袖阀管注浆加固

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1、袖阀管注浆加固（一）、袖阀管注浆设计袖阀管注浆设计主要依据建筑地基基础设计规范 DBJ 15-31-2003 、建筑地基处理技术规范 DBJ 15-38-2005 。1、注浆孔距（1）对局部的粉质粘土、粉土、粉细砂层，孔距取750 ，排距取 700。（ 2）粗砂、砾砂、卵石层，孔距取1500 ，排距取 1400 。2、浆液配合比设计（1）粉质粘土、粉土、粉细砂层注浆浆液配合比 粉质粘土、粉土、粉细砂层的注浆浆液，采用纯水泥浆。水灰比：第一轮注浆水灰比为 1.0 ；第二轮注浆水灰比为 0.9 ；第三轮注浆水灰比为0.8。（2）粗砂、砾砂、卵石层注浆浆液配合比粗砂、砾砂、卵石层注浆的浆液配合比水灰

2、比：第一轮注浆水泥：粘土：水： FDN = 100 : 20 : 110 : 3第二轮注浆水泥：水：FDN = 100 : 90 : 3第三轮注浆水泥：水=100 : 903 、注浆量水泥用量按平均水灰比 0.90 计算。由于本工程注浆需同时考虑提高地基承载力和达到止水效果， 应采用高 强度注浆。（ 1 ）局部的粉质粘土、粉土、粉细砂层每米孔深注浆量根据勘察报告，粉质粘土、粉土的孔隙比为（0.764 + 0.719 ） /2= 0.742，孔隙率为0.742/ （ 1 + 0.742 ）=0.426 。Q =1000vn Ba=1000X 0.525 X0.426 X0.45 X1.15115

3、.7 L/m 浆液注入率为 115.7/525 = 0.22 = 22 %。水泥用量 t = 115.7 X0.818 = 94.6 kg/mQ 每米注浆量（ L）；v 加固土体积（m3）;n 土的孔隙率；B浆液填充系数，中密粉土取0.45 ;a浆液损耗系数，一般取1.151.30。粉质粘土、粉土、粉细砂层每米孔深水泥注入量设计取值为 95.0kg/m 。（ 2）粗砂、砾砂、卵石层每米孔深注浆量 根据勘察报告，粗砂、砾砂、卵石层均为中密状。参考岩土注浆理论与工程实例第106 页提供的指标，孔隙率为 0.35。Q =1000vn Ba=1000X 2.1 0.35 X0.8 X1.05= 617

4、.4 L/m水泥用量= 617.4X0.818=505.0 kg/m。浆液注入率为 617.4/2100 =0.294=29.4%粗砂、砾砂、卵石层每米孔深注入量设计取值为：水泥= 460.0 kg/m ，粘土= 45 kg/m 。3、注浆压力 本工程注浆依控制注浆量为主，注浆压力只作为参考。注浆压力以水泥浆液能顺利注入为原则，在注入率 大于 10L/min 的情况下，尽可能采用较小的注浆压力，减小地面冒浆的可能性。因此，注浆压力可按0.5Mpa2.0Mpa 控制。（二）、注浆施工1 、袖阀注浆总体程序放线定位-小片区注浆试验-大面积注浆-质量检查2 、放线定位 根据设计图纸的孔位进行测量放线

5、，定出注浆孔位置。3、小片区注浆试验 在展开全面注浆前，应进行小片区注浆试验，试验区可采用6X6 孔排成方块，主要检查设计水泥用量、注浆压力和注浆效果。4、大面积注浆小片区注浆试验完成后， 即可展开大面积注浆， 注浆拟分二序进行， 即跳孔注浆， 并沿周边向内逐圈注浆。5、袖阀劈裂注浆单孔工艺流程钻孔T灌注封壳料T安装袖阀管T进行第一轮次注浆 T清洗袖阀管内的残留浆液 T待凝12小时T进行第 二轮次注浆T清洗袖阀管内的残留浆液 T待凝12小时T进行第三轮次注浆（1 ）、采用地质钻机钻注浆孔，采用 90mm 钻头钻进。开钻前应调整好钻机的垂直度，确保钻孔的垂直度偏差小于 1% 。（2）、钻孔到设计

