浅谈建筑物地基处理中的注浆加固技术

2011-12-31侯艳峰

中国新技术新产品 2011年2期

侯艳峰

（黑龙江省大庆市萨尔图区政府行政办，黑龙江大庆 163711）

在工程建设当中，对软弱地基的处理是一个常见的问题。然而由于地基的种类繁多，承载能力也各不相同，处理起来十分复杂。目前采用注浆加固法处理软弱地基是最常用的方法之一。

1 对注浆加固法的认识及划分

注浆技术是通过一种或几种具有胶凝性、流动性和填充性的浆液，合理配比后采用气压、液压或电渗等方法将其注入地基土中，充填地基中的沙石空隙和挤走土粒间的水分和空气，并在间隙内与土粒胶结成“结石体”，提高了土体强度和防渗能力。注浆加固技术的适用用范围包括裂隙岩石、各种砂填土和粉土等，根据注浆形式可将其划分为以下几个方式：

1.1 渗透注浆。对渗透性较好、土体颗粒大的砂性土体可采用渗透注浆方式。这一方式注浆压力小，自然渗透在土体中并凝结达到加固的目的。此法要求砂性土的渗透系数大于10-4cm/s。

1.2 劈裂注浆。对于空隙小、浆液流动困难的土体很难采用渗透方式实现加固目的，其渗透系数小于10-4cm/s。处理这情况可先将土体用注浆压力劈裂，然后注浆沿裂隙进入土体，此种方式形成的土体具有很好的加固和防渗作用。应注意在对硬土劈裂时有一定技术难度。

1.3 压密注浆。压力作用下，在土体中注入极浓浆液，形成球形“浆泡”使土体压实。由于“浆泡”占用土体的一部分体积，周围0.3～2m都受挤压密实性明显增强。压密注浆经常应用于中砂地基或排水条件较好的粘性土中，并且在土体地基中以“浆泡”硬度最高。

1.4 电渗注浆。在土体中插入电极后就会产生电渗现象，这时在通电区内的水分会自动流向阴极，并且在土体中留下供浆液渗入的通道。电渗注浆用于粘性土体，所用硅酸盐浆液可与通道上的土粒胶结成加固体。

2 注浆加固技术在地基处理中的应用实例

2.1 工程概况

工程项目为某化工厂综合楼，拟采用78根直径1100mm的钻孔灌注桩，其持力层为8.9～9.4m深处的页岩层。工程桩静载检测结果表明，持力层部分强度难以达到设计载荷要求，必须对该地基进行加固处理。在静载检测实验中，一共在周围布置了8个勘探点，少数勘探点因掘进中渗入大量的水而无法实现预期的效果。

根据勘探资料显示，工程土体主要由素填土、角砾及强风化页岩组成，局部有粉土及中砂夹层。此土体可大致分为三层：第一层为素填土，土质较松散并掺杂砖砾、煤屑等，下部由大量的角砾和块石，土体空隙较大；第二层则为稍密的角砾和深灰色冲积再生土，粒径大约在10～30mm之间，此层在个别探井未被发现，平均厚度在0.1～2.4m之间。第三层为深灰色页岩，含水量较高，厚度为0.3～0.8m。

2.2 注浆加固方案的选用

在注浆前首先应选择一个合理的方案，最简便、最合理的实现地基加固的目的。注浆方式的选用一般遵守以下原则：

（1）一般来说，对于软弱地基的加固宜采用水泥粉煤灰、水泥等浆体。

（2）在软土层的上部如有硬壳，则可做为它的封压层；在没有硬壳的情况下，可将地基压实形成封压层或在地基上盖一层半米厚的粘土做为垫层。

（3）在砂砾较多的软弱土层上，应采用先上后下的分段式注浆；如果没有则宜采用先下后上的方式。

此工程的素填土没有砂砾或砂砾粒径较小，可采用第（3）种先下后上的分段式注浆

2.3 地基加固具体方案

2.3.1 方案概述。依据第二点的原则，该工程地基非常适合采用先下后上的分段注浆方式。方法是：将长约1米的带尖头的注浆花管钻孔深入基岩中，将管中的土粒冲洗干净,然后将浆液自注浆花管由下而上逐段注入基岩中。

2.3.2 注浆参数选用。首先说一下注浆压力，它应以现场实验数据为依据，并综合考虑地质因素、浆液种类等条件的影响。作者根据数据条件以及处理类似地基的经验，建议此处的注浆压力应选用0.4～1.0MPa为宜。其次注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行，采用先外围后内部的注浆施工方法。再次此地基的浆液选用一般的水泥浆即可，水泥为普通硅酸盐水泥，水灰比设置为1:1。最后注浆量是一个很难把握的问题，注入浆量过少就会影响加固的效果，使强度降低。在一般情况下，理论上注入的耗浆量，应充分填充到颗粒之间的孔隙中，或沿层理或裂隙劈裂式注入。对注浆孔间距和注浆花管参数同样有要求：一般情况下，可将注浆孔布置成梅花型，间距取值 1.2～1.5m，注浆速度 1O～15L/min；注浆花管采用Φ25镀锌钢管，小圆孔呈梅花型布置，每隔10cm横向开设两个6mm小圆孔。

2.4 地基加固具体实施方法

2.4.1 注浆设备的选用。按设计要求及工程施工需要选用91mm或110mm的XY-100型旋挖钻机即可。

2.4.2 测放孔位及成孔。应根据施工图纸，在注浆范围内准确定位设计孔并做好明显标记。根据场地为素填土且深度为1.5～5.2m的特点，可将素填土按深度分段，钻机工作中为防止再次发生不均匀下沉，应将其状态固定。根据实测资料可将素填土自东向西划分为3.5m、5.5m、7.5m三个注浆区域，并将开孔深度安排为综合楼的5.5m、8.0m二个区域。在薄土层钻孔未达到设计要求时，以现场实际深度为准。

2.4.3 花管制作与注浆。花管应按设计要求和实际孔深制作，成孔后注浆花管可下至孔底。在注浆之前要做现场单孔注浆试验，将事先配比好的浆液（水灰比1:1，普通硅酸盐水泥，设计压力0.4～1.0MPa）注入孔内以确定单孔注浆量，然后按注浆工艺进行施工。注浆的工序应先施工边缘帷幕孔，再施工注浆孔，帷幕孔间距为注浆孔的1/2。注浆完成的判断：一般认为在注浆孔地面冒出大量浆液或注浆量小于0.4L/min时，再稳定30min即注浆完成。应注意不可依次对孔注浆，应跳打跳注。

2.4.5 清洗。浆液在一段时间后会自动凝结成固体，如不及时处理就会损坏设备。因此在每次用完注浆泵、工程钻机、搅拌机等设备后应及时清理上面残留的浆液。当然如果施工间隔的时间低于浆液凝结的时间，则可连续施工，但在连续施工期间应定期清理浆渣。