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在現代工程施工中,特別是在礦山類、隧道建設類等方面,對于滲水問題大部分是借助于注漿法來解決的。在礦山井巷工程的施工前期要對地面進行預注漿工作,這樣做的目的就是在地面形成嚴密封閉的隔水層,阻擋水分的滲入,改善施工的環境,為礦山井巷工程的建設創造良好的條件,保證工程快速安全地進行施工。我國的預注漿技術,特別是地面預注漿技術有悠久的應用經驗,在20世紀50年代,我國就開始把預注漿技術應用于礦山、煤礦、隧道等開采工程中,對工程施工有很大的促進作用。到目前為止,地面預注漿技術已取得了較為成熟的發展,注漿孔由以前的10多個、20多個逐漸減少到了個位數;注漿深度也從以前的50~200m增加到了750m;在注漿所需的各種設備方面,也不斷得到了完善發展。另外,在定向深井注漿技術上也取得了突破性進展,進一步推動了我國注漿技術向更高的方向發展,實現了注漿與挖掘的同步進行,上部掘進與下部注漿的平行化作業,從而為注漿技術的廣泛應用奠定了基礎。從我國注漿技術的發展狀況來看,現在我國的預注漿技術大多采用的是以水泥作為注漿材料,在注漿工藝方面,采用的是分段下行的方式。這樣一來,就會出現比較突出的兩個問題,即施工工期長和施工成本高:第一,施工工期長,因為每一注漿孔段都需要多次的進行注漿,對下塞、壓水、注漿、體塞、掃孔、養護等各個工序多次重復出現,而且掃孔程序耗時較多,造成鉆機臺月鉆注的效率僅為100m孔/月;第二,施工成本高,以水泥為材料進行注漿,對水泥的需求量增多,如果采用的是立井井筒的施工方式,那么根據我國地面預注漿的高度規定,平均每米井筒水泥注入量為8~14t,最高的話可以達到30t,再加上分段下行方式的施工工藝,耗費的時間較長,從而增加了注漿的施工成本。
2 預注漿施工方案的具體設計
2.1 注漿孔數及排列方式的確定
鉆注漿孔的功能一方面具有注漿的作用,另一方面還能夠起到提前探測水層的效果。在礦山井巷工程施工中,對于地質的挖掘鉆孔工作,可能會在鉆孔的過程中遇到地質水層,給施工帶來影響,這樣可以借助于探水孔的作用來進一步地探明水層的涌水量、涌水壓力巖層破碎程度以及巖層的類型等等,然后對這些探測的最終結果數據進行科學的分析,進而制定出所需要注水泥漿的具體參數,保證施工的合理性。在具體的施工中,要根據所要鉆孔的直徑、注漿孔之間的距離等確定為6個注漿孔數,各個注漿孔之間的距離為2.3cm、注漿孔的直徑為90mm。在布孔方式上,采用徑向傾斜鉆孔方式,具體的偏距設置為3.0m,傾角為5°。
2.2 注漿參數的具體制定
第一,注漿的段高方面。注漿段高的最終確定是要在地質水層的具體厚度、最佳的注漿深度以及最佳的鉆孔深度三方面綜合分析的基礎上來完成的。在礦山井巷工程中,事前的勘察準備工作,可以對富含水層的具置進行確定,在鉆進深度達到一定深度時會出現多段的斷裂破碎帶,而此處就是富含水層。從施工的安全角度來考慮,要安全穩定地穿過這段區間,就要把整個注漿的長度設置為與此深度相匹配的長度,注漿孔要穿過含水層底板以下最合適的距離才可以保證順利通過。第二,注漿壓力。注漿壓力的作用是能夠保證將預注漿用于壓實擴散和充塞,壓力一般高于靜水的壓力。在具體的施工時,要對地下水的壓力、水層的深度等方面綜合考慮,將注漿壓力設置為靜水壓力的兩倍大小。第三,預注漿的配料比例以及使用范圍的確定。在礦山井巷工程中,要根據地質含水層的涌水量壓力以及地質條件等狀況,最終確定出注漿范圍的大小;在配料方面,因為預注漿所需的材料為普通硅酸鹽水泥和水玻璃,因此,在配比方面要嚴格按照各個材料的實際所需,運用科學的方法計算出每種配料的合理配比。第四,預注漿的擴散范圍。對于預注漿的擴散范圍,要根據施工所處的地質條件和環境以及施工操作的特點,從而確定出最佳的擴散半徑。
2.3 注漿工藝環節的注意點
第一,工程所需的注漿孔在進行注漿工作之前,要對注漿孔進行細致徹底的清洗工作,保證注漿孔的清潔干凈,從而避免在注漿過程中出現問題,提高注漿質量。第二,在進行注漿時,要根據施工所需合理地確定注漿比例,嚴格遵循相關規定,不能盲目配比,確保施工質量。第三,在注漿工作完成后,進行注漿設備拆除時,要保證注漿壓力的合理,在壓力適當的時候進行拆除,以防止因為壓力過大造成對施工人員的傷害。第四,在施工中,要貫徹安全生產的意識,嚴格要求施工人員規范化操作,在配漿的過程中佩戴好防護工具,保障人身安全。
