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水泥注漿加固污水坑塘砂礫填筑的可行性

來源:考試大發(fā)布時間:2012-02-01

  河北省保定至滄州保定段高速公路B7合同工程,該工程位于留史莊附近,地處平原區(qū),該區(qū)地層主要為沖洪積成因的黏性土,區(qū)域地下水位較高,大多埋深在地表下1.00m左右。該項工程K47+220~K47+520段因附近印染廠常年污水排放,水位較深,1#坑8m,2#坑4m,3#坑3.5m,原先回填采用砂礫填筑,將污水排放至路基兩側范圍,這樣容易對路基工程產(chǎn)生不均勻沉降及橫向位移等不良后果,影響到以后高速公路的正常運行。
  1加固機理
  灌漿就是要讓水泥漿液在周圍土體中通過滲透、充填、壓密擴展形成漿脈。通過鉆孔向土層中加壓灌入一定水灰比的漿液,一方面灌漿孔向外擴張形成圓柱狀漿體,鉆孔周圍土體被擠壓充填,緊靠漿體的土體遭受破壞和剪切,形成塑性變形區(qū),離漿體較遠的土體則發(fā)生彈性變形,鉆孔周圍土體的整個密度得到提高。另一方面隨著灌漿的進行,土體裂縫的發(fā)展和漿液的滲透,漿液在地層中形成方向各異、厚薄不一的片狀、條狀、團塊狀漿體,縱模交錯的漿脈隨著其凝結硬化,造成結石體與土體之間緊密而粗糙的接觸,沿灌漿管形成不規(guī)則的、直徑粗細相間的樁柱體。這樣從而相互共同作用起到控制沉降、提高承載力的作用。
  滲透注漿是指在注漿壓力作用下,漿液克服各種阻力而滲入土體的空隙和裂縫中,在注漿過程中,地層結構不受擾動和破壞的注漿形式。
  灌漿材料采用粒狀漿液,即普通硅酸鹽水泥。其礦物成分主要有4種:硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣。此外,水泥中還含有少量氧化鐵、水和游離石灰。鋁酸三鈣是快凝物質(zhì),能放出較大的熱量。鐵鋁酸四鈣的凝結速度也較快,但釋放的熱量比鋁酸三鈣少。硅酸三鈣幾乎在7d齡期內(nèi)就能得到全部強度。硅酸二鈣的凝結速度則極慢,釋放的熱量也很低。
  影響強度主要因素為漿液濃度,也即漿液的起始水灰比。由于地下水位高,經(jīng)大量工程實踐證實,水灰比在1:1.5~1:2為最佳范圍。
  2注漿工程布置
  (1)注漿工程長度布置于路基邊緣填方擴散坡之內(nèi)。寬度為路基邊緣3m范圍以內(nèi)。
  (2)注漿孔深度為路基頂面至砂礫墊層底部,延伸至原地面以下0.5m。
  (3)注漿孔平面布置:孔距1.0m,梅花型布孔。
  (4)注漿孔孔徑設計為φ≥75mm。
  3施工工藝
  3.1成孔
  注漿孔成孔才用G2-A油壓鉆機潛孔錘,回轉(zhuǎn)鉆進,空氣排渣法鉆探工藝完成2#、3#坑,注漿孔施工,跟據(jù)地質(zhì)情況1#坑成孔難度很大,選擇金剛石鉆頭取芯或結合水泥漿多次速凝護壁法成孔。
  3.2主要機具設備
  XY-1型油壓鉆機2臺,G2-A型鉆機1臺,空氣壓縮機(9m3),10kW發(fā)電機組,桶式水泥漿攪拌機2臺,20kg/cm2注漿泵2臺。
  3.3封孔
  成孔后,插入打好注漿小孔的鋼管(φ25mm),小孔采用人工鉆眼,小孔孔徑φ0.5cm,小孔間距20cm,鋼管長度應超出鉆孔深度0.5m,以便于下道注漿工序的順利操作。
  封孔采用水玻璃、水泥干粉拌和液,在注漿管與孔壁之間先塞人預先團好的牛皮紙團,用鐵條將其涌入,深度控制在設計深度,然后用黏土少量封填搗實,最后倒入水玻璃、水泥干粉拌和液,由于拌和液為快速凝固體,大約10min左右即達到封孔效果。

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