压力注浆法在设备基础地基加固工程中的应用

2012-11-06王利辉孔范平高利平

山西建筑 2012年33期

王利辉孔范平高利平

(1.内蒙古工业大学土木工程学院，内蒙古呼和浩特 010051;2.内蒙古建筑材料设计研究院，内蒙古呼和浩特 010000)

1 工程概况

某水泥厂提升机设备基础平面尺寸为3.6 m×2.4 m，2011年10月提升机设备混凝土浇筑完毕，施工方于2012年3月在其基础上部安装了提升机设备。2012年5月施工方发现设备东侧发生不均匀沉降，根据施工方提供的沉降数据显示设备基础东侧下沉了12 mm，设备基础其余部位未发现有不均匀沉降现象。

该设备的岩土工程勘察情况按自上而下的顺序分别叙述如下:

1)粉土:棕红色，层底埋深0.3 m ～3.0 m，承载力特征值为170 kPa。2)粉质黏土:棕红色，层底埋深 3.0 m ～10.0 m，承载力特征值为220 kPa。3)花岗岩:白灰色，层底埋深大于10.0 m，承载力特征值为50 MPa。

2 原因分析

经过实地勘察分析后，认为造成设备地基基础下沉的主要原因:

1)设备西侧基础坐落在圆筒仓的承台基础上，东侧基础本应坐落在原状土上，而施工方未能将回填土分层碾压密实，造成土体之间间隙太大。2)集中降雨，雨水渗至碎石混粘性回填土层，碎石混粘性回填土层饱水后，因自重增加而产生的自重固结加剧了地基的下沉。

3 加固方案确定

1)人工挖孔桩法加固基础地基。在设备基础地基东侧设置椭圆形人工挖孔桩。待人工挖孔桩达到一定强度后，将两桩之间地圈梁用钢结构进行加固，使加固地圈梁支撑点完全坐落在人工挖孔桩之上。2)压力注浆法加固处理地基。用压力让水泥混合浆通过灌浆孔注入回填土内，在周围土体中形成浆脉结石，灌浆孔形成桩柱体与压实的地基土形成复合地基。人工挖孔桩法加固处理后，基础坐落于桩基之上，回填土沉降对基础影响不大，但由于人工挖孔桩施工在原有建筑物下部，施工难度大，且在成桩过程中可能出现周围塌孔现象，存在安全隐患，且施工必须间隔进行，施工工期相对较长。压力注浆法加固是在设备基础以外钻孔，且孔径较小，不影响施工过程中建筑物的安全使用。因而，经综合比较，决定选用压力注浆法进行加固处理。

4 压力注浆法加固地基施工

4.1 设计方案

地基压力注浆加固前，要详细查看岩土工程勘察报告，了解施工现场平面图、控制点的测量与制作。确定详细加固方案，主要包括注浆材料，注浆机械及配套设备、施工工艺及注浆参数、注浆效果及质量指标、注浆效果评估方法和检测方法等。

图1为施工平面图。

图1 提升机基础地基压密注浆灌浆孔平面布置图

1)沿基础外侧均匀布置注浆孔，孔深以进入原状土为依据。根据地基的情况，确定注浆孔距离基础边的距离，施工结束后根据注浆效果可增加布置适量的注浆孔。2)注浆孔间距一般为1.0 m～2.0 m。考虑到回填土不太密实，并且夹杂很多碎石，直径较大，妨碍打孔，综合各方面条件，注浆孔间距按1.0 m考虑，沿基础均匀布置。3)孔口处的压力视钻孔深度、土的渗透性以及水泥浆的稠度等而定，一般为0.3 MPa～1.0 MPa。注浆压力范围控制在0.5 MPa～1.0 MPa，注浆流量范围控制在7 L/min ～10 L/min。4)注浆水泥采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥，水泥浆的水灰比控制在0.8～1.0，每孔采用全程一次性注浆工艺，孔径80 mm。

4.2 施工工艺流程及质量保证措施

1)施工工艺流程。确定钻孔位置前进行地下管线仔细的确认，成孔利用ZLJ-250钻机成孔，钻孔孔径80 mm，深度为3.5 m～5.0 m，;成孔后将注浆射管塞入施工孔内，注浆管内径20 mm，注浆射管管壁上钻有注浆孔，在射管与施工孔之间用编织袋填塞，上部用水泥砂浆填实。注浆管底口下入至孔底0.5 m处，防止水泥浆液从孔口外溢，装好压浆管后进行浆液配制和注浆，注浆采用 BW-150型泥浆泵，注浆压力为0.2 MPa～0.45 MPa，用压浆泵将水泥浆射管透入土层孔隙中。水泥浆连续一次压入不中断。在达到设计注浆压力要求稳定一段时间后进行拆管。拔出注浆射管，用1∶2水泥砂浆填塞密实。

2)注意事项及质量保证措施。在对设备基础地基进行注浆之前，应认真检查设备基础地面是否有空隙，空隙用1∶3水泥砂浆填塞。在注浆过程中要对每个注浆孔的水泥浆用量值做好记录。注浆时水泥浆液由稀至浓，压浆过程中，遇地层松散或孔隙大，注浆量超常增大时，暂停注浆，待水泥浆液凝固一段时间后再进行注浆。在土质较密实的情况下，压浆时在规定的压力下，水泥浆液难于渗透时，适当减少注浆量。注浆过程中应随时观察地面的情况，当水泥浆液从孔口及其他地方冒出，应暂停注浆，待采用封堵注浆孔措施后再进行注浆。注浆施工中注浆压力达到规定值(0.5 MPa～1.0 MPa)稳定一段时间后，可结束注浆。