淺談建筑物地基處理中的注漿加固技術(shù)

張建明

（秦皇島開(kāi)發(fā)區(qū)飛彪建筑工程有限公司，河北 秦皇島 066004）

1 注漿加固的概念及分類

注漿技術(shù)是通過(guò)注漿管把具有流動(dòng)性、填充性、膠凝性的一種或幾種漿液材料，按一定的配比注入地基土中，漿液以充填、滲透和擠密等方式擠走土粒間的水分和空氣，使?jié){液與原來(lái)松散的土粒膠結(jié)成整體，從而提高原來(lái)土體的強(qiáng)度。

注漿加固技術(shù)適用于砂、粉土、填土、裂隙巖石各種漿材的適用范圍。注漿加固根據(jù)注漿方式分為幾下幾種類型：

（1）滲透注漿。注漿壓力小，土體的顆粒大，用于滲透系數(shù)大于10-4cm/s的砂性土體注漿。漿液在土體中滲透并凝結(jié)而加固土體。

（2）劈裂注漿。用于滲透系數(shù)小于10-4cm/s的土體。由于土體中孔隙小，漿液流動(dòng)困難，需用注漿的壓力將土體劈裂，使?jié){液沿裂隙滲入土中。軟土體較易劈裂，但強(qiáng)度較高的土體不易劈裂，這樣加固后的土體中形成了由漿液凝固成的等巖土體的加固及防滲。

注漿是采用液壓、氣壓和電滲方法將漿液注入地基中，將其凝固成“結(jié)石體”，從而起到防滲和增加其強(qiáng)度等功能。漿液材料可分為粒狀漿材和化學(xué)漿材兩大類。粒狀漿材包括純水泥、水泥粉煤灰、水泥砂粘土、水泥粘土等；化學(xué)漿材包括水玻璃、堿液等無(wú)機(jī)漿材和環(huán)氧樹(shù)脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯、丙烯酰胺、木質(zhì)素等有機(jī)漿材。

（3）壓密注漿。利用壓力下的極濃漿液使土體壓密，在注漿部位形成球形的“漿泡”，離漿泡面0.3～2m內(nèi)的土體都受到明顯壓密而增強(qiáng)，漿泡的強(qiáng)度則更高，漿泡的直徑可達(dá)4m。壓密注漿常用于中砂地基；粘性土若具有適宜的排水條件宜可選用。

（4）電滲注漿(電化學(xué)注漿)。用于粘性土體，在粘性土體中插入電極后就會(huì)在土體中產(chǎn)生電滲現(xiàn)象，使通電區(qū)內(nèi)的土體中的水分流向陰極，從而在土體中給注入的漿液讓出通道；若注入硅酸鹽漿液，就能在通道上形成硅膠，并與土粒膠結(jié)成加固體。

2 注漿加固技術(shù)在建筑物地基處理中的工程實(shí)例

2.1 工程概況

項(xiàng)目為某車站綜合樓，擬采用鉆孔灌注樁，為66根1000～1200mm鉆孔灌注樁。樁端持力層為頁(yè)巖層，工程樁靜載檢測(cè)結(jié)果表明，部分單樁豎向極限承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，需要對(duì)該地基進(jìn)行加固處理。施工前，在建筑物周圍分別布置了6個(gè)勘探點(diǎn)(探井)，探井在掘進(jìn)過(guò)程中有大量的水滲入，致使少數(shù)探井沒(méi)有達(dá)到預(yù)想的深度。

根據(jù)勘探資料顯示，該勘察區(qū)地層主要由素填土、角礫及強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖組成，局部有粉土及中砂夾層。各地層情況自上而下為：第一層主要為素填土，上部主要由素土充填，包括大量的煤屑、磚塊以及少量的爐渣、垃圾等雜物，呈松散狀態(tài)，下部填土孔隙較大，主要由層厚為1.5～5.2m的大量塊石、片石及角礫充填；二層層厚為0.1～2.4m的棱角狀角礫與深灰色沖積再生土，粒徑一般10mm左右，大者可達(dá)30mm，稍密狀態(tài)，該層只有在個(gè)別探井中未見(jiàn)，在其他數(shù)個(gè)探井中都未被發(fā)現(xiàn)；三層層厚為0.3～0.8m的深灰色頁(yè)巖與強(qiáng)風(fēng)化巖石，含水量較高，節(jié)理發(fā)育，見(jiàn)水后較細(xì)膩，個(gè)別已揭露探井的勘探深度內(nèi)均未被發(fā)現(xiàn)。

2.2 壓力注漿方案的選擇

進(jìn)行注漿施工首先要解決的問(wèn)題是注漿方案的選擇，注漿方案選擇一般應(yīng)遵循以下原則：

（1）一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)采用水泥漿或水泥粉煤灰漿液來(lái)對(duì)伏軟弱地基進(jìn)行加固。

（2）如有硬殼存在軟弱土層的上部，要將此軟弱土層作為封壓層；當(dāng)無(wú)這種硬殼或沒(méi)發(fā)育時(shí)，可在地表做一厚約為0.5m的粘土墊層作為封壓層，或在地基碾實(shí)后形成封壓層。

