首页 >  路桥工程 >  地铁工程深基坑注浆封底止水施工技术的应用分析

摘要:地铁工程的建设需要进行深基坑的施工,而部分地区特殊的地质水文条件给地铁基坑的施工带来了很大的阻碍,影响了工程施工的效率和质量。本文以某地铁工程为例,就基坑注浆封底止水施工技术的应用情况进行了分析和探讨,希望能够为类似工程的施工提供参考和指导,推动我国地铁事业的健康发展。

关键词:地铁基坑;注浆封底;止水;施工技术

城市化进程的加快,使得城市人口迅速增长,在带动城市地区经济迅速发展的同时,也暴露出很多问题,如人地矛盾冲突、交通拥堵等,尤其是交通拥堵问题的存在,不仅严重影响了人们的正常出行,而且会导致城市空气质量的恶化,影响绿色城市建设。这样的背景下,地铁开始在越来越多的城市中得到了应用,地铁工程的施工技术水平也在不断提高,注浆封底止水施工技术能够有效应对基坑施工中存在的涌水问题,保证工程的施工安全,也因此受到了技术人员的关注。

1工程概况

某城市地铁2号线建设中,钟楼街站和府西街站明挖区间全长254m,基坑开挖深度在16.0-17.5m之前,采用地下连续墙作为基坑围护结构,连续墙幅间采用了柔性锁口管接口。对工程周边进行调查,建筑多为上世纪八十年代初建造,以6层砖混住宅为主,设置有地下室,地下室采用了条形基础,不过因为年代久远,基础上可见大量裂纹。基坑西侧与房屋建筑的最近距离为21m,东侧与房屋建筑的最近距离仅有28.3m,原定设计通过基坑降水、明挖顺作的方式进行施工,但是在实际施工中因为基坑底部和边坡出现了涌水涌沙问题,从保证施工安全的角度,将基坑施工方案变更为注浆封底止水。

2施工方案

施工方案变更后,需要对注浆封底方案进行明确,经现场研究分析,决定于冠梁顶标高往下4m位置,设置一层20cm厚度的素混凝土硬化层,作为相应的注浆加固平台。从方便施工的角度,将区间划分为11个小区,相邻小区之间利用两排注浆墙进行隔离,墙体注浆深度范围应该从硬化层至加固底标高,区域内部注浆平台到基底、基底以下0-3m属于空钻区、3-8m为加固区,具体如图1所示。加固区域采用的桩体桩径为1m,依照0.8m的桩间距进行梅花形布设,注浆采用的浆液除基本的水泥浆外,还有水玻璃和酸三液化学浆,在使用过程中,每立方土体需要使用的水泥、水玻璃和酸分别为300kg、400kg和30kg。区间注浆封底止水帷幕采用的是分区加固的方式,每一个加固区域的长度在25-35m之间,一共分为8个区域,采用模块式推进,相邻区域之间设置有连续墙,由三排高压旋喷桩组成,排距为0.4m。从水头高度考虑,需要封堵的范围从深基坑底板下4m到底板上2m,每一个区域在进行施工操作的过程中,需要首先对混凝土止浆盘(厚度30cm)进行浇筑,采用梅花形注浆孔布置,间距和排距全部为0.8m。注浆环节,采用的是渐进式差别化同步注浆技术,能够同时对4-8个注浆孔进行同时注浆作业,确保浆液可以在地层中形成一个相对完整的体系,提升注浆效果,也可以满足地铁基坑对于施工进度的要求。在注浆过程中,应该保证浆液具备良好的渗透性和速凝性,配备专用流量计,就整个注浆环节浆液的压力和流量进行实时监管,使得注浆压力能够始终保持在2.5-3.5MPa之间,技术人员还需要依照施工方案,就注浆顺序进行把控,调整好浆液的凝固时间,使得其能够获得最佳的扩散半径。钻孔环节,可以选择大功率小型履带液压钻机,选择直径95mm的钻头,搭配直径89mm的钻杆,提升成孔效率和效果,确保在注浆完成后能够及时进行封堵,避免浆液泄漏的现象。

