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岩溶注浆工艺岩溶注浆工艺是一种针对岩溶(喀斯特)地质条件下进行地基加固和防渗处理的工程技术。岩溶地区由于地下溶洞、裂隙发育,易引发地面塌陷、基础沉降等地质灾害,因此在工程建设中常采用注浆工艺对不良地质体进行加固处理。
该工艺的基本原理是通过钻孔将浆液注入岩溶发育的地层中,填充溶洞、裂隙及软弱夹层,以提高地基承载力、减少渗透性、防止地下水侵蚀,并增强岩体的整体性和稳定性。常用的浆液材料包括水泥浆、水泥水玻璃双液浆、化学浆液等,根据工程要求和地质条件选择合适的浆液类型及配比。
岩溶注浆施工主要包括以下几个步骤:一是勘察设计阶段,通过地质勘探明确溶洞分布、规模及连通情况;二是布孔与钻孔,按设计布置注浆孔位并钻至目标深度;三是注浆施工某建筑工程公司安全技术交底文件汇编,采用压力注浆设备将浆液压入岩溶空隙中;四是监测与评估,通过注浆压力、流量及抬升量等参数控制施工质量,并进行效果检测。
岩溶注浆广泛应用于公路、铁路、桥梁、隧道及建筑工程中,尤其适用于复杂岩溶地区的地基处理。其优点在于适应性强、施工灵活、加固效果显著,能有效提升工程安全性与耐久性,是解决岩溶地质问题的重要手段之一。
(1)1#桩群在浇筑20小时后进行“软截桩”。
(2)2#、3#桩群“硬截桩”: 4月6日
(1)单桩低应变动力检测:4月21日
(2)试件抗压强度检测:4月25日—27日
(3)现场钻芯取样: 5月2日—3日
本次试桩主要人员安排情况如下:
第二章 C15混凝土配合比设计
混凝土的强度等级采用C15普通混凝土,坍落度要求:泵送混凝土控制在160~200mm,外加剂、粉煤灰,均符合相关的标准及设计要求。泵送混凝土采用搅拌站搅拌混凝土,采取如下3种配合比,每个桩群采用1种配合比:
第三章 试桩工艺及流程
根据中铁八局CFG桩施工经验总结会情况的介绍,本次试桩全部采用了长螺旋成孔芯管内泵压混凝土成桩的施工工艺。
1、钻机就位:钻机就位后,使钻杆垂直对准桩位中心,确保桩位偏差≤5cm,确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。采用在钻架上挂垂球的方法,在钻架上刻上明显的对照位置线,每根桩施工前都有专人进行桩位对中及垂直度检查,满足要求后,方可开钻。
2、混凝土搅拌:混凝土搅拌按配合比进行配料。每盘料搅拌时间按照普通混凝土的搅拌时间进行控制,控制在60~120s,塌落度控制在160mm~200mm。具体搅拌时间由搅拌站集中控制室进行控制,并在电脑中有详细记录。
3、钻进成孔:钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及地面时,启动马达钻进。先慢后快,同时检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中,发现钻杆摇晃或难钻时,放慢进尺,防止桩孔偏斜、钻杆位移、钻具损坏等。根据钻机塔身上的进尺标记,成孔到达设计标高,并确保已入相对硬层不少于2.0m时,停止钻进。
4、地质复核:在施工前先在规划好的断面位置进行地质复核,并进行详细记录绘制成地质柱状图,作为施工参考;本次试桩将第一个孔进行地质复核,作为本次CFG桩试桩施工的依据。在钻进时,记录每米电流变化并记录电流突变位置的电流值,作为地质复核情况的参考。
5、灌注及拔管:钻孔至设计标高后,停止钻进,开始混凝土灌注,每根桩的投料量应不少于设计灌注量,钻杆芯管充满混凝土后开始拔管,压灌混凝土时一次提钻高度小于25cm,提管速率控制为2.0—2.5m/min,施工桩顶高程高出设计高程50cm,灌注成桩完成后,桩顶盖土封顶予以保护。在灌注混凝土时,对于混凝土的控制采用记录泵压次数的办法,对于同一种型号的输送泵每次输送量基本上是一个固定值,根据泵压次数来计量混凝土的投料量。
6、移机:上一根桩施工完毕,钻机头进行保护,移位,进行下一根桩的施工。
7、现场试验:对于每盘混凝土,试验人员都要进行坍落度的检测,合格后方可进行混凝土的投料,在成桩过程中抽样做混凝土试块,每台班做1组试块,测定其28天抗压强度。
8、截桩头:规范中明确要求,CFG桩顶端浮浆应清除干净,直至露出新鲜混凝土面,且截桩过程中,不得造成桩顶设计标高以下的桩体断裂和扰动桩间土。为了比较截桩时机对桩身混凝土质量的影响,本次试桩1号桩群进行了“软截桩”。其他桩头在浇注完混凝土7天后进行“硬截桩”。
9、试桩检测情况:试桩完成后,应进行无损低应变检测和钻芯取样检测以验证成桩质量;成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验,以确定设计参数。
1、应选用技术先进、性能稳定的施工设备。针对本试验段的地质条件,长螺旋芯管内泵送混凝土具有工效高、成孔质量控制等优点,应优先选用。
2、确保桩长达到设计要求的控制要点:
(1)做CFG加密探测桩
