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厂房地面沉降施工方案(固结灌浆)

厂房地面沉降固结灌浆

施工方案

编制单位:重庆市十八土鑫诚灌浆防水工程有限公司

目录

一、情况分析 (1)

二、现场情况 (1)

三、灌浆方案 (4)

四、施工注意事项 (16)

五、施工中易出现问题的处理 (17)

六、施工质量控制及检验 (17)

七、安全措施 (18)

八、文明施工 (18)

后附企业资质及相应报价

一、情况分析

我协会于4月22日组织专家现场实际勘察,结合原施工方、业主提供的资料,该项目只能采用灌浆工艺。原因是厂房已形成,无法进行开挖。若开挖强夯成本过高,且无安全保障。经分析由于该厂区地块局部原为水塘,前期施工中换填不彻底,回填土石单粒体积较大回填中存在空隙且对回填土碾压未达到设计压实度要求。从而导致压缩模量较高,地面出现不均匀沉降及开裂。建议采取回填固结灌浆措施,修复地基。

二、现场情况

现场为厂区地面沉降,地面砼硬化厚20cm,沉降已影响墙体产生开裂。现场照片如下:

厂房地面沉降施工方案(固结灌浆)

厂房地面沉降施工方案(固结灌浆)

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厂房地面沉降施工方案(固结灌浆)

三、灌浆方案

3.1 采用注浆加固法

固化剂(浆液)沿地面沉降断裂缝及打孔注浆位置渗透充填、压密固结、劈裂置换、胶结固化,消除地质缺陷,改善地面受力性状,提高承载力,减少不均匀沉陷。

⒈根本消除地面下空洞及暗道,使病害从根本上得以防治;

⒉经济效益高;

⒊工期短,污染小,施工文明;

⒋技术先进,工法成熟,效果可靠。

由于前期基础施工对回填土土质把控不到位且固结时间较短,对地面进行注浆的目的是要形成复合地基并充填地面板下孔洞,通过对土体强度及密实度的改良,以提高地基的承载力,以此减少土体的压缩变形或减少土体侧向位移引起的地面沉降。

压力注浆是通过钻孔,并利用注浆设备均匀的将浆液注入地基回填土内,以充填、渗透和挤密的方式,排除土颗粒间裂隙中的水分和空气,并占据其空间,使回填土孔隙比减小,

强度提高。

3.2 注浆范围

沿不规则沉降缝且每端延长2米及地基回填区域,孔间距2.5m,梅花形布置,注浆孔深度随筑填体厚度而变化。

施工工艺流程:

厂房地面沉降施工方案(固结灌浆)

3.3 机械设备及施工人员

3.3.1 机械设备

主要机械设备和材料表

厂房地面沉降施工方案(固结灌浆)

3.4 钻孔及注浆

3.4.1 注浆材料

水泥采用P.O 42.5袋装水泥。根据检验评定标准,对进场水泥进行材料检测,现场做好水泥的存储与使用,防止水泥受潮结块失效。水泥浆液水灰比1:(0.8~1)。

3.4.2 施工流程(如下图所示)

厂房地面沉降施工方案(固结灌浆)

3.4.3 固结灌浆方法和布孔型式

灌浆方法

Ⅰ孔采用自上而下分段灌浆的方式,Ⅱ孔首先进行接触段施工,以下各段采用一次成孔,自下而上分段灌浆的方式;另外,对各单元块的临空排孔首先进行施工,以形成封闭的灌浆区域,从而减少串、冒、漏的现象,保证灌浆质量。

布孔型式

地基固结灌浆孔深根据中冶成都勘察研究院出具的地质勘察报告,注浆管钻至中风化岩层,钻孔深度约为2.80M-28.00M。灌浆按分序加密的原则进行,排距为2.0m,孔距暂按2.5m;具体参数根据实际灌浆情况加以调整,选择合理的灌浆孔间排距;固结灌浆布孔型式见下图:

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说明:1.图中尺寸单位按cm计。

2.灌浆按排内分序加密的原则进行,排距2.0m,孔距2.5 m。

3.钻孔钻至中风化岩层,钻孔深度约为2.80M-28.00M;物探孔暂时由Ⅰ序孔兼,具体由监理工程师现场确定。

4.钻孔均为铅垂孔。

厂房地面沉降施工方案(固结灌浆)

3.4.4施工工艺流程

3.4.4.1 施工工序

⑴总体施工工序(见下图):施工准备(混凝土等强期间)→布置风、水、电、通讯及二次制浆系统→钻设并安装抬动变形观测装置→灌前物探测试→Ⅰ序孔施工→Ⅱ序孔施工→检查孔施工→灌后物探测试→施工场地清理移交。

厂房地面沉降施工方案(固结灌浆)

厂房地面沉降施工方案(固结灌浆)

固结灌浆总体施工工艺流程图

⑵灌浆孔单孔施工工艺流程

①采用自上而下方法的固结灌浆单孔施工工艺流程:

钻机对中调平固定→钻第一段→阻塞冲洗、压水、灌浆→钻第二段冲洗、压水、灌浆→(依次循环至全孔结束)→封孔。

②采用自下而上方法的固结灌浆单孔施工工艺流程:

钻机对中调平固定→一次钻出全孔→测量孔深→全孔一次冲洗→孔底段压水灌浆→自下而上分段压水灌浆→封孔。

⑶钻孔

灌浆孔钻孔孔径为φ110mm。混凝土和基岩部位采用阿特拉斯ROC-460-HF自行高效潜孔钻机、宣化YQ100D型潜孔钻机钻进。抬动观测孔、检查孔均采用XY-2型回转型地质钻机,金刚石钻头钻进。

所有钻孔根据现场统一编号、放点,开孔孔位偏差不大于10.00cm。

固结灌浆孔的孔底偏差应不大于1/30孔深。钻孔孔深必须钻至中风化岩层,对终孔段遇到断层带、结构面时,详细记录,并向监理工程师报告,由监理工程师予以协调后,再进

行相应的处理。

钻孔冲洗:采用自孔底向孔外大水量敞开冲洗及压力风冲洗或风水联合冲洗,钻孔冲洗方法根据不同的地质条件,通过现场灌浆试验确定。

裂隙冲洗:根据不同的地质条件采用压力水冲洗、压力风冲洗、风水轮换冲洗的方法进行裂隙冲洗。

冲洗压力:冲洗水压采用80%的灌浆压力,压力超过1MPa,则采用1MPa;冲洗风压可为灌浆压力的50%,压力超过0.5MPa,采用0.5MPa。

裂隙冲洗冲至回水清净后10min结束,且总的时间要求,单孔不少于30min,串通孔不少于2h。对回水达不到清净要求的孔段,继续进行冲洗,孔内残存的沉积物厚度不超过20cm。

当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足24h时,不得进行裂隙冲洗。

灌浆孔(段)裂隙冲洗后,该孔(段)立即进行灌浆作业,因故中断时间间隔超过24h者,在灌浆前重新进行裂隙冲洗。

特殊地段:对于地质构造带(特别是断层破碎带、遇水泥化带),采用自孔底向孔外进行压力风冲洗的方式,避免用水冲洗使破碎岩体遇水泥化造成对裂隙的堵塞,从而影响灌浆质量。

压水试验:压水试验应在钻孔冲洗后24小时内进行,否则灌前应重新进行钻孔冲洗。每个坝段在Ⅰ序孔中选5%的灌浆孔作单点法压水试验(即Ⅰ序孔总数的20%),其余灌浆孔段均进行简易压水试验。一般先导孔、灌后检查孔必须进行“单点法”压水试验。

