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1、水平旋喷桩在深圳地铁大—科区间流塑状粘性土中的应用论文.freel,埋深10～19m,分左右2条单线隧道,线间距13.2～17.2m。其中SK3+210～SK3+315段通过不良地质,该段埋深15～17m,上覆素填土、粉质粘土、砾砂层、砾质粘性土、流塑状粘性土,其中流塑状粘性土侵入隧道断面3～6m。该地段土体自稳能力极差,.freel水泥用量仅为100～150kg,施工速度比大管棚或深孔注浆提高2倍～3倍,周期缩短。(4)效果好具有提高复合土体强度、防渗、抗滑、预支撑等多重效果。3水平旋喷桩超前
2、预加固方案通过室内模拟试验、现场试验、理论分析以及专家意见,确定了在大—科区间流塑状粘性土地段采用“周边单层咬合水平旋喷桩加固为主,特别困难地段双层以小导管注浆为辅,工作面采用间隔水平旋喷桩”的超前预加固方案。(1)加固范围采用SIR2000型地质雷达(美国GSSI公司)、工作面素描和洛阳铲相结合的方法,对开挖面前方地质进行超前预报,根据预报结果结合地层界线确定周边水平旋喷桩预加固范围。一般情况下拱部150°范围,对于流塑状粘性土侵入隧道下部的加固范围适当调整至180°～270°。工作面加固范围
3、为开挖面上台阶核心土及弧形导坑内缘(图1、图2)。图1水平旋喷桩加固示意(纵断面)(单位:m)图2水平旋喷桩加固示意(横断面)(单位:m)(2)主要设计参数周边旋喷加固体的直径为500mm,孔深15m,考虑不设扩大工作室,为减少周边破桩工作量,桩尾3.0m范围只成孔,不旋喷成桩,实际成桩长度12m。纵向搭接长度1.5m,环向间距在开孔处0.33m,终孔处0.4m,外插角5°～8°(视地质及线路坡度调整),相邻加固体咬合厚度大于10cm。施工一循环旋喷桩,开挖初支进尺10.5m。为减少前方土体滑移
4、引起工作面失稳,加剧结构变形和地表沉降,工作面亦设置水平旋喷桩,桩间距1～1.5m,桩长L=L1+L2+H×tan(45°-φ/2)=14.3m,取15m(L1为循环长度10.5m;L2为锚固长度2m;H为上台阶开挖高度3m;φ为内摩擦角15°)。周边小导管注浆间距为0.33～0.4m,l=3.5m,纵向搭接不小于2.0m。设置在相邻旋喷桩加固体的咬合处,浆液采用CS双液浆,水灰比为0.8∶1,体积比1∶1,水玻璃15～20Be′。4各工序技术要点(1)施工参数①钻杆钻进速度:0.25～0.35
5、m/min;②钻杆(轴)的转速:70～120r/min;③水泥浆配合比:mC∶mPa。(2)施工准备封闭上台阶和下台阶工作面,喷混凝土厚度不小于20cm,精确测量中线、水平,搭设工作平台,平台上铺设竹夹板和枕木,将钻机、高压泵及其他机具一字排列就位。设置临时边沟及废浆池。(3)浆液配制浆液严格按设计配合比配制,充分拌和均匀,拌和时间不少于3min,水泥浆从搅拌机倒入贮浆桶前要经筛过滤,以防出浆口堵塞。(4)钻孔及旋喷按照“先周边,后工作面”顺序进行旋喷施工,周边按照每次间隔1个,孔位从下到上,左
6、、右交替进行。跳跃式成桩,两边强度平衡,可以减少因钻杆偏移造成桩间咬合率低的问题。按设计外插角,分孔计算每根桩的偏角和仰角,利用三维坐标,使钻机精确定位。开孔时慢进,钻至1m后,按正常速度钻至设计深度;当浆液从喷嘴喷出并达设计压力后开始旋喷,桩前端原地旋喷不少于30s。为保证桩径和桩间咬合,弥补目前国内水平钻旋喷作业退进速度快的不足,采用复喷工艺(即退1次,进1次,再退1次,共计3次旋喷作业),复喷的次数越多,固结体的增径效果越好,咬合率越高。桩前端受外插角的影响,为确保加固效果,前端旋喷时加大
7、压力或降低喷嘴的旋转提升速度。当旋喷至孔口3m时停止,并立即退出钻杆,用棉纱塞堵孔口,以防浆液外泄。旋喷完毕后及时清洗管路和机械,废浆外运。(5)冒浆处理工艺在旋喷过程中,往往有一定数量的土颗粒随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出,通过对冒浆的观察,可以及时了解地层状况,判断旋喷的大致效果和评定旋喷参数的合理性等。根据经验,冒浆量小于注浆量20%～30%为正常现象,超过30%或完全不冒浆时,应查明原因及时采取措施。旋喷流量不变而压力突然下降时,应检查各部位的泄漏情况,必要时拔出注浆管,检查密封性能。
8、出现不冒浆或断续冒浆时,若系土质松散则视为正常现象,可适当进行复喷;若系附近有空洞,则应不提升注浆管,继续注浆直至冒浆为止,或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆至冒浆为止,或采用速凝浆液,使浆液在注浆管附近凝固。冒浆量过大主要原因是有效喷射范围内注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量,可采用提高喷射压力(喷浆量不变)或适当缩小喷嘴直径(喷射压力不变),加快提升和旋转速度等措施。5旋喷加固效果(1)在大—科区间先后进行了4次现场试验,旋喷固结体的直径最小40cm,最大可达70cm,平均值满足设计要求(地层越
