双重管注浆加固软弱地层试验研究.docx

双重管注浆加固软弱地层试验研究摘要:在某城市地铁车站出入口通道,为检验淤泥质地层中双重管注浆的效果,进行了现场注浆试验,试验中对注浆顺序、扩散半径、不同配比等进行了对比,就注浆对管线影响情况进行了监控,并结合试验结束后的原位试验及室内试验,对注浆效果进行了综合分析和评价.通过试验表明双重管注浆可以达到地层加固的目的,能够满足本工程暗挖施工的需要.关键词:软弱地层;双重管注浆;原位试验在地铁修建过程中面临的诸多问题中的一个突出问题,就是如何修建地铁车站的出入口通道.尤其在我国东部城市的软弱地层中,地铁出入口通道修建面临的主要技术难点是:①若采用传统的明挖法施工,则必须对既有繁忙的道路封交以及对既有各种管线进行搬迁,而在有些道路这样做是不允许的;②若采用暗挖法施工,目前的主要方法是顶管法,而该方法的不灵活性制约了该方法的推广.因此,在东部软弱地层迫切需要引入新的地下通道的建造方法,其中,管棚法是一种有望胜任的工法[1—6],但必须解决其主要的技术难点,就是在东部淤泥质软弱地层中注浆的可行性.为此,在我国东部某城市地铁车站进行现场注浆试验,检验其效果,为管棚法的引入提供技术支持.试验采用双重管注浆技术对加固软弱地层进行研究.双重管双液注浆是一种以改良地层为目的的地基处理技术,其优点在于既可以增加地层的强度又可以达到止水的效果[7—9].现场注浆试验的目的是:检验双重管注浆效果;了解注浆施工对地层以及地中管线的影响情况;确定注浆施工技术参数:注浆压力、注浆速率、浆液配比等.1试验内容试验现场为地铁车站的1号出入口通道,通道下穿东方路,全长约23m.1号出入口通道平面位置如图1所示.工程周边环境较复杂,施工影响范围内有2栋6层混凝土民宅.暗挖段主要管线有Ф2400雨水管和Ф600污水管,这2条管线位于东方路机动车道下.由于东方路为主干道,交通封闭困难,通常的施工方法———明挖法无法实施,设计采用管棚法进行施工.工程场地地基土均属第四纪沉积物,地铁上覆地层分别是填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粘质粉土等,地铁主要通过淤泥质粉质粘土和淤泥质粘土.根据试验目的,利用现有的条件,在车站站厅层预留的1号出入口位置,破除车站已经施作的连续墙,从连续墙向外进行双重管注浆加固土体,注浆孔布置如图2所示.本次试验,土体加固长度取4m.注浆过程中,对影响范围内土体进行严格监测,注浆结束后,进行原位试验、钻孔取样及室内土工试验,了解加固区域的土体强度、变形特性等指标,对注浆加固效果进行评价.为获得注浆过程的详细资料,验证双重管注浆处理软弱地层的效果.在注浆实施阶段,每30min对地表沉降和土体分层沉降测试1次,注浆结束的24h内,每3h测试1次,地层趋于稳定后,每d测试1次.注浆施工结束28d后,采取室内试验和静力触探等手段,对土体加固效果进行评估.2试验条件及过程2.1施工机具钻机:TXU—75A型,可以进行垂直孔、斜孔及水平孔的钻孔及压浆施工,最长钻进50m;压浆泵:SYB—60/60型双液注浆泵,注浆液混合器及测定器具;拌浆桶、灌浆管、阀门、压力表等.2.2注浆参数注浆施工参数,见表1.转贴于2.3注浆工艺双重管注浆工艺如图3所示:钻进时采用清水作为循环液,达到设计深度或位置时,封闭端点进行横向喷射切换.然后用注浆泵分别将2种浆液压入外管和内管,浆液在二重管的端头混合器内混合,通过滤网在水平方向实行喷射,浆液注入地层中,将混合室逐步向上回抽,使加固土体范围扩大[6].本次注浆分5组进行:第1组为周边止水止浆孔,孔中心间距200mm,孔深4m,共50个;第2组为200mm间距布孔区,孔中心间距200mm,孔深4m,共46个;第3组为600mm间距布孔区,孔中心间距600mm,孔深4m,共3个;第4组为300mm间距布孔区,孔中心间距300mm,孔深4m,共9个;第5组为400mm间距布孔区,孔中心间距400mm,孔深4m,共6个.整个注浆过程采用2种水灰比的配比:第1组上半断面注浆时采用了1:1的水灰比;其余注浆均采用0.6:1的水灰比.注浆过程中注浆压力为0.2~0.4MPa.3试验分析3.1地表监测分析双重管注浆过程中,地表监测测点累计隆起量平均值为23.4mm.地表测点D1—D5累计隆起量随时间变化如图4所示.对双重管注浆过程的监测资料分析表明:在注浆过程中,通过严格控制注浆压力、注浆速度和注浆顺序,并根据监测结果及时予以调整,是可以将注浆对地层和地中管线的影响控制在允许范围内.3.2原位试验分析试验结束28d后,在试验场地地表进行了静力触探原位试验,从静力触探结果看,注浆区域(深度3.5~5.5m)的比贯入阻力Ps均在2.0MPa以上,最大值在10.0MPa以上.3.3土工试验分析同时在现场进行钻孔取样,在室内进行土工试验,试验结果见表2.由表2