3施工技术

3.1明确施工流程。一是双重管后退式注浆工艺的流程,包括测量定位→现场准备→钻机就位和调整→钻孔→双重管安装→投套壳料→管口封堵→拔管器设置→浆液配置→注浆→完成;二是必须对注入浆液的量进行准确计算,结合该工程的具体情况以及设计方案的要求,依照0.4的加固土体孔隙率、0.1%的浆液损耗率以及0.9的填充率来对工程施工中所需的注浆液进行计算;三是施工安排,将实际进场的时间作为参考基准,依照平均每天钻孔和注浆32个进行计算,整体施工完成需要耗费五个月左右的时间。3.2做好钻孔处理。一是应该对钻孔质量的保障措施进行明确。在进行钻孔的过程中,施工人员必须严格依照设计方案的要求以及规范化的流程进行操作,保证孔位、孔距和角度偏差等都能够符合相关规范的要求,如果受客观因素的制约,孔位无法满足设计要求,则需要对其进行适当移位,同时做好相关参数的准确计算,必要时也需要做好补孔工作。钻机钻进过程中必须始终保持稳定,将钻进的速度控制在合理范围内,尽可能匀速推进,操作人员必须具备扎实的基础知识和丰富的操作经验,避免无经验新手的贸然操作。工作人员在每天开工前,需要就各类机械设备进行全面检查,避免出现带病运行的情况,同时也需要对钻具进行检查,选择质量可靠的钻杆和钻头,杜绝使用带有缺陷的钻具,这样不仅会影响施工的质量和进度,甚至可能引发相应的安全问题;二是应该对钻孔作业的技术要求进行明确。钻孔作业环节,需要先做好相应的放点工作,严格依照设计孔位坐标开展测量放样,终孔的深度为底板下12m,而且所有钻孔的钻进都需要使用水钻,将钻孔孔径控制在95mm,确保孔斜不能超过1°,要求作业人员在进行钻进的过程中,必须定期对孔斜度进行测量校正,使得钻孔可以始终保持垂直,为后续的注浆作业提供便利。注浆结束后,需要依照0.8:1的水灰比配置浆液,对钻孔进行封堵,避免杂物进入。同时,成孔后,可以进行双重管的吊放作业,对密封圈进行认真检查,吊放结束后,应该设置盖子,避免出现堵管问题。3.3关注注浆操作。一是优选注浆材料。结合该工程的实际情况分析,基坑注浆加固范围内,地层结构以砂层为主,从保证加固效果的角度,以水泥降为基础,加入了相应的添加剂和化学浆,配置出了混合浆液,其中,A液选择普通硅酸盐水泥,按照水灰比1.5:1到0.8:1的配比进行配置,在水泥浆中加入了减水剂等添加剂,B液选择水玻璃,经过适当稀释后浓度为35Be’,C液为速凝剂。在进行注浆操作的过程中,需要结合施工现场的实际情况,确定注浆类型,当压力较小时,可以将B液和C液混合,压力较大时则选择A液,B液与C液的配比为1:1。对于双液浆液的凝结时间,如果是A液与B液,凝结时间在30-90min左右,B液与C液的凝结时间为2-10s。为了满足注浆固结的目的,需要依照相应的顺序进行浆液配置,而从保证浆液混合均匀性的角度,需要借助搅拌桶,依照每次搅拌体的配备加水,启动搅拌机后加入水泥,搅拌时间不少于30min;二是明确注浆方式。可以采用渐进式差别化同步动态注浆工艺,同时对4-6个钻孔进行注浆,注浆环节需要保证两侧对称,做到同时、同步和同位注浆,对井筒两侧的注浆量以及压力平衡进行严格控制,注浆段的长度在0.2-0.5m之间;三是注浆质量控制。首先,需要将注浆流量控制在20-40L/min,以确保其能够缓慢渗透挤密,提升注浆效果;其次,应该对注浆压力进行管控,在注浆前试运行注浆泵,保证各部分连接可靠,然后启动注浆泵进行压水试验,对其液压状况进行检查,看系统管路是否存在破损或者堵塞问题。正式注浆环节,应该先做好压水工作,然后逐步变换成静压注浆,要求注浆压力不能超过3.5MPa;然后,应该做好压力以及注浆量的控制,可以通过流量表对注浆压力进行观察,关注压力变化引发的注浆量变化,当压力达到3.5MPa的最大允许值后,可以将止浆塞上提0.5-1m,然后继续进行注浆作业;最后,应该做好异常情况处理。以冒浆为例,在进行注浆施工的过程中,施工人员需要时刻关注地层变化,因为伴随着浆液的注入,地层内部的压力会发生变化,在一些强度较差的区域,可能会有浆液冒出,这就需要在冒浆处进行堵塞,如果必要,还应该采用间歇注浆的方式来进行施工,确保浆液能够被顺利关注到砂层中。

4结语

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