可控制压密注浆施工工艺 【技术领域】
本发明涉及的是一种地基注浆施工工艺，特别是一种可控制压密注浆施工工艺，属于建筑工程领域。
背景技术
地基注浆加固工艺以其投资规模小、施工设备简单、施工占地面积小、对交通和环境影响小、加固深度易于控制等优点，在土建、市政工程、水利电力、交通能源、隧道地铁和矿井等地下建筑领域得到广泛的应用。特别是城市大深度地下工程的基础加固工程、城市房屋结构和地下掘进机施工的纠偏等，该工艺更具得天独厚的优势。然而，现行注浆设备、材料和检测手段限制了该工艺的全面发展，随着其它地基加固工艺的兴起，地基注浆加固工艺已逐渐失去它的优势和地位。经文献检索发现，程骁、张凤祥编著的《土建注浆施工与效果检测》，同济大学出版社，1998年1月，第17页，该文提到了目前使用最多的双重钻杆过滤管工艺和双层管双栓塞工艺，就这两种工艺而言，较为突出的问题是不能使浆液按设计要求准确地进入预定的加固范围，使注浆的可靠性、置信度受到质疑。还有注浆效果检测、计量技术的局限性和事后性，也是造成注浆加固工艺发展停滞不前的主要原因。
【发明内容】
本发明针对现有的压密注浆技术的不足和缺陷，提供一种可控制压密注浆施工工艺，即采用新型的高压、低流量注浆设备，将一种高粘度、低稠度且不易流动和含砂率高的注浆材料，按设计要求有效地注入加固土体内，挤压周围土体，从而达到增强土体强度和密度、提高地基承载力、纠偏、基础托换等目的。
本发明是由如下的技术方案实施的，具体工艺如下：
(1)将加固设计要求提供给指挥控制系统，确定材料配比、钻孔埋管深度、拔管高度、注浆压力及流量，进行拌浆、输送、注浆和钻孔、埋管、拔管的指挥控制；
(2)拌浆上料系统进行注浆材料拌制工艺；
(3)喂料输送系统将拌制材料输送至注浆系统；
(4)注浆系统进行材料压注工艺；
(5)钻孔、埋管、拔管系统进行钻孔埋管和注浆过程中的拔管工艺；
(6)加固效果检测系统进行注浆过程中的监测和注浆加固后的效果检测工艺。
以下对本发明各步骤和工艺进一步详细描述：
(1)将加固设计要求提供给指挥控制系统，确定材料配比、钻孔埋管深度、拔管高度、注浆压力及流量，进行拌浆、输送、注浆和钻孔、埋管、拔管的指挥控制具体如下：
指挥控制系统是由计算机控制设备、通讯设备和各类参数仪表等组成，根据加固设计要求进行配比设计，然后确定材料配比、钻孔埋管深度、拔管高度、注浆压力及流量，由计算机发出指令，指挥拌浆上料系统进行工作，由通讯设备指挥钻孔、埋管，上述工作完成后，由计算机发出指令，指挥喂料输送系统将注浆材料输送至注浆系统，同时指挥注浆系统进行压注工作，控制系统通过各类参数仪表控制上料系统地各种材料的配比称重、搅拌时间和质量，注浆系统的压力、流量和注浆计量，压注完毕后，反馈指挥控制系统停止压注，然后通知拔管机按设计高度拔管就位，再反馈指挥控制系统发出上述工作顺序的指令，如此循环直至完成注浆。
(2)拌浆上料系统进行注浆材料拌制工艺具体如下：
拌浆上料系统是由6组储料仓、水源、称料装置、送料装置和0.5m3强制式混凝土搅拌机组成，得到指挥控制系统的指令后，按加料顺序分别称重，然后输送至搅拌机进行拌制，搅拌时间为2～3分钟，加料顺序为：粉煤灰—水—膨润土—砂—水泥—外掺剂—减水剂，注浆材料配比重量百分比为：水泥6～30％，粉煤灰21～41％，膨润土4～6％，砂23～30％，水20～23％，减水剂0.55～0.75％，减水剂为聚胺类高分子聚合物，外掺剂0.25～0.35％，外掺剂为萘系缩合物。拌浆完成后，送入喂料输送系统，然后进行下一盘料的拌制，
该配比的坍落度5～8cm，抗压强度R28＝3～4MPa，泌水率1.5％。
(3)喂料输送系统将拌制材料输送至注浆系统具体如下：
喂料输送系统是由螺旋输送式喂料机、输送泵组成，得到指挥控制系统指令后，将拌制的注浆材料输送至注浆系统，输送系统可进行调速、调压和调节流量，满足注浆系统正常工作的要求。短距离输送可直接采用喂料机送料，长距离输送须连接输送泵共同送料。
(4)注浆系统进行材料压注工艺具体如下：