6、位置后，从钻杆内向孔内注入封壳料。封壳料采用水泥、粘土混合浆，配合比为水泥：粘土：水=1:1.5 : 1.88 , 3天龄期抗压强度约为 0.3Mpa。（3）、注入封壳料后，应立即将制作好的塑料袖阀管插至孔底，并尽量使袖阀管垂直和位于孔的中央。4）、待封壳料的强度达到 0.3Mpa 后，可开始第一轮次注浆，水泥用量为设计注浆量的 50% 。采用带有双向密封装置的专用注浆枪注浆， 注浆从下而上逐环进行，浆液水灰比为9.0，全孔注浆段注浆完成后， 把铝塑管插至袖阀管底，用清水把袖阀管内的残留浆液清洗干净。5）、待凝 12小时后， 可开始第二轮次注浆， 水泥用量为设计注浆量的30% 。注浆方法同第一

7、轮次注浆，浆液的水灰比调整为 0.8。6）、待凝 12小时后， 可开始第三轮次注浆， 水泥用量为设计注浆量的20% 。注浆方法同第一轮次注浆，浆液的水灰比调整为 0.8。7）、注浆施工过程应做好相应的施工记录，对钻孔深度、每轮次注浆压力、每轮次注浆量、每轮次注浆时间和总注浆量等参数进行详细记录。 及时整理资 料，经常分析对比相邻注浆孔和相邻排注浆孔的注浆流量、注浆压力和注浆量等参数，根据各参数的变化情况估计注浆效果。对注浆过程中存在的问题，及时进行分 析处理6、注浆过程注意事项注浆过程中，应对地面、周围建筑物、地下管线进行沉降、倾斜、变形和位移观测。1袖阀管注浆工法袖阀管注浆工法是由法国Sol

8、etanche灌浆公司首创的一种注浆工法，因此该工法也称索列坦休斯工法。由于该工法具有许多优点，灌浆效果好，因此在国外被广泛采用。目前，国内对此 工法的研究及应用较少。笔者采用该工法成功地完成了几个工程的注浆加固、防渗、堵漏等工程难题，认为该工法使用方便，应用效果好，应在国内工程施工中大量推广应用。1.1 特点该工法同其它注浆工法相比，具有以下特点：(1) 一般适用于50 m以内的地表注浆，经我所深入研究，该工法已经拓展到可以在洞内进行 水平注浆。(2) 具有上下2个阻塞器，能将浆液限定在注浆区域的任一段范围内进行灌注，达到分段注 浆的目的。(3) 阻塞器在光滑的袖阀管中可以自由移动，可根据需

9、要在注浆区域内某一段反复注浆。(4) 注浆前，不必设较厚的砼止浆岩墙；采取较大的注浆压力时，发生冒浆和串浆的可能性 小。(5) 根据地层特点，可在一根注浆管内采用不同的注浆材料，选用不同的注浆参数进行注浆 施工。(6) 钻孔、注浆可采取平行作业方式，提高工作效率。由于受注浆管材质的影响，经我所研究证明，采取钻注平行作业时，钻孔和注浆孔间隔距离一般宜6 m否则可能会由于注浆作用，引起注浆管变形，而导致注浆管报废。1.2 所需的机具设备及材料(1) 钻孔机械：采用100型或300型工程地质钻机，套管护壁 (垂直钻孔时采用)，或者采用跟管钻机(采用108mm套管，水平钻孔时采用 )进行钻孔。(2)

10、注浆机械：采用 HFV5D KBY50/70型等双液注浆泵，并配备高压注浆管路系统和制浆设 备。(3) 袖阀注浆管及花管、心管：袖阀注浆管为每节长333mm内径56mm外径68mm的硬质塑料管，它是由钙塑聚丙烯制造而成。注浆管内壁光滑，接头有螺扣，端头有斜口，外壁有加强筋以提高其抗折强度。注浆管分A、B两种，A种注浆管上未开设溢浆孔，B种注浆管上开有8mm的溢浆孔6个，注浆管构造如图1所示。在B种注浆管有孔部位外面紧紧地套着抗爆破压力为4.5 MPa的橡胶套，橡胶套覆盖着溢浆孔，这样，注浆时，浆液可以通过溢浆孔进入地层，而地 层中的水和颗粒难以进入注浆管中，从而达到注浆管的单向阀作用。图1注浆

11、管结构示意图注浆花管采用22mm的焊接钢管加工，一般长 0.6 1 m，其四周均匀地布设 12 18个8mm的泄浆孔。花管两端各加上34个止浆橡胶皮碗，以形成阻浆塞，起到止浆作用。注浆心管采用22mm焊接钢管加工，每节长 2 m。主要起输送浆液作用，与注浆花管采取丝扣连接。1.3 工艺流程袖阀管注浆工法工艺流程如图2所示。图2袖阀管注浆工法工艺流程图1.3.1 钻孔采用套管护壁水冲法钻进成孔，钻进深度应达到注浆固结段高度。在钻孔过程中要做好记录，以供注浆作业参考。1.3.2 下管根据注浆要求， 在注浆部位下 B型注浆管，非注浆部位下 A型注浆管。首先在连接好的注浆 管底部加下闷盖，将注浆管下入

