注漿法加固地基工程實(shí)例

劉文曉 李淼

（1包頭鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014060；2內(nèi)蒙古科技大學(xué)土木工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

1 工程概況

包頭市某公寓樓建于2005年，地上四層磚混結(jié)構(gòu)。建筑面積2500m2左右，結(jié)構(gòu)高度為13米。該建筑坐落在濕陷性黃土層，濕陷性等級(jí)為I級(jí)輕微濕陷性。設(shè)計(jì)地基承載力特征值為160kPa,本地區(qū)凍深1.6米，基底相對(duì)標(biāo)高-2.1米，場(chǎng)地類別II類。

該建筑采用毛石基礎(chǔ)，M5.0水泥砂漿砌筑MU30以上毛石，基礎(chǔ)高度1.5米，基底寬度分為1.3米和1.4米兩種。墻體±0.000以下采用M10水泥砂漿砌筑MU10實(shí)心機(jī)磚，一層、二層采用MU10混合砂漿砌筑MU10多孔磚。三層、四層采用M5混合砂漿砌筑MU10多孔磚。構(gòu)造柱、圈梁、樓板及樓梯混凝土構(gòu)件均采用C20混凝土。

地基基礎(chǔ)存在局部沉降，依據(jù)地質(zhì)勘察資料及地基沉陷情況，擬采用注漿法對(duì)地基基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。

2 注漿加固技術(shù)原理

注漿法是指采用液壓的方法把具有流動(dòng)性、填充性、膠凝性的一種或幾種漿液材料均勻灌入地層中，使?jié){液與土顆粒產(chǎn)生膠結(jié)作用，形成整體，從而提高地基土的強(qiáng)度。

注漿法一般常用水泥漿液，又稱灌漿法。目前常用的水泥注漿法有：滲透注漿、壓密注漿及劈裂注漿等。根據(jù)不同的地層情況選擇不同的注漿類型，本工程采用壓密注漿方法。

3 壓密注漿方案設(shè)計(jì)

3.1 注漿液材料配比設(shè)計(jì)

綜合地勘報(bào)告、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)現(xiàn)狀等因素，本次注漿料采用水泥單漿液，配比采用1：0.6（重量比）。

水泥采用P.C 32.5 水泥，注漿用水pH值不得小于4，水溫不得超過(guò)30℃，當(dāng)日平均溫度低于5℃或最低溫度低于-3℃的條件下注漿時(shí)，應(yīng)采取措施防止?jié){液凍結(jié)。

由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，在注漿加固設(shè)計(jì)前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)。漿液配比應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)情況進(jìn)行調(diào)整，確定最優(yōu)注漿參數(shù)。

布，圍在他們的身前，最上邊是一行血紅色的大字——官商勾結(jié)非法征地，失地農(nóng)民欲哭無(wú)淚！下面則是密密麻麻的小字，應(yīng)該是介紹這起上訪事件的來(lái)龍去脈。高潮顧不得細(xì)看，從兜里掏出他花壹佰圓錢在假證販子那里制作的《焦點(diǎn)調(diào)查網(wǎng)站調(diào)查員證》，遞了過(guò)去，說(shuō)：我是“焦點(diǎn)調(diào)查”網(wǎng)站的調(diào)查員，能不能給我提供一份你們上訪的材料？

若現(xiàn)場(chǎng)注漿漿液初凝時(shí)間不滿足下文要求，應(yīng)通過(guò)摻加水玻璃以減少初凝時(shí)間，具體摻加量通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)注漿確定以滿足初凝時(shí)間要求。硅化法加固原理見(jiàn)下文。

3.2 硅化法原理

硅化加固法適用于各種砂土、黃土及一般黏性土。通常用水玻璃（Na2O.nSiO2）及氯化鈣（CaCl2）先后用下部具有細(xì)孔的鋼管壓入土中。兩種溶液在土中相遇后起化學(xué)反應(yīng)，形成硅酸凝膠填充在土孔隙中，并膠結(jié)土粒，狀如砂巖。其化學(xué)反應(yīng)為：

式中，nSiO2（m-1）H2O即為硅酸凝膠，本次灌漿液水玻璃模數(shù)值范圍取2.5～3.3。

對(duì)滲透系數(shù)k=0.1～2m/d的黃土與黃土狀粉質(zhì)黏土進(jìn)行加固時(shí)，因土中含有硫酸鈣（CaSO4）或碳酸鈣（CaCO3），只須用單液硅化法，即僅將水玻璃壓入土中。為了加速水玻璃與硫酸鈣的反應(yīng)，通常加些氯化鈉（NaCl)溶液作為催化劑，其化學(xué)反應(yīng)為：