注浆系统是由变量砂浆泵、高压动力站和砂浆计量装置组成，其中计量装置有称重式或记数式二种类型，注浆泵最大压力6MPa、最大流量30升，得到指挥控制系统指令后，将喂料输送系统送来得注浆材料按设计压力、流量压入指定的孔内，并通过计量装置确定实际注浆量，通过监测系统反馈的参数调整注浆压力、流量，直至完成注浆，然后反馈指挥控制系统，进行下一循环的工作。
(5)钻孔、埋管、拔管系统进行钻孔埋管和注浆过程中的拔管工艺具体如下：
钻孔、埋管、拔管系统是由钻机、振动式压入设备、注浆埋管、注浆软管和拔管机组成，采用干取土方式按设计要求钻孔，钻孔直径要小于埋管直径，然后采用震动式压入设备埋管，连接注浆软管，按指挥控制系统指令进行注浆、拔管和再注浆的循环工作，直至完成注浆、拔管和清管等工作，每次拔管高度为0.5～2m。
(6)加固效果检测系统进行注浆过程中的监测和注浆加固后的效果检测工艺具体如下：
加固效果检测系统是由事中监测和事后检测两部分组成。事中监测系统有各类参数仪表、土体水平和竖向位移、土压力、孔隙水压力和水位观察等内容，事中监测是在注浆过程中进行，事后检测有旁压计、静力触探仪、十字板剪切仪、超声波密度检测仪和钻孔取样等内容，事后检测是在注浆完成和养护期后进行。
本发明具有实质性特点和显著进步，针对性强，适用于不同软弱地基加固、纠偏和基础托换，在原有地基压密注浆加固的基础上进行了完善，通过对注浆工艺、注浆设备、注浆材料和效果检测等技术的改进，解决了原施工工艺的不足和缺陷。
【具体实施方式】
以某地铁车站基坑加固施工工艺为例，该基坑长268m，宽14.6m，地下二层，埋深15m，采用双层两跨结构。围护结构采用钢筋混凝土地下连续墙结构，埋深28m。基坑西端头井开挖深度14.57m，中部开挖深度12.72m，东端头井开挖深度14.47m。基坑底部处于灰色淤泥质粘土和灰色粘土中。
为了提高基坑底部的土体强度和基床系数，增强坑底脚趾稳定和围护结构的刚度，减少基坑围护变形和坑外土体变形，基坑坑底采用CCG控制压密注浆加固，即基坑东西端头井采用坑底满堂加固、中间标准段采用间隔抽条加固的施工方法。根据设计要求地基加固后的允许承载力为1.2MPa，基床系数为15000。本案设计CCG注浆形成的柱状注浆体直径为Φ600mm，桩长4m。西端头井注浆孔数184个、东端头井注浆孔数200个、中部注浆孔数计760个(抽条数为19条，每条平均孔数40个)；另连续墙外侧设计注浆孔数60个，柱状注浆体直径为Φ600mm，桩长16.8m。总计注浆量为1578.04m3。
加固顺序：先进行东、西端头井坑底加固施工，然后从两头向中间标准段进行逐条加固。
辅助技术：在加固区域每50m2设置一个喷射井点，以便将注浆加固土中挤压出来的空隙水迅速抽出地面，使加固土体快速挤密固结。
施工流程1：拌浆上料系统(包括料库)合理定位→现场孔位放样→钻孔埋设注浆管→安置注浆泵→泵与注浆管间采用高压软管连接→安置喂料机及输送泵→输送泵与注浆泵间采用高压软管连接。
施工流程2：指挥系统发出拌浆指令→拌浆上料系统按加料顺序称料、下料和拌浆→指挥系统发出输送指令→喂料机和输送泵开始工作→指挥系统发出注浆指令→注浆泵开始工作→该点注浆完成后反馈指挥系统→停机、拔管0.5m后反馈指挥系统→继续上述工作顺序的操作→该注浆孔压浆完成后拆管移位连接下→个孔位继续上述操作顺序
技术指标：注浆压力3～5MPa，注浆流量20～30升，每次拔管高度0.5m，注浆材料坍落度5～8cm，抗压强度R28＝3～4MPa，泌水率1.5％。
效果检测：事中检测采用水准仪、经纬仪、侧斜仪、土压力和孔隙水压试验。
事后检测采用静力触探试验、扁铲侧胀(DMT)试验和钻孔取样试验。
实际效果
经加固养护期后的效果检测，加固后的土体强度和基床系数较原状土均有很大的提高，坑底灰色淤泥质粘土的比贯入阻力Ps值由原来的0.46MPa提高到0.8MPa～1.4MPa、基床系数由原来的6500提高到15000；坑底灰色粘土的比贯入阻力Ps值由原来的0.59MPa提高到1.0MPa～1.5MPa、基床系数由原来的12100提高到15000。基坑开挖至底板浇筑完成，地下墙围护位移为1.5cm，基坑周围的建筑、地下管线均安然无恙。