地基加固的復(fù)合注漿技術(shù)與應(yīng)用研究

1、地基加固的復(fù)合注漿技術(shù)與應(yīng)用研究摘 要：介紹了地基加固的復(fù)合注漿技術(shù)的特點(diǎn)，重點(diǎn)探討了復(fù)合注漿技術(shù)的施工方法，并結(jié)合了具體案例進(jìn)行復(fù)合注漿技術(shù)的應(yīng)用研究。 關(guān)鍵詞：地基加固；復(fù)合注漿 復(fù)合注漿法是將靜壓注漿法和高壓旋噴注漿法進(jìn)行時(shí)序上的結(jié)合，分別發(fā)揮兩種注漿加固方法各自的優(yōu)點(diǎn)，又可克服各自的技術(shù)和工藝缺陷的一種加固方法。 1 地基加固的復(fù)合注漿技術(shù)的特點(diǎn) (1)復(fù)合注漿適用加固地層、加固工程范圍廣。 (2)復(fù)合注漿漿液擴(kuò)散范圍大，不僅對(duì)高壓噴射流噴射破壞土體的極限范圍之內(nèi)土體進(jìn)行置換加固，而且對(duì)噴射破壞土體的極限范圍之外的土體以充填、滲透、擠密和劈裂等方式進(jìn)行注漿加固，在成樁的同時(shí)對(duì)地基土有灌

2、漿加固作用。 (3)復(fù)合注漿能定向定位，能形成連續(xù)的圓柱狀的旋噴樁體，旋噴樁直徑為400-1200mm，其注漿固結(jié)體頂部無(wú)收縮，與原基礎(chǔ)混凝土或樁混凝土結(jié)合緊密，形成的單樁承載力較高。 (4)復(fù)合注漿鉆孔施工口徑較小，對(duì)既有建筑物基礎(chǔ)和地面損害和擾動(dòng)很小，可調(diào)節(jié)漿液凝固時(shí)間，施工期建筑物附加沉降小。 經(jīng)濟(jì) 可靠，且耐久性好。 (5)復(fù)合注漿施工簡(jiǎn)便，施工時(shí)直接在原基礎(chǔ)承臺(tái)下形成旋噴樁，不需開(kāi)挖地面，對(duì)地面和基礎(chǔ)破壞小，且施工時(shí)基本無(wú)噪音。 2 地基加固的復(fù)合注漿技術(shù)的施工方法 2.1 復(fù)合注漿施工前的準(zhǔn)備 復(fù)合注漿法加固地基的效果好壞，關(guān)鍵在于能否按設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行施工。要注意做好施工前的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)

3、查和施工準(zhǔn)備工作。 2.1.1 復(fù)合注漿法實(shí)施前的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查 復(fù)合注漿法在地基和樁基礎(chǔ)加固中應(yīng)用時(shí)，需在加固實(shí)施前對(duì)加固對(duì)象做必要的調(diào)查。 (1)地質(zhì)條件及周?chē)h(huán)境的調(diào)查。 調(diào)查通常指地質(zhì)條件調(diào)查，但也包括地下埋設(shè)物、環(huán)境等各種調(diào)查項(xiàng)目，主要有：地層土質(zhì)調(diào)查，防止實(shí)際施工中因土質(zhì)漿差異，致使注漿效果發(fā)揮不好或粘土礦物與漿液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等；地下水調(diào)查，測(cè)定調(diào)查孔的 自然 水位和實(shí)施滲水實(shí)驗(yàn)，求出滲透系數(shù)K；周邊環(huán)境調(diào)查，如鄰近建筑物基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀和工程地點(diǎn)周?chē)纳瞽h(huán)境、道路狀況等。 (2)對(duì)需加固的建筑物基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查 加固前應(yīng)先對(duì)既有建筑物的基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定，以便得到一個(gè)較為準(zhǔn)確

4、的結(jié)論，主要工作有： 詳細(xì)了解建筑物地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)和管線設(shè)計(jì)施工資料和竣工圖，了解建筑各部位基礎(chǔ)的實(shí)際荷載。 對(duì)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn)：對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行裂縫調(diào)查，對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)并記錄，取樣進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)，對(duì)混凝土采用抽芯或回彈方式進(jìn)行檢測(cè)。 對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，通過(guò)開(kāi)挖探坑驗(yàn)證基礎(chǔ)類(lèi)型、材料、尺寸及埋置深度，檢查其損壞程度。 2.2.2 施工準(zhǔn)備 (1)組織施工人員。 復(fù)合注漿法加固地基施工時(shí)，設(shè)備班需配備施工隊(duì)長(zhǎng)、工程技術(shù)人員、高壓泵工、電工、修理工等。 (2)現(xiàn)場(chǎng)施工前準(zhǔn)備。 施工前應(yīng)組建隊(duì)伍、清理施工場(chǎng)地、作好機(jī)械檢修、布置好孔位及搭設(shè)工棚、備料等。 (3)確定施工程序。 施工程序一般為：鉆孔、

