当压力大到一定程度时(启裂压力值),浆液就沿地层的结构面产生劈裂流动。此时由于泵的供浆量小于该时的吃浆量,因此压力自动降落到直至供浆与返浆平衡。如果注浆孔邻近土层交界面被浆液劈裂成片状体,或者地层中存在孔洞,浆液将沿劈裂裂缝和孔洞流动,并自然地寻找地层软弱处劈裂发展。这一阶段的基本特征是:压力值先是很快降低,维持在一
低压值左右摆动,但是由于浆液在劈裂面上形成的压力推动裂缝迅速发展,而在裂缝的最前端出现应力集中,所以这时压力虽然低,却能使裂缝迅速发展。
第三阶段-被动土压力阶段
裂缝发展到一定程度,注浆压力又上升,由于裂缝的发展,压力的上升,地层中大小主应力方向开始转化,水平向主应力转化为被动土压力状态,这时需要有更大的注浆压力才能使土中裂缝加宽,出现第二个压力峰值(土体极为松软或注浆孔深很浅时,可能不出现)。由于此时水平向应力大于垂直向应力,地层开始出现水平向裂缝,当注浆液沿注浆管壁向上冒浆至地面时,压力值又重新下降。
2. 压密注浆加固地基的主要效应
2.1 挤压效应
用较高的压力灌入浆液,在注浆管端部附近形成“浆泡”,由浆泡挤压土体,排挤出孔洞中存在的自由水和气体,从而使土体密实。
2.2 充填效应
浆液在压力作用下渗入土颗粒的孔隙之中,即浆液中的水泥颗粒,陶土粉颗粒及粉煤灰颗粒填充到土颗粒间的孔隙之中。
2.3 固化效应
水泥的固化能使土体固结硬化,粉煤灰也有低标号水泥之称,粉煤灰与水泥中的钙成分结合,起到固化结硬的化学作用。
2.4 骨架效应
由于浆液劈入土体是脉状的,但又是连续的,形成网状,这种脉状的浆液凝固体,在土体起到骨架作用,犹如鱼骨支撑鱼体一样。
3. 压密注浆的浆液
通常采用以水泥浆为主的水泥基浆液(纯水泥浆、水泥粘土浆、水泥粉煤灰浆和水泥砂浆等)。这种浆液能形成强度较高和渗透性较小的结石体。浆液的组成材料及其所起的作用如下:
1) 水泥:起固化与填充作用,在地下水无侵蚀性条件下,一般采用425‘普通硅酸盐水泥。
2) 粉煤灰:起固化与填充作用,如粉煤灰来源有困难时,也可用粉砂、粘土或粉土。
3) 水玻璃或氯化钙:起速凝早强作用。
4) 陶土粉:起膨润与充填作用。
4. 压密注浆的工艺流程
5. 深孔注浆与超前小导管的区别:
我询问过现场技术人员深孔注浆与超前小导管竖井侧壁支护的区别:超前小导管仅打入2-3m,管头尖且分叉,管壁有小孔,注浆后不可拔出,打入时呈25-30度。
深孔注浆采用的导管侧壁无孔,仅为圆管,管头有钻头且压入浆液后拔出导管;在注浆过程中,注浆师傅在退管过程中不断变换浆液已达到最佳配合比,使浆液在土层中形成一个扇面,17根管便可封住掌子面既可防止渗水,又可加固土层。打完一根的时间约2至3小时,打完时我用手摸了摸溢出的浆液,其在出管时,几秒内凝固为白色固体,感觉像蜡,但比蜡软。
施工现场的深孔注浆是将2m左右的小导管打入马头门拱部呈梅花型布置,共打入15m,打17根。打入钢管的过程中,边打入边入稀释的磷酸将土和砂排除。而后再一边退管一边压入浆液(水玻璃-水泥双浆液),由于浆液凝固时间过快,若退管慢容易爆管;若退管过快则浆液打入不密实,仍会出现渗水现象。
查阅《土木工程材料》,水玻璃的性质与应用:
1) 涂刷建筑材料表面可提高抗风化能力。
2) 配置快凝堵漏防水剂。
3) 用于土壤加固。
6. 质量要求
1) 严格执行注浆终结标准,注浆质量主要由注浆压力和注浆量所控制。注浆过程中,没有中断现象,或虽有中断但时间较短,恢复注浆后,进浆量正常。
2) 没有串浆、大量漏浆、冒浆等异常现象,注浆压力达设计要求,并按正常工序结束注浆。
3) 检查孔是主要检测质量方法、取芯、肉眼判断注浆固结质量和抗压强度测定,堵水固结土体强度大于0.2Mpa。
4) 止水墙注浆前后漏水涌水量测定对比。开挖后直观检测,洞内掌子面漏水量<20t/h。
5) 钻孔时应用测斜仪检测钻孔垂直度,浅孔精度控制在2°,深孔控制在1°,超标时应采取纠偏措施。
7. 安全措施
1) 本工法应加强劳动保护,现场配备弱酸(硼酸)、生理盐水,防止浆液烧伤人员。
2) 文明施工:各种机电机械应安装安全防护罩、电机防漏电、触电,加强机电设备维修与运转中的保养,确保机械完好性。施工区内材料、设备堆放速整齐,施工场地禁止积水,清除场地稀泥,保证运输道路良好畅通。
3) 加强环保工作,对废液、冲洗液妥善处理。
4) 钻注施工中,要加强集中统一指挥,集中精力,发生异常现象要组织全力及时进行排除。
实习体会