（3）如軟弱土層上部有較多的砂礫層，應(yīng)自上而下分段式的注漿，如軟弱土層上部砂礫層較少或沒(méi)有時(shí)，應(yīng)自下而上分段式的注漿。

本工程選擇上述第（3）種由下至上注漿方式進(jìn)行。

2.3 地基加固具體方案

2.3.1 方案概述。根據(jù)地質(zhì)資料及設(shè)計(jì)要求，對(duì)該建筑整體地基范圍內(nèi)進(jìn)行自下而上的分段注漿加固處理。采用注漿花管方法對(duì)地基土進(jìn)行加固處理，用長(zhǎng)度為1.0m的注漿花管，鉆孔深入基巖中自下向上的分段注漿。

2.3.2 注漿參數(shù)選用。注漿壓力，注漿壓力應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，綜合考慮覆蓋土壓、漿液種類、地質(zhì)條件等因素的影響。參照砂礫石土地基注漿工程經(jīng)驗(yàn)，建議此地段注漿壓力選用0.4～1.0MPa。

注漿順序。注漿順序應(yīng)按跳孔間隔注漿方式進(jìn)行，采用先外圍后內(nèi)部的注漿施工方法。

漿液參數(shù)。注漿材料為純水泥漿，水灰比為1:1，水泥為P.0，32.5普通硅酸鹽水泥。

注漿量。在一般情況下，理論上注入的耗漿量，應(yīng)填充到顆粒之間的孔隙中，或沿層理或裂隙劈裂式注入。每孔(段)漿液注入量可用下式計(jì)算：

式(1)中，Q為每孔段注漿量，m3;A為漿液損耗系數(shù)，取1.15～1.30;H為注漿孔深，m;R為漿液有效擴(kuò)散半徑，m;β為漿液充填系數(shù)；s為漿液擴(kuò)散面積，m2；n為孔隙率。

綜上計(jì)算，每延1m注漿量Q為0.8m3。

注漿孔間距及注漿速度。注漿孔的布置，采取梅花型，注漿孔間距其取值為1.2～1.5m，注漿流量為1O～15L/min。

注漿花管開(kāi)孔參數(shù)。注漿花管采用Φ25鍍鋅鋼管，小圓孔呈梅花型布置，每隔10cm橫向開(kāi)設(shè)兩個(gè)6mm小圓孔。

2.4 地基加大具體方案的實(shí)施

施工工藝流程：選擇注漿設(shè)備一成孔一花管制作以及安放一注漿一清洗一工程設(shè)備簡(jiǎn)介。

（1）測(cè)放孔位。根據(jù)設(shè)計(jì)孔位在注漿范圍內(nèi)準(zhǔn)確定位，定出注漿孔位并將其標(biāo)記出來(lái)。

（2）成孔。注漿孔施工選用孔徑為91mm或110mm的XY一100型鉆機(jī)成孔。為防止再發(fā)生不均勻下沉，將其狀態(tài)固定。由于綜合樓區(qū)域的素填土層深度變化在1.5～5.2m之間，很不均勻，自西向東按照填土層將該區(qū)劃分為7.5m、5.5m、3.5m這3個(gè)注漿區(qū)域，故自西向東將綜合樓地基開(kāi)孑L深度安排為8.0m、5.5m二個(gè)區(qū)域。局部鉆孔在見(jiàn)到巖石而未達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際深度為準(zhǔn)。

（3）花管制作以及安放。花管的配置由孔深決定，并通過(guò)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行制作，成孔后注漿花管下入至孔底，將孔口管封閉。

（4）注漿。首先選擇注漿材料，水灰比為1:1的純水泥漿，水泥為P.0，32.5普通硅酸鹽水泥，注漿壓力定為0.4～1.0MPa。首先，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)，以確定單孔注漿量，之后根據(jù)所采用的注漿工藝進(jìn)行施工。注漿的工序要先對(duì)邊緣帷幕孔進(jìn)行施工，接著要對(duì)加固孔進(jìn)行施工，當(dāng)注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，終止注漿。為了使注漿工程質(zhì)量得到確保，邊緣帷幕孔孔距一般為注漿孔孔距的1/2。當(dāng)注漿量小于0.4L/min，或地面出現(xiàn)大量冒漿，穩(wěn)定30min時(shí)即可完成注漿。每組注漿時(shí)應(yīng)間隔2～3孔隔孔跳打跳注。

（5）清洗。如不需要連續(xù)施工，注漿完成后務(wù)必要及時(shí)清洗漿泵、管路等。如連續(xù)施工可視具體情況不進(jìn)行操作。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于類似地質(zhì)或好于本工程地質(zhì)情況上(更適于注漿加固的土層)的多層或輕型建筑工程的不均勻沉降處理可采用注漿加固地基方式進(jìn)行，漿液采用水泥漿，如果設(shè)計(jì)施工得當(dāng)，可取得較好的處理效果，本方法還有成本低、靈活、可在狹窄場(chǎng)地施工、不需要大型設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，值得借鑒和推廣。

[1]JGJ123-2000，既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范[S]．

[2]葉書(shū)麟，葉觀寶．地基處理與托換技術(shù)[M]．第3版．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005．