高压喷射灌浆与深层搅拌桩防渗墙施工比较分析思考论文_敖江林,潘刚

湖北省漳河工程管理局总干渠管理处 湖北省荆门市 448124

摘要:通过对水利工程堤坝防渗两种施工方法从投入的机械设备、人力、材料、质量控制、施工操作、达到的效果对比分析,对如何采用高效、便捷、节能环保且又确保工程质量的施工方法,提供了清晰的思路,具有参考价值,供同行交流学习。

概述

利用高压喷射灌浆和深层搅拌桩技术对水利工程堤坝防渗或者提高建筑物地基承载力,达到加固地基的目的,是比较好的选择,这两种施工方法适用于处理淤质土、砂土、粉土,处理之后可成桩、墙等,适用范围较广,与其它方法相比,有其独到之处。

一、高压喷射灌浆原理

高压喷射灌浆,主要是在成孔后的孔内放入三通管,通过相关设备设施,利用高压水切割地层,有压空气进行鼓、冒、翻、搅,使水泥浆与地层土质混合置换,随着三通管有角度摆动提升形成柱或墙。

二、深层搅拌桩原理

深层搅拌桩防渗是利用多边空心钻杆且在杆头两边焊接刀片(总宽度500-540mm),用内套卡环卡住钻杆,利用机械旋转,边进钻边注浆,水泥浆液与土质混合,通过钻头上下往返2-3次搅拌,形成水泥土混合体桩。经过桩与桩相连最后形成墙。

三、两种施工技术投入设备、人员

表3.1 高压喷射灌浆所需相关机械及配套设施

  

四、两种施工工艺及质量控制

高压喷射灌浆主要工序:一是造孔,二是喷射水流切割地基和注浆液。首先依据地质情况,拟定出试验的施工参数进行试验,开挖监测确定正式施工参数,然后组织施工。

施工工艺及指令控制主要是:造孔,首先放样,定出中心线、孔位,使钻机置于水平状态,成孔垂直度1/300内。

制浆:浆液有两种,一种为纯水泥浆液,即在搅拌桶内按1:1水灰比拌匀,另一种先制泥浆后,再加适量水泥拌匀过滤。浆液浓度在1.4-1.7g/cm3范围。

喷射:喷射前先对中孔位,然后喷水试验,验证喷射方向是否正确。喷射施工采用两序法,自下而上喷射,先喷射单序孔,待单序孔板墙凝结后,再喷射双序孔,以避免穿孔或窜浆。在喷射过程中若遇停电或停机检修,根据停机时间重喷灌0.2-0.5m。

施工参数控制:从中心控制台的仪表监测调控水、气、浆压力,用比重计测量浆液的比重,使之达到设计的参数范围。

深层搅拌桩施工,即钻、搅、灌于一体平台,该平台从水平状态位置钻、搅,垂直度、孔距、孔深,可通过反应深层搅拌基本情况的操作平台车的电子小票反应,操作平台车可自行行走。

深层搅拌桩主要参数:钻进速度0.8-1.2m/min;提升速度0.2-1.0m/min;孔位偏差≤20mm;孔深深入堤基1.0m;孔斜率≤0.5%;水泥采用普通硅酸盐PO42.5;水泥掺入量13%;每米耗浆量为56.8L;水灰比1:1;浆液浓度1.5g/cm3;供浆压力0.5Mpa;一般情况下,成柱每米水泥掺入量42.6kg。

五、两种施工投入电能比较

高压喷射灌浆施工要采用网络电源,且需架设工地临时专用变压器,原因是投入的机械设备较多,耗电量较大。

深层搅拌桩施工机械设备投入相应较少,用网络电源或自备发电机组120kw均可。

六、两种施工方法有效深度

高压喷射灌浆深度一般可深入地下23m左右,而深层搅拌桩在20m以内。

七、两种方法施工操作及其它

高压喷射灌浆因投入的设备较多,施工也比较复杂,施工中三通管的连接最为繁琐,特别是需两根以上喷管相连接时,如果气温较高,三通管之间连接时间不要超过十分钟,时间过长浆管中浆液可流动性差,易堵管,此时若遇漏气、漏水,施工操作不方便,而深层搅拌桩施工不涉及到高压水,气管只有一根浆管,相应简单。

高压喷射灌浆前要预先造孔,如果因种种原因迟喷恰遇成孔地质条件不佳,泥浆固壁不好,极容易缩孔、卡管、三通管放不到位。高压喷射灌浆分单、双序孔,且喷灌浆液置换沿孔口返浆,使双序孔施工在泥水中,造成施工不便。深层搅拌桩施工先进行先导孔钻探,确定基本情况后,在作业面上用挖机抽0.5m×0.5m沟槽,深搅台车骑在沟两边,且深层搅拌桩往一个方向连续施工即可。

高压喷射灌浆在深层切割置换过程中,返浆一般从三通管入地面孔口溢出,由于回浆中不可避免的夹带水泥,会造成浪费,且回浆除部分沉淀利用外,剩余的不好处理,会造成污染。深层搅拌桩是将水泥浆等材料与土体强制搅拌,从而在土体内产生物理-化学反应,形成具有整体性、水稳定性和一定强度的增强体和原土体结合构成复合地基,沿孔口外溢浆量很少。

八、两种施工成墙防渗相关检测

两种施工工艺处理堤坝防渗试验成果一览表

表8.1 高压喷射灌浆渗透试验成果一览表

九、结语

对于堤坝防渗工程,只要将处理工程的对象相关地质条件和技术要求搞清楚,从施工角度既要满足设计指标,又要能使机械操作便捷,施工速度快、环保、投入成本低廉、工程运用可靠、防渗效果显著,才是我们最佳的选择。在今后水利工程建设开发利用过程中,必须增加科技投入,坚持生态环保理念,不断改进施工工艺和技术,才能有效提高施工水平,发挥水利工程综合效益。

论文作者:敖江林,潘刚

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年18期

论文发表时间:2019/12/12

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