿次序的增加而減少。
    既有地基中,漿液注入率為15%~20%,注漿流量可取7~15L/min.
      7)注漿壓力:由于注漿壓力與土的重度,強度,初始應力,
    孔深,位置及注漿次序等因素有關,而這些因素又難以準確地確
    定,因而本次注漿的壓力通過注漿試驗來確定。根據有關規范及
    類似工程的經驗,暫定注漿壓力在第一,第二注漿段注漿時分別
    為0.1MPa~0.2MPa,0.3MPa~0.4MPa,在注漿過程中再根據具體情
    況再作適當的調整。
      8)注漿結束標準:在一定的壓力下注漿,孔段吸漿量小于
    0.6L/min,延續30min即可結束注漿,或孔段單位吸漿量大于理論
    估算值時也可結束注漿。
      四,本工程注漿施工要點
      正式施工前著重做好注漿試驗工作,調整注漿壓力,漿液擴
    散半徑,孔距和排距后及時將孔位放樣至實地,同時應選擇合適
    的施工設備機具。
      (一)本工程注漿施工工藝:
      1,施工順序:采用二臺機同時鉆孔作業,根據現場施工條
    件,工程地質條件和注漿方法等,施工順序采取從河邊擋墻開始
    往舊城墻方向進行。
      2,施工程序:成孔#安放注漿管并孔口封堵#攪漿#注漿#待凝
    #成孔#安放注漿管并孔口封堵#攪漿#注漿#封孔。
      (二)施工技術要點
      (1)成孔:鉆頭(110mm)對準孔位后,采取沖擊成孔的方
    法鉆進。在雜填土中鉆進時,若孔壁不穩,可下入導管護壁;當
    鉆進到粉質粘土層時,下入導管護壁,然后采取撈砂筒取砂成孔
    的方法直至下臥粘性土層。
      (2)灌入封閉泥漿,當鉆孔到設計深度后,從鉆孔內灌入封
    閉泥漿。插入塑料閥管到設計深度。閥管下端部有管塞,管中應
    逐段加入清水,以增加重量,減少彎曲。待封閉泥漿凝固后,在
    塑料閥管中插入雙向密封注漿芯管進行注漿。待注漿完畢用清水
    沖洗塑料閥管中的殘留漿液,以利下次重復注漿。
      (3)攪拌:先往攪拌漿筒內注入預定的水量并開動攪漿機,
    再逐漸加入P0325普通硅酸鹽水泥直到預定的用量,攪拌附圖三
    3min~5min后將漿液通過過濾網流到儲漿筒內待注。
      (4)注漿:注漿順序按跳孔間隔注漿方式進行,并采用先外
    圍后內部的施工方法。由于上部有800mm厚的鋼筋混凝土結構底
    板,注漿可采用自上而下孔口封閉分段純壓式注漿方法,即自上
    而下鉆完一段灌注一段,直到預定孔深為止。注漿段的長度以雜
    填土厚度來確定;注漿壓力采取二次或三次升壓法來控制,即注
    漿開始采用低壓(小于0.1MPa)或自流式注漿。對雜填土而言,
    當吸漿量較大時采取間歇注漿或用砂漿灌注,終注時的壓力要達
    到設計值;注漿結束標準嚴格按設計執行。
      (5)封孔:注漿結束后及時封孔,即第二注漿段注漿結束過
    半小時后,排除孔口封堵物,再往孔內投入砂石直到水穩層頂
    面,過24h后,若漿液下沉,再補充漿液至水穩層頂面。
      五,本工程在特殊情況下的技術處理措施
      (1)在實際注漿過程中,發現地表有少量漿液冒出,河邊擋
    墻也有冒漿現象,我們經過仔細觀察并采取如下控制性措施:降
    低注漿壓力,同時提高漿液濃度,有時加摻砂或水玻璃;
      限量注漿,控制單位吸漿量不超過30L/min~40L/min或更小一
    些;采用間歇注漿的方法,即發現冒漿就停止注漿,間隔時間約
    15min左右。
