树根型灌浆在地基处理中的应用

杨朝发

（贵州有色地质工程勘察公司，贵州 贵阳 550005）

1 工程概况

贵州某项目中的循环水站工程，其基底土层在长期水浸泡及冲蚀作用下，导致部分掏空及变形，使循环水池出现开裂沉降，严重影响生产运行，如图1所示。

2 地质环境条件

2.1 地形地貌

场区为中低山地区，山地宽缓沟谷岩溶地貌，场地为开挖整平场地，场平标高为915.30m。在建、构筑物北侧27m及西侧8m处为平场形成的高度为8m的土质边坡，局部地段为石芽出露。

2.2 地层岩性

根据环境地质调查和此次钻探资料揭露，场区地层主要为二叠系吴家坪组（P2w）含燧石灰岩，第四纪地层覆盖其上，为残坡积碎石混黏土。

工作区主要的岩土组构。（1）素填土：杂色，为人工回填土，主要由场平开挖黏性土混少许灰岩碎石及块石组成，呈松散状态。（2）碎石混黏土：褐黄色，碎石含量在15%～25%，粒径在2～10mm，碎石成分主要为灰岩及泥质页岩，呈棱角状，碎石含量较高地段呈中密状态，其中黏性土多呈可塑状，厚10～15m。（3）中风化含燧石灰岩：浅灰至深灰色，中至厚层状，致密，含燧石团块和条带。岩石节理较发育，多被乳白色方解石呈细网脉状密实胶结，岩体较破碎，多被切割成岩块状，较难钻进，岩芯呈短柱状、长柱状及部分碎块状。

2.3 地质构造

场区位于黄丝箱形背斜东翼和都匀复式向斜西翼间的挠曲地带，近南北向的F2张性断层从拟建场地东侧约200m处通过，受其影响，场区内岩石节理裂较为发育，岩体较为破碎。岩层单斜，产状：倾向82°，倾角25°。

根据周围环境地质调查和相邻场地详勘资料及本场地钻探情况可知，场区地下水为岩溶裂隙水，贮藏在含燧石灰岩节理、溶隙及溶孔中，含水性和透水性较好。其补给来源以大气降水为主，加之拟建场区地势较高，区内河流切割较深，地下水埋深较大，地下水位埋藏标高在870m以下，在上覆填土层中，由于孔隙较大，利于地下水贮存，形成上层滞水，加之降水影响，水量较大。

2.4 地下水

网络间节点的紧密程度越高，代表进行活动的效率越高，代价越小。为了衡量网络内聚力的程度，采用奇异值分解与滑动窗口结合的算法，产生酉矩阵，其对角线上的数据代表每个变量的方差。

3 发生变形原因

根据现场实际情况，该设计采用两排树根状帷幕灌浆孔方案，即平面上灌浆孔按二排布设，第一排孔距1.60m，垂直布设，第二排孔距0.8m，倾角15°，排距为0.80m，梅花型布置。设计灌浆孔约150个，预计钻灌进尺2400m（平均按16.0m计）；整个灌浆孔达标后置入HRB335 1Φ25钢筋后封孔。整个钻灌孔设计底界标高为进入基岩约1m，设计检查孔15个，预计进尺240m。

4 树根灌浆设计

4.1 设计原则

根据现场实际情况，固结灌浆线设计为直线，沿现有吸水池两侧布设，灌浆长度以现场塌陷段并适当向两侧延伸，固结灌浆总长为80m（单侧各40m）。

4.2 灌浆段平面布置及长度

据勘察成果和业主提出的有关要求，本着处理效果好、经济合理、安全可靠、有针对性处理的原则，以达到地基加固之目的。该区地基处理主要采取对基础以下混黏土采取固结灌浆的处理方案。

假设该公司2017年采购12000件，单位成本16元，销售15000件，结转销售成本=12000*16+3000*18=246000元

图2 灌浆平面设计示意图

4.3 灌浆孔设计

工作区循环水池发生沉降变形的主要原因：该区在建设完成后，其厂区地表水及地下水较丰富，地表水下渗后与地下水一道，形成强迳流，对其碎石混黏土层进行长期的浸泡软化并冲蚀掏空，加之时间的沉淀，致使地基土下沉而发生上部建构筑物变形开裂等危害。

