CN111962542A - 一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法及其应用 - Google Patents

Abstract

涉及一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法，包括如下步骤：a.在桩基础施工区域范围内对岩溶发育带的部位施工防漏帷幕，切断岩溶发育带与外部的联系，采用袖阀管注浆法进行处理，且采用水泥浆和水玻璃浆双液注浆；b.防漏帷幕内部采用袖阀管注浆法进行处理，且采用水泥浆单液注浆；c.在防漏帷幕内部施工桩基础。还涉及一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法的应用，应用于临近地铁结构外边线20m范围内且地处岩溶发育地带的桩基础施工区域。本发明工作空间小，在闹市这样人员密集、车流量大的地方中较为适用，对城市交通影响小，稳定可靠，安全性高，且在隔绝水体保护建构筑物结构稳定性上起到一定作用，属于建筑施工技术领域。

Description

一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法及其应用

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法及其应用。

背景技术

在闹市这样一个交通繁忙、人行道管线繁多的环境下，部分工程项目范围地处岩溶发育地带，且桩基础设计临近地铁沿线，地面上存在较多敏感建筑物，在该地段施工将对临近建筑物及地铁结构产生很大影响。随着溶洞处理技术的发展，桥梁工程中对于溶土洞处理技术要求也随之越来越高。

在桥梁工程施工过程中，一般采用泥浆护壁、钢护筒跟进作为岩溶地区一种桩基础施工处理措施。泥浆护壁、钢护筒跟进在目前的技术成熟，能在一定程度上起到较好的隔绝溶土洞效果。但某些工程地理位置交通繁忙、人行道管线繁多，地处岩溶发育地区，且桩基础设计临近地铁沿线，地面上存在较多敏感建筑物，传统的泥浆护壁：对未知溶洞发育规模了解不深入，溶洞致水头降低，施工容易造成坍塌，安全隐患系数高；钢护筒跟进施工：产品尺寸大、产品重量大、运输效率低、运输限制条件多，施工机械笨重、吊装效率低、施工难度大护筒埋设偏差大，桩孔易发生歪斜、缩颈，造价偏高。

因此，需要有一种新的桩基础施工处理方法，适用于地铁沿线的溶洞地带。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种适用性强、施工质量高、安全性能高、文明施工相对较好的涉地铁桩基础施工预注浆保护方法及其应用。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法，包括如下步骤：a.在桩基础施工区域范围内对岩溶发育带的部位施工防漏帷幕，切断岩溶发育带与外部的联系，采用袖阀管注浆法进行处理，且采用水泥浆和水玻璃浆双液注浆；b.防漏帷幕内部采用袖阀管注浆法进行处理，且采用水泥浆单液注浆；c.在防漏帷幕内部施工桩基础。

作为一种优选，步骤a中，在溶洞平面范围边线且距桩外侧3-4m处，连续布置一排防漏注浆孔，孔间距0.8m，钻孔至设计桩底标高下500mm处。

作为一种优选步骤a中，采用等级不低于42.5R普硅水泥，防漏注浆的浆液设计配合比的重量比值水泥浆：水灰比＝0.6:1，水玻璃掺入量为0.5。

作为一种优选步骤b中，外围形成防漏帷幕以后，对于单层及多层发育的溶洞，溶洞桩基内部采用袖阀管水泥浆单液进行处理，袖阀管注浆孔间距0.8m×0.8m，呈矩形阵列布置；每侧桩外边线布不小于3排孔；袖阀管注浆孔一部分用作排气孔，一部分用作注浆孔，排气孔和注浆孔依次交替布孔。

作为一种优选步骤b中，单液注浆方式为用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内注浆段，并下入袖阀管；套壳料采用粘土和水泥配制，配比范围的重量比值为水泥：粘土：水＝1:1.5:1.88，浆液比重为1.5：1，漏斗粘度24-26s；套壳料凝固时间和强度增长速率应控制在3天内灌浆。

