基础置换灌浆加固处理措施

1、高压射置换灌浆在桐子林水电站工程的应用【摘要】桐子林水电站导流明渠工程左导墙根底局部覆盖层中粉砂质粘土层处理 施工中,采用高压射水根底置换灌浆施工新工艺,良好的解决了地基承载力弱、 砂层容易液化等难题,满足了设计要求.【关键词】导流明渠；根底处理；高压射水；置换灌浆一、工程概述桐子林水电站导流明渠工程左导墙 左导0+200n0+215m段根底开挖至高 程EL974m时,由于地连墙上游侧根底开挖后在侧向土压力作用下,有可能引起 地连墙1#、2#桩根底失稳.为保证地连墙1#、2#桩的自身稳定,在该部位未挖 至设计高程EL968m岩石根底的情况下采用混凝土回填进行了紧急抢险处理. 由于该部位基岩上覆

2、盖有桐子林组粉砂质粘土层,地基承载力低,为满足该部位地基承载力及预防不均匀沉降的要求,同时为预防根底面的二次开挖,躲避施工平安及进度风险,决定对该部位采用高压射水置换灌浆处理举措进行根底加固处 理.、高压置换灌浆1、高压射水根底置换灌浆施工工艺流程高压射水根底置换灌浆施工工艺流程图见图1图1高压射水根底置换灌浆施工工艺流程图2、高压射水根底置换灌浆施工技术要求 钻孔钻孔分三序施工,先施工I序孔,再施工U序孔,最后施工 III序孔.孔排 距为0.75m*0.75m,梅花型布置.钻孔机械为地质钻机 SGZ-IIIA 及潜孔钻机 XZ-30.钻孔孔位偏差不大于5cm,孔深深入基岩1.0m,孔深偏差不

3、大于20cm, 开钻前用水平尺和重锤对钻具的垂直度进行校核. 钻孔结束后, 对钻孔孔深、 孔 斜进行验收,并绘制出简易钻孔柱状图及说明,以供置换及高压灌浆使用. 射水置换施工射水置换施工原理是利用高压水切割破坏扰动地层, 将覆盖层充分液化, 在 风水联动的作用下将液化后的泥浆及细小颗粒返出地面, 并上下往返反复切割扰 动破坏地层,形成具有一定直径和形状的桩孔.该部位射水置换施工采用 XL-50 型高喷灌浆机具,将喷射管下放至预埋管内,同时开动风、水并分别升至 0.51.0Mpa、2832Mpa自上而下射水成孔, 终孔后风水联动上下提升反复切割搅动地层 3 次,在高压水的作用下将覆盖层基 础充分

4、搅动液化并加大置换面积及范围, 风水联动将液化后的淤泥浆及细小颗粒 返出地面.在射水置换过程中, 经过风水联动置换冲洗, 在相邻孔串通后作为覆盖层置 换施工液化后的出渣孔, 根据出渣孔的返渣量大小及返出浆液的浓度, 决定是否 继续切割置换或结束置换,出渣比重不得大于或w1.2g/cm3.在该置换孔施工完毕, 进行下一次序孔施工时, 继续以该孔作为出渣孔, 其施工步骤及切割置 换结束标准与上述施工步骤一致.为预防置换施工后出现不均匀沉降, 保证根底的整体稳定平安, 相邻孔的置 换施工必须待上一置换孔的水泥浆液结石强度到达 70以前方可进行,故施工 过程中采用排与排之间, 相邻孔交错间隔施工的程序

5、进行, 以预防对已施工完毕 置换孔水泥浆液的扰动破坏. 高压置换灌浆充填 制浆考虑地层经高压水充分切割搅动液化置换后, 仍可能残留局部覆盖层颗粒在 孔内,故高压充填灌浆需加大喷射压力对置换孔进行充分搅动, 以保证浆液的有 效充填,最大程度的保证桩体之间的搭接效果. 根据高喷设备的施工性能, 综合 考虑施工地层等因素, 选用不低于 0.8:1 的水泥浆液, 根据设备性能尽量选用较 浓的浆液.水泥浆液随配随用, 并在喷灌作业过程中连续不断的搅拌, 水泥等固相材料 采用重量称重法,称重误差小于 5%,浆液拌制必须搅拌均匀.采用高速搅拌槽 搅制浆液时,搅拌时间均不少于 30s,普通搅拌机浆液搅拌时间均

