袖閥管注漿基底隔滲封閉截水技術的應用

韓 瑛

1 工程概況

位于太原市迎澤大街南宮西路警備區院內的新建南路家屬院1號住宅樓地下車庫工程為單層框架結構，長89.93 m，寬40.6 m，車庫基底面積2594 m2，地下車庫基底為-10.50 m，基坑支護形式為帷幕樁、冠梁、噴錨，基礎形狀為多邊形。

2 工程地質及水文條件

該建筑物場地位于汾河以東沖積平原與洪積傾斜平原交接洼地，地貌單元為汾河東岸Ⅰ級階地。地層結構主要由第四系全新統和上更新統河流相沖洪積層組成，場地土自上而下分為13層，第③層粉質粘土以上地下水類型為孔隙潛水，突水層主要為第③層粉質粘土層與第④層中砂層的承壓水，基坑地下水位位于地表下1.1 m～1.8 m，水位季節性變化幅度約1 m。

3 方案的選擇

該工程車庫基坑與止水帷幕、工程樁施工完后，土方開挖時出現豎向突涌現象，及時回填后，邀請省內專家對此情況進行論證。由于該工程周圍建筑物密集，若采取強降水施工，會造成周圍地層排水固結，從而引起不均勻沉降;經計算，采用降水井日抽水量為723.6 m3，施工完成后抽取掉的地下水相當于2.51個迎澤湖內的水。

結合工程情況及我國節能、降耗的國策，決定采用袖閥管注漿基底隔滲封閉截水施工技術來達到加固土體的目的。通過袖閥管注漿，阻截地下水突涌、封閉滲水通道、平衡靜水壓力，與周圍止水帷幕形成封閉截水，從根本上加固土體，提高地基的承載力，達到不降水同樣可以正常施工的目的，同時，減少工程施工對水資源的無度開采和污染，避免地下水的消耗，實現封閉截水，有效保護地下水資源，實現綠色施工。

4 袖閥管注漿封閉截水施工技術

4.1 工藝原理

袖閥管是一種專用的注漿管，每節長0.33 m～2.0 m，管與管用絲扣連接，分為花管與實管兩部分。

袖閥管注漿基底隔滲封閉截水施工是通過對土體不同巖性地層采用定深、分層、分段和不同壓力由下往上進行注漿來達到加固土體的方法。施工中通過上下兩個阻塞器，將漿液限定在注漿區域的任一段范圍內進行灌注，達到分段注漿的目的，阻塞器可在袖閥管中自由移動，根據需要在注漿區域內重復注漿，達到加固軟弱地基、封閉截水、保護地下水資源的效果(見圖1)。

4.2 工藝流程

工藝流程如下:

施工準備→放點布設孔位→復核孔位→開鉆成孔至設計深度→復核孔深→安裝下料管→灌注套殼料→安裝袖閥管→下入雙塞注漿料→移機至下一孔位→配制漿液→開始注漿→達到終灌標準。

圖1 袖閥管施工原理圖

4.3 施工控制要點

4.3.1 鉆孔點位的布置

根據設計圖紙布設注漿孔，以中心點為基點，按照梅花形布置，注漿孔間距1.0 m，布孔間距誤差±5 cm。鉆機的最小可操作距離為0.8 m～1.0 m，遇障礙物可適當調整。

4.3.2 開鉆成孔

開鉆前復核孔位，鉆機成孔時采用泥漿護壁，成孔至設計孔深后停鉆，成孔垂直度偏差小于1.5%，成孔深度誤差±10 cm，孔徑不得小于91 mm。

4.3.3 復核孔深

定制專用重錘，由專人采用重錘法復核孔深，與設計無偏差時方可進行下道工序。

4.3.4 安裝下料管

鉆孔完成后向孔內插入專用下料管，并通過此管壓入套殼料。

4.3.5 灌注套殼料

套殼料的配制及用料:水泥∶膨潤土∶水=1∶1.6∶2，其性能為:粘度26 s，穩定性0.007，析水率9%，7 d齡期抗壓強度0.3 MPa～0.5 MPa。為增加套殼料的脆性，摻入一定量的粉煤灰。注漿水泥為42.5 MPa普通硅酸鹽水泥。注漿段每米提升一次，注漿水泥用量為82 kg/m。

單孔注漿量計算公式:

其中，Qd為單孔注漿量;V1為單孔注漿對象土體積。

單孔注漿對象土體積計算公式:

其中，S為鉆孔斷面積;H為鉆孔深度。

4.3.6 袖閥管安裝

袖閥管安裝時嚴格按照成孔深度與有效加固段確定花管與實管的分配長度，確定注漿段，檢查膠圈，再將按序排列的袖閥管下入孔底，孔口預留10 cm～15 cm。杜絕破損不牢固的管下入孔內，下管時保證袖閥管位于鉆孔的中間，管底采用專用管冒封閉，下管后應封閉孔口，防止異物掉入和移機時損壞。

4.3.7 下入雙塞注漿器

插入雙塞注漿器時要檢查雙塞碗的完好，而后應垂直緩慢插至孔底，開始第一段的注漿。注漿開始后，當有漿液從袖閥管內大量泛出時說明雙塞有破裂，必須停止注漿并拔出更換。

4.3.8 漿液配置

注漿主劑為水泥(42.5普通硅酸鹽水泥)。配置的漿液具有可調性，漿液本身的防滲性和耐久性必須滿足設計要求。

4.3.9 開始注漿

為確保加固質量與實施的合理性，設備進場后應選擇有代表性的區域進行試成孔注漿，進一步確定注漿的有關參數與施工控制參數。

注漿時應遵循注漿壓力與注漿量雙控制的原則，次序應為由下至上，先外排后內排，隔孔隔排進行，外排為定量注漿，內排為飽和注漿，開始正式注漿前應分別試注，以進一步確定注漿壓力、注漿量等參數。

注漿器每次提升高度應控制在1.0 m，相鄰兩孔應交錯提升，確保每一層位都能均勻注入。為達到反復注漿可將注漿段隔0.5 m～1.0 m提一次，二次注漿時可交錯隔米施注。遇有個別孔吃漿量過大時，應采取間歇注漿的方法和調整漿液濃度或采取雙液注漿來控制。開環采用快速開環、間歇法與隔環法，按照n+2的次序開環和灌漿。

根據《巖土工程勘察報告》，確定成孔的有效加固范圍，再根據加固范圍內的土質情況確定不同土層的注漿壓力，注漿壓力要求控制在0.1 MPa～1.0 MPa范圍內。套殼料劈裂壓力不得大于1.0 MPa。

4.3.10 達到終灌標準

根據壓力表顯示，注漿飽和后達到終灌標準。

5 注漿效果檢查、分析

太原警備區1號樓地下車庫袖閥管注漿歷時56 d，土方開挖過程中，未發現涌水現象。共完成注漿孔735個，測定靜水位孔1個，檢測孔2個，累計6979.6延米。整體注漿施工結束后，分別在基坑四側進行鉆孔取芯，孔深限自然地面以下7 m，其中東側鉆孔為泥漿護壁回轉鉆進，西側為干鉆。所取土樣裝箱留存。選完整原樣做滲透試驗，平均滲透系數為10-5～10-8之間，滿足設計要求。施工中、施工后對周圍建筑物進行密切觀測，未發現有異?，F象，達到預期目標。

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