高速鐵路巖溶及紅粘土注漿加固地基處理

高速鐵路巖溶及紅粘土注漿加固地基處理前言：本黏土及巖溶注漿工法是針對武廣客運專線的地質(zhì)特點來進行研究的，武廣客運專線地質(zhì)條件復雜多變，單從武漢工程試驗段的地質(zhì)條件來看，注漿地段地質(zhì)條件多為：上覆黏土，為軟塑及硬塑層，下伏弱風化灰?guī)r，巖溶及裂隙發(fā)育。本工法正是結(jié)合武廣客運專線武漢工程試驗段的地質(zhì)條件，對有關注漿設備、注漿材料、注漿工藝流程、各種注漿參數(shù)及在注漿過程中的各項監(jiān)測控制、注漿前后的各項檢測對比，在武廣客運專線武漢工程試驗段現(xiàn)場試驗及施工的基礎上，在多方大力支持下，由中鐵八局聯(lián)合體為主體，結(jié)合工程實踐的基礎上形成的。2特點：2.1該工法的施工機械體積小，靈活輕便，適合于場地狹長地帶的施工。2.2該工法在注漿前期可對地質(zhì)情況進行復核，并不用另外再上地質(zhì)鉆機，可在鉆孔總數(shù)的20%中完全復核出該處的地質(zhì)情況。2.3在先導勘探孔探明地質(zhì)情況下，后續(xù)鉆機可大量跟進，有利于大面積展開施工。2.4可根據(jù)探明的地質(zhì)情況，對于不同的地質(zhì)條件確定采同的注漿方法以及確定漿液配制方法。2.5在注漿施工中，在注漿孔中采用加入鋼筋籠，形成微型樁技術(shù)，從而保證了封孔效果以及注漿加固地基的整體效果。2.6采用較大孔徑的注漿孔，91mm～130mm，在有效控制注漿壓力及漿液配比的情況下，對注漿效果進行控制。2.7采用物探、鉆孔、注水試驗，對于注漿前后的對比可以有效確定注漿加固地基效果。3、適用范圍：

本工法適用于含砂土、粉土、軟塑黏土、回填土等地基加固?？捎糜诠?、鐵路以及對地基加固并控制地層沉降等的地基加固工程。4、工藝原理：利用惰性材料形成的漿液，在一定壓力作用下注入巖溶裂隙、溶洞中以及軟塑黏土體孔隙中，首先是填充巖溶溶洞及巖溶裂隙，其次是封閉巖、土界面，形成隔水帷幕，阻隔上層滯水與巖溶水的聯(lián)系；如土體中存在著軟弱夾層，再進行加固土體軟弱夾層，并在注漿中加入鋼筋籠形成微型樁的復合加固體系。通過注漿填充液凝固后，具有的剛性和強度而改變巖層及土體的性狀，使巖土的變形受到約束，強度得到提高，從而達到控制地基整體沉降、減少變形的效果。5、工藝流程及操作要點：5.1工藝流程5.2操作要點:5.2.1注漿前期準備a平整場地：首先對于要注漿的施工場地進行平整，對于路塹開挖地段要先開挖至設計標高，推平，然后進行碾壓密實；b施工放線：按照設計布孔形式放出注漿孔位，并明確標示出來；c地質(zhì)情況及管線勘探：施工前應向有關部門收集和調(diào)查地下設施、地下管線的具體位置，不明確時可采用物探與開挖相結(jié)合，以確認地下是否存在管線后方可進行施工；在正式施工前，應先進行超前地質(zhì)勘探，利用探灌結(jié)合，選取總孔數(shù)的20%進行先導勘探，進一步探明巖溶發(fā)育情況和紅黏土軟硬程度，以確定合理的巖溶地基處理相關參數(shù)和施工工藝，并隨時注意周圍的水利設施情況和地下水位情況。5.2.2施工工藝a鉆孔:鉆孔開孔直徑110mm,在土層過厚地段開孔130