2.4 對注漿結果的鑒定
在注漿循環后,要在注漿最薄弱的環節打檢驗孔洞,以便于對結果的綜合評價,檢驗孔洞的深度不能過淺,也不能太深,要根據實際情況進行確定,來檢測檢驗孔是否存在漏水的現象,與此同時,還要配合對水壓的測試,確定出最終的注漿結果。
3 預注漿技術的發展方向
3.1 加大理論研究力度
從當前預注漿技術的應用來看,應該把注漿的漿液與裂隙之間的作用、施工的地質環境構成、地層水文條件的影響等作為重點內容研究,探索出內在的規律,從而為施工中注漿的具體參數提供依據。
3.2 施工技術的不斷更新,全方位地提高施工的高效性
對技術的創新,要加大資金的投入力度,積極引進先進的設備和技術,從工程施工的全過程考慮,促使工程施工向著高效、節能、環保的方向發展。礦山井巷工程是一項復雜的工程,需要運用到各種相關技術,有一定的施工難度,因此,加大技術創新不僅僅是內在的需求,更是客觀上的必然。例如:高壓無級調速注漿泵的引入,加上對注漿過程監測的信息化系統開發等,都是技術創新的體現,對工程施工都有極大的促進作用,從而使施工的高效性得到了保證。
3.3 加強行業交流,優勢互補
預注漿技術的應用,在很多的工序上與其他相類似的技術有著極為相似的地方,可以充分地學習交流,有針對性、選擇性地為我所用。例如:注漿造孔流程,可以充分地借鑒石油系統中先進的鉆探技術,然后根據自身實際加以綜合利用,創新出適合自己發展的技術。
3.4 廣泛應用到各領域中
由于預注漿技術的綜合性較強,具有很大的擴展范圍,除了在礦山井巷工程中的運用,還可以適用于交通建筑、水利工程、煤礦開采等行業中。
4 結語
關鍵詞:灌注樁后壓漿,主要施工工序
1 前言
灌注樁后壓漿施工技術是中國建筑科學研究院的專利技術。它是通過固化樁底和樁側一定范圍內的土體,來提高樁的承載力,解決了樁底沉渣和樁側泥皮對樁基承載力的影響。論文格式。采用該技術:一可減少樁數或縮短樁長;二可縮短工期;三可減小建筑物沉降。尤其對干成孔樁承載力提高明顯。三門峽天盛御景工程地下水位低,在設計持力層以下,根據設計要求采用此項技術。
2 工程概況
三門峽天盛御景工程位于三門峽市大嶺路與崤山路十字東南角,占地20畝,地下一層,地上12~17層,剪力墻結構,總建筑面積56467.3M2,建筑高度54.4M。樁基為人工挖孔灌注樁,樁長9~12M,樁徑700~800mm,混凝土標號C30, 采用灌注樁后壓漿施工技術。
3 施工方案
3.1 施工工藝流程
施工準備 成孔 制作、安裝鋼筋籠,設置壓漿導管、壓漿閥 灌注混凝土 樁側、樁端壓漿 檢測驗收
3.2 主要工序施工方法
3.2.1成孔
成孔的施工工藝與一般施工相同。注意要進行跳挖施工,樁中心間距不小于三倍樁徑或兩米,成孔后必須清底驗收,樁徑、擴孔、嵌巖深度、垂直度要符合設計和規范要求
3.2.2 制作、安裝鋼筋籠,設置壓漿導管、壓漿閥
鋼筋籠按設計要求制作。制作過程中要連同壓漿導管一同綁扎,按設計一根樁端注漿管代替一根縱向主筋。樁側導管設在鋼筋籠外側,為A20焊接鋼管,管端距樁底5米,端部設一三通,再在鋼筋籠外一圈綁一根塑料管,與三通相連形成一個封閉環。樁端壓漿管為A25焊接鋼管,設在鋼筋籠的內側與主筋位置相同,管端深入樁端土層100~200mm,設置根數根據樁徑選擇,d<1000mm的樁沿鋼筋籠對稱設兩根,1000<d<2000mm的對稱設三根,d>2000mm的對稱設四根,導管端部要設壓漿閥。
壓漿導管用鐵絲綁在鋼筋籠上,也可焊在鋼筋籠上,要固定牢固,保證位置準確。安裝時要用堵頭將導管上口堵嚴,以防雜物掉入造成堵管。
3.2.3 灌注混凝土
樁身混凝土可使用粒徑不大于50mm的石子、坍落度80~100mm、機械攪拌、用溜槽加串桶向樁孔內澆筑胡凝土,砼要連續進行,使用振搗棒振搗,不得直接在鋼筋籠或壓漿導管振搗。
3.2.4樁側樁端壓漿
在樁身砼澆筑完3天后可開始進行壓漿,壓漿量按下列公式計算:
樁底注漿水泥用量:
樁側注漿水泥用量:
式中:, ̄樁底、樁側注漿水泥用量(t)
