Eliminación de arenas movedizas durante la construcción de cajones

En la infraestructura urbana y la construcción de infraestructuras, a menudo nos encontramos con proyectos de cavernas de hormigón. Debido a que la construcción urbana se ve afectada por obstáculos como grandes tuberías subterráneas y edificios, no se pueden realizar excavaciones a gran escala, lo que plantea grandes dificultades para el diseño y la construcción. Después de varias demostraciones del programa, se aplicó la tecnología de construcción de cajones a la construcción de celdas calientes.

El hundimiento de cajones es el principal proceso constructivo en la etapa de construcción de cajones. Teniendo en cuenta el nivel actual de tecnología de construcción civil y equipos de construcción en nuestro país, el hundimiento de cajones de control de drenaje es un método de construcción ideal. Debido a que este método de construcción tiene buenas condiciones de trabajo, excavación precisa, fácil de controlar y corregir desviaciones, fácil de encontrar y eliminar obstáculos en la capa de suelo y puede verificar directamente la calidad del suelo de los cimientos, se puede sellar en seco. Con este método de construcción, el cajón a menudo se hunde repentinamente, se desvía, se hunde lentamente o no se hunde durante el proceso de hundimiento. Estos fenómenos suelen estar relacionados con la calidad del suelo donde se ubica el cajón y las "arenas movedizas" que aparecen. Cuando aparecen arenas movedizas, el suelo pierde completamente su capacidad de carga, lo que no sólo causa dificultades de construcción, sino que también provoca el colapso de la pendiente de los cimientos cuando las arenas movedizas son severas, y los edificios cercanos pueden hundirse, inclinarse o incluso colapsar porque sus cimientos están ahuecados. Por tanto, la prevención y control de arenas movedizas juega un papel muy importante en la construcción de cajones. Según el análisis, las arenas movedizas generalmente aparecen en las siguientes capas del suelo:

(1) El espesor de la capa de arena franca o limosa en la capa del suelo es superior a > 25 cm;

( 2) En la capa de arena limosa, una capa de suelo con un contenido de arcilla inferior al 10% y un contenido de limo superior al 75%;

(3) contenido de humedad del suelo superior al 30%;

(4) porosidad del suelo superior al 43%. Cuanto mayor sea el gradiente hidráulico de la presión hidrodinámica del agua subterránea (es decir, cuanto mayor sea la diferencia del nivel del agua), mayor será la posibilidad de que se formen arenas movedizas. Generalmente, las arenas movedizas se producirán cuando la profundidad de excavación de la capa de suelo donde pueden aparecer las arenas movedizas excede el nivel del agua subterránea en 0,5 m.

2. Un método de construcción para lidiar con arenas movedizas

El suelo se convertirá en arenas movedizas bajo ciertas condiciones. Si cambiamos la magnitud y dirección de la presión dinámica del agua, o intentamos cambiar las propiedades físicas y mecánicas del suelo superior e inferior alrededor del borde del cajón, podemos convertir las arenas movedizas en suelo estable. Hay tres métodos para lidiar con las arenas movedizas durante la construcción de cajones: uno es reducir la presión dinámica del agua tanto como sea posible, el otro es reducir la presión dinámica del agua tanto como sea posible y el tercero es formar una barrera anti-filtración. cortina mediante consolidación química.

2.1 Métodos de construcción para reducir la presión dinámica del agua

2.1.1 Intente construir durante la temporada de menor nivel de agua del año. Si el suelo debajo del nivel freático pertenece a los cuatro tipos de suelo anteriores que pueden causar arenas movedizas, puede intentar construir durante la temporada de nivel más bajo del año. Porque cuando el nivel del agua subterránea es bajo, la diferencia del nivel del agua entre el interior y el exterior del cajón es pequeña, por lo que la presión dinámica del agua disminuye. Es decir, es menos probable que se produzcan arenas movedizas durante la construcción de hundimiento de cajones, y al menos se pueden reducir las arenas movedizas, logrando así el propósito de una construcción suave.

2.1.2 Durante la construcción del hundimiento del cajón arrojando piedras grandes, si se producen arenas movedizas y el cajón se hunde lentamente o incluso no se hunde en absoluto, a menudo se arrojan piedras grandes al fondo del pozo para aumentar la presión de la tierra. y reducir la presión dinámica del agua. Primero reduzca o evite las arenas movedizas y luego organice la excavación de modo que la velocidad de excavación supere la velocidad de extracción de arena, lo que obligará al cajón a seguir hundiéndose. Después de excavar hasta el nivel más alto, inmediatamente se colocaron esteras de juncos y se arrojaron grandes piedras para suprimir las arenas movedizas. Este método es eficaz para solucionar arenas movedizas locales o leves. Si la arena del pozo emerge rápidamente y el suelo pierde por completo su capacidad de carga, las piedras arrojadas al pozo se hundirán en el suelo del pozo y no podrán detener las arenas movedizas.