mm,鉆孔采用干鉆或無水反循環(huán),注漿套管采用跟管鉆進,直至軟黏土頂部;如無軟黏土層,鉆進至基巖面下20cm,換徑91

mm鉆進,鉆進至巖層基巖面以下設計要求部位;b注漿:在有軟塑層的情況下,鉆孔至軟塑層頂部,停止鉆進,從軟黏土層上1m處開始注漿,軟黏土層每鉆進1m,實施注漿1m,下注漿套管1m,然后清孔后加深1m,再注漿1m,再下注漿套管1m,周而復始直至基巖面;在進入巖層后,換徑鉆進至設計要求深度,在巖溶孔中采用孔口前進式注漿的方式,直至注漿達到終孔標準;在沒有軟塑黏土層的情況下,直接鉆孔至巖溶中設計標高,提管至基巖面上部2

m處,接注漿導管,進行壓漿達到終孔標準。c拔管：在注漿結(jié)束之后，提拔注漿管至孔外，準備封孔。d清孔：注漿結(jié)束后，在提拔注漿管時邊拔管邊清孔，將孔內(nèi)殘余物清除，當注漿管難以拔出時，可將注漿管保留在孔內(nèi)清孔；f微型樁施工：將制作好的微型鋼筋籠連同注漿管插入注漿孔中直至巖面以下0.2m，鋼筋籠長至地表，多余切除；將達至設計強度的砂漿或水泥漿在鉆孔中從下至上連續(xù)注漿并充滿鉆孔，并將注漿管上提，邊灌邊提，同步進行至地表。5.2.3注漿施工步驟及施工重點a施工注漿應先外側(cè)邊緣，后中心部位；b應先施工巖溶深孔，后施工上部單一土層鉆孔，土層注漿宜隔排跳孔施工；c巖溶深孔的注漿順序，應先進行土層注漿，后進行巖溶注漿；d土層需分層進行注漿，多預留108mm的短套管，便于施工；e注漿過程中加強地面觀測，并作好記錄，當?shù)乇砩颠_到10mm/d,水平位移超過5

mm/d

，在既有線及既有建筑附近應暫停注漿，特殊情況應及時上報有關部門處理；f對于注漿效果較差地段應進行補充注漿。g注漿壓力控制:注漿壓力一般控制在0.3～0.5MPa，最大壓力1.5MPa，當注漿壓力超過1.5MPa時，可停止注漿；必要時可間歇式注漿。5.2.4注漿結(jié)束標準土層注漿結(jié)束標準：a土層注漿初始的注漿量控制，每延米注漿量達到300～500升時即可轉(zhuǎn)放下一延米處注漿；b注漿范圍中部的土層注漿壓力逐漸增加，當注漿壓力達到1.0MPa，進漿量明顯減少并持續(xù)30分種可終止注漿，當注漿壓力達至1.5MPa即可停止；c注漿過程中發(fā)現(xiàn)冒漿暫停注漿，孔口封堵后繼續(xù)進行注漿，但應減少壓力或加濃漿液。巖層注漿結(jié)束標準：a當注漿量小于20升/分，注漿壓力達到0.5～1.0MPa時，并持續(xù)30分鐘時；

b巖溶裂隙不發(fā)育和巖層完整的鉆孔，注漿壓力達至1.0～1.5MPa，漿液難以注入時；c單孔注漿量達到平均注漿量1.5～2.0倍以上，且注漿量明顯減少時；d冒漿點已出有效距離3～５m時。6、材料：

單液漿以水泥為主，巖溶空洞應灌入水泥砂漿或注入拌有粉煤灰的水泥漿；雙液注漿以水泥和水玻璃為主體（或粉煤灰）適宜調(diào)配而成。6.1注漿用水:應是可飲用的河水、井水或其他清潔水，含油脂、糖類或酸性的水和工業(yè)廢水不可使用；6.2注漿用的水泥采用普通硅酸巖水泥，水泥標號為PO32.5。水泥應保持新鮮，一般不應超過出廠日期三個月，受潮結(jié)塊不得使用，水泥的各項指標應符合客專驗收標準。6.3水玻璃采用35～43Be′，模數(shù)在2.4～3.0，

