注浆法在地基处理中的应用

淡超

(深圳市工勘岩土工程有限公司（四川分公司），四川 成都 610000)

1 工程概况

江油南玻矿业小块料仓和选矿车间为混凝土框架结构，小块料仓为筏板基础，选矿车间为柱下条形基础，其±0.00相当于绝对高程776.80m；浓缩池为现浇混凝土结构，采用独立柱基础，其±0.00相当于绝对高程769.50m；尾矿处理车间为框架结构，采用独立柱基础，其±0.00相当于绝对高程768.80m。

拟建小块料仓、选矿车间和浓缩池场地均已采用强夯法对素填土进行了加固处理（受场地的影响，1#浓缩池西南侧未进行强夯）。根据强夯检测报告："处理后的地基其承载力特征值满足设计要求，但沉降量及变形模量差异较大，应注意不均匀沉降的影响"。实际情况为：在荷载未达到全部恒荷载的1/3时，在小块料仓临河道侧及1#浓缩池漏夯处出现了不均匀沉降。为了保障拟建工程的安全以及正常使用，受业主委托，我公司对选矿车间、小块料仓、浓缩池及其东侧道路区域场地进行地基处理方案设计。

2.场地岩土工程地质条件

2.1.地质岩性

根据《岩土工程勘察报告（详细勘察）》及《施工勘察报告》，对场地内素填土及其下卵碎石层的分布、物质组成、工程特性情况等分述如下：

2.1.1 素填土（Q4ml）:暗褐色，主要由粘性土和砂岩、页岩碎块等混杂组成，为新建厂区时边坡开挖物质回填而成，堆积年限约1年。其均匀性较差，未经分层碾压夯实，按其物质组成以及N63.5重型动力触探试验成果，素填土可分为以下四个亚层：

2.1.1.1素填土1亚层：成分以粘土、粉质粘土为主，含少量砂岩、页岩碎块及岩屑。粘土和粉质粘土含量大于80%，湿～饱和，可塑～软塑状态。砂岩、页岩碎块及岩屑小于20%，块度一般2～8cm，少量超过20cm。顶板埋深0.0～2.3m，层厚 0.5～4.2m，呈透镜体状分布于场 地 内 ZK11、ZK14、ZK21、ZK35、ZK36 及ZK37号孔一带。N63.5修正后击数一般为1.0～2.0击，平均击数为1.6击。

2.1.1.2素填土2亚层：成分以粘土、粉质粘土为主，含少量砂岩、页岩碎块及岩屑。粘土和粉质粘土含量约为60%～80%，湿～饱和，可塑～软塑状态。砂岩、页岩碎块及岩屑约占20%～30%，块度一般2～10cm，少量超过20cm。顶板埋深 0.0～4.2m，层厚 0.7～6.3m，呈层状、透镜体状分布于场地内ZK1～ZK4、ZK11～ZK12、ZK14～ZK15、ZK22～ZK22、ZK26～ZK32以及ZK34～ZK37号孔一带。N63.5修正后击数一般为2.0～3.5击，平均击数为2.8击。

2.1.1.3素填土3亚层：成分以粘土、粉质粘土、砂岩及页岩碎块（屑）为主，含少量卵石和砂土。粘土和粉质粘土含量约为40%～60%，湿～饱和，可塑～软塑状态。砂岩、页岩碎块及岩屑约占30%～40%，块度一般2～20cm，少量超过40cm。其余为卵石及砂土。顶板埋深 0.0～6.3m，层厚 0.5～7.3m，呈层状、透镜体状分布于场地内大部分地段，仅在ZK11、ZK21、ZK30及ZK35号孔一带缺失。N63.5修正后击数一般为3.5～5.0击，平均击数为4.1击。