12、注浆钻孔中，要确保注浆管下到孔底，上部要高岀地面，然后在 注浆管中加满水，利用重力作用，使注浆管不会浮起，之后将套管缓慢地提出，最后在注浆管上 部盖上闷盖，以防止杂物进入注浆管，影响注浆作业质量。1.3.3 封孔套管拔岀后，在地面 1 m处以下采用砂或碎石填充，在地面 1 m处以上至地面段和孔口周围 采用速凝水泥砂浆封堵，以防止注浆过程中冒浆现象发生。1.3.4 注浆采取分段式注浆，每段注浆长度称为注浆步距。花管长度为注浆步距长度。注浆步距一般选取0.61 m，这样可以有效地减少地层不均一性对注浆效果的影响。对于砂层，注浆步距宜选 用低值；对于砂卵石或破碎岩层，注浆步距宜选用高值。注浆过程中，

13、每段注浆完成后，向上或向下移动一个步距的心管长度。宜采用提升设备移动，或人工采用2个管钳对称夹住心管，两侧同时均匀用力，将心管移动。每完成34m注浆长度,要拆掉一节注浆心管。注浆结束后，在注浆管上盖上闷盖，以便于复注施工。2在地层加固防渗中的应用实例广州地铁杨体区间隧道位于广州市中山路东端南侧，西起梅花路口，向东横穿杨箕涌， 进入天河居民区直至体育西路。隧道全长1186.7 m，断面最大高度 6.47 m，最大宽度6.3 m，其上覆土层厚816.2 m。该区间隧道在 丫(Z)DK14+020(030)13+969.1段穿越饱和动态含水砂层。含水砂层为海陆交互相冲积层，地层分布极不均匀。地表以下

14、地层依次为：砼路面厚0.150.35 m ;黑色人工杂填土层厚0.53.3 m( 土中夹有砖块、木屑等杂物)；砂层厚5.39.9 m，分布十分混乱，无明显规律，下限为地表以下9.813.3 m,厚度变化幅度大，中、粗、细砂交互出现，有灰色、灰黄色、黄色、红色等多种颜色；砂层以下为强风化泥质砂岩。该段地下水位 位于地表以下 2.032.84 m。地下水流向自东向西并以杨箕涌为分水岭。注浆前测试地层渗透 系数为2.5 X 10-2 cm/s，渗水性较强。地下水和珠江有水力联系，受海潮影响。2.1 方案设计为达到固结砂层、防渗的目的，确保开挖施工安全，在丫(Z)DK14+020(030)13(14)

15、+993(003)段采取洞内袖阀式长管水平全断面注浆和小导管全断面补充注浆相结合方案进行注浆施工；在Y(Z)DK13(14)+993(003)13+969.1段，采取地表袖阀管垂直注浆和洞内小导管全断面补充注浆 相结合方案进行注浆施工。洞内袖阀式长管水平全断面注浆采取极坐标法布设注浆孔，孔距1.7 m；地表袖阀管垂直注浆采取垂直布设注浆孔，注浆孔采取梅花型布置，孔距1.35 m排距1 m。洞内小导管全断面补充注浆。2.2 注浆材料洞内注浆采用超细水泥水玻璃双液浆；洞外地表注浆单排孔采用普通水泥水玻璃双液浆，双排孔采用超细水泥水玻璃双液浆。浆液配比如下：普通水泥水玻璃双液浆(简称CS浆):W C

16、=1： 1,C : S=1: 1,水玻璃浓度为35Be。超细水泥水玻璃双液浆(简称MCS浆):W MC=2 1,MC： S=1: 1,水玻璃浓度为35Be。2.3 注浆技术参数(见表1)表1加固防渗注浆技术参数注浆方式洞内长管注浆地表垂直注浆洞内短管补充注浆扩散半径/m10.80.4凝胶时间/s3535(MCS)55(CS)35注浆速度/(L min-1)30 4030 4030 40注浆终压/MPa1.0 1.21.20.5单段注浆量/m30.520.4250.14注浆步距/m0.60.60.62.4 注浆效果(1) 注浆后，采取取心检查，岩心采取率为 47.8%92.6%，岩心加固优良率