水玻璃濃度采用10%～15%的硅酸鈉（Na2O.nSiO2），并摻入2.5%氯化鈉。其相對(duì)密度不得小于1.1，一般宜為1.13-1.15。

3.3 單孔灌注量計(jì)算

單孔灌注量q按下式計(jì)算：

式中，r-有效加固半徑，取0.75m;

l-有效加固長(zhǎng)度，取10m;

n-土層孔隙比，按下式計(jì)算；

ρ-灌漿料密度，按下式計(jì)算；

α-孔隙填充率，取0.6-0.8。

根據(jù)地勘報(bào)告，濕陷性黃土孔隙比為0.882，得到其空隙率n為：

本次灌漿料水灰比采用1：0.6，故其密度計(jì)算如下：

故單孔灌注量如下式所示，每延米灌注量450kg。

3.4 灌注孔的布置

灌注孔間距：壓力灌注宜為1.0～1.5m,即有效加固半徑為0.5～0.75m,根據(jù)該加固半徑，鉆孔應(yīng)沿基礎(chǔ)側(cè)向布置，每側(cè)不宜少于2排，考慮到本工程黃土濕陷性程度及基礎(chǔ)平面布置。

因有效加固半徑與地基土滲透系數(shù)相關(guān)，故應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而對(duì)灌注孔平面布置圖進(jìn)行調(diào)整，確保相鄰灌注孔加固圓柱體相互重疊。

圖1 基礎(chǔ)注漿平面圖

3.5 注漿壓力

注漿壓力控制范圍：0.5-0.8MPa,不應(yīng)大于1MPa。注漿速率10-20L/min。

3.6 初凝時(shí)間

初凝時(shí)間宜為5～20min。

3.7 注漿終孔標(biāo)準(zhǔn)

遇地面冒漿（采取措施后仍冒漿）、地表隆起、注漿壓力達(dá)到1MPa任一條件時(shí)終孔。在規(guī)定的注漿壓力下，孔段吸漿量小于1L/min,延續(xù)30min即可結(jié)束注漿，或孔段單位吸漿量大于理論估算值時(shí)也可結(jié)束注漿。

4 質(zhì)量檢驗(yàn)

1）注漿檢驗(yàn)應(yīng)在注漿結(jié)束28d后進(jìn)行。可選用標(biāo)準(zhǔn)貫入、輕動(dòng)力觸探或靜力探觸等方法進(jìn)行加固地層均勻性檢測(cè)；

2）按加固土體深度范圍每間隔1m取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，測(cè)定土體壓縮性、強(qiáng)度或滲透性；

3）注漿檢驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于注漿孔數(shù)的2%～5%，檢驗(yàn)點(diǎn)合格小于80%時(shí)應(yīng)對(duì)不合格的注漿區(qū)實(shí)施重復(fù)往漿；

4）地基加固結(jié)束后，尚應(yīng)對(duì)已加固地基的建（構(gòu)）筑物或設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行沉降觀測(cè)，直至沉降穩(wěn)定，觀測(cè)時(shí)間不應(yīng)少于半年；

5）處理后地基的承載力應(yīng)進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)檢測(cè)，靜載數(shù)量為3個(gè)，具體方法按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》附錄A實(shí)施。

5 結(jié)語(yǔ)

因注漿施工會(huì)對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生附加應(yīng)力，從而可能對(duì)結(jié)構(gòu)主體產(chǎn)生不利影響，故施工方應(yīng)專門配備人員對(duì)以下方面進(jìn)行專門監(jiān)測(cè)：

1）對(duì)房屋外墻側(cè)向位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

2）對(duì)注漿區(qū)域基礎(chǔ)變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，防止注漿壓力過(guò)大導(dǎo)致基礎(chǔ)抬高；

3）對(duì)墻、梁、板變形及裂縫進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

若施工過(guò)程出現(xiàn)結(jié)構(gòu)主體、構(gòu)件變形或裂縫過(guò)大等有可能影響結(jié)構(gòu)安全性的現(xiàn)象出現(xiàn)，應(yīng)立即撤離人員，以待后續(xù)處理。