土钉墙与注浆技术.doc

土钉墙与注浆技术

路堤灌浆技术
摘自《中南公路工程》2001.3《灌浆法在高路堤稳定中的应用》
由于浆液的扩散能力与灌浆压力的大小有关，而压力主要取决于路基的密实度、强度和初始应力。钻孔深度、灌浆位置和灌浆液在地下流动的形式是：当灌浆压力较低时，路基填料的渗透性较好，水泥浆在中等浓度的情况下以渗流的方式渗入路基的孔隙。这种方式可以认为路基原结构未受扰动和破坏，灌浆量及浆液半径常用渗流理论求解。当压力逐渐加大，其他条件不变时，浆液的流动由层流转变为紊流，在紊流条件下的灌浆量与浆液扩散半径常用紊流理论求解。上述两种情况称为渗入注浆法，适用于碎石土、沙卵土夯填料的路基。在拈性土夯填的路基渗透性很小，渗入法灌浆难以达到预期目的，需要采用劈裂性灌浆。第三种灌浆法是压密灌浆法。通过钻孔向土中灌入极浓的浆液，使注浆附近土体压密而形成浆泡。初始灌浆压力沿径向扩散，随着浆泡的扩大，便会产生较大的上抬力。一般情况下都会使用两种或两种以上的灌浆方法，才能形成渗透-充填-置换-复合防渗补强的地基。
浆液配比大致为：水:料=1:（0.8-1.0）,水泥:粉煤灰=1:1。浆液的扩散半径按下式计算：

如果R>r，则:
式中：t为凝固时间，s；k为渗透系数，cm/s；n为空隙率，%；h为注浆压力，Pa；β为水与浆液之间的黏度比；R为浆液扩散半径，cm；r为灌浆孔半径，cm。
灌浆量计算：
式中：Q为灌浆量，n为孔隙率，%；a为灌入充填率，%；V为加固土体积，m3;B为损失系数，%。
灌浆法施工应用
施工程序为：布孔-钻机选型-下注浆花管-灌注施工。灌浆压力和浆液浓度是保证灌浆质量的重要因素。灌浆结束应以设计的终孔压力和平均单孔注浆量为双重控制标准。单孔灌浆量=排距×孔距×孔深×填土孔隙率。
钻机采用GY-50-1型钻机，合金钻头φ75mm无泵回旋钻进。钻孔主要布置在地面可以看到裂缝的部位，裂缝中保持孔距4m左右。成孔深度椐孔内取芯决定。当取芯较完整无裂隙发育时，即终孔。一般要保持孔深1m左右。为保证灌浆反力，须在孔口以水泥浆埋管，埋管深度以不遮蔽裂缝为原则。少数裂缝分布较浅，采用棉纱、纤维等在孔口堵塞。在浆池中配制水泥浆，采用容积法控制用水量，加入适量水泥后用BW-250型泵冲搅均匀。开始水灰比控制在1.2:1左右，然后调剂到0.8:1进行正常灌注。灌注前在孔内注入清水，防止裂缝堵塞；当灌注压力大于0.25MPa或地面裂缝溢浆时停止灌浆.当孔内或裂缝中浆液下泄,要及时补浆直至不再下泄,保证裂缝中充满水泥浆。干法成孔使用通长螺旋钻杆成孔，适用于均质的残积土地层。湿法成孔使用泥浆护壁钻进成孔，适用于地质情况复杂、地下水较丰富以及在软土地层成孔等。摘自《中南公路工程》1998.1《路基边坡风化与防护》
灌浆法只适用于无地下水，或虽有地下水，但是对水泥不发生浸蚀作用，且流量不大的破碎层中。用于灌浆的水泥应加以选择：
当破碎岩中无地下水，或者虽有地下水，但是不含有害杂质时，宜选用硅酸盐水泥；
当破碎岩中有地下水，且水中含有溶解的Ca++，Mg++的量不大（<4mg/l）时，宜选用火山灰质水泥或者矿渣水泥；
当地下水含有硫酸盐时，宜选用抗硫酸盐水泥（即铝酸三钙低于5%的硅酸盐水泥）。

土钉系统
摘自《中南公路工程》2001.3《土钉挡土技术》
土钉:
最常用的土钉类型是钻孔注浆钉,还有把角钢\圆钢或钢管用振动冲击钻或液压棰直接击入土中的击入钉;用端部密封\周围钻孔注浆的花管锚管作为土钉的注浆击入钉,用高频击入锤把注浆管击入土中从端部20mpa压力注浆的的高压喷射注浆击入钉。
土钉的施工程序为成孔、置入钢筋、注浆、补浆。为了保证钢筋处于孔的中心位置，沿杆体长每隔2-3m设对中支架。土钉钢筋一般为φ25-35mm，锚孔为φ75-150mm。为了使土钉与喷射混凝土面层较好联结。常把土钉外端作成螺纹，通过螺母、楔形垫圈和方形钢垫板与面层连接。
面层
土钉支护的面层通常用50-80mm厚的钢筋网喷混做成，钢筋直径6-8mm，网格尺寸200-300mm。由于喷混层不是主要受力部件，喷混层不需要很厚，可以用预制混凝土板拼接。永久工程的喷混层厚度至少150-250mm，分两次喷成，也可以在第一次喷混层基础上现浇一层混凝土。
排水系统
为了防止地表水渗透对面层产生压力和侵蚀，防止土的强度和黏结力降低，施工前应在地面设置排水沟，或设置混凝土地面；坡面上从上到下设置浅表排水管排除面层背后的渗透水。根据情况还可以设置深部排水系统。永久工程可在面层背后用土工织物做成竖向排水通道，或者设置带孔的竖向排水管。
稳定性分析
目前土钉墙结构设计主要包括整体稳定性分析和局部稳定性分析两项内容。整体稳定性分析是在极限平衡状态下，由力或力矩平衡求取对应于某一滑动面的