“单点法”压水试验和简易压水的压力为灌浆压力的80%,若大于1MPa时,采用1MPa,遇到特殊情况则按设计通知执行。

简易压水试验压水时间为20min,每5min测读一次压水流量,取最后的流量值作为计算值,其成果以透水率表示。

单点法压水试验稳定标准:在稳定压力下每3min~5min测读一次压水流量,连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%;或最大值与最小值之差小于1L/min时即可结束,取最终值作为计算值。

⑷灌浆

a.灌浆段长度在6m以内时,采用全孔一次灌浆法,孔深大于6m时,采用分段灌浆法,分段段长一般第一段为2.0m,第二段为3.0m,第三段及以下为5.0m;第三段及以下各段在

遇特殊情况时可适当缩短或加长,但加长后段长及终孔段段长不得超过8.0m。灌浆分段与钻孔分段保持一致。各灌浆段灌浆结束后一般不待凝。分段灌浆的孔采用自上而下、孔内循环分段灌浆法;自下而上、孔内循环分段灌浆法;综合灌浆法,灌浆塞置于该段段顶0.5m 处,射浆管距孔底不大于0.5m。全孔一次灌浆法,射浆管距孔底应小于0.5m。

灌浆段在洗孔压水结束后应及时进行灌浆作业,因故中断时间间隔超过24小时,灌前应重新进行裂隙冲洗、压水试验。

灌浆结束待加深或钻孔结束待灌浆时,灌浆孔孔口应妥善保护,严防污水,污物流入孔内。

固结灌浆阻塞:采用有盖重灌浆自上而下方式时,第一段阻塞应在混凝土与基岩结合面以上50cm左右,以下各段应阻塞在距上一灌浆段底以上0.5 m左右,若阻塞不住时,则可向上移动阻塞器。各灌浆段射浆管在阻塞器移动后,其距灌浆段段底不应大于0.5 m,否则应重新配置射浆管;采用无盖重灌浆一次成孔、自下而上分段方式时,最后一段阻塞应在基岩结合面以下0.5~1.0m以内,其余各段应控制段长5m左右,各灌浆段射浆管应保证其距灌浆段段底不应大于0.5 m,否则应重新配置射浆管。

固结灌浆孔灌浆结束后一般不待凝,可直接进行下一段钻灌作业。当遇断层破碎带等特殊情况时,灌浆结束后应进行待凝处理,待凝时间依据实际情况确定。

b.灌浆设备:

SGB6-10型灌浆泵,JJB-2B型双层立式搅拌槽(200L),ZSQ-42型液(气)压灌浆塞、三参数大循环灌浆自动记录仪。

c.水泥:采用42.5MPa抗硫酸盐水泥。

d.浆液水灰比及变浆标准:

普通水泥浆液采用3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1五个比级。

超细水泥浆液采用2:1、1:1、0.8:1三个比级。

变浆标准:

①当灌浆压力保持不变,注入率持续减少,或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时,不能改变水灰比。

②当某一比级浆液注入量已达300L以上、或灌注时间已达30min,而灌浆压力和注入率均无显著改变时,换浓一级水灰比浆液灌注;注入率大于30L/min时,根据施工具体情况

越级变浓。

③当注入率大于30L/min时,可视具体情况越级变浓水灰比。

灌浆过程中,浆液变换及灌浆结束时必须测记浆液密度,其测值应反映在灌浆原始记录中。

e.灌浆压力:

灌浆压力根据现场灌浆试验成果确定后报请监理工程师批准或由监理工程师确定。

当灌浆开始后尽快使压力达到设计值,接触段和注入率大的孔段逐级升压。

为防止岩石面或混凝土面抬动,固结灌浆原则上一泵灌一孔,当相互串浆时,如串浆孔具备灌浆条件,一泵一孔同时进行灌注。否则,塞住串浆孔,待灌浆孔灌浆结束后,再对串浆孔进行扫孔、冲洗,而后进行钻进或灌浆。

有盖重方式施工时,全孔一次灌浆的固结灌浆孔及分段灌浆的固结灌浆孔的第1段灌浆压力按下述规定执行:

混凝土盖重厚度小于3m时,第Ⅰ序孔的灌浆压力为0.25MPa,第Ⅱ序孔的灌浆压力均为0.4MPa;

混凝土厚度3m时,第Ⅰ序孔的灌浆压力一般为0.3MPa,但对已确认的浅层缓倾角裂隙发育部位,灌浆压力降为0.25MPa;第Ⅱ序孔的灌浆压力为0.5MPa。

混凝土盖重厚度超过3.0m时,第Ⅰ、Ⅱ序孔的灌浆压力分别以混凝土厚度3.0m时的灌浆压力为基础,按混凝土盖重厚度每超过1.0m,灌浆压力相应增加0.025MPa计算。

固结灌浆压力以安装在回浆管路上的灌浆压力表的中值控制,资料分析整理时须换算成全压力。

灌浆压力尽快达到设计压力,但对断裂构造发育、注入率较大的孔段采用分级升压方式逐级升压至达设计压力,具体操作时可以压水试验压力为基础,按每0.05MPa为一级,逐级升压至设计压力,分级升压时,每级压力的纯灌时间不应少于15min。

串通孔(组)灌浆或多孔并联灌浆时,分别控制灌浆压力,同时加强抬动监测,防止混凝土发生抬动破坏。

f.灌浆结束标准:

当灌浆压力达到规定值时,注入率小于或者等于1L/min,继续灌注30min,即可结束灌浆。当长时间达不到结束标准时报请监理工程师研究处理措施。

g.封孔:

全孔灌浆结束后即可进行封孔,固结灌浆封孔应采用“全孔灌浆封孔法”或“导管注浆封孔法”,封孔采用浆液水灰比为0.5:1的浓浆。待凝24小时后清除孔内污水、浮浆,脱空处采用干硬性水泥砂浆封填密实。

当快灌浆结束后,对相应的抬动观测孔、物探测试孔等按要求进行封孔处理。

⑸特殊情况的处理

⑴在灌浆过程中,有可能发生地表冒(漏)浆现象,根据冒(漏)浆量的大小,可采用下述方法处理:

如冒浆量较小,可不作专门处理,按正常灌浆方法灌注结束。

如冒浆量较大,一般可采用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌注等方法处理,必要时应采取嵌缝、地表封堵方法处理。

⑵在钻孔穿过断裂构造发育带,发生塌孔、掉块或集中渗漏时,应立即停钻,查明原因,采取缩短段长进行灌浆处理,同时应及时上报监理工程师。

⑶钻孔过程中,发现与灌浆孔串通时,应查明串通部位和串通量,应立即停钻封堵,待灌浆结束后对原钻进孔重新扫孔钻进。

⑷在钻孔过程中,如发生与混凝土构造分缝、埋设仪器、混凝土冷却水管串通时,应立即停钻并报监理工程师研究处理。

⑸灌浆过程中,灌浆压力或注入量突然改变较大时,应立即查明原因,必要时采用荧光素或高锰酸钾追踪检查,按技术要求采取相应措施或监理工程师指示处理。

⑹灌浆过程中,应定期对回浆管浆比进行检查,当发现回浆失水变浓时,应换用相同水灰比的新浆进行灌注,若效果不明显,延续灌注30min可停止灌注,其回浓情况应反映在灌浆综合成果表中,并及时上报监理工程师。

⑺在固结灌浆施工时,对孔口有涌水的孔段,灌浆前应测记涌水压力和涌水量,根据涌水情况,采取相应措施综合处理。

⑻灌浆工作应连续进行,如因故中断应尽早恢复灌浆,恢复灌浆时,使用开灌水灰比的浆液灌注,如注入率与中断前相近可改用中断前水灰比的浆液灌注,如注入率与中断前减少很多,且在短时间内停止吸浆,应报告监理工程师,研究相应的处理措施。

