灌漿法加固填土地基施工工藝

文/李 喆

新建工程房心土回填后出現地面沉降成為普遍存在的質量缺陷[1]。針對這一問題，需要進行地基處理才能滿足上部結構對承載力和沉降的要求。

1 灌漿法加固地基

1.1 技術特點

灌漿法灌漿工藝簡單、施工設備簡便輕巧，對于復雜的環境適應性強；施工作業面不大、范圍影響小[2]，同時處理擴散范圍大，加固效果明顯；由于灌漿是從被加固土體內部進行，具有改善土體內部密實性和強度的特點，達到黏結補強的效果；應用于加固土體的灌漿補強材料，都應具備良好的綜合力學性能和黏結性能，同時要達到材料耐老化，無污染等的要求。該技術可以代替零層結構板，節約鋼筋混凝土用量。

1.2 適用范圍

灌漿法適用于原為池塘、洼地，新近回填的建筑地基加固，用于提高回填土的密實度和均勻性，提高填土的承載能力；多層建筑（無地下室）房心土回填后對沉降進行預控而進行的提前加固；大型廠房、多層建筑（無地下室）等已裝修好并投入使用的建筑發生的地面沉降塌陷事故，通過加固增加地基承載力，將沉降的地面頂起；軟土地基（尤其是沿海地區）的加固，通過加固使土的性質優于同層位的天然土，減小樁的負摩阻力，從而減小有效樁長，降低施工成本。

2 工程概況

某工程為框架結構，獨立基礎地連梁，工程處于湖心島上，場地為魚池近期填墊至自然地坪，建筑邊緣距離人工湖最近點僅為7 m；基礎完成后房心回填深度達4.1 m，采用灌漿法對房心回填土進行預加固處理，避免地下水滲透造成水土流失及地面下沉。

3 關鍵技術的理論基礎

3.1 球形擴散原理

假定被處理土體為均質的和各向同性的，將漿液看做牛頓體，漿液從灌漿管底端注入到土層中，在土層中呈球狀擴散[2]。

3.2 水泥漿擴散半徑

式中：k——土的滲透系數；

β——漿液粘度對水的黏度比；

r1——漿液的擴散半徑；

h1——灌漿壓力；

r0——灌漿管半徑；

t——灌漿時間；

n——土的孔隙率。

4 工藝流程及操作要點

4.1 工藝流程

布孔→鉆孔→埋設灌漿管→封孔→漿液試配→跳孔灌漿→邊灌漿邊提管→封閉孔口。

4.2 操作要點

4.2.1 灌漿孔布設

根據擬建物的性質、場地地質條件，利用計算出的擴散半徑，計算出布孔間距，灌漿孔采用方格形布置，孔間距1.5～2 m，孔位等距離布設。

4.2.2 打孔及埋管

根據處理深度及孔位布設圖放出灌漿孔位置，用工程鉆機鉆至設計標高，孔徑6～7 cm，插入絲扣連接的焊縫鋼管。

4.2.3 制備漿液

1）漿液。按照配比制備水泥漿漿液，攪拌時間控制在1.5～2.5 min，漿液攪拌均勻后，通過濾網進入儲漿池，用篩子進行打撈，撈出漿液內雜物，漿液水灰比一般應控制在0.9～1之間。

2）水泥用量

式中：V——水泥漿體積；

n——土體孔隙率；

V’——加固土體體積；

A——漿液注入率，一般取值12%～20%。

4.2.4 灌漿

先進行加固區外排灌漿孔的灌漿，后逐步施工中部灌漿孔。在水泥漿外圍灌漿孔中摻入3%水泥質量比的水玻璃，使其加速凝固，起到擋墻封閉作用，將灌漿效果最大限度作用到處理土體范圍內，同排灌漿孔應采取間隔跳躍的方法進行隔排灌漿，確保達到效果。見圖1。

圖1 土質灌漿處理剖面

為確保灌漿的均勻性，起始灌漿壓力控制在0.4～0.6 MPa 的穩定值，以灌漿孔噴漿或者灌漿壓力突增作為停注的標準，灌漿停注壓力≮1.2 MPa；灌漿順序由下向上，確保灌漿泵的正常運轉，中途不得停注，若因故停注，則需重新插管補充漿液。

4.2.5 封閉孔口

灌漿結束后，采用編織袋等將孔口封堵嚴密、綁扎牢固，以防鄰近孔灌漿時有漿液從孔中冒出，影響整體灌漿效果。

5 灌漿效果

在灌漿施工完成后，對加固后的地基承載力及土質進行檢測，結果表明：地面以下土體的孔隙被水泥漿液填充，水泥漿脈呈現不規則的脈網狀，向外輻射并與填土碎塊膠結在一起，在灌漿范圍內的土的壓縮性有所降低，壓縮模量12.0～17.0 MPa，土體強度也有該工法施工簡單，速度快且工期短，費用較低，灌漿法加固地基施工70～100 元/m3（根據深度及工程量），與傳統的增加零層配筋板工藝相比，減少了混凝土用量，完全省去了鋼筋用量，相應提高，地基承載力達到130～160 MPa，滿足設計提出的≮100 MPa的要求表明，土體物理力學性質顯著改善，效果非常明顯。

現場鉆孔取樣顯示，處理后素填土土體比較干燥，孔隙處被水泥漿液填充，在有較大裂隙的部位能夠看到不規則的水泥漿脈狀體，承載力明顯提高。

6 結語

房心土沉降、雜填土地基、洼地回填地基已經成為現今施工中不可避免的實際困難，尤其是已經裝修完成并投入使用而發生地面沉降、開裂、塌陷的質量事故更是逐漸增多，采用灌漿法加固工法可以解決以上問題。

如發生房心土沉降事故，能夠以最小代價進行局部拆除裝飾飾面及混凝土墊層打孔灌漿，避免了整體返工造成的工期損失；同時在雜填土地基處理應用中，能夠省去換填雜填土基地的工序，直接對雜填土進行加固，節省了工期。