 ̄樁直徑(m) 、樁長(m)
 ̄樁底壓漿時漿液沿樁側上升高度(m)
 ̄包裹于樁身表面的水泥結石厚度,可取0.01~0.03m
 ̄樁底、樁側土的天然孔隙率:為天然孔隙比
 ̄水泥充填率,對于細粒土取0.2~0.3,對于粗粒土取0.5~0.7
 ̄樁側注漿橫斷面數
后壓漿水泥用普通硅酸鹽水泥,可摻適量外加劑。漿液水灰比0.45~0.60,水泥標號不低于32.5,正式壓漿之前,要先進行試壓漿,對漿液水灰比、注漿壓力、壓漿量等工藝參數調整優化,以確定最終參數。被壓漿樁離正在成孔樁作業點距離不小于10倍樁徑。
壓漿順序為先樁側、后樁端,樁側完成3小時候,再對樁端1#管壓漿,再間隔3小時候對2#樁端管壓漿,對于樁群壓漿要先外圍,后內部。論文格式。論文格式。
當滿足下列條件之一時刻終止壓漿:①壓漿總量、壓漿壓力達到設計要求;②壓漿總量已到設計值的70%且注漿壓力達到設計值的150%、并維持5min以上;③壓漿總量達到設計值的70%,且樁頂或地面出現明顯上抬。
壓漿作業過程應作完整記錄 :內容包括:成樁日期、壓漿日期、注漿壓力、注漿終止壓力、注漿量及異常情況備注。
3.3勞動力組織和主要機具
3.3.1勞動力組織
按施工工序劃分,分為以下作業班組:①技術組5人,負責技術質量、測量、試驗工作;②制漿組6~10人,負責 和漿液;
③壓漿班4~8人,負責壓漿、安拆導管等作業;④機械電工班2~3人負責機械和現場用電作業,以上為壓漿施工人員,不含樁基施工人員。
3.3.2主要機具設備
序號 名稱 數量 型號 備注 1 高壓注漿泵 1臺 BW-250 帶壓力表 2 疊式泥漿攪拌機 1臺 YJ340
3 管鉗 5把
4 加筋軟管 50m
與注漿泵和導管匹配 5 鐵鍬 10把
6 磅秤 1臺
7 水箱 1個 3
8 注漿接管 2套
關鍵詞:交通運輸;公路橋梁;沉降;施工技術
橋臺跳車是在公路上是一種常見現象,這不僅會影響到人們生命和財產的安全,還會影響到整個國家的形象,造成這一問題的主要原因就是公路橋梁的路基發生沉降,導致路面不夠平順,因此一定要保證沉降段路基路面的施工質量,從而有效避免沉降現象的發生。
一、差異沉降的概述
差異沉降也就是通常所說的不均勻沉降,是反映土木工程結構地基的便性特征的重要指標。如果差異沉降過大,就會使相應的上部結構產生額外的應力;當超過一定限度時,將會產生裂縫傾斜甚至破壞。一個差異沉降的著名案例就是意大利的比薩斜塔。
二、公路橋梁沉降段的施工機理
(一)路堤變形的施工機理
在公路橋梁中很容易發生路堤變形。目前在公路橋梁施工的過程中,一般都會使用普通的粘性土對路堤進行填土,由于我國公路橋梁沉降段路基路面的施工技術比較落后,很難對背臺進行有效的壓實,施工現場的地理條件以及氣候溫度也會對背臺壓實的密度以及強度造成影響,同時土體含水量的降低會加大公路橋梁沉降的程度。沉降路段路堤的密度以及強度會受到車輛的重量和自身重量的影響,當重量逐漸增多的時候,其密度和強度也會逐漸的提高,因此需要不斷的對路堤進行填土,從而有效的控制沉降路段的質量。在對路堤進行填土的時候,其粘性土的材質是不一樣的,隨著通過車輛的逐漸增多,土體的彈塑性也會逐漸的增強,這會導致路堤變形程度逐漸變大。
(二)臺背地基的變形機理
橋梁地基變形屬于最常見的現象,溝壑區為多發地段。地基變形的成因復雜,含水量過多、地基的強度不夠、土壤空隙太大等,都可引起地基變形。橋梁路堤填筑時應較其它路段高出5厘米到10厘米,高出部分在行車附加應力下會下降。地基的下降使得蠣嬗氳孛娉制劍這樣可以保證行車的安全暢通。在填土過程中絕對不允許容量相等,以避免發生地基沉降變形現象。
三、公路橋梁沉降段路基路面的施工設計
(一)公路橋梁的注漿設計