⑹质量检查及资料整理

①质量检查

a固结灌浆质量检查以声波测量岩体波速为主,并结合钻孔压水试验、灌浆前后物探成果、有关灌浆施工资料以及结合钻孔取芯资料等综合评定。

b岩体波速测试,在该部位灌浆结束7~14天进行。检查孔的数量不少于灌浆孔总数的5%,一个单元工程内至少布置一个检查孔。孔段合格率在孔深0~5m时为90%以上,5~40m 时为85%以上,40~80m时为80%以上。

c固结灌浆灌前与灌后声波检测比例按灌浆孔的5%考虑。

d固结灌浆后,检测以声波速度为标准时,Ⅲ1、Ⅲ2类基岩大于3500m/s,保证率大于85%。变模E≥5MPa。

e灌后不合格段不集中在局部区域,并消除集中分布的低波速段。达不到合格标准的孔段,按监理人的指示或批准的补救措施进行处理。

f固结灌浆压水试验的标准:在防渗帷幕灌浆孔范围内检查孔透水率不大于1.0Lu;其它范围的检查孔透水率不大于3Lu。

②资料整理

灌浆资料要及时、准确、详细、清楚的整理好,以便监理工程师抽查灌浆质量;原始资料整理的内容有:钻孔资料(反映钻孔过程中岩性变化、塌孔、回水颜色及岩石软硬情况等)、测斜资料、钻孔冲洗资料、压水试验资料、灌浆资料、抬动变形观测资料、钻孔取芯资料等。

3.4.5 各主要工序施工方法

(1)钻机、注浆设备就位

根据测量放出的点位,就位钻机,钻机安放平稳,并调整垂直度与钻机水平。同时制浆机、注浆机配套放置,注浆管线固定,不宜过长,控制在30~50m,以防压力损失。现场备好拌合用水及袋装水泥、粉煤灰、砂、水玻璃等材料。

(2)钻孔施工工法

采用200型转盘式钻机旋转钻进,采用50mm钻头,φ48普管进行护壁,采用干钻法,严禁加水,否则路基受水浸泡,原结构遭到破坏,造成不必要的损失。

(3)浆液配制

按事先选定水泥浆配比(1:1)进行水泥浆的制拌。根据制浆机容量称取定量水,注入制浆机内,然后根据水灰比称取对应重量的水泥,开启制浆机,边搅拌边加入水泥。搅拌时间大于3分钟,浆液无明显的沉淀即可,完后将水泥浆倒入储浆桶。浆液在储浆桶内要不停的人工搅拌,防止浆液沉淀离析。水泥浆制浆原料:合格的水、P.O42.5水泥。应先加水后加水泥及外加剂,拌和10~20min,将浆液流入过滤筛进行两次过滤,存放浆液池。

(4)注入压力

由于注浆压力与土的重度,强度,初始应力,孔深,位置及注浆次序等因素有关,而这些因素有难以准确确定,因而本工程注浆压力通过试验和地区经验确定,设计注入压力0.4~0.5Mpa。

(5)终孔标准

浆液注入量采取压力~流量双控法:在注入压力达到设计压力的前提下达到稳定为原则,稳定时间标准为5分钟。当注入压力大于2倍设计压力且浆液无法注入时可终孔。当单孔注入量异常大时应暂停注浆,分析清楚原因后采取间歇注浆的方法进行。孔口反浆时采取间歇注浆的方法。

(6)注浆结束封孔移机

注浆结束后,拔出套管,用水泥砂浆或C25砼封孔。清洗注浆泵、制浆机、储浆灌,移机至下一孔位继续施工。

(7)注浆效果检查

①注浆前后,物探成果资料对比,检查注浆效果。

②注浆前后,钻孔注水试验的单位长度吸水量对比,检查注浆效果。注浆后单位长度吸水量应小于注浆前吸水量的3~5%,且不存在明显漏水现象。

③钻孔检查,检查孔数为5%,根据取芯浆液充填情况直观判断注浆效果。

四、施工注意事项

1.施工前应测定沉降的具体位置。

2.注浆孔应跳孔施钻,不得全部钻孔完成后再注浆,以免空位串浆,增加难度及清孔工作量。注浆孔施工应先两侧后中间,保证注浆质量。

3.注浆过程中做好注浆记录,详细记录注浆量、注浆压力、注浆时间、地面状况等情况。

整理出注浆量、注浆压力、注浆时间曲线图。

4.注浆全过程应做好技术资料和基础数据记录、整理、分析工作。

5.厂房内作业,钻探人员应对地下管网进行了解,避免造成不必要的损失。

6.注浆过程注意环境保护,及时清理浆液污染物。一般整理好场坪后,应在注浆场坪四周修好临时排水设施.