图3 树根型灌浆孔设计图

4.4 灌浆方法

经过三个昼夜的苦思冥想，甲洛洛把希望寄托在了自己身上，他决定不惜一切代价，自己去侦查谁是小偷，并根据以下情况列了排序：

由于该建筑物基础底为混黏土，设计使用黏土-水泥浆（悬浊型浆材）灌注。要求使用P.O42.5普通硅酸盐水泥，细度要求通过80µm方孔筛余量不宜＞5%，黏土的塑性指数不宜＜14，黏粒（粒径＜0.005mm）含量不宜＜25%，含砂量不宜＞5%，有机物含量不宜＞3%。若现场不具备取土条件，可使用成品黏土粉。黏土-水泥浆最优掺合量应通过试验确定。灌浆施工中，若遇特大耗浆段，正常灌浆无效时，应及时采取有效措施进行处理。

4.5 灌浆压力与压水试验压力

（1）灌浆压力：确定和掌握灌浆压力是确保灌浆质量的关键，采用偏大的灌浆压力可能对水池稳定不利，但如果灌浆压力偏小则达不到目的，初步拟定灌浆压力（以孔口管回浆压力为准）最大值为0.3MPa（3.0kg/cm2），灌注过程中应随着吸浆量逐步加大压力，但不应超过设计压力。（2）钻孔注水试验压力：注水试验皆采用自然水头注水。

采用孔底注浆全孔灌注的方法，注浆管下至距孔底20cm左右，泥浆从注浆管下口沥出，使土体由下部逐渐向上劈开，控制灌浆压力以“内劈，外不劈”为原则，灌2～3次或基本不吃浆时，将注浆管提升1～2m，达到间隔时间后，再复灌，直至注浆管距地表顶1～2m左右为止。

4.6 灌浆材料

电极或者仪表的基本设定参数包括： 温度补偿曲线、电导电池常数，温度偏置等；校准历史包括： 仪表零点校准、斜率校准、验证测量、离线手工取样等操作的执行时间、记录结果等。

4.7 灌浆秩序

为保证固结灌浆质量，要求严格按照灌注次序施工。（1）钻灌紧临水池的灌浆孔（为垂直孔），分两个次序，即Ⅰ、Ⅱ序，各孔深度原则上均应达到相应的设计底条件控制。先施工Ⅰ序孔，次为Ⅱ序孔。（2）紧临水池排所有灌浆孔灌浆完毕后，开始灌注第二排（斜孔，倾角15°），也分两个次序灌浆。（3）灌浆孔全部完成后，布设10%的检查孔，用以检查固结灌浆质量，检查孔深度与相邻灌浆孔深度相同。

4.8 灌浆质量检查

（1）检查孔布置于灌浆区域内耗灰量大的部位，灌浆不正常、灌浆过程中出现过事故等处，经分析认为对灌浆质量有影响的部位，Ⅱ序孔注入量大的孔段附近。（2）检查孔的数量应不少于灌浆孔总数的10%，预设检查孔6个，孔深与相邻灌浆孔深度相同。（3）灌浆质量的检查应在检查部位灌浆结束30d后进行，检查指标以透水率q为主，q＜3Lu即为合格，合格率应为90%以上，不合格段的q值亦不应超过5Lu，且不集中，若此，灌浆质量可认为合格，否则应由甲方会同设计、施工单位商榷处理方案。

无土栽培基质蒸汽消毒机采用蒸汽消毒法，利用高温蒸汽杀死基质中的有害生物，集成了蒸汽发生装置、换热装置和水质软化装置，实现蒸汽温度120～200℃的连续可调，通过导管把高温蒸汽通入到消毒箱中的栽培基质，使基质温度升高达到80℃以上，干预有害微生物积累和繁殖、杀死病原菌。其具体消毒过程为：将消毒栽培基质投入到基质消毒箱中，消毒箱内的搅拌系统一直在进行搅拌，使得基质在罐体内受热均匀，消毒彻底；基质消毒箱内设置蒸汽管道，管道上分布有通气孔；当蒸汽锅炉产生高温蒸汽后，通过送汽管将产生的高温蒸汽通入管道，然后经通气孔对栽培基质进行均匀加热消毒。

5 结束语

该工程在于2016年9月顺利完工，经验收后运行至今，根据变形监测资料显示，该构筑物及地面变形较小，已处理稳定状态，其实践证明，树根型灌浆方案成功用于此工程地基处理，并取得了良好的效果。

通过对树根型灌浆方案的解析及在该工程的成功实施，其树根型灌浆方案的设计时遵循如下原则，以供同行参考：（1）树根型灌浆方案一般适用于既要进行灌浆防渗处理又要达到固结并提高一定承载力的地基处理。（2）为了使固结土体能达到固结并置筋连接作用，在灌浆完成后封孔前，应根据实际情况在灌浆孔置入一定量的钢筋或型钢作连接件。（3）由于各地区的灌浆土物性差异，在具体工程时，应作现场灌浆扩散试验及灌浆材料试验，保证灌浆的有效性。