注漿設計主要指在液壓、氣壓等原理的效果下將注漿液通過注漿管注入到所施工的橋梁的地層中,通過填充、滲透等方式將土體顆粒或者是巖石裂縫中的空氣和水分排擠出來,在經過一段時間的人工控制后、注入的漿液就可以將原來松散的土粒顆粒以及裂縫粘結成一個整體,從而形成一個強度大以及防水性能好等諸多優勢的“結石體”。要保證公路橋梁沉降段路基路面的施工質量,就必須采取科學的手段對施工設計進行優化,壓力注漿就是一種經常使用的方法。在施工過程中,必須要保證內側注漿孔與建筑物軸線之間的距離,對外側進行注漿時,需要采取傾斜的方式,從而保證注漿效果。其他工程應按施工實際情況采取適當措施。施工過程中進行開孔工作時,其墻體必須要有所傾斜,同時其中大部分都是直成孔。如果在施工中采用跳孔間隔的方法,其不僅會增加橋梁結構的滲透能力,還會對鉆孔起到清理的作用。對公路橋梁的注漿優化設計,不僅能夠有效控制鉆探水的壓力,還能加快地基下沉的速度,同時要根據施工現場的實際情況進行,找到科學的技術手段,從而保證施工順利進行。
(二)有效控制注漿的深度
在注漿完成之后,要對其進行相應的檢查,檢查其是否按設計要求進行注漿,當發現問題時要對其進行及時的處理,從而保證注漿的質量。在上述工作完成之后,還要往成孔里面下管,并且要將其連接到地面,在漿管篩孔處留出4m的地方,同時不允許對這個地方做鉆孔的處理。接下來相關部門要對注漿效果進行抽樣檢測,隨機抽取幾個注漿管,并且要按照相應的要求以及施工的工序對其進行檢驗,從而有效的提高施工技術水平,同時有效保證公路橋梁路基路面的質量。在檢查完成之后,還要做封孔的處理,并且要對公路橋梁沉降情況作全面的調查,從而使工程的質量得到保障。
四、公路橋梁沉降段路基路面的施工技術
(一)搭板的設置
為了克服橋頭跳車的弊病,采用橋頭搭板是目前國內常用的有效措施之一。但搭板不能獨立的工作,它必須與其周圍的結構、土工體和填料進行優化組合,才能獲得最佳的效果。以搭板為中心,聯合起周圍的物體,可稱為搭板體系。搭板采用鋼筋混凝土結構。一般情況下盡量采用就地整體現澆的施工方案,以確保其余基礎的緊密連結。搭板尾端是否設置枕梁,從理論分析和實際效果看,還沒有明確的結論,設置或不設置枕梁各有利弊,目前工程界認識不一致。
(二)地基的處理
地基的有效處理可以提高公路的承載能力,同時選擇好的地基可以對地基原有的一些優良性加以改善,從而降低因沉降出現的公路變形。在修筑高速公路路堤時,經常會遇到較厚的軟土層地基,并且還要向其中添加材料,這就會使軟土層地基發生變動,并且基樁的壓力也會隨之增大,嚴重的話會阻礙橋臺的運轉。這些情況都會嚴重的影響支座和伸縮縫,甚至會造成橋面的斷裂,因此必須要減少回填的材料,同時還要提高地基剛度,從而保證橋臺的正常運轉。當橋臺出現不正常位移情況的時候,還可以利用地基的側向流動來解決這個問題。
在公路橋梁建設的過程中,有些地段會出現溝壑,溝壑地段存在很多的特點,例如:土壤空隙比較大、含水量較多等,利用這些特點可以將其與粘土層做換土的工作,兩者有效的結合還能增強土壤的強度。在換土的過程中,對深度是有一定要求的,因此必須要對軟土層的厚度做系統的測量,從而保證換土深度的準確性。對于粘土層的施工比較簡單,在開挖之前就可以對其做翻曬的工作,換土的最佳深度會受到填土高度的影響。
(三)臺背的填筑方式
臺背回填是指結構物完成后,用符合要求的材料分層填筑結構與路基之間的遺留部分。在公路橋梁投入使用后,橋梁與路段之間路堤的不均勻沉降是最常見的現象。導致這種現象的原因有很多,其中主要包括:行車荷載對路面的壓縮變形、地基沉降以及路基的自身變形等等。路堤不均勻沉降也并不全是因為路面變形所造成的,并且路面變形對于車輛行駛并沒有太大的影響。致使路堤的不均勻沉降通常都是臺背填筑材料的原因,如果臺背的填筑均選用輕型材料,那么路堤的沉降現象會得到更好的改善。輕型材料不僅可以改善路堤的不均勻沉降,還可以使地基的壓縮變形得到很好的控制,從而減輕地基的變形程度。同時輕型的臺背填筑材料被壓實壓密后模量同樣也可以得到提高,被壓實壓密的輕型材料還可以更好的緩解因反復荷載所造成的地基變形。
結語:
隨著交通事故的逐漸增多,國家越來越重視公路橋梁的施工質量,以及車輛行駛的安全性。對于公路橋梁的路基路面而言,沉降現象會給其帶來很大的安全隱患。目前路基沉降已經成為普遍存在的問題,因此我國必須采取有效的措施,做好相應的技術分析,提高施工設計方案的科學性,并且要保證施工技術的先進性,從根本上解決路基沉降的現象,從而有效的提高公路橋梁工程質量和使用效果,減少交通事故發生的概率,促進我國交通行業的發展。
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【關鍵字】土釘支護技術,深基坑,應用研究