17、71.5% 96.6%。(2) 采取注水试验测试注浆后砂层渗透系数为5.2 X 10-43.7 X 10 -5 cm/s，和注浆前相比较，地层渗透系数降低了23个数量级，已基本达到了隧道安全开挖的防渗要求。(3) 取样测试固砂体单轴无侧限抗压强度为0.391.39 MPa。(4) 经检查，孔中无涌水、涌砂现象发生。(5) 开挖过程中，洞内未出现大量的涌水、涌砂，砂层加固效果较好，满足安全开 挖的施工要求。3 在地层防渗中的应用实例武汉长江广场位于江汉一桥与汉阳琴台之间，距汉江近百米，距月湖仅50 m。长江广场包括4栋28层四角上的塔楼和 5层裙房，地下1层，开挖深度7 m左右，占地 面积120

18、0 m2，总建筑面积10万余m2。根据地质勘测，整个场区的地层构造从上到下可分为8 层，其中对开挖施工影响最大的是最上一层杂填土层。杂填土层厚69 m上部以砖块、灰渣等建筑垃圾为主，中部 2 5 m 主要是铁矿渣、煤渣；下部为约 1 m 厚的淤泥质土。由于中、上部杂填土 中混有许多砖块、钢渣、煤渣，又是自然回填，未经夯实，造成了该层土透水性极强。地下水与附近 50 m远的月湖相通，补给源极其丰富，因此，降低该地层的渗透性是保 证基坑安全开挖的关键。该防渗工程施工采取袖阀管注浆工法，采取分段后退式注浆。3.1 方案设计注浆孔为垂直孔，布设在周边护坡桩外侧，位于两个护坡桩之间，距周边开挖护 坡桩中

19、心线 40 cm ，孔距 120 cm ，孔深 10 cm 。3.2 注浆材料根据地层特点，注浆采用普通水泥水玻璃双液浆。浆液配比：W C=0.8 : 1,C : S=1: 1,水玻璃浓度为35Be，缓凝剂掺量为水泥质量的1%。3.3 注浆技术参数凝胶时间40 s，扩散半径0.7 m，注浆速度50 L/min，注浆压力1.2 MPa，单孔 注浆量 3.66 m 3，注浆步距 66 cm。3.4 注浆效果经过注浆后，地层渗透系数由原来的6.07 X 10 -3 cm/s降为3.7 X 10-4 cm/s，基坑开挖过程中未出现渗漏水现象，保证了基坑的正常开挖。4 在工程堵漏中的应用实例1996 年

20、 10 月 16 日 8 时 45 分，广州地铁杨箕站东端头右侧 YDK13+969.1 处，地面 下13 m左右围护桩间三角带处突发涌水、涌砂。现场采取“插管引水，封闭管周，上 法兰盘”措施， 13 时涌水、涌砂得到控制。 13 时 30 分左侧 ZDK13+969.1 处，地面下 12 m左右围护桩间同样发生突发性涌水、涌砂，如前方案，控制了涌水、涌砂。此次 涌水，仅右侧就随水带岀砂约300 m3，使杨箕站东端围墙东侧地层砂层严重流失，造成地面南北约18 m、东西约5 m范围整体急剧下沉，最深达 1.5 m。围墙裂塌，通往 居民区道路中断。为了使杨箕站开挖工作得以继续进行，保证安全施工，在

21、杨箕站东端头采取袖阀 管注浆工艺，采取地表垂直注浆方案，进行堵漏注浆施工。4.1 方案设计在杨箕站东端头钻孔桩外侧施作 3 排，南北两侧各施作 2 排垂直注浆孔，采用袖 阀管进行注浆充填地层，形成止水帷幕，达到堵水目的。 注浆孔孔距1.35 m,排距1 m, 钻孔深度进入强风化砂岩 1.5 m 。注浆段由地表以下砂层开始至孔底。4.2 注浆材料 结合工程现状，根据加固要求，注浆采用普通水泥水玻璃双液浆。浆液配比：W C=0.8 : 1,C : S=1: 1,水玻璃浓度为35Be。4.3 注浆技术参数凝胶时间 35 s ，充填影响半径 0.8 m ，注浆速度 40 L/min ，注浆压力 1.2 MPa， 单孔注浆量 7.34 m 3，注浆步距 60 cm。4.4 注浆效果 经过注浆施工后，原涌水、涌砂处堵漏效果良好，在杨箕站东端头继续开挖过程中未出现涌水、涌砂。