5、建立孔口灌漿裝置、采用高壓旋噴注漿法進(jìn)行噴射注漿、利用孔口注漿裝置封孔進(jìn)行靜壓注漿、對(duì)孔進(jìn)行封閉處理。 (4)根據(jù)設(shè)計(jì)選定復(fù)合注漿參數(shù)及漿液配方。 (5)配置復(fù)合注漿施工機(jī)械設(shè)備。主要施工設(shè)備見(jiàn)下表1-1： (6)確定復(fù)合注漿施工中常見(jiàn)問(wèn)題的處理方案，明確施工質(zhì)量檢查的重點(diǎn)，同時(shí)注意作好注漿施工資料記錄。 2.2 復(fù)合注漿技術(shù)的施工工藝 (1)復(fù)合注漿的工藝類(lèi)型。 當(dāng)前復(fù)合注漿的工藝類(lèi)型主要有：?jiǎn)喂芊?、二重管法、三重管法及多重管法等，這里主要介紹單管法復(fù)合注漿。 單管法復(fù)合注漿是利用鉆機(jī)把安裝在注漿管底部側(cè)面的特殊噴嘴，置入土層預(yù)定深度后，用高壓泵等裝置，以大于20Mpa的壓力，把漿液從噴嘴中

6、噴射出去沖擊破壞土體，同時(shí)借助注漿的旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)，使?jié){液與從土體中崩落下來(lái)的土攪拌混合。然后以大于是0.3 -2.0Mpa的壓力進(jìn)行靜壓注漿，使?jié){液進(jìn)一步擴(kuò)散，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間凝固，在土中形成圓柱狀固結(jié)體。 (2)復(fù)合注漿的成孔。 復(fù)合注漿的成孔包含兩方面的內(nèi)容：注漿鉆孔和建立孔口注漿裝置。 注漿鉆孔。 對(duì)既有建筑物地基進(jìn)行加固時(shí)，先采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆穿既有建筑物原基礎(chǔ)或承臺(tái)，然后根據(jù)設(shè)計(jì)注漿深度要求和地質(zhì)情況，選擇采用地質(zhì)鉆機(jī)或高壓旋噴鉆機(jī)鉆孔到設(shè)計(jì)深度。鉆孔垂直度保證1%。 建立孔口注漿裝置。 注漿鉆孔施工完成以后，在注漿孔口建立注漿裝置?？卓谧{裝置需既滿靜壓注漿要求又滿足高壓旋噴注漿管可以從

7、其中下鉆的要求?？卓谧{裝置可采用單管接頭式或混合器式，單管接頭式用于單液注漿，混合器式用于雙液注漿?？卓谧{裝置采用預(yù)埋設(shè)的方式固定在注漿孔口，采用水泥漿或水泥水玻璃漿液將孔口裝置與鉆孔之間的間隙固定密封。 (3)復(fù)合注漿的注漿方法。 復(fù)合注漿的注漿方法由高壓旋噴注漿和靜壓注漿組成： 高壓旋噴注漿方式注漿。 孔口注漿裝置埋設(shè)滿足要求后，先采用高壓旋噴注漿方式按設(shè)計(jì)規(guī)定的工藝參數(shù)進(jìn)行注漿，將注漿管分段下入孔底，每段注漿鉆桿需連接緊密并采用麻絲密封。旋噴注漿按從下而上的方式。為減小建筑物的附加沉降，旋噴一般采用單管旋噴注漿方式，下鉆時(shí)盡量快速且盡量小壓力小流量噴水，旋噴時(shí)不噴水而直接噴漿一遍，在

8、底部和頂部需噴漿2遍。 靜壓注漿方行注漿。 高壓旋噴注漿結(jié)束后，利用孔口注漿裝置封住孔口進(jìn)行靜壓注漿，擴(kuò)大漿液的注入范圍，防止旋噴固結(jié)體收縮增加旋噴體與原基礎(chǔ)混凝土結(jié)合緊密性。靜壓注漿開(kāi)始時(shí)采用較稀的漿液和較低的注漿壓力，隨后逐漸增加漿液濃度及加大注漿壓力，直至設(shè)計(jì)注漿量和注漿壓力為止。 (4)復(fù)合注將的封孔。 靜壓注漿結(jié)束后，需對(duì)孔口進(jìn)行封閉處理，防止?jié){液流出。若孔內(nèi)漿液有流失需補(bǔ)灌漿液到注漿孔內(nèi)漿液飽滿為止。復(fù)合注漿順序有時(shí)需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，有時(shí)需采用先靜壓注漿后高壓旋噴注漿的方式進(jìn)行注漿。 3 應(yīng)用研究 3.1 工程概況 廣東某皮革廠廠房建筑面積約6000m2，雙等跨式五層框架結(jié)構(gòu)