每个地段正式施工前,必须按规范要求做CFG加密探测桩,按每1m进行取土样,通过土样与设计地质情况进行比较;
当钻进硬层后,钻进速度缓慢,机具晃动很剧烈;
施工前,通过设计中的横断面图和纵断面图确定每根桩的设计桩长,在钻进过程中,以设计桩底标高为控制点,通过钻机上的刻录线判断其钻进深度,与设计桩长比较;
(4)混凝土方量的控制
灌注砼的过程中,通过拖泵的次数,确定每根桩的实际混凝土用量,计算出实际的桩长,与设计桩长进行比较。
3、确保CFG桩实际桩长进行硬底层的检测应以加密探测桩及土样鉴别控制为主,以电流梯度值及突变值为辅,结合操作者的实际经验予以判断。
4、施工前必须通过精确测量放样确保桩位满足设计要求,在桩位对位过程中确保桩位偏差≤5cm;
5、桩身强度控制措施:
(1)对混凝土的搅拌时间进行控制:严格按配合比进行配料,每盘料搅拌时间控制在60~120s,塌落度控制在160mm~200mm;
(2)运输至施工现场的混凝土必须重新进行塌落度的检测,确保塌落度仍控制在160mm—200mm之间;
(3)控制提杆速率:压灌混凝土时一次提钻高度小于25cm,提管速率控制为2.0—2.5m/min。
第四章 试验检测情况
4月21—22日我们委托中铁十一局集团有限公司工程检测中心对所做的14根CFG桩进行了低应变检测,检验结论:本次检验的14根基桩,质量等级评定均为Ⅰ类桩。详见附件“检验报告”。
二、现场钻芯取样检测:
5月2日—3日,我们委托武汉理工大工程结构检测中心对现场的桩基进行了钻芯取样工作,具体取样情况如下:
1、1号桩群(1—4#桩):取芯桩基为2#(1m、3m、5m处),检测混凝土强度为:14.2MPa;
2、2号桩群(5—8#桩):取芯桩基为6#(1m、3m、5m处),检测混凝土强度为:15.1MPa;
3、3号桩群(9—12#桩):取芯桩基为12#(1m、3m、5m处),检测混凝土强度为:18.5MPa;
详见附件“钻芯法检测混凝土强度检验收报告”。
三、试件抗压强度检测:
我们分别对CFG桩试件的7d和28d现场强度和标养强度进行了检测,具体数据如下:
详见附件“配合比选定报告”和“检查试件抗压强度试验报告”。
第五章 初步分析与结论
一、地质复核情况比较:
通过对“CFG地质复核桩施工记录表”的分析,地质复核情况如下表:
通过比较,该岩土层情况与设计地质情况相吻合。
二、对试验强度的分析比较
1、28天的现场养护强度与取芯的结果比较:
通过对以上数据的分析,我们可以看出取芯的强度比28d现场强度要低6.2—7.5MPa,强度百分比范围为:66.8%—74.9%。
2、28天的标准养护强度与取芯的结果比较:
通过对以上数据的分析,我们可以看出取芯的强度比28d标准养护强度要低8.0MPa左右,强度百分比范围为:64.8%—69.8%。
3、7d的标养强度与28d的标养强度比较:
通过对以上数据的分析,我们可以看出水泥用量越大,7d标养强度与28d标养强度的差值越大,从8.7—15.5MPa,单个配合比的强度百分比范围为:41.5%—49.4%。
4、7d的现场强度与28d的现场强度比较:
通过对以上数据的分析,我们可以看出水泥用量越大,7d现场强度比28d现场强度要低8.6—10.4MPa不等,强度百分比范围为:57.8%—61.9%。
三、软硬截桩的分析比较:
本次试桩过程中,1号桩群(1—4#桩基,其中2#桩基进行了钻芯取样)采用了“软截桩”,2号桩群(5—8#桩基,其中6#桩基进行了钻芯取样)、3号(9—12#桩基,其中12#桩基进行了钻芯取样)在浇注完混凝土后7d进行的截桩,定义为“硬截桩”。
从3份“钻芯法检测混凝土强度检验报告”中,我们可以看出,2#桩基在1.0m处的抗压强度只有8.2MPa,与3.0m处的抗压强度14.2MPa相差较大,试验报告在备注栏中说明:在0.8米至1米处胶结较差,见有少量碎块。其他2份试验报告中没有此情况。
参加会审人员19人,名单如下:
吴春林 中国建筑科学研究院地基基础研究所研究员、副总经理
肖大平 中国建筑科学研究院地基基础研究所博士、高工、经理
关泽宁 沈铁监理联合体JL1标监理站副总监、高工、
中铁黑龙江监理公司赤壁分站站长
赵文经 沈铁监理联合体JL1标监理站技术顾问、高工
周华兴 中铁黑龙江监理公司赤壁分站监理工程师
孙盛东 中铁黑龙江监理公司赤壁分站监理工程师
db32∕t 4510-2023 工程结构动力特性及动力响应检测技术规程伍 林 中铁十一局集团副总工程师、常务副经理兼总工、高工
张旭东 中铁十一局集团工程管理部部长、高工
崔力波 中铁十一局武广Ⅰ标经理部副总工兼工程部长、高工
袁步德 中铁十一局武广Ⅰ标经理部副总工、高工
刘国雄 中铁十一局武广Ⅰ标经理部路基工程师、高工
陈林生 中铁十一局武广Ⅰ标一公司项目部总工、高工
李晓波 中铁十一局武广Ⅰ标一公司项目部工程部长、工程师
t/sdiot 006-2018 校园智慧消防指南晏 林 中铁十一局武广Ⅰ标一公司项目部试验工程师
阿 轲 中铁十一局武广Ⅰ标二公司项目部工程部长、工程师