      (2)在注漿過程中,當漿液從附近其他鉆孔流出即串漿,采
    取如下方法處理:加大第次序孔間的孔距;在施工組織安排上,
    適當延長相鄰兩個次序孔施工時間的間隔,使前一次序孔漿液基
    本凝固或具有一定強度后,再開始后一次序鉆孔,相鄰同一次序
    孔不要在同一高程鉆孔中注漿;串漿孔若為待注孔,采取同時并
    聯注漿的方法處理,如串漿孔正在鉆孔,則停鉆封閉孔口,待注
    漿完后再恢復鉆孔。
      六,注漿效果分析,檢驗
      (一)對注漿施工記錄資料分析本次注漿施工共完成注漿孔
    85個,計343m,共注入水泥1203t,平均每孔注入水泥1412t,平
    均注入水泥035t/m,靠河邊一側單位孔耗漿量比靠舊城墻一側
    大,并且泵站底板外側土面上抬數厘米。從總注入量和單位注入
    量數據分析,受注段土體空隙均有大幅度地降低,表明該施工段
    雜填土層的可注入性較好。
      (二)對注漿效果進行檢驗
      1,探槽開挖查驗及鉆孔取芯,標貫試驗通過探槽開挖查驗:
    雜填土層空隙中可見大量的呈帶狀,片狀的水泥結石,表明注漿
    區內的雜填土層空隙得到了較好充填。監理單位于注漿施工結束
    28天后,在注漿區內任意選擇了六個注漿點,委托有資質的專業
    檢測單位進行鉆孔取芯和標貫試驗。取出芯樣顯示:雜填土中水
    泥結石與地基土體膠結緊密;土體由原來的松散狀態變為密實狀
    (e=0656),土工試驗也說明密度有所增加。標貫試驗表明:經
    注漿后的雜填土較為密實,平均擊數大于11擊;多數因遇凝固的
    水泥漿打不下去,由此可見注漿區雜填土層力學性能得到極大改
    善。
      2,復合地基壓板載荷試驗
      為進一步探明玉屏橋污水泵站地基經注漿后承載力變化情
    況,設計單位在泵站底板周邊注漿區選擇了4個有代表性的點位
    (如下表說明),提出進行地基壓板載荷試驗(承壓板面積
    05m2)。要求在試驗坑頂面加載達260Kpa即滿足設計要求后便停
    止加載(基礎已有9根孔樁)并進行觀測,顯示加載后沉降量變化
    范圍為47mm~72mm,平均沉降量為595mm.試驗表明地基土尚未達極
    限破壞狀態,同時也驗證了地基雜填土層經注漿后復合地基承載
    力標準值完全達到設計要求。
      七,結束語
      1,由于泵站位于閩江河邊,地下水位較高,設計和監理方原
    先擔心注漿效果不理想,注漿后地基承載力仍然不足,而且會導
    致日后泵站沉降不均勻。但實際上地基經注漿加固后,承載力完
    全達到設計要求,費用也相應較低。在該泵站投入使用一年后再
    次進行觀測,各觀測點沉降量均在7mm范圍內,完全滿足使用要
    求。
      2,地基加固處理的方法有很多(如基礎大開挖換填等),從
    本污水泵站工程實際情況出發,我們采用了切合實際的注漿施工
    方案,在施工質量和處理效果上是好的,地基承載力和穩定性得
    到了較大的提高,做到了技術上可行,經濟上合理。極大地減少
    了環境污染問題,而且具有不受地下障礙物影響等優點,值得在
    類似工程中推廣應用。
      3,注漿技術的關鍵是注漿參數的選擇和調整,漿材配比和注
    漿工藝,而注漿參數的選擇是一個復雜的問題,只有通過現場試
    驗才能確定,并根據具體情況及時調整。
     
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