CN105155541A - 一种集水坑的双液浆封闭施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集水坑的双液浆封闭施工方法，包括以下步骤：1)在注浆位置周围铺设钻机平台；2)浆液的配制：第一浆液：质量比为1∶1∶0.13的A液、B液和第一外加剂；第二浆液：质量比为1∶1∶0.17的A′液、C液和第二外加剂；3)布设注浆孔；4)旋转钻头穿透地层至设计孔深4.5m，然后开始后退式注入第一浆液，注浆压力控制在0.5～1.0Mpa，后退钻杆1m，继续注入第二浆液，注浆压力控制1.1～1.4Mpa，继续后退钻杆，依次循环；钻杆退至1m时，注入第一浆液，完成后即可移至下一孔位；5)在注浆的地基上开挖集水坑后，在集水坑壁面涂抹防水涂料。采用本发明的集水坑的双液浆封闭施工方法，施工便捷、封闭效果好，适用于建筑工程的技术领域。

Description

一种集水坑的双液浆封闭施工方法

技术领域

本发明涉及一种集水坑的双液浆封闭施工方法，适用于建筑施工的技术领域。

背景技术

二重管无收缩双液注浆技术是采用二重管钻机钻孔至预定深度后注浆。浆液通过二重管端头的浆液混合器充分混合。注浆时采用电子监控手段实施定向、定量、定压注浆，使岩土层的孔隙间充满浆液并固化，从而改变岩土层的性状。该注浆技术的主要原理是：注入的浆液在不改变地层组成的情况下，将土层颗粒间存在的水强迫挤出，使颗粒间的孔隙充满浆液并使其固结，形成劈裂式注浆，达到改良土层性状的目的。其注浆特性是使该土层粘结力、内磨擦角值增大，从而使地层粘结强度及密实度增加，起到加固作用；颗粒孔隙中充满固结的浆液后，使土层透水性降低，形成隔水层。浆液分溶液型(A、B液组成)和悬浊型(A、C液组成)。悬浊型浆液以水泥为主，掺加注入性强的添加剂，适用于软弱粘性土、砂砾石层的裂隙的填充。溶液型浆液以水玻璃为主，掺加注入性强的添加剂，适用于砂砾石层改良的后处理等。浆液中的添加剂一方面改良浆液，增强浆液的注入性；另一方面降低浆液凝固后的收缩性，确保注浆和止水效果。针对不同的地层，注浆时可先进行限制性注浆，浆液凝结速度快，可根据凝结时间确定注浆范围。浆液对土层有很强的渗透性，采用调节浆液配比和注浆压力的办法可使注浆范围人为控制；凝结时间可以调节，并以复合注入施工。

二重管无收缩双液注浆工艺能将不同地质情况的土体填充密实，改变原土体和物理性质，增加土体的密度，提高其抗压强度，而且注浆材料属于环保型，对河流及地下水无污染。可进行一次、二次注入切换，达到复合注入的目的，并且可以根据不同土体的性质随时调整瞬结性一次注浆液和浸透性二次注浆液的复合比率，达到加固土体的效果。另外，注入设备简单，具有很高的可靠性、经济性。二重管无收缩双液注浆技术可以被广泛地应用于基坑支护、隧道和地下工程、现有建筑物的加固等技术领域。

一方面，现有技术中使用的浆液的成分存在可改进的空间，如何针对所面临的实际情况，研发一种强度和防水性能更优异的双液注浆液是一个有待解决的课题。

另一方面，建筑工程在基坑开挖时，如果地下水位比较高，且基底标高在地下水位之下时需要设置排水方式。集水坑是比较简便且常用的一种方式。但是在开挖集水坑以后，需要在集水坑开挖位置进行局部封闭的阻水处理。尤其是在集水坑位置受到地下水和流砂的影响、自然放坡不能形成有效开挖时，更需要一种有效的集水坑的加固和封闭施工方法。

发明内容

本发明正是为了解决现有技术中的上述问题，提出了一种集水坑的双液浆封闭施工方法，其能够很好地解决地下水和流砂对集水坑造成的影响。

根据本发明的集水坑的双液浆封闭施工方法，包括以下步骤：

1)铺设钻机平台

根据待开挖的集水坑的周边情况，在注浆位置周围铺设钻机平台；

2)布设注浆孔

在距离集水坑上口开挖线2m的范围内布设注浆孔，注浆孔距离为0.4m，孔径为0.2m；

3)配制浆液

第一浆液：由质量比为1∶1∶0.13的A液、B液和第一外加剂混合均匀制成，

A液为20～35波美度的水玻璃溶液，其模数为2.15-2.35，

B液为20％～30％的工业磷酸溶液，

第一外加剂是由质量比为1∶0.3∶0.1的氯化钙、膨润土和石英粉组成；

第二浆液：由质量比为1∶1∶0.17的A′液、C液和第二外加剂混合均匀制成，

A′液为20-30波美度的水玻璃溶液，其模数为2.1-2.3；

C液为水和水泥按照质量比为(1～1.5)∶1配制的水泥浆；

第二外加剂是由质量比为1∶0.7∶0.1的氯化钙、粉煤灰和硫酸铜组成；

4)钻孔、注浆

准确地安放钻机，旋转钻头穿透地层至设计孔深4.5m；

取孔时间隔打孔，以减少注浆孔之间的扰动，在最外侧的注浆位取孔时，钻进角度的外插角为10°～15°；

在钻机钻到设计深度4.5m后，开始后退式注入第一浆液，注浆压力控制在0.5～1.0Mpa，注浆流量为10-13L/min；后退钻杆1m，继续注入第二浆液，注浆压力控制1.1～1.4Mpa，注浆流量为17-19L/min；继续后退钻杆，依次循环；