作为一种优选对存在溶洞及较软土层区域且距桩外侧3-4m处进行钻孔至设计桩底标高下500mm处，采用稀泥浆护壁；用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内注浆段，下入袖阀管，同时向袖阀管注入清水克服浮力使得袖阀管顺利下沉；然后在袖阀管外花管与孔壁之间的环状间隙处下入注浆管，压入止浆固管料，采用水玻璃作速凝剂加快浆液凝固，止浆固管料用速凝水泥浆，重量比值为水:水泥＝1:1.5；止浆固管料凝结后，再采用水泥强度等级不低于42.5R级普硅水泥浆液和水玻璃进行压力控制灌注，水玻璃应加水稀释至35-40波美度，注浆深度在桩底设计标高下500mm处。

作为一种优选外围形成防漏帷幕后，对溶洞桩基内部进行钻孔至设计最底层溶洞下500mm处，用稀泥浆护壁；用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内注段，下入袖阀管，同时向袖阀管注入清水克服浮力使得袖阀管顺利下沉；在袖阀管外花管与孔壁之间的环状间隙处下入注浆管，在孔口上部2米孔段压入止浆固管料，采用水玻璃作速凝剂，止浆固管料采用速凝水泥浆，重量比值为水:水泥＝1:1.5；止浆固管料凝结后，采用42.5R普硅水泥注浆液进行压力控制分段灌注，注浆深度在溶洞周边500mm范围，达到固化土层的效果。

作为一种优选止浆固管料凝结后，采用水泥的强度等级不低于42.5R级普硅水泥浆液和水玻璃进行压力控制灌注，注浆压力维持在地层阻力加上0.2～0.5MPa的压力。

作为一种优选采用双栓塞芯管进行分段灌注浆液，袖阀管出浆孔布置在溶洞位置上、下各0.3～2m，从孔底自下而上进行注浆，每排孔眼作为一个灌浆段，段长为50cm；止浆固管料凝结后，采用42.5R普硅水泥注浆液进行压力控制分段灌注，开环压力为0.35Mpa，正常注浆压力为0.4-0.8Mpa。

一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法的应用，应用于临近地铁结构外边线20m范围内且地处岩溶发育地带的桩基础施工区域。

本发明具有如下优点：

1.工作空间小，在闹市这样人员密集、车流量大的地方中较为适用，对城市交通影响小，稳定可靠，安全性高，且在隔绝水体保护建构筑物结构稳定性上起到一定作用。

2.在桩基础施工前对岩溶发育地区预先进行注浆，通过水泥浆、水玻璃等化学药剂对土体进行凝结加固，排除桩基础施工过程中因溶洞问题造成漏浆甚至塌孔的安全隐患，施工安全性大大提高，外围止水帷幕阻绝了桩基溶洞与外界的连接，切断岩溶发育带与外部的联系，以防止后续桩基内部灌注的浆液流向处理区域以外，而为了避免防漏帷幕的注浆体流失过大，影响封堵效果，缩短防漏注浆体的凝固时间，因此，防漏注浆采用水泥浆、水玻璃浆液双液注浆工程生产施工质量高，稳定可靠，安全性高，一定程度上减少了工程成本，加快施工进度。

3.一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法与传统泥浆护壁相比，排除桩基础施工过程中因溶洞问题造成漏浆甚至塌孔的安全隐患，施工安全性大大提高，施工质量高，稳定可靠，一定程度上减少了工程成本，加快施工进度。

4.一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法与钢护筒跟进相比，具有的优势是工作空间小，在闹市这样人员密集、车流量大的地方中较为适用，对城市交通影响小，造价略低。