一、前言
現今國內的高層建筑中土釘支護技術應用的很廣泛,也是高層建筑的施工重點。很多的建筑工程由于土釘支護技術的失誤,結果造成了巨大的經濟損失,同時也是建筑工程的工期延誤。所以,在建筑工程中,我們應當確保深基坑的安全性和質量,這就需要我們采用土釘支護技術進行深基坑的施工。土釘支護技術的造價較低,施工方法簡便,同時工期較短。本文主要通過對土釘支護技術在深基坑中的設計、施工以及檢測和在雨季中的處理對策等內容進行分析,從而保證建筑工程的質量和安全。
二、工程概況
筆者所在公司負責某市的一座綜合樓,該樓的建筑面積是9.5萬平方米。全部采用鋼筋混凝土框架結構,該樓有22層,并且有地下室,基坑開挖的深度為9米。通過地質勘查報告可以知道,影響場地基坑支護影響的巖層包括填土層、粉土、黏土、粉砂等。粘土沒有鉆穿,現場測驗有兩層地下水,第一層地下水的深度是2到12米,第二層地下水的深度為14米。深基坑東臨城市主干道,西側是住宅區,北側是一賓館。
三、基坑支護設計方案
通過現場的地質勘查情況,同時還考慮到工程的安全、經濟以及周邊情況等因素,對于該工程,我們可以采用土釘支護技術和護壁樁兩種施工方案。同時通過地質勘查報告,可知,該場地地下水位較高,因此實際開挖地下3米左右就可以見到地下水。。
1.基坑降水
為了使地下室能夠干燥作業,我們使用12口徑的管井進行抽水,將降水井安置在距離開挖線1米處,考慮到可能將地下水降到基底一下1米處,因此要在基坑周圍布置82口管井,每口管井的距離為八米,在基坑內部布置滲井。降水井的深度為13米左右,將管底封死,同時在管外填上濾料。
2.土釘支護
由于地下結構施工對空間的要求,因此基坑側壁和地下結構外墻之間的水槽為0.8米,同時土釘墻的高度應該為12米,土釘墻的坡度大約為1:0.2,同時還布置8排土釘。使用20HRB335型號的鋼筋,保持水平間距在1.5米。土釘的長度為5米到九米,孔徑是110毫米,排拒是1.5米。同時在第二排要采用預應力錨桿,長度為15米。
四、土釘支護施工技術
1.土釘支護工藝原理
土釘支護技術就是在依次開挖基坑土方而形成的坑壁中,通過采用機械進行鉆孔,從而將土釘放到孔內,然后向孔內注入混凝土,然后在掛上鋼筋網,最后噴射混凝土面層結構,這樣就使其形成共同支撐的結構體系,經過這樣的施工,一直到擋墻支護完全。
2.工藝流程
首先是基坑降水施工,接著是土方開挖至土釘標高下50cm,然后是土釘成孔,接著是桿體支放,接著注漿,接著坡面修正,接著鋪設鋼筋網,然后噴射混凝土,然后重復工序至基坑底,最后基底排水溝。
3.基底施工
對于土釘墻的施工,必須要根據開挖來進行,對于基坑的邊坡一般應該按照分層分段開挖的原則進行開挖,采用中心島的開挖方法,也就是說,首先將基坑沿線挖出10米左右寬度的護坡作業平面。將土方開挖到土釘標高一下0.5米處,同時采用機械成空方式,孔徑大約為110ram,同時還要控制好空的深度、孔徑以及傾角。在成孔以后,要迅速的向孔內插放鋼筋,同時進行注漿。土釘桿體的水灰比為0.5,用普通硅酸鹽水泥漿進行注漿。在第一次注漿完成后兩個小時內,進行第二次注漿,同時要將孔口進行封堵。對于噴射砼施工,我們分段進行在統一分段內,噴射的順序為自下而上。
五、施工監測
1.地下水位監測
從6月21日項目開工到7月17日,對降水井施工完畢并進行連續的抽水后,必須要保持水位在十米左右,可以達到施工的標準。
2.基坑位移監測
在進行土方開挖之前,要對基坑坡頂的水平位移以及沉降位移進行測定,得到原始值。水平位移很沉降位移的監測點沿著基坑坡頂的變現布置,距離為三十米。在進行土方開挖時,要每天檢測一次。將沉降監測點布置在深基坑開挖可能影響范圍內的市政道路上。對于水平位移,我們采用視準線法,就是說在需要進行位移監測的基坑槽壁上布置一條視準線,并且在改線兩端深基坑可能影響的范圍內設置兩點A、B,將他們作為監測的主站點和后視點。接著就沿著改線在槽壁上設置幾個觀測點,就可以直接在讀數尺上讀出位移。
六、雨季中出現的危機情況和處理措施分析
7到8月間,該地區就進入了雨季,雨季給深基坑施工帶來了很多的不便和影響,同時伴隨著暴雨的來臨,邊坡支護的安全就面臨很大的挑戰。
1.危機情況的出現