2.1.3 Durante el proceso de hundimiento del cajón, si se producen arenas movedizas o el efecto del tratamiento del método anterior no es satisfactorio, se puede utilizar el método sin drenaje para la construcción. Incluso si el interior y el exterior del cajón están a la misma altura (misma elevación), la excavación mediante buceo o cucharas mecánicas puede equilibrar la presión del agua dentro del pozo con la presión del agua subterránea fuera del pozo para evitar la generación de arenas movedizas, lo que provoca la cajón para seguir hundiéndose.

2.2 Método de construcción con presión de agua dinámica descendente

Se produjeron arenas movedizas durante la construcción del hundimiento del cajón. Si las condiciones geológicas y las condiciones de construcción del estrato donde se ubica el cajón son buenas, se puede utilizar el método de construcción de deshidratación de punto de pozo. La deshidratación del punto de pozo tiene como objetivo principal reducir el nivel del agua subterránea fuera del cajón y reducir la presión dinámica del agua, controlando así de manera efectiva las arenas movedizas. Este método se usa ampliamente, pero si la calidad de la construcción del pozo es deficiente, la deshidratación en el pozo será ineficaz, lo que traerá efectos adversos al asentamiento del proyecto y a los edificios cercanos.

Los equipos de deshidratación de pozos de uso común actualmente incluyen puntos de pozos ligeros, puntos de pozos tubulares, puntos de pozos profundos, puntos de pozos de chorro y puntos de pozos electroosmóticos, que se pueden seleccionar según diferentes coeficientes de permeabilidad, profundidades de deshidratación y características de ingeniería. .

2.2.1 Método de punto de pozo ligero El método de punto de pozo ligero consiste en enterrar muchas tuberías de punto de pozo con diámetros más pequeños alrededor del cajón e ingresar al acuífero subterráneo. El extremo superior de la tubería de punto de pozo está conectado al. Tubería principal a través de una tubería doblada. El equipo de bombeo bombea continuamente agua subterránea desde el punto del pozo, bajando el nivel original del agua subterránea por debajo del fondo del pozo.

En la actualidad, se ha finalizado el equipo de bombeo del pozo ligero. El equipo principal incluye tuberías del pozo (incluidas tuberías de filtro), tuberías principales y equipos de bombeo. El equipo de bombeo debe instalarse aguas arriba del agua subterránea y en el medio de la tubería principal para que desempeñe su función.

2.2.2 Cuando el método de punta de pozo en tubo se encuentra con arenas movedizas, además de los puntos de pozo ligeros, también se puede utilizar el método de punta de pozo en tubo para el lanzamiento, especialmente en capas de suelo con. gran coeficiente de permeabilidad del suelo y abundante agua subterránea. Cuando se utilizan puntos de luz para resolver un problema que nunca se resolverá.

El objetivo del pozo tubular es instalar un pozo tubular a una cierta distancia alrededor del cajón. Cada pozo tubular es bombeado continuamente por una bomba de agua separada, lo que reduce el nivel del agua subterránea. Según el material de los pozos entubados, los pozos entubados se pueden dividir en tuberías de metal, tuberías de bambú y tuberías de hormigón. Los pozos entubados deben enterrarse utilizando el método de perforación con pared de lodo.

2.2.3 El equipo principal del método de punto de pozo con chorro incluye la tubería de punto de pozo con bomba de agua, la tubería principal de entrada de agua, la tubería principal de agua de retorno, la bomba de agua de alta presión y el tanque de agua en circulación (o tanque de agua). ). El principio fundamental es que el agua de trabajo presurizada por la bomba de agua subterránea es elevada al suelo por el elevador de agua.

2.2.4 El equipo principal del método de pozo profundo es un pozo profundo, una bomba para pozo profundo (o una bomba sumergible para pozo profundo) y una tubería de drenaje. El agua subterránea se eleva directamente desde el pozo profundo a la superficie y se descarga mediante la fuerza mecánica del impulsor de la bomba de pozo profundo (o bomba sumergible de pozo profundo).

2.3 Método constructivo de consolidación química para formar una cortina anti-filtración

Inyectar solución química o adhesivo en la capa de suelo en la parte inferior del borde periférico del cajón mediante presión y retirar las partículas de suelo se unieron entre sí para mejorar las propiedades físicas y mecánicas de la capa de suelo en la parte inferior del borde perimetral del cajón. Este tratamiento se llama fortalecimiento químico. Su objetivo principal no es sólo mejorar la resistencia mecánica y el módulo de deformación de la roca y el suelo, sino también reducir la permeabilidad del suelo, reducir la filtración de agua subterránea y mejorar la resistencia al corte y la impermeabilidad del suelo, formando así un nuevo El sello debajo del cajón puede interceptar el flujo de agua subterránea y controlar las arenas movedizas para permitir que el cajón continúe hundiéndose, o reforzar químicamente el suelo cerca de la posición de hundimiento del cajón de antemano para formar una nueva capa de suelo con alta resistencia y buena calidad. impermeabilidad para futuros cajones. Que el refuerzo químico pueda lograr los resultados esperados depende principalmente de si se puede seleccionar la lechada química adecuada (solución y aglutinante) y una tecnología de construcción eficaz de acuerdo con las condiciones específicas del suelo de cada capa de suelo.