2.1.1.4素填土4亚层：成分以粘土、粉质粘土、砂岩及页岩碎块（屑）为主，含少量卵石和砂土。粘土和粉质粘土含量约为30%～40%，湿～饱和，可塑～软塑状态。砂岩、页岩碎块及岩屑约占40%～50%，块度一般2～20cm，少量超过40cm。其余为卵石及砂土。顶板埋深 0.0～8.1m，层厚 0.6～7.8m，呈层状、透镜体状分布于场地内大部分地段，仅在ZK14、ZK33及ZK35号孔一带缺失。N63.5修正后击数一般为5.0～8.0击，平均击数为6.2击。

2.1.2 卵石（Q4al+pl）：灰色，成分以花岗岩、闪长岩为主，次为石英岩、灰岩、砂岩、泥岩等。顶板埋深为3.6～10.2m，全场地分布。按其颗粒组成，充填物含量，密实程度，卵石可分为以下二个亚层：

2.1.2.1稍密卵石：卵石含量55%～60%左右，一般直径2～8cm。被中粗砂充填，并含少量泥质成分。颗粒交错排列，部分接触。厚度为0.5～1.7m。以层状、透镜体状分布于场地内部分地段。N63.5修正后击数一般为5.0～10.0击，平均击数为8.3击。

2.1.2.2中密卵石：卵石含量占60%～70%左右，一般直径4～8cm，含少量漂石，被中粗砂和砾砂充填，并含10%左右的圆砾。颗粒交错排列，大部分接触。最大揭示厚度为2.7m，全场地分布。N63.5修正后击数一般为10.0～20.0击，平均击数为14.8击。

2.2.地基土物理力学性质

根据《施工勘察报告》，基础主要持力层的物理力学性质见表1：

岩土的工程特性指标建议值 表1

3.设计方案分析

根据规范及相关资料，结合地基处理经验以及现场强夯成果，我公司认为小块料仓基础产生倾斜的原因为：临河道侧素填土厚度变化较大，部分地段素填土底板坡度大于20°，其分布为由中雁公路向河道处倾斜；且由于地形原因，强夯处理范围未满足规范要求的大于建筑物基础的范围，即每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2～1/3，并不宜小于3m的要求。

综合分析各种因素，我公司决定采用在选矿车间、小块料仓、浓缩池以及浓缩池临河道区域进行灌浆处理的方式，以提高地基土的承载力，改善其变形性质，增强其均匀性。故本地基处理方案为采用"纯压式"注浆法。

4.地基处理注浆施工方案设计

4.1.注浆范围及孔位布置

根据现场实际情况，在选矿车间及小块料仓共布置注浆孔451个，单孔均深预计为8.5m，总深度为3833.5m，单孔预计灌注水泥干灰量为390kg，总计灌浆量折算为水泥干灰约为175.9T。浓缩池及其东侧道路共布置注浆孔1026个，单孔均深预计为7.0m，总深度为7182.0m。单孔预计灌注水泥干灰量为335kg，总计灌浆量折算为水泥干灰约为343.7T。

4.2.注浆施工工艺及要求

本工程注浆采用"纯压式"注浆方式，设计注浆最大压力2～3MPa。严格按照孔位布置图测放布置孔位，孔位偏差不大于10cm，在所测放孔位处设置明显标记。注浆孔为垂直孔，注浆孔应钻至稳定卵石或基岩顶板以下1m处。先进行帷幕孔的注浆，后进行一般性孔的注浆。帷幕孔注浆采用分序施工和间歇注浆。注浆孔采用连续注浆和间歇注浆的方法；当吃浆量很小或填土空隙不发育时，可采用连续注浆法。当注浆量大时采用间歇注浆法注浆，或在孔口加一漏斗状的投砂器，用浆液将粉煤灰或砂带入孔内，有时在浆液中加入少量速凝剂（1%～2%的水玻璃）。浆液的稠度一般是先稀后稠，逐渐变浓的进行。注浆水泥浆液水灰比为：1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1，以 1:1开注。对浆液水灰比的变换应遵循以下原则：

4.2.1注浆时，当注浆压力保持不变，吸浆量均匀减少时，或当吸浆量不变，而注浆压力均匀升高，注浆工作应持续下去，不得改变水灰比；

4.2.2当注浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；

4.2.3应逐级变换，不宜跳级变换，当某一级水灰比的浆液已灌入300L以上或灌注时间已达1h，而注浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级灌注；