附图说明

图1为预注浆施工的俯视图。

图2为预注浆施工的立体图。

图3为袖阀管的结构示意图。

其中，1为止水帷幕；2为注浆孔；3为排气孔；4为桩基；5为袖阀管；6为橡皮套。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法，包括如下步骤：a.在桩基础施工区域范围内对岩溶发育带的部位施工防漏帷幕，切断岩溶发育带与外部的联系，采用袖阀管注浆法进行处理，且采用水泥浆和水玻璃浆双液注浆；b.防漏帷幕内部采用袖阀管注浆法进行处理，且采用水泥浆单液注浆；c.在防漏帷幕内部施工桩基础。具体为：

水泥浆、水玻璃浆液用于溶洞平面范围边线且距桩外侧3-4m处进行钻孔至设计桩底标高下500mm处，连续布置一排孔间距为0.8m的防漏注浆孔，采用稀泥浆护壁；用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内注浆段，下入袖阀管，同时向袖阀管注入清水克服浮力使得袖阀管顺利下沉；然后在袖阀管外花管与孔壁之间的环状间隙处下入注浆管，压入止浆固管料，采用水玻璃作速凝剂加快浆液凝固，止浆固管料用速凝水泥浆，水:水泥＝1:1.5；止浆固管料凝结后，再采用水泥的强度等级不低于42.5R级普硅水泥浆液+水玻璃进行灌注(水泥浆+水玻璃双液)，防漏注浆的浆液配合比设计：水泥浆水灰比：0.6:1，水玻璃掺入量：0.5，使浆液与洞内残留土粒强制搅拌混合相互胶结形成防漏帷幕，堵塞洞体与外围的透水通道防止漏浆，注浆压力控制在地层阻力加上0.2～0.5MPa的压力，水玻璃应加水稀释至使用的波美度(35～40波美度)，注浆深度在桩底设计标高下500mm处。

外围形成防漏帷幕以后，对于单层及多层发育的溶洞，溶洞桩基内部采用袖阀管注浆法进行处理，如图1所示，对溶洞桩基内部采进行钻孔至设计最底层溶洞下500mm处，连续布置一排孔间距为0.8m的防漏注浆孔，采用稀泥浆护壁；用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内注浆段，袖阀管注浆孔间距0.8m×0.8m呈环形布置；每侧桩外边线布不小于3排孔。排气孔3和注浆孔2依次交替布孔，排气孔最后进行注浆。如图3所示，用泥浆泵将拌好的套壳料(配合比水泥：粘土：水＝1:1.5:1.88，浆液比重约为1.5：1，漏斗粘度24s，凝固时间和强度增长速率在3d内灌浆)经钻杆注入孔内注浆段，并下入袖阀管后，同时向袖阀管注入清水克服浮力使得袖阀管顺利下沉，才将套管提出孔外。如图3所示，在袖阀管外花管与孔壁之间的环状间隙处下入注浆管，在孔口上部2米孔段压入止浆固管料(采用水玻璃作速凝剂，止浆固管料采用速凝水泥浆，水:水泥＝1:1.5)，封闭袖阀管与钻孔孔壁之间的环状空间，防止灌浆时浆液到处流窜，直至孔口返止浓浆为止。如图3所示，止浆固管料凝结后，采用42.5R普硅水泥注浆液进行压力控制分段灌注(水泥浆单液)，迫使在灌浆段范围内挤破套壳料(即开环)而进入地层，注浆深度在溶洞周边500mm范围。注浆时按先灌入稀浆后灌入浓浆的原则逐渐调整水灰比，开环压力为0.35Mpa，正常注浆压力为0.4-0.8Mpa。

由此完成涉地铁桩基础施工预注浆保护，达到一定强度后可进行桩基础施工。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法，其特征在于：包括如下步骤：

a.在桩基础施工区域范围内对岩溶发育带的部位施工防漏帷幕，切断岩溶发育带与外部的联系，采用袖阀管注浆法进行处理，且采用水泥浆和水玻璃浆双液注浆；

b.防漏帷幕内部采用袖阀管注浆法进行处理，且采用水泥浆单液注浆；

c.在防漏帷幕内部施工桩基础。

2.按照权利要求1所述的一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法，其特征在于：步骤a中，在溶洞平面范围边线且距桩外侧3-4m处，连续布置一排防漏注浆孔，孔间距0.8m，钻孔至设计桩底标高下500mm处。