钻杆退至1m时，注入第一浆液，完成后即可移至下一孔位；

5)防水处理

在注浆的地基上开挖集水坑后，在集水坑壁面涂抹防水涂料，

所述防水涂料由以下重量份的组分混合而成：沥青62-75份、SBS6-7份、膨润土70-83份、石灰石粉30-36份、硝酸锰0.1-0.15份、丁苯乳液13-17份、甲酸甲酯4-5份、水30-33份。

优选地，A液和A′液为24波美度的水玻璃溶液，C液为水和水泥按照质量比为1.2∶1配制的水泥浆。

优选地，防水涂料由以下重量份的组分混合而成：沥青68份、SBS6份、膨润土75份、石灰石粉33份、硝酸锰0.15份、丁苯乳液16份、甲酸甲酯4份、水32份。

采用本发明的集水坑的双液浆封闭施工方法，施工便捷、封闭效果好，能够广泛地应用于建筑工程的多个领域。

附图说明

图1是根据本发明的施工方法的集水坑和注浆孔的平面布置示意图。

图2是根据本发明的施工方法的集水坑和注浆孔的横截面示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

下面结合图1和2详细说明根据本发明的一种集水坑的双液浆封闭施工方法，如图1中所示，其中显示了集水坑1的上口开挖线和注浆孔2的平面布置图，在距离集水坑上口开挖线2m的范围D内布设注浆孔2，注浆孔的距离为0.3-0.5m，孔径为0.2m。如图2所示，其中显示了集水坑和注浆孔的横截面示意图，图中的W表示地下水位，S表示原状土位线。

根据本发明的一种集水坑的双液浆封闭施工方法，包括以下步骤：

1)铺设钻机平台

根据待开挖的集水坑1的周边情况，在注浆位置周围铺设钻机平台，以利于钻机稳定。

2)布设注浆孔

为保证安全开挖，在平面上布置注浆孔2的孔位(例如，可以是梅花状的)，在距离集水坑上口开挖线2m的范围内布设，注浆孔距离为0.3-0.5m，优选地为0.4m，孔径为0.2m。

3)配制浆液

第一浆液：由质量比为1∶1∶0.13的A液、B液和第一外加剂混合均匀制成。

A液为20～35波美度的水玻璃溶液、优选为24波美度，其模数优选为2.15-2.35。模数是水玻璃溶液的一个重要的物理参数，是指溶液中二氧化硅和氧化钠的分子数之比。一般来说，模数越大，凝胶快、凝结体强度高；模数小，凝胶慢、凝结体强度低。水玻璃硬化后的主要成分为硅凝胶和固体，比表面积大，具有较高的粘结力和较强的抗酸性；

B液为20％～30％的工业磷酸溶液、优选含量为24％；

第一外加剂是由质量比为1∶0.3∶0.1的氯化钙、膨润土和石英粉组成；其中的氯化钙能够与水玻璃反应生成硅胶和硅酸钙凝胶，起到胶结和填充孔隙的作用，使土壤的强度和承载能力提高；膨润土可以提高浆液的均匀性和稳定性，防止沉淀和离析现象的发生；石英粉主要起到耐酸的作用。

第二浆液：由质量比为1∶1∶0.17的A′液、C液和第二外加剂混合均匀制成。

A′液为20-30波美度的水玻璃溶液、优选为24波美度，其模数优选为2.1-2.3；

C液为水和水泥按照质量比为(1～1.5)∶1配制的水泥浆、优选质量比为1.2∶1；

第二外加剂是由质量比为1∶0.7∶0.1的氯化钙、粉煤灰和硫酸铜组成；其中的粉煤灰能够使得拌合物具有更好的粘聚性和可塑性，并且可以提高胶凝体的后期强度；硫酸铜可以与水玻璃形成防水剂，有效地实现防水的功能。

添加上述外加剂以后，能够提高浆液的胶凝强度和防水性能，比起没有添加外加剂时能够提高大约20％左右。

上述第一浆液和第二浆液应按各自配合比分罐搅拌均匀。浆液应随拌随注，不得长时间存放已拌好的浆液。

4)钻孔、注浆

准确地安放钻机，旋转钻头穿透地层至设计孔深4.5m。取孔时间隔打孔(即，隔孔注入)，以减少注浆孔之间的扰动，防止塌孔，同时后注浆孔更能使前注浆孔更密实。在最外侧的注浆位取孔时，钻进角度的外插角为10°～15°。此处的外插角是指钻机取孔时不是垂直取孔，而是从上到下相对于集水坑向外打斜角。

