李學(xué)武
(廣東晶通公路工程建設(shè)集團有限公司,廣東 廣州 510635)
工點分布地層主要有;第四系殘坡積(Qel+dl)粘土及亞粘土,石炭系中上統(tǒng)壺天群(C2+3ht)白云巖,石炭系下統(tǒng)測水組(C1dc)煤系地層,病害主要發(fā)生在該地層中,該地層從上至下,有砂頁巖、炭質(zhì)頁巖夾煤、炭質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r四大層。其中炭質(zhì)頁巖(泥巖)夾煤層,一般厚5-19.0m,最大厚度數(shù)24.5m。
工點范圍內(nèi)主要發(fā)育與區(qū)域性的芙蓉山一龍歸斷裂走向相近的 F1、F2、F3、F4 四條斷層,斷層走向與芙蓉山-龍歸向斜軸向一致。由于受斷層擠壓,巖層破碎,尤其是煤系地層揉皺,褶曲嚴(yán)重,炭質(zhì)灰?guī)r及白云巖裂隙十分發(fā)育,其中尤以F2、F3之間地層擠壓破碎最為嚴(yán)重。
一、二、三級設(shè)置鋼花管注漿,鋼花管間距2.5m×3.0m,共兩排鋼花管,鉆孔孔深12m,孔徑130mm,花管用φ90 鋼管制作。
鋼花(錨)管注漿注漿采用純水泥漿,用P.O42.5R 普通硅酸鹽水泥,二次劈裂注漿,壓力1~3Mpa,水灰比0.7~0.8??蚣芰豪唛g距為5.4×4.0m,截面均為0.3×0.3m,用C25 砼灌注。
框架頂橫梁以上,底橫梁以下,采用厚30cm M7.5 漿砌片石嵌邊??蚣軆?nèi)采用三維網(wǎng)植草。
鉆孔方法:采用YQ100B 潛孔鉆機、干鉆法施工,鋼花管成孔孔徑φ130mm,孔深12m;鋼錨管成孔孔徑φ90mm,孔深12m。
鉆孔過程中,要做到“一聽、二看、三記錄”原則。一聽:根據(jù)潛孔錘在地層下沖擊時發(fā)生的聲音,分析地質(zhì)情況;二看:根據(jù)吹出來的巖塵樣,分析巖層變化情況,決定操作進度快慢、進給壓力的大??;三記:及時做好孔位編號、鉆孔時間、回次、進尺的深度,地質(zhì)、水文情況。
鉆孔施工中遇到的特殊情況及處理方法:鉆孔過程中,如遇到嚴(yán)重的地下水,應(yīng)先采取仰孔排水后鉆孔。
若遇到破碎帶,破碎塊石卡鉆,淺層時可用鋼筋鉤子將破碎塊石慢慢鉤出來,繼續(xù)鉆進成孔。
若遇到裂隙出現(xiàn)跑風(fēng)現(xiàn)象時應(yīng)對該孔進行注漿處理,待漿體凝固并達到70%強度后,重新開孔。
若遇高液限粘土層,換“三葉”鉆頭。
鋼花(錨)管規(guī)格:鋼花管及鋼錨桿分別選用Φ90mm×5mm(壁厚)和Φ60mm×4mm(壁厚)無縫鋼管。
鋼花管及鋼錨管按相同要求加工:a.鋼花管孔眼具體布設(shè)為:從管口以下0.5m 范圍內(nèi)不打眼,管底以上0.3m 不打眼,其余部分螺旋式鉆眼??紤]到盡量減少對鋼管強度的影響,用臺鉆螺旋式鉆孔,鉆孔直徑6mm,孔步距200mm,孔步高94mm,每一截面布一孔。鋼管鉆眼后,用塑料膠帶封住,保證在第一次常壓注漿時不漏漿,膠帶需位于眼位正中處,兩側(cè)盡量少,以便水泥漿與鋼管盡量多的粘接,同時又要保證下管時膠帶不破損。封好膠帶后,在運至孔位時,應(yīng)抬起,不得在地上拖拉擦傷鋼錨管膠帶。b.鋼管每節(jié)長3~4m,采用絲扣連接,下管時用管箍接管。c.為保證鋼花管安放在鉆孔中間,確保鋼花管有足夠保護層,自下而上每隔3~4m 焊一組對中架,對中架用φ18~φ20 鋼筋箍焊于鋼花管外壁。d.最下一節(jié)鋼花管末端焊接一厚5mm,直徑與鋼管外徑相等的封端鋼板,鋼板中心留一Φ20mm~Φ22mm 的圓形孔,再在鋼板底焊Φ20mm 鋼筋制作的U型托架,避免鋼花管的端頭直接插入孔底銹蝕,尖端刷防銹漆進行防銹處理。
注漿管。第一次注漿管采用φ20PVC 管,一次性使用;第二次劈裂注漿管采用6 分鍍鋅管,壁厚2~2.5mm,長2m 一節(jié),兩端加工絲扣以便上下提升,注漿管時用管箍接管及拆卸。
