“纳米防水水泥”在基坑抢险中的应用
基坑帷幕在开挖的过程中,经常会遇到湧水、流沙的情况。如果处理不及时,方法不得力,地下水会越来越快地将帷幕之外的泥土掏空,形成巨大的空洞。一旦失去平衡,就会塌方。其巨大的剪切力足以摧毁帷幕,还可能会祸及其他建筑,造成人员和财产的损失,形成灾难性的后果。
几乎所有的事故,最初都是由于湧水和流动的泥沙所引发。所以,快速的封堵湧水,制止泥沙的流动,就构成了基坑抢险的主要内容。
基坑帷幕存在着质量盲点。任何施工方,只要尚未开挖至标高,谁都不敢提前断言不出问题。所以,基坑的抢险预案、预案的专家论证、抢先准备金的预算和启动,以及基坑的抢险工程应是基坑工程中不可忽视的重要组成部分。
这种认识,即是血的教训,也是社会的进步。
用“纳米防水水泥”抢险,很有力度。
防水堵漏的方法很多,但是并不是所有的方法都可以抢险,更不能成为抢险的预案。其中大部分方法,在险情面前,都会失去作用。对于这些方法,在做预案的时候,事先就应该排除。因为抢险就是时间的赛跑,容不得出现试验的干扰。抢险预案,必须有足够的力度,也必须有足够的业绩支撑,才可以被采用。“纳米防水水泥”的抢险预案,就充分具备了这样的性质。
纳米防水水泥”与“水玻璃”接触时,具有急凝的性质。它的凝固时间为2—20秒。而普通水泥与“水玻璃”混合时,凝固时间为20—120秒。就是因为有这十几秒钟宝贵的时间优势,使“纳米防水水泥”在抢险工程中,起到了不同寻常的作用和特殊功能。
3.“纳米防水水泥”的抢险工艺:
3.1抢险原理:
“纳米防水水泥”与“水玻璃”接触,因固化的速度非常之快,所以只能采用“二序口”灌浆。
即通过两个灌浆导管,将“纳米防水水泥”和“水玻璃”的浆体分别同时灌入到帷幕内,使这二种浆体在帷幕内自行接触、混合、凝固。随着浆体的集聚、堆积、胶结、固化,最后封堵住流水缺口。
在灌浆的技术类型里,大体有填充、压密、劈裂三种类型,抢险灌浆的本质属于填充式灌浆。抢险灌浆要求首先能将喷涌止住,进一步要求将流沙孔洞注满。
3.2帷幕侧压的测定、灌浆压力的掌握与灌浆设备的选用:
比照帷幕土体内的侧压值,去确定抢险灌浆的压力值是很重要的原则。灌浆的压力值低于帷幕内的侧压值,无法实施灌浆。但灌浆压力太高超出侧压值太多,浆体在帷幕内也无法保留。强大的压力反而会使泥沙和浆体一起从缺陷处喷出,造成险情加剧。经验证明,灌浆压力超出帷幕侧压0.2Mpa就足以保障稳定的进浆,太高了反而不好。
但是,怎样才能知道帷幕体内的侧压呢?
侧压的计算公式十分复杂,变量很多,几个单位计算的结果,都不一样。确定侧压的最简单办法就是直接测量。
为抢险而设计的灌浆杆安装着带有隔浆阀的压力表,可以直接测量帷幕之外的土体侧压。
在帷幕湧水、流沙的状态下,由于帷幕的流水缺口起到降压的作用,压力表的显示并不准确,有时可能还没有显示。但在湧水和流沙被封堵后,随着帷幕内进浆量的增加,压力表数值会逐步提高,土体内的侧压值、灌浆体的压力值都会在同一个压力表上显示出来。区分这两种不同的压力值就是先停止灌浆,使灌浆体在帷幕内造成的压力值予以释放,能保持恒定不变的数值就是土体内的侧压值。因为这种侧压值是通过仪表直接测定的,与计算值相比有很大的差别,比计算值更为准确。准确地确定土体内的侧压值十分重要,凭此可以掌握进浆的压力值和进浆量。当进浆压力在高于帷幕内测压0.2Mpa时,不再继续进浆,表明帷幕内的浆体已被充满,可以停止灌浆。
我们把抢险灌浆分为封堵灌浆和填充灌浆两个部分。需要强调的是:只进行封堵灌浆,而不进行填充灌浆是危险的。
因为,一旦水被封堵之后,就会在空洞内集聚升高,空洞就成了能量集聚的容器,而被封闭的洞口这时还是比较薄弱的。一旦水压超过封口的强度,洞口就会挤爆,而这时水的能量比抢险前还要巨大。再次封堵的难度会更大。我们在抢险施工中,就遇到过这种情况。一个险情在24小时之内,曾三次被冲开,最终抢险的成本反而提高了很多。
封堵灌浆时采用灌浆泵比较好。
这种泵最大的优点,可以将“纳米防水水泥”的净浆水灰比调到很低。也就是说浆体可以调的很稠。水和纳米防水水泥的比可以从0.3—0.6之间选择。水和纳米防水水泥的比低,浆体的密度就高,固化的时间就短,排险的速度就快。
利用灌浆泵,45度的“水玻璃”基本上也不用再加水,这也加速了固化的速度。
灌浆泵的压力在0.8—1.5Mpa之间变化,抢险封堵灌浆时不存在任何问题。但是,一旦湧水封堵成功,再用灌浆泵进行填充灌浆,就不易控制超压情况发生。0.8—1.5Mpa的压力太高,它的调压系统不灵活,频率波动也比较剧烈。
填充灌浆采用压力灌和空压机配套比较好。
空压机的压力比照帷幕的侧压,可以从0.2—1.2Mpa随意调节,不会出现超压的振幅,可以有效地避免压密灌浆的情况发生。
填充灌浆,水和纳米防水水泥的比为1:1,浆体可以调的很稀,这是与抢险灌浆的不同之处。
为了保障抢险工程的质量要求,除了有好的抢险材料之外,还应具备配套的设备,以及训练有素的专业人员。缺一不可。
目前市场上流行的一些设备,不是性能上不符合抢险的原理,就是不能完整地配套。直接拿来,简单地操作,可能会造成不好的后果。