7.注浆结束后及时采用水泥砂浆或C25砼将注浆孔封填饱满至孔口。

五、施工中易出现问题的处理

(1)、注浆过程中,发现冒浆、漏浆时,应根据具体情况采用表面封堵、添加速凝剂、低压泵送、浓浆、限流、间歇注浆等方法进行处理;

(2)、注浆过程中发现串浆时,如串浆孔具备注浆条件,可以同时进行注浆,应一泵注一孔,否则应将串浆孔用塞塞住,待注浆孔注浆结束后,串浆孔再进行扫孔,而后进行钻进和补浆;

(3)、注浆工作必须持续,若因故中断可按以下原则进行处理:应及早恢复注浆,否则应立即冲洗钻孔,而后恢复注浆,若无法冲洗或冲洗无效,则应进行扫孔而后注浆;

①恢复注浆时应使用开注比级的水泥浆进行灌注,如注入率与中断前的相近,即可用中断前比级的水泥浆继续进行灌注;如注入率与中断前的减少较少则浆液应逐级加浓继续灌注;

②恢复注浆后,如注入率较中断前减少较多且在短时间内停止吸浆,应采取补救措施,如加大临近孔的注浆压力或加孔。

六、施工质量控制及检验

6.1、应分期分批供应满足设计要求的水泥和外加剂等材料,并及时检查验收,做好保管与发放使用工作。所用水泥及中砂等所有施工材料必须通过试验是检验合格及通过监理工程师报检合格之后,方可用于施工。

检验数量:同一产地、品种、规格的水泥和外加剂,每100t为一批,当不足100t时也按一批计。每批抽样1组。

检验方法:检查产品质量证明文件及抽样检查。

6.2注浆前后,钻孔注水试验的单位长度吸水量对比,检查注浆效果。注浆后单位长度

吸水量应小于注浆前吸水量的3~5%,且不存在明显漏水现象。

七、安全措施

7.1施工机械安全保证措施

各种机械操作人员和车辆取得操作合格证,不准将机械设备交给无本机操作证的人员操作,对机械操作人员要建立档案,专人管理。

操作人员按照机械说明规定,严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察、工作后的检查保养制度。

保持机械操作室整洁,严禁存放易燃易爆物品。不得酒后操作机械,机械不带病运转、超负荷运转。

7.2施工现场安全用电措施

现场移动式电器设备使用橡皮绝缘电缆,横过通道时穿管埋地敷设。

配电箱、开关箱使用标准电箱,电箱内开关电器必须完整无损,接线正确,电箱内设置漏电保护器,选用合理的额定漏电动作电流进行分级匹配。配电箱设总熔丝、分开关,动力和照明分别设置。金属外壳电箱作接地或接零保护。开关箱与用电设备实行一机一闸保险。

7.3施工现场其他安全措施

7.3.1施工现场机械设备应听从指挥,统一调配,进入施工现场人员必须配戴安全帽。

7.3.2作业现场必须设置安全警示标志,并佩戴安全帽

7.3.3工程开工前必须逐级进行安全技术交底,其交底内容必须有针对性,并做好记录。

7.3.4保持施工机械整洁。

八、文明施工

施工现场应做到文明施工,具体如下:

8.1机械、机具、场地、材料规划布置,做到井然有序。

8.2现场人员应穿工作服,不得穿拖鞋、赤脚、赤膊上工地。