在钻机钻到设计深度4.5m后，开始后退式注入第一浆液，注浆压力控制在0.5～1.0Mpa(优选为0.7Mpa)，注浆流量为10-13L/min；后退钻杆1m，继续注入第二浆液，注浆压力控制1.1～1.4Mpa(优选为1.2Mpa)，注浆流量为17-19L/min；继续后退钻杆，依次循环；

钻杆退至1m时，注入第一浆液，完成后即可移至下一孔位。

5)防水处理

由于基础开挖完成后，与结构防水有一定时间间隔，为保证后期结构主体防水施工，绝对干燥环境，在注浆基础上开挖集水坑后，采用单层3mmSBS满粘于集水坑壁面进行防水处理，或者在集水坑壁面涂抹防水涂料。

优选地，上述防水涂料由以下重量份的组分混合而成：沥青62-75份、SBS6-7份、膨润土70-83份、石灰石粉30-36份、硝酸锰0.1-0.15份、丁苯乳液13-17份、甲酸甲酯4-5份、水30-33份。更优选地，上述防水涂料由以下重量份的组分混合而成：沥青68份、SBS6份、膨润土75份、石灰石粉33份、硝酸锰0.15份、丁苯乳液16份、甲酸甲酯4份、水32份。

注浆过程中需要注意以下几种情况的处理：

①冒浆：注浆过程中要认真观察地表及相邻管线的变化情况，由于浆液的进入，引起地层变化，封闭强度较低的地方，首先可能冒出浆液，这样就需要在冒浆处加以堵塞，必要时采取间歇式注浆，以保证浆液有效地注入地层。

②注浆压力变化：在注浆过程中，压力要控制在上述范围之内，过大或者过小的压力都不能满足施工需要，持续的压力过低应检查是否有漏浆之处，压力突然上升应检查是否发生堵塞。

③注浆量调整：地层的注浆量是否合适是地层加固的效果的体现，采用隔孔注入方式，这样既可避免注浆孔的相互影响，又能使后注浆孔补充前注浆孔，保证土体里的浆液扩散均匀。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (4)

1.一种集水坑的双液浆封闭施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)铺设钻机平台

根据待开挖的集水坑的周边情况，在注浆位置周围铺设钻机平台；

2)布设注浆孔

在距离集水坑上口开挖线2m的范围内布设注浆孔，注浆孔距离为0.4m，孔径为0.2m；

3)配制浆液

第一浆液：由质量比为1∶1∶0.13的A液、B液和第一外加剂混合均匀制成，

A液为20～35波美度的水玻璃溶液，其模数为2.15-2.35，

B液为20％～30％的工业磷酸溶液，

第一外加剂是由质量比为1∶0.3∶0.1的氯化钙、膨润土和石英粉组成；

第二浆液：由质量比为1∶1∶0.17的A′液、C液和第二外加剂混合均匀制成，

A′液为20-30波美度的水玻璃溶液，其模数为2.1-2.3，

C液为水和水泥按照质量比为(1～1.5)∶1配制的水泥浆，

第二外加剂是由质量比为1∶0.7∶0.1的氯化钙、粉煤灰和硫酸铜组成；

4)钻孔、注浆

准确地安放钻机，旋转钻头穿透地层至设计孔深4.5m；

取孔时间隔打孔，以减少注浆孔之间的扰动，在最外侧的注浆位取孔时，钻进角度的外插角为10°～15°；

在钻机钻到设计深度4.5m后，开始后退式注入第一浆液，注浆压力控制在0.5～1.0Mpa，注浆流量为10-13L/min；后退钻杆1m，继续注入第二浆液，注浆压力控制1.1～1.4Mpa，注浆流量为17-19L/min；继续后退钻杆，依次循环；

钻杆退至1m时，注入第一浆液，完成后即可移至下一孔位；

5)防水处理

在注浆的地基上开挖集水坑后，在集水坑壁面涂抹防水涂料，

所述防水涂料由以下重量份的组分混合而成：沥青62-75份、SBS6-7份、膨润土70-83份、石灰石粉30-36份、硝酸锰0.1-0.15份、丁苯乳液13-17份、甲酸甲酯4-5份、水30-33份。

2.根据权利要求1所述的双液浆封闭施工方法，其特征在于，所述A液和所述A′液为24波美度的水玻璃溶液。

3.根据权利要求1或2所述的双液浆封闭施工方法，其特征在于，所述C液为水和水泥按照质量比为1.2∶1配制的水泥浆。

4.根据权利要求1或2或3所述的双液浆封闭施工方法，其特征在于，所述防水涂料由以下重量份的组分混合而成：沥青68份、SBS6份、膨润土75份、石灰石粉33份、硝酸锰0.15份、丁苯乳液16份、甲酸甲酯4份、水32份。