Las lechadas que se utilizan actualmente para el refuerzo químico utilizan principalmente lechada de cemento de arcilla, lechada de vidrio soluble en arcilla, mezcla de cenizas volantes de cemento, AC-MS acrílico, lignina de cromo y ácido silícico utilizando reactivos inorgánicos como lechada de sal. En la actualidad, la dirección de desarrollo del refuerzo químico es el desarrollo de lodos permeables, no tóxicos y de alta resistencia.

2.3.1 El método de inyección por chorro de alta presión utiliza un taladro para perforar el tubo de inyección con una boquilla hasta una posición predeterminada en la capa del suelo, y utiliza equipos de alta presión para convertir la lechada en un alto -flujo de presión de unos 20 m, rociándolo desde la boquilla hacia todos los lados e impactando Destruya el suelo y mezcle las partículas del suelo con la lechada. Durante la pulverización rotativa, la boquilla sube y baja mientras gira. Después de que el cemento se endurece, se forma un cilindro con un diámetro relativamente uniforme en la capa de suelo. Cuando las posiciones de los chorros giratorios se colocan a una cierta distancia uniforme alrededor del perímetro del cajón, se forma una cortina cerrada. El equipo principal del método de inyección por chorro de alta presión es una bomba de impulsos de alta presión y una broca con una boquilla especial. Otros equipos incluyen plataformas de perforación y mezcladoras de lodo. Los métodos básicos del jet grouting son: método de un solo tubo, método de doble tubo y método de múltiples tubos.

2.3.2 El método de inyección utiliza presión de aire y presión de agua para inyectar algo de lechada solidificada en la capa de suelo debajo de la posición del cajón para mejorar las propiedades físicas y mecánicas de la capa de suelo. Es un método estático de inyección por chorro de alta presión, entre los cuales el método de tubería con válvula de manguito es el más avanzado. El proceso de construcción consiste en: perforar orificios para insertar tuberías de válvulas de manguito, verter materiales de revestimiento y aplicar lechada. A veces se utiliza el método de construcción de perforación y lechada.

2.3.3 Método de electrosilicificación El método de fortalecer químicamente la capa del suelo utilizando silicato de sodio (vidrio soluble) como solución mixta principal se llama refuerzo de silicona. Este método consiste en inyectar lodo en el suelo a través de una tubería con orificios en el extremo inferior bajo cierta presión en un suelo altamente permeable, de modo que el silicato en el suelo alcance un nivel de saturación. Los silicatos se descomponen en el suelo para formar un gel, que se convierte en cemento sólido que cementa las partículas del suelo. Las dos soluciones de silicato de sodio y cloruro de calcio también se pueden inyectar por separado. La función principal de la solución de cloruro de calcio es promover la formación de gel de sílice.

na2so 4 2+CaCl 2+NH2O→NSO 2(M-1)H2O+Ca(OH)2+2 El NaCl reacciona para producir hidróxido de calcio gelatinoso y cloruro de sodio.

El efecto del refuerzo de siliconación está relacionado con la concentración de la solución química, la permeabilidad al agua y la presión del suelo. El suelo con un coeficiente de permeabilidad de 1× 10-6 m/min ~ 1× 10-5 m/min debe reforzarse utilizando este método. Si el coeficiente de permeabilidad es inferior a 1×10-5 m/min, es difícil inyectar la solución de vidrio soluble a presión en los poros y se requiere electroósmosis para hacer que la solución de vidrio soluble entre en los poros del suelo. Durante la construcción, primero introduzca dos electrodos (es decir, dos tubos de metal) en el suelo a ambos lados del cajón y luego presione la solución de silicato de sodio y la solución de cloruro de calcio en el suelo secuencialmente desde el ánodo (con un tubo de metal en el extremo inferior). ). La aplicación de una corriente eléctrica hace que la solución se electroósmose en el suelo. Este método de fortalecimiento se llama electrosiliciración.

El método de electrosilicificación es un método de construcción ideal para bloquear arenas movedizas y bloquear agua de manantial. No solo fortalece el suelo rápidamente, tiene una fuerte resistencia al corte, sino que también tiene una excelente impermeabilidad.

Las anteriores son tres formas de lidiar con las arenas movedizas durante el proceso de hundimiento del cajón y 10 métodos de construcción. En la práctica de la construcción, a menudo se utilizan uno o dos métodos en combinación.