注浆法加固地基工程实例

刘文晓 李淼

（1包头铁道职业技术学院，内蒙古 包头 014060；2内蒙古科技大学土木工程学院，内蒙古 包头 014010）

1 工程概况

包头市某公寓楼建于2005年，地上四层砖混结构。建筑面积2500m2左右，结构高度为13米。该建筑坐落在湿陷性黄土层，湿陷性等级为I级轻微湿陷性。设计地基承载力特征值为160kPa,本地区冻深1.6米，基底相对标高-2.1米，场地类别II类。

该建筑采用毛石基础，M5.0水泥砂浆砌筑MU30以上毛石，基础高度1.5米，基底宽度分为1.3米和1.4米两种。墙体±0.000以下采用M10水泥砂浆砌筑MU10实心机砖，一层、二层采用MU10混合砂浆砌筑MU10多孔砖。三层、四层采用M5混合砂浆砌筑MU10多孔砖。构造柱、圈梁、楼板及楼梯混凝土构件均采用C20混凝土。

地基基础存在局部沉降，依据地质勘察资料及地基沉陷情况，拟采用注浆法对地基基础进行加固处理。

2 注浆加固技术原理

注浆法是指采用液压的方法把具有流动性、填充性、胶凝性的一种或几种浆液材料均匀灌入地层中，使浆液与土颗粒产生胶结作用，形成整体，从而提高地基土的强度。

注浆法一般常用水泥浆液，又称灌浆法。目前常用的水泥注浆法有：渗透注浆、压密注浆及劈裂注浆等。根据不同的地层情况选择不同的注浆类型，本工程采用压密注浆方法。

3 压密注浆方案设计

3.1 注浆液材料配比设计

综合地勘报告、结构基础现状等因素，本次注浆料采用水泥单浆液，配比采用1：0.6（重量比）。

水泥采用P.C 32.5 水泥，注浆用水pH值不得小于4，水温不得超过30℃，当日平均温度低于5℃或最低温度低于-3℃的条件下注浆时，应采取措施防止浆液冻结。

由于地质条件的复杂性，在注浆加固设计前进行现场注浆试验。浆液配比应结合现场注浆试验情况进行调整，确定最优注浆参数。

布，围在他们的身前，最上边是一行血红色的大字——官商勾结非法征地，失地农民欲哭无泪！下面则是密密麻麻的小字，应该是介绍这起上访事件的来龙去脉。高潮顾不得细看，从兜里掏出他花壹佰圆钱在假证贩子那里制作的《焦点调查网站调查员证》，递了过去，说：我是“焦点调查”网站的调查员，能不能给我提供一份你们上访的材料？

若现场注浆浆液初凝时间不满足下文要求，应通过掺加水玻璃以减少初凝时间，具体掺加量通过现场注浆确定以满足初凝时间要求。硅化法加固原理见下文。

3.2 硅化法原理

硅化加固法适用于各种砂土、黄土及一般黏性土。通常用水玻璃（Na2O.nSiO2）及氯化钙（CaCl2）先后用下部具有细孔的钢管压入土中。两种溶液在土中相遇后起化学反应，形成硅酸凝胶填充在土孔隙中，并胶结土粒，状如砂岩。其化学反应为：

式中，nSiO2（m-1）H2O即为硅酸凝胶，本次灌浆液水玻璃模数值范围取2.5～3.3。

对渗透系数k=0.1～2m/d的黄土与黄土状粉质黏土进行加固时，因土中含有硫酸钙（CaSO4）或碳酸钙（CaCO3），只须用单液硅化法，即仅将水玻璃压入土中。为了加速水玻璃与硫酸钙的反应，通常加些氯化钠（NaCl)溶液作为催化剂，其化学反应为：

水玻璃浓度采用10%～15%的硅酸钠（Na2O.nSiO2），并掺入2.5%氯化钠。其相对密度不得小于1.1，一般宜为1.13-1.15。

3.3 单孔灌注量计算

单孔灌注量q按下式计算：

式中，r-有效加固半径，取0.75m;

l-有效加固长度，取10m;

n-土层孔隙比，按下式计算；

ρ-灌浆料密度，按下式计算；

α-孔隙填充率，取0.6-0.8。

根据地勘报告，湿陷性黄土孔隙比为0.882，得到其空隙率n为：

本次灌浆料水灰比采用1：0.6，故其密度计算如下：

故单孔灌注量如下式所示，每延米灌注量450kg。

3.4 灌注孔的布置

灌注孔间距：压力灌注宜为1.0～1.5m,即有效加固半径为0.5～0.75m,根据该加固半径，钻孔应沿基础侧向布置，每侧不宜少于2排，考虑到本工程黄土湿陷性程度及基础平面布置。

因有效加固半径与地基土渗透系数相关，故应根据现场注浆试验对其进行调整，进而对灌注孔平面布置图进行调整，确保相邻灌注孔加固圆柱体相互重叠。

图1 基础注浆平面图

3.5 注浆压力

注浆压力控制范围：0.5-0.8MPa,不应大于1MPa。注浆速率10-20L/min。

3.6 初凝时间

初凝时间宜为5～20min。

3.7 注浆终孔标准

遇地面冒浆（采取措施后仍冒浆）、地表隆起、注浆压力达到1MPa任一条件时终孔。在规定的注浆压力下，孔段吸浆量小于1L/min,延续30min即可结束注浆，或孔段单位吸浆量大于理论估算值时也可结束注浆。

4 质量检验

1）注浆检验应在注浆结束28d后进行。可选用标准贯入、轻动力触探或静力探触等方法进行加固地层均匀性检测；

2）按加固土体深度范围每间隔1m取样进行室内试验，测定土体压缩性、强度或渗透性；

3）注浆检验点不应少于注浆孔数的2%～5%，检验点合格小于80%时应对不合格的注浆区实施重复往浆；

4）地基加固结束后，尚应对已加固地基的建（构）筑物或设备基础进行沉降观测，直至沉降稳定，观测时间不应少于半年；

5）处理后地基的承载力应进行静载荷试验检测，静载数量为3个，具体方法按照《建筑地基处理技术规范》附录A实施。

5 结语

因注浆施工会对基础产生附加应力，从而可能对结构主体产生不利影响，故施工方应专门配备人员对以下方面进行专门监测：

1）对房屋外墙侧向位移进行监测；

2）对注浆区域基础变形进行监测，防止注浆压力过大导致基础抬高；

3）对墙、梁、板变形及裂缝进行监测。

若施工过程出现结构主体、构件变形或裂缝过大等有可能影响结构安全性的现象出现，应立即撤离人员，以待后续处理。