在基坑的邊坡錨釘和面層噴射混凝土施工完以后,在坑壁的局部就出現了一些出水點,同時在基坑西側的邊坡坑壁上,出水點有不斷加大并進而形成涌水或者是涌砂的現象。同時在西側的土體局部的變形變大,有些觀測點點的水平位移達到75ram,沉降位移達到90mm。在基坑的北側和東側的情況要好一些。通過我們的觀測數據分析可知,土方開挖到預先設計的深度,基坑邊坡的水平位移相對比較穩定。
2.處理措施
對于坑壁局部滲水,在基槽四壁增加灌水孔,孔深0.6m,高度距槽底0.8m,間距2m。在護壁中插入周邊帶孔眼的包網塑科排水管,把局部滲水通過暗埋在土釘坡內的塑料排水管引入基坑周圍排水溝及集水坑中。利用水泵及時抽排,加快邊坡粉土層排水固結。
基坑東(3—1)軸到(3—7)軸采取分級支護.首先把高2.5m.寬4.0m的土卸除。在-7.0m位置增加一排預應力錨桿,高度16m。
按上述措施進行施工和危機加固處理后,對整個基坑及鄰近建筑物的位移進行了跟蹤監測。各觀測點均處于穩定狀態。同時對基坑開挖后,地面裂縫的開展情況進行了跟蹤監測,各觀測點的裂縫均處于穩定狀態。
3.情況分析
通過現場的勘查,基坑西、北兩側場地條件較好,全部進行了硬化處理.通過對承平位移監測數據分析,開挖到設計深度,基坑坡頂水平位移在10mm以內,變形穩定。說明水源遠近是影響基坑穩定的主要因素,地表水滲入土體造成坡體土層的力學性能指標嚴重下降和坡體水壓力增加。
七.結束語
土釘支護技術在深基坑施工中的應用十分廣泛,對于深基坑施工具有重要的意義。
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[4]楊文俠 王松泉 朱彥鵬 土釘支護技術在黃土地區深基坑支護中的應用 (被引用 11 次) [期刊論文] 《甘肅科學學報》 ISTIC -2003年4期
[5]趙乃志 劉丹 張敏江 姚靜 復合土釘支護技術在深基坑工程中的應用 (被引用 2 次) [期刊論文] 《沈陽建筑大學學報(自然科學版)》 ISTIC PKU -2007年3期
[6]吳忠誠 湯連生 廖志強 劉曉綱 顏波 深基坑復合土釘墻支護FLAC-3D模擬及大型現場原位測試研究 (被引用 10 次) [期刊論文] 《巖土工程學報》 ISTIC EI PKU -2006年z1期
關鍵詞:淺埋偏壓 隧道施工 軟弱圍巖 注漿
中圖分類號:U415 文獻標識碼:A 文章編號;1672-3791(2012)02(a)-0039-02
1 偏壓隧道的工程特性
1.1 偏壓隧道的定義
由于各種原因使對稱的隧道結構左右兩側所受荷載不同而使結構內力左右不對稱的現象稱為偏壓現象,出現偏壓現象的隧道稱為偏壓隧道。圍巖級別高,圍巖自身強度就低,隧道開挖引起的荷載全部或大部由隧道結構承擔,由于各種原因引起的不對稱荷載也就全部施加在隧道支護結構上。按照普氏和太沙基理論,隧道開挖后,其上方圍巖將形成天然平衡拱,而天然拱的形成與隧道埋深有關,埋深小時,無法形成天然拱,隧道承受的豎向荷載與地形便密切相關,因此偏壓隧道多數處于軟巖、淺埋且有較大地形橫坡的地段。
1.2 隧道偏壓的影響因素
影響隧道偏壓的因素有一下幾個方面:地形因素、地質因素和工程因素,其中前兩種屬于內在因素,第三種屬于外在因素。
2 淺埋隧道特性研究
淺埋隧道與深埋隧道相比,主要是難以形成承載拱。淺埋隧道多數有地形偏壓、表層軟弱堆積物、風化帶、軟弱圍巖等對隧道開挖有很大影響的特殊地形、地質問題。在開挖過程中和開挖完成后會出現拱頂下沉急劇增大、隧道凈空收縮、地表開裂等,有時也會出現掌子面失穩。
所以,在這種情況下,要采取掌子面穩定措施和控制地表下沉措施。地表下沉與埋深有密切關系。埋深大時,在隧道橫斷面內形成了承載拱,開挖引起的下沉局限在隧道周邊,而埋深淺時,沒有形成承載拱,開挖下沉會直接達到地表面。在這種情況下,埋深小的隧道,因不能期待形成承載拱,故為防止支護下沉、增強支撐力而應采取必要的措施,并研究采用藥液壓注、垂直錨桿等輔助施工方法。淺埋隧道掌子面前方的先行下沉很大,會造成很大的地表下沉,因此,研究前方地層的改善、管棚、水平高壓旋噴等輔助方法是必要的。在淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工時,為了保證安全及工程質量,節約投資、加快進度和保證運營期間的安全,必須采用一定的技術措施,包括正確的施工方法,合理的支護形式等。因此淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工一直是隧道施工過程中需要面臨和解決的重要課題之一。