3.按照权利要求1所述的一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法，其特征在于：步骤a中，采用等级不低于42.5R普硅水泥，防漏注浆的浆液设计配合比的重量比值水泥浆：水灰比＝0.6:1，水玻璃掺入量为0.5。

4.按照权利要求1所述的一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法，其特征在于：步骤b中，外围形成防漏帷幕以后，对于单层及多层发育的溶洞，溶洞桩基内部采用袖阀管水泥浆单液进行处理，袖阀管注浆孔间距0.8m×0.8m，呈矩形阵列布置；每侧桩外边线布不小于3排孔；袖阀管注浆孔一部分用作排气孔，一部分用作注浆孔，排气孔和注浆孔依次交替布孔。

5.按照权利要求1所述的一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法，其特征在于：步骤b中，单液注浆方式为用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内注浆段，并下入袖阀管；套壳料采用粘土和水泥配制，配比范围的重量比值为水泥：粘土：水＝1:1.5:1.88，浆液比重为1.5：1，漏斗粘度24-26s；套壳料凝固时间和强度增长速率应控制在3天内灌浆。

6.按照权利要求2所述的一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法，其特征在于：对存在溶洞及较软土层区域且距桩外侧3-4m处进行钻孔至设计桩底标高下500mm处，采用稀泥浆护壁；用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内注浆段，下入袖阀管，同时向袖阀管注入清水克服浮力使得袖阀管顺利下沉；然后在袖阀管外花管与孔壁之间的环状间隙处下入注浆管，压入止浆固管料，采用水玻璃作速凝剂加快浆液凝固，止浆固管料用速凝水泥浆，重量比值为水:水泥＝1:1.5；止浆固管料凝结后，再采用水泥强度等级不低于42.5R级普硅水泥浆液和水玻璃进行压力控制灌注，水玻璃应加水稀释至35-40波美度，注浆深度在桩底设计标高下500mm处。

7.按照权利要求4所述的一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法，其特征在于：外围形成防漏帷幕后，对溶洞桩基内部进行钻孔至设计最底层溶洞下500mm处，用稀泥浆护壁；用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内注段，下入袖阀管，同时向袖阀管注入清水克服浮力使得袖阀管顺利下沉；在袖阀管外花管与孔壁之间的环状间隙处下入注浆管，在孔口上部2米孔段压入止浆固管料，采用水玻璃作速凝剂，止浆固管料采用速凝水泥浆，重量比值为水:水泥＝1:1.5；止浆固管料凝结后，采用42.5R普硅水泥注浆液进行压力控制分段灌注，注浆深度在溶洞周边500mm范围，达到固化土层的效果。

8.按照权利要求6所述的一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法，其特征在于：止浆固管料凝结后，采用水泥的强度等级不低于42.5R级普硅水泥浆液和水玻璃进行压力控制灌注，注浆压力维持在地层阻力加上0.2～0.5MPa的压力。

9.按照权利要求7所述的一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法，其特征在于：采用双栓塞芯管进行分段灌注浆液，袖阀管出浆孔布置在溶洞位置上、下各0.3～2m，从孔底自下而上进行注浆，每排孔眼作为一个灌浆段，段长为50cm；止浆固管料凝结后，采用42.5R普硅水泥注浆液进行压力控制分段灌注，开环压力为0.35Mpa，正常注浆压力为0.4-0.8Mpa。

10.按照权利要求1-9中任一项所述的一种涉地铁桩基础施工预注浆保护方法的应用，其特征在于：应用于临近地铁结构外边线20m范围内且地处岩溶发育地带的桩基础施工区域。

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