注漿工藝。壓漿是保證鋼花管加固效果的關(guān)鍵工序之一。高質(zhì)量的注漿,取決于正確選用水灰比及注漿壓力,漿液配合比的合理性直接影響著漿體的強度、滲透能力及灌漿的難易程度(可灌性)。由于本區(qū)段土層孔隙比較小,進行二次劈裂注漿是十分必要的。采用高壓灌漿,可使?jié){液受阻后向土體擴散,增加漿體擴散半徑,改變土的工程性能,提高土體強度,從而提高土的摩阻力,提高土體的抗滑性。根據(jù)設(shè)計要求和現(xiàn)場試驗,采用自孔底反向二次劈裂注漿技術(shù),較為合理漿液配比為0.7:1,注漿工藝控制按注漿壓力為1~3Mpa 或水泥用量250~300kg/m 雙控。水泥采用P.o42.5R 普通硅酸鹽水泥。
鋼花管的下管安裝。鉆孔成孔后,在最下一節(jié)鋼花(錨)管內(nèi)套裝第一次注漿管(φ20PVC管),然后下管安裝,操作程序如下:將注漿管的上端從鋼錨管管底圓孔中穿入,從鋼錨管上口穿出。注漿管下端從鋼錨管外留10cm長,用膠帶封好出口并用鐵絲將注漿管末端固定在U型托架上。用人工吊裝最下端一節(jié)鋼花管入孔,上端留出0.3~0.5m管頭,用管箍箍緊鋼管頂,接著下入第二、三節(jié)鋼管,兩節(jié)之間外加絲扣鋼管連接。下管過程中注意不要碰壞鋼管外的膠帶。鋼錨管注漿采用第一次靜壓漿和第二次分段劈裂注漿法。
A、鋼錨管入孔后進行第一次注漿。第一次注漿是漿液通過PVC管進行常壓注漿,注漿管從孔底自下而上反向壓漿,將孔底殘留的碎碴壓出孔外,當(dāng)孔口流出漿液約10~15秒后,可停止注漿。第一次注漿完成后,立即進行封處理。
B、第二次分段劈裂注漿
當(dāng)?shù)谝淮巫{后漿強度達到5Mpa 或第一次注漿后約12小時水泥漿初凝即進行第二次注漿,第二次注漿是將注漿管下到鋼花管管底按分段要求自下而上進行劈裂注漿。采用水灰比0.7~0.8,劈裂壓力2MPa左右。
把好鋼花管加工制作質(zhì)量關(guān),鋼管鉆孔一定用臺鉆鉆眼孔,嚴(yán)格按設(shè)計的孔步距和孔步高螺旋式鉆眼,保證每一截面只有一個孔,不削弱鋼管的強度。鋼花管管壁焊對中架,保證鋼管能安放在鉆孔正中,同是也確保第一次注漿能使鋼花管管壁形成足夠保護層。
鋼花管的最末端焊接厚度5mm 的鋼板,并焊上U型托架鋼筋。其作用是:①方便下管安裝;②避免第一次注漿管堵塞;③避免鋼管插入孔底銹蝕。
調(diào)整各孔鋼花管接頭,使同一截面鋼花管接頭不超過50%。嚴(yán)格控制配合比,水和水泥必須秤量,水泥漿要攪拌均勻,保證攪拌時間。不得隨意變更漿液濃度、膠凝時間。注漿時一定保證注漿的壓力和孔口的壓力,確保劈裂注漿效果。盡量縮短泵送的長度,減少壓力損耗。試驗選定的雙液配比和深度進行封孔,保證封孔的質(zhì)量??刂坪玫诙闻炎{的時間,以保證劈裂注漿效果。
注漿時注意觀察注漿泵及孔口壓力值的變化及注漿量的變化,可能出現(xiàn)幾種情況及處理辦法:A、當(dāng)注漿壓力發(fā)生驟降,吸漿量迅速減少和不吸漿,此時應(yīng)檢查吸漿籠頭或吸漿口球閥是否被堵。B、當(dāng)泵壓突增,而孔口壓力升壓很慢或不升壓,吸漿能力降低或停止,檢查輸漿管是否堵塞。C、當(dāng)壓力突然減少,注漿量突增,注漿孔無法注滿時,可能有土洞或遇有大裂隙,此時注意觀察周圍邊坡附近有無跑漿、漏漿,防止?jié){液向地表滲出。遇此情況可采取如下措施進行處理:①在漿液中加入速凝劑,如在漿液中加入水泥重量2%的氯化鈣。②調(diào)整注漿壓力,調(diào)整水灰比,增加漿液稠度。③采取間隙注漿法。
每注完一次漿,一定要注意清洗注漿管,保持注漿管暢通。
灌漿技術(shù)加固高邊坡,在技術(shù)上是可行的,在施工質(zhì)量和處理效果上是有效的,對其穩(wěn)定性將得到較大的提高。灌漿技術(shù)的關(guān)鍵是灌漿壓力的選擇和控制、二次劈裂時間、漿材配比和灌漿工藝。灌漿參數(shù)的選擇是一個復(fù)雜的問題,只有通過現(xiàn)場試驗才能切實地確定。
[1]成萬更.鋼花管注漿法在高速公路路基處治中的應(yīng)用[J].寧波大學(xué)學(xué)報.