3 超前支護
對于圍巖的自穩能力較差時,為了預防坍方,必須采用超前支護體系,主要的內容有超前錨桿、小導管注漿、管棚、全斷面預注漿、深孔注漿、帷幕注漿以及在洞口淺埋段采用的地表注漿等。
在軟弱破碎地質隧道施工中,雖然采用深孔注漿達到了止水固結的目的,但固結范圍有限,加上地質及注漿有些不確定因素,為保障施工萬無一失,一般在開挖前均采取超前支護,超前支護一般采用超前錨桿或超前小導管。對于地下水壓較大的隧道,開挖前一般還要采取排水降壓措施,主要采取鉆孔排水,鉆孔深度應超出注漿范圍。
淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工需要解決的問題是掌子面的穩定性和合理化施工(安全而快速的施工)兩大問題。對掌子面穩定性起重要作用的超前支護,是確保掌子面前方穩定不可缺少的手段。從作用效果看,超前支護可有以下幾方面作用。
(1)梁效果:超前支護的結構可視為一個沿隧道縱方向的粱結構,發揮一個剛性梁的效果。
(2)殼效果:超前支護可在掌子面前方形成一個殼結構,以其厚度和剛性來保證隧道掌子面及其周邊圍巖的穩定。
(3)改良效果:把隧道周邊圍巖的強度加以改善,這是注漿法的主要效果。
3.1 超前錨桿
在隧道周邊,未開挖前先施作超前錨桿,起到預先加固的作用,其主要參數為:
全苗桿的直徑φ=20mm~30mm;
長度1=3.0m~5.0m;
間距d=0.3m~0.5m;
外插角α=10”~15”。
錨桿一般采用普通砂漿錨桿,特殊情況下可采用藥包錨桿或邁式錨桿。
3.2 小導管注槳
小導管超前注漿,是在地基灌漿法基礎上發展起來的一項圍巖加固止水技術,它同時具有超前支護作用,是不良地質隧道與地下工程施工常用的一種開挖輔助措施。
在隧道開挖掌子面上,沿設計開挖輪廓線以外0.2m~0.3m,鉆孔安裝小的鋼花管,然后進行高壓注漿加固,等漿液達到一定強度后再進行開挖。其主要參數為:
小導管的直徑φ=40mm~60mm;
長度1=3.Om~5.0m;
間距d=0.3m~1.0m。
3.2.1 技術特點
超前支護體系,提高了巖體的穩定性,控制了圍巖松弛變形,增強了施工的安全性。加固效果好,注漿質量易于控制。采用常規小型機械,無需配備專用設備,工藝操作簡便。
3.2.2 適用范圍
適用于風化很嚴重、節理很發育和碎石土、礫石土等各種軟弱圍巖條件下的隧道及地下工程地層加固,也可用干處理坍方主體。
3.2.3 主要技術措施
小導管水泥一水玻璃雙液預注漿止水加固松散圍巖。
3.3 管棚
當圍巖十分軟弱、破碎、變形量很大時,一般在V、VI級大變形的條件下,可采用長管棚的超前加固措施,其主要參數為:
管棚的直徑φ=108~180цun;
長度1=10m-40m;
間距d=0.5m~1.0m;
注漿壓力F=1.5MPa~3.0MPa。
管棚法的基本原理就是在開挖之前將一個傘形的金屬保護棚架預先安放在隧道開挖輪廓線的外弧線上,該棚架由一定間距排列的大慣性矩的鋼管構成,起到保護下部地層開挖的作用,一般超前長度在5m~30m,有短管棚、長管棚。先用鉆機打一定深度的鉆孔,然后插入金屬鋼管,再用注漿機壓入水泥砂漿或混合漿液,待其凝固后就可以開挖。在法國馬賽地鐵2號工程、日本第一福田尾隧道、成渝高速公路中粱山隧道工程、北京第三使館區的供熱管線工程的暗挖隧道等都使用了該工法。
4 深孔注漿
為了防止或減輕地下水對施工特別是對開挖的影響,必須對地下水進行處理。近年來,在淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工中探索出許多行之有效的辦法,使這些隧道的施工得以正常進行,并加快了施工進度,提高了工程質量,保障了施工安全。