以及惰性材料砂和粉煤灰均應符合現(xiàn)行客專標準。7、工具設備：見表1表1

機具設備序號

機械名稱

規(guī)格

數(shù)量（臺）

說明1

鉆機

100型

3

超前勘探、鉆進成孔2

壓漿泵

BW200

3

把配制好的漿液壓入巖層、土層3

漿液攪拌機

SM200

3

配制注漿用漿液4

儲料桶

400L

3

儲存配制好的漿液5

6

7

8、活動組織及安全：8.1勞動組織見表2表2

勞動組織序號

組別

工

作

內(nèi)

容

人數(shù)

說

明1

總負責人

安排任務、指揮施工，作好施工記錄

1

2

鉆探組

20%的超前勘探孔施工

5

完成勘探后可加入施工3

施工組

鉆孔、注漿、封孔

5

可根據(jù)現(xiàn)場人員合理調(diào)整4

運輸組

運輸材料至現(xiàn)場存料處

3

運輸完畢可加入施工組5

試驗組

檢查施工配合比、做試驗塊

1

配合現(xiàn)場施工組6

清運組

清除樁頭及多余棄土、運至棄土場

2

清除結(jié)塊等廢料8.2安全措施應遵照國家頒布的安全法律、法規(guī)以及武廣客專有關安合規(guī)定執(zhí)行，并落實以下幾項安全措施：8.2.1鉆機移位必須聽從統(tǒng)一指揮；8.2.2鉆機定位后必須墊實安穩(wěn)，三腳架要有防滑措施工;8.2.3注漿泵必須安裝回漿閥，并保持暢通，拆除注漿管路時，應先打開回漿閥，釋放壓力;8.2.4鉆孔前期，應做好對外協(xié)調(diào)工作，切實保證下部無管線，并制定切實可靠的措施，以保護好地下管線。9、質(zhì)量要求：質(zhì)量控制必須嚴格執(zhí)行客專標準及下列標準：9.1注漿孔位誤差一般不應大于5cm，孔位實際誤差不應超過0.1m;9.2清孔后底部殘碴不得大于5cm;9.3注漿前后用電法(或面波法)在注漿前后的曲線變化進行對比，檢驗注漿效果;9.4注漿前后鉆孔注水試驗的單位長充吸水量對比，檢查巖溶注漿效果.一般注漿后單位吸水量應小于注漿前吸水量的3～5%，且不存在明顯漏水現(xiàn)象;9.5鉆孔取芯及標貫驗證:9.5.1鉆孔檢查灰?guī)r基巖面以下巖芯，根據(jù)取芯漿液充填情況直觀判斷注漿效果;9.5.2上部軟塑層注漿前后的標貫對比及取樣觀察物性及水泥含量，下部巖溶中結(jié)石充填情況;9.5.3上部軟塑層注漿前后鉆探取樣，對比物理力學指標變化;9.5.4上部軟塑層注漿前后原位測試(靜力觸探)，對比比貫入阻務Ps曲線變化及相應力學指標變化。10、環(huán)境要求：10.1施工時，保持現(xiàn)場規(guī)范整潔，無用材料要及時收集整理歸位；10.2鉆孔注漿時，要隨時注意周圍的地面情況，避免漏漿造成水污染；10.3注漿時及注水試驗時，要把廢棄的水或漿液通過排水溝排入指定位置，沉淀過濾；10.4結(jié)石及其他廢棄材料清運至指定棄土場，不得隨意放置；11、效益分析：通過本工法在武廣客專試驗段路基加固施工上的應用，該工法基本形成了完整的施工工藝，并將在武廣客專全線推廣應用。從現(xiàn)場實踐來看，該工法具有靈活、機動，機械簡單，可大量機械同時進行施工，在一定工期、一定數(shù)量的機械