9、， 為d480mm錘擊沉管灌注樁上承臺(tái)支承柱基礎(chǔ)。工程竣工一年后發(fā)現(xiàn)磚墻砌體嚴(yán)重開(kāi)裂，外墻窗角有嚴(yán)重的八字形裂縫，二層部分窗頂出現(xiàn)水平裂縫，必須進(jìn)行加固處理。 3.2 事故原因分析 (1)外墻的裂縫形態(tài)呈八字型，二層外墻有少量水平向，裂縫主要分布呈對(duì)稱分布，可以認(rèn)為建筑物墻體裂縫主要是由于基礎(chǔ)沉降差過(guò)大引起的。 (2)沉管灌注樁的上半部分位于松散狀態(tài)的回填土中，平均達(dá)9. 4米，占整個(gè)樁基平均深度的50%，該層回填土對(duì)樁基承載力和樁基沉降產(chǎn)生重大影響。回填土在工程竣工時(shí)尚未完成固結(jié)，導(dǎo)致沉管灌注樁沉降不均勻，引起上部結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。 (3)樁基承載力驗(yàn)算。根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范，考慮回填土的負(fù)摩阻作用

10、， 計(jì)算 得原沉管灌注樁單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值為294kN，而本廠房在滿載作用單樁荷載均為500kN以上，導(dǎo)致廠房發(fā)生不均勻沉降以及沉降過(guò)大，引起廠房開(kāi)裂。 3.3 地基加固設(shè)計(jì)與方案選擇 (1)方案選擇。 針對(duì)本工程特點(diǎn)，相對(duì)其它地基加固方法復(fù)合注漿法有以下優(yōu)點(diǎn)： 本工程有多樁承臺(tái)，采用復(fù)合注漿法可直接在承臺(tái)下形成高壓旋噴樁并能與承臺(tái)牢固銜接，承擔(dān)上部荷載，成樁質(zhì)量可靠。不需開(kāi)挖承臺(tái)，鉆孔施工口徑較小，對(duì)基礎(chǔ)和地面破壞很小。漿液凝固時(shí)間可調(diào)，施工期附加沉降小。 采用復(fù)合注漿法可能對(duì)本工程上部較厚的填土層進(jìn)行注漿加固，消除原沉管灌注樁在填土層負(fù)摩阻力的影響。此外，復(fù)合注漿法對(duì)樁側(cè)其它土層及樁底持

11、力層均有加固效果，可較大地增加原沉管灌注樁的承載力，充分發(fā)揮原樁基承載力，節(jié)省加固費(fèi)用。 經(jīng)分析比較，選擇采用復(fù)合注漿法進(jìn)行加固處理。 (2)加固設(shè)計(jì)。 旋噴樁承載力計(jì)算：本工程復(fù)合注漿法采用先單管高壓旋噴后靜壓灌漿方式，設(shè)計(jì)旋噴樁樁底持力層為地層的第四層一硬塑狀粉質(zhì)粘土層，旋噴樁長(zhǎng)18-20米。經(jīng)旋噴樁承載力計(jì)算并參照以往經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，旋噴樁單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值取300kN。 3.4 加固施工方案及注漿參數(shù) 本加固工程復(fù)合注漿孔位均布置在柱下的承臺(tái)上，與原沉管灌注樁相距50-100cm?？孜粚?duì)稱布置，使荷載分布均勻，施工時(shí)為防止對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生較大影響，均采用跳孔施工方法，同一承臺(tái)上兩孔施工間隔時(shí)間需

12、三天以上。采用在原基礎(chǔ)承臺(tái)上鉆孔并設(shè)立孔口注漿裝置，然后在基礎(chǔ)下直接進(jìn)行高壓旋噴注漿，旋噴注漿結(jié)束后再封住孔口進(jìn)行靜壓注漿，靜壓注漿需進(jìn)行1-2次，確保樁頂無(wú)收縮以及樁間土體得到加固。注漿采用425#普通硅酸鹽水泥漿液，共加固基礎(chǔ)承臺(tái)33個(gè)，綜合注漿共95孔。噴射施工時(shí)在樁底和樁頂各復(fù)噴2米，以擴(kuò)大旋噴樁樁底和樁頂直徑，增加端阻力和樁頂沉與承臺(tái)接觸面積。 高壓旋噴和靜壓注漿采用以下參數(shù)進(jìn)行施工：噴射泵壓：20Mpa；提升速度：20cm/min；回轉(zhuǎn)速度：約20r/min；靜壓注漿壓力：0.5-1.0Mpa；漿液水灰比：噴射注漿1-1.1：l，靜壓注漿0.7-1.0：1。 3.5 復(fù)合注漿加固效果 加固結(jié)束28天后，對(duì)旋噴樁開(kāi)挖3米檢查，檢查結(jié)果為旋噴樁與基礎(chǔ)承臺(tái)連接緊密，樁徑達(dá)600mm以上。經(jīng)對(duì)旋噴固結(jié)體進(jìn)行抽芯檢查，結(jié)果為樁身連續(xù)，樁與承臺(tái)連接良好。本加固工