淺埋偏壓軟弱圍巖隧道處理地下水原則一般是以堵截為主,排引為輔。堵截地下水的方法主要有兩類:一類是整段進行注漿止水,并加固松散巖體,這種辦法是將整段巖層結構通過高壓注漿進行調整,相當于提高圍巖等級,使圍巖在原有基礎上整個綜合指標得以改善,主要措施有深孔劈裂、擠壓注漿。另一類是對隧道開挖輪廓線
以外進行環形注漿,形成止水帷幕,防止或減小地下水進入開挖工作面,這種辦法并不能改變開挖段的巖體結構。主要措施有淺孔注漿、管棚注漿、小導管注漿、中空錨桿注漿以及目前正處于研究階段的水平旋噴注漿技術等。排水輔助措施有導坑、鉆孔排水等方法,目的是排水降壓。下面主要介紹深孔注漿。
深孔注漿適用于斷層破碎帶、軟弱破碎圍巖,地下水特別發育,易形成涌水以及因地下水而造成特大坍方的隧道。深孔注漿分為深孔充填注漿和深孔劈裂注漿。
4.1 準備工作
主要是對工程地質進行分析,收集分析鉆孔的排碴;記錄分析鉆孔的推進壓力,鉆速以及鉆進不同長度時出水量的大小,推斷開挖面前方的地質構造、巖性、水源位置及水量大小。
4.2 止漿墻
由于開挖面圍巖軟弱,注漿時有較高的壓力,易引起開挖面垮坍,嚴重影響注漿效果和施工安全,因此開挖面必須設置止漿墻。
對于未坍原始巖體,一般采用掛鋼筋網、噴射混凝土作止漿墻。具體作法是:先在開挖面鉆孔,埋設注漿用孔口管(孔口管一般用φ150mm-200mm,長1.5cm-2.0cm鋼管制作),鋼筋網焊在孔口管上,鋼筋網網格間距30cm,再噴射15cm~20cm厚的C20級混凝土,這樣網噴混凝土與開挖面巖體共同形成止漿巖盤。如在坍方地段,則應設置加厚混凝土止漿墻。一般灌注100cm~150cm厚C20級混凝土作止漿墻。
4.3 鉆孔作業
孔口管作為鉆孔導向管,在注漿設計中應加以布置,布置原則應根據注漿段長度、加固擴散范圍等參數決定。鉆機作業機具可采用液壓鑿巖車、地質鉆機、錨桿鉆機等。
4.4 注漿作業
將注漿混合器連接在孔口管上,試壓洗孔,將孔眼內的石碴沖掉,保證注漿通道順暢;注水約2min~3min,使圍巖孔隙暢通:然后進行注漿,對于軟弱、斷層帶的圍巖體,先注純水泥漿,注入一定量或達到一定壓力后,并持續5min,再注雙液漿(CS),如注純水泥漿大量漏漿時,可先注雙液漿(CS),再注純水泥漿,最后再注雙液漿。
注漿過程應作好記錄,記錄注漿時間、注漿量,注漿壓力變化,圍巖、止漿墻以及已支護或襯砌地段的竄漿情況。注漿結束后,拆卸注漿部件,清洗干凈對注漿機械進行檢修保養,保證下循環注漿使用。一般采用推進式注漿,即分段累進注漿。當有的部位鉆孔過程中出水量很小時,可一次鉆到設計深度,然后進行全孔一次注漿。如在鉆孔中發現出水量較大時,應分段鉆孔,比例sm,再加10m,15m,直到設計深度,注漿與鉆孔一致,分次進行。注漿一般按由內向外,由下到上的順序進行。
5 隧道開挖
開挖手段上,采取兩種方法,一是在特別軟弱的圍巖段,采用非鉆爆措施;二是在一般軟弱圍巖地段,采用松動爆破,微振動爆破。這兩種方法的目的是一致的,就是盡可能地減小開挖對圍巖的擾動。開挖后必須及時進行支護加固,加固措施一般采用型鋼支架或格柵鋼架,布設徑向錨桿,掛鋼筋網,噴射混凝土系統支護體系。施工前應充分考慮了地質和施工條件、埋深和斷面尺寸、圍巖級別、坡面情況、地下水及氣候條件、施工進度與圍巖承載拱形式的關系等因素,進行方案論證,并通過多種方案進行比選確定,洞口段施工主要采用正向施工法和反向施工法。
6 監控量測
隧道量測通常分為施工前和施工中兩個階段,隧道開挖前的量測主要是通過地質調查、直接剪切試驗、現場實驗等手段來掌握圍巖的特征(構造、物理力學性質、初應力狀態等)的。現場量測指的是施工中的量測,是在施工階段進行的,其主要目的是監視施工狀態(錨固效果、松弛范圍等);控制變形并及時采取措施;修正設計,正確而經濟地施工。施工中的量測系統包括的內容有:坑道周邊位移的量測;圍巖內松弛范圍的量測;支護結構與圍巖間的接觸應力的量測;支護結構內應力的量測等。
通過對現場量測結果的分析,可以正確地判斷圍巖的穩定狀態,控制‘施工順序以及支護結構的承載能力等。大量工程實踐證明,量測手段配合其他量測工作,能使設計、施工達到更滿意的效果,對提高工效、降低成本、保證安全均有非常重要的作用。因此,在現代隧道施工中量測作業是必不可少的。
參考文獻
[1]仇.地下工程近接施工力學原理與對策的研究[J]科技資訊,2003