中图分类号:TU4 文献标识码:A 文章编号 1工程概况 鹰潭车站一站台改造灌浆加固工程,是为确保浙赣线提速后安全运行,需在运营铁路站台上施工,施工期间必须确保行车、人身、设备安全
鹰潭站一站台为高填方基础,主要靠浆砌红条石等挡墙支撑上部地层(主要受力层)主要由素填土、淤泥质土、粉砂组成
由于素填土结构疏松、淤泥质土呈软塑状、粉砂饱和松散,自稳能力差,存在着很大的安全隐患
难以满足站台加高后上部荷载对地基、挡墙的要求
为保证该站台地基的稳定,提高地基土强度和变形模量,以满足上部荷载对地基土承载力的要求,南昌铁路勘测设计院提出了对该站台采取灌浆加固处理方案
根据工程情况和设计要求,利用地质钻机、灌浆机和搅拌机等设备,采用灌浆加固措施,使用425#纯水泥浆加固,浆液水灰比一般为1:1~1:0.5,灌浆加固处理,增强地基基础土层的自稳性和抗压强度,达到基础抬高加固的目的
2006年11月,我院对该工程共施工灌浆加固钻孔222个,钻孔总进尺1232.94m,总灌入水泥335t
灌浆后15天,经检测,站台地基土各项指标均符合设计要求;鹰潭站一站台加高后至今,未出现地面沉降或地下过道产生裂缝等不良现象,足以说明灌浆对软弱地基加固处理效果明显
2站台地基地质简况 根据有关工勘资料,该站台的岩土性质自上而下依次为:①素填土,厚2.5~6.0m,主要为粘性土夹风化块石等,物理力学性质指标:e=0.96,IL=0.65;②淤泥质土,厚0~2.2m,灰黑、黑色,软塑,物理力学性质指标:e=1.05,IL=1.15;③粉砂,厚0~1.5m,浅黄色,饱和,物理力学性质指标:Dr=0.20, N=7击;④强风化砂岩
根据工程要求,需处理①素填土、②淤泥质土、③粉砂的全部,④强风化砂岩的部分
处理的深度为4.5~9.2m 3 灌浆加固方案确定 因为所处理的区域是需在运营铁路的站台上施工的地基,且站台的周围地下埋置了各种管线,施工工期越短越好
因静压注浆法,该方案设备简单,施工简便震动小,工期短,适合在站台上施工,且费用较低
经过与水泥土深层搅拌、高压注浆比较,静压注浆法,为站台加固处理的最优工艺法
4 灌浆设计与计算 4.1 灌浆加固机理 灌浆就是要让水泥或其他浆液在周围土体中通过渗透、充填、压密扩展形成浆脉
由于地层中土体的不均匀性,通过钻孔向土层中加压灌入一定水灰比的浆液,一方面灌浆孔向外扩张形成圆柱状浆体,钻孔周围土体被挤压充填,紧靠浆体的土体遭受破坏和剪切,形成塑性变形区,离浆体较远的土体则发生弹性变形,钻孔周围土体的整个密度得到提高
另一方面随着灌浆的进行,土体裂缝的发展和浆液的渗透,浆液在地层中形成方向各异、厚薄不一的片状、条状、团块状浆体,纵模交错的浆脉随着其凝结硬化,造成结石体与土体之间紧密而粗糙的接触,沿灌浆管形成不规则的、直径粗细相间的桩柱体
这种桩柱体与压密的地基土形成复合地基,相互共同作用起到控制沉降、提高承载力的作用
4.2 工艺设计要点 根据地层地质条件:粘性土、较湿、孔隙大等特点,决定采用静压注浆法中的劈裂渗透工法,既可以在较高的压力劈裂粘性土中的孔隙,使浆液顺畅流通,又可以有效的充填
(1)灌浆标准:灌浆完成后,采用钻孔取样检验灌浆效果,要求土体固结后的内摩擦角不小于45度
(2)灌浆段选择:本次灌浆钻孔孔深较浅,采用全孔一次灌浆从既有站台面标高(孔口)下1.0m开始灌浆
(3)灌浆材料及配方设计:灌浆材料主要为425#水泥和自来水
采用两种配方的纯水泥浆,在第一灌浆段水灰比为1.0开灌,在第二灌浆段为0.8
若素填土中局部孔隙较大,导致灌浆量过大时,采用水灰比为0.5的浓浆灌
(4)浆液扩散半径的确定:由于素填土均一性差,其孔隙率、渗透系数变化大,因而仅用理论公式计算浆液扩散半径显然不甚合理,现据大量的经验数据,暂定浆液扩散半径为1.5m
在现场进行灌浆试验后进一步确定
(5)灌浆孔位布置:灌浆孔采取在距离既有挡墙基底或地道护壁外侧,平行挡墙或护壁方向各钻两排灌浆孔
孔径为11cm,孔距为2.0m具体孔位根据站台现有建筑及管线作适当的调整
(6)灌浆孔孔深:孔深钻至基底2.0m,或钻至基岩层1.0m
(7)灌浆压力:由于灌浆压力与土的重度、强度、初始应力、孔深、位置及灌浆次序等因素有关,而这些因素又难以准确地确定,因而本次灌浆的压力通过灌浆试验来确定
现据有关公式计算,暂定灌浆压力为0.1MPa~0.2MPa,在灌浆过程中