4.2.4遇到大耗浆的孔段，当注入率大于30L/min而注浆压力又低于设计压力，可越级变换；

4.2.5当浆液的单位注入率≥60L/min时，可越级变浓。

在施工过程中同一次序孔可不分先后，但后次序孔必须在前次序孔施工完成24h后进行。当孔口管压力在1.0～1.5MPa，泵量小于5L/min，稳定 10～15min以上，即可结束该孔注浆施工。

4.3.注浆材料的选择

本工程注浆所用水泥的强度等级为32.5#普通硅酸盐岩水泥。细度要求通过80μm方孔筛的筛余量不大于5%。符合GB175标准的规定。不使用受潮结块的水泥；水泥不存放过久，出厂期超过三个月的水泥不得使用。

注浆用水符合《混凝土拌和用水标准》（JGJ63-89）的规定。所用外加剂凡能溶于水者，均应以水溶液状态加入，其最优掺量应通过试验确定。水泥浆制备采用集中制浆、注浆点配浆的方式，浓浆为0.5:1。普通浆液从开始制备至用完的时间不大于4h，温度保持在5～40℃。超过此标准废弃。

4.4.注浆设备及机具

本工程采用潜孔锤对混凝土进行破碎，用手工钻或冲击钻机成孔。钻速和制浆能力与工程量、浆液类型和注浆泵的性能相适应。每个浆站不少于2台注浆泵，其最大注浆量应满足设计工艺和施工进度的要求；其最大泵压不小于6MPa。在注浆泵、注浆孔孔口处必须安装压力表。注浆管路及其连接部位，必须能承受最大注浆压力的1.5～2.0倍。注浆管路拐弯处可采用弧形弯管连接。潜水泵的排水量和泵的数量都满足工程的需要。另外还需要流量计、止浆塞和输浆管路等设备。

4.5.注浆施工过程控制

4.5.1注浆过程中，使用注浆自动记录仪测记录注浆压力、注入率等注浆参数。无论采用记录仪与否，都坚持现场质量检查和旁站监理，避免用仪器代替人的管理。

4.5.2根据施工图纸或监理工程师指示，选用注浆用的水泥品种、外加剂、掺和料等。所有材料包括现场配置的浆材在使用前及使用过程中进行周期性控制试验以及监理工程师指示的质量抽检试验。

4.5.2注浆孔各注浆段不论透水率大小均按技术要求进行注浆。

4.5.4根据钻灌设备台套数量，配备数量足够的注浆检查员，严格检查注浆施工过程。

4.5.41检查注浆孔钻灌顺序是否符合要求；检查钻机安装就位的准确性；检查测量钻孔的位置、深度是否正确。

4.5.4.2 检查栓塞或封闭器、压力表、流量计等器具安装情况，按有关技术要求，监督和指导压水试验。

4.5.4.3注浆前，检查浆材是否足够；设备是否正常；注浆管路是否连接牢固、畅通；仪器仪表安装是否准确可靠等。

4.5.4.4注浆过程中经常检查和记录浆液比重、温度等，稳定浆液须测记浆液粘度和析水率等；检查是否按照规定的水灰比进行灌注；浆液比级变换是否合理；注浆压力是否达到设计值等。

4.5.4.5检查注浆结束是否按照规定的结束标准执行。

结语

本次注浆施工结束后连续观测沉降20 d，从沉降观测曲线可以看出,压力注浆加固地基的附加沉降在20 mm以内,同时也满足了地基承载力特征值fspk≥180kPa和地基压缩模量ESP≥10Mpa，注浆效果显著。

[1]GB50007-2002.建筑地基基础设计规范[S].

[2]JGJ79-2002.建筑地基处理技术规范[S].

[3]（SL62-94）.水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S].

[4]JGJ123-2000.既有建筑地基基础加固技术规范[S].