6、不少于 3mi n. 供浆过程中随时用比重秤测量浆液密度. 灌浆钻孔工序经验收合格后, 方可进行灌浆施工, 灌浆根据分序加密的原那么, 先 施工I序孔,后施工U序孔,再施工川序孔的施工顺序进行施工.灌浆采用XL-50型高喷灌浆喷具喷具直径65mm采用专用密封圈丝扣连 接,当喷具下入到孔内设计深度后,开始送入符合要求的风、浆风压为 0.30.7Mpa,灌浆压力为1020Mpa,根据钻孔揭露出地层情况,边旋转边提升 旋转速度为0.8 1V,提升速度为1525cm/min,自下而上进行高喷灌浆作业, 直至设计终喷高程停止灌浆.在喷灌过程中,质检人员时刻注意检查风、浆的流量及提升速度等参数是 否符合要

7、求,遇到特殊情况,应立即查明原因采取相应举措进行处理.另外,施 工作业人员接、 卸、换管要快, 并作好喷具接头保护, 预防喷具堵塞和铸管. 接、 卸、换管后的下管,要比原停喷高度下落0.2m,保证上下连接.喷灌应连续进行,因故中断后应停止提升, 记录中断深度, 并尽快恢复, 假设短时间不能恢复的, 应提出喷具,用水冲洗干净,待故障处理后,将喷具下入原中断位置以下 1.0m 左右继续进行喷射灌浆. 喷灌过程中随时检查进浆及回浆密度, 保证进浆密度不 低于1.60g/cm3,回浆密度不低于1.45g/cm3,当回浆浓度缺乏时,应当立即停 止提升,待返浆浓度到达要求后再行正常提升.在喷灌过程中, 在

8、孔口连续向孔内添加粗砂或豆石, 以保证桩体的强度, 增 加桩体的承载力. 回填及封堵置换法施工孔口经长时间切割扰动及冲刷, 孔口直径相应加大, 在置换灌浆 充填后孔口段将出现较大范围内的析水沉降, 为解决凝结体顶部因浆液析水和渗 漏出现空腔, 导致地基承载力的缺乏. 在喷灌结束后, 由专人负责用灌浆浆液进 行孔口静压注浆充填,直到浆液不再析水下降为止.三、置换灌浆效果分析施工结束后,在顺水流方向左导墙两侧护脚相邻置换孔中间分别布置了4个检查孔,进行钻孔取芯、注水试验、压水试验、芯样力学性能等检测,孔深为 入岩1m孔径为90mm共计8孔,芯样采取率为90.4%96.5%.共计进行压水 试验 4

9、段,渗透系数为 1.95 X 10-67.8 X 10-6cm/s,吕荣值Lu为 0.150.60 ; 注水试验4段,渗透系数为1.33 X 10-64.34 X 10-6cm/s,吕荣值Lu为0.100.33 ; 取芯8孔,进行抗压强度试验12组,软化系数4组,检测率9.6%,其中岩样在 标准状态下的抗压强度为5.312.7Mpa,岩样软化系数0.721.09,故置换后的 根底承载力大于1.0Mpa折减系数按0.2计.本工程粉砂质粘土的抗剪强度为 0.32 0.40,通过置换灌浆,该部位的抗剪强度得到了较大提升.该部位的高压 射水置换灌浆施工满足质量要求,质量检查成果到达了设计要求的各项指标,因此,对该部位的地基处理到达了预期的效果.四、结语以往的根底处理,为提升根底持力层的承载力,常采用固结灌浆、振冲和高 压旋喷灌浆等施工方法,而对于桐子林水电站导流明渠工程左导墙左导 0+20g+215m段根底覆盖层处理,通过生产性试验及调整孔排距后的施工效 果来看,利用高压射水将地层切割破坏扰动,将覆盖层充分液化,在风水联动作用下将搅动液化后的