C.G.S擠密灌漿工法在灌排站基礎(chǔ)加固中的應(yīng)用

沈繼承，萬(wàn) 新，徐永江

（遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

1 工程概況

盤(pán)山新開(kāi)河口灌排站工程位于盤(pán)山縣古城子鄉(xiāng)夾信子村西的新開(kāi)河左岸灘地上，距新開(kāi)河口2.5km。該站始建于1997年9月中旬，1998年5月1日建成使用，工程等別為Ⅲ等，主要樞紐建筑物按3級(jí)設(shè)計(jì)，堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。設(shè)計(jì)為灌溉排水泵站，灌溉面積3.147萬(wàn)hm2，排水控制面積192.1km2，設(shè)計(jì)流量40m3/s。站內(nèi)裝有1600ZLB8.3-7.0型立式半調(diào)節(jié)軸流泵6臺(tái)，配套TL800-20/2150型同步電機(jī)，單機(jī)容量800kW，變壓器為S7-3150/66kV型2臺(tái)?？傃b機(jī)容量為4 800kW。設(shè)計(jì)排澇標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇。

泵站在近10年的運(yùn)行當(dāng)中，主副廠房基礎(chǔ)發(fā)生了嚴(yán)重的不均勻沉陷，已存在重大的安全隱患，需要采取措施對(duì)其基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。由于廠房空間限制，經(jīng)過(guò)加固設(shè)計(jì)方案比選，決定采取C.G.S擠密灌漿工法，進(jìn)行廠房基礎(chǔ)加固處理。

2 地質(zhì)環(huán)境

施工區(qū)場(chǎng)地地形、地貌較為單一，地勢(shì)較為平坦，高差不大，一般為0.2～0.4m，個(gè)別達(dá)0.9～1.1m。場(chǎng)地土類(lèi)型為軟弱～中軟場(chǎng)地土，場(chǎng)土類(lèi)別在3～4類(lèi)之間。依次為黃褐色耕土、黃褐～灰褐色粉質(zhì)粘土、灰黑色粘土與粉土互層、灰色粉土、灰～灰白色細(xì)粒砂。

場(chǎng)區(qū)地下水為第四紀(jì)孔隙潛水，以大氣降水為主要補(bǔ)給源，地下水埋深與季節(jié)變化有密切關(guān)系。

3 C.G.S擠密灌漿工法

3.1 加固機(jī)理

C.G.S擠密灌漿工法是一種目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)的灌漿工法。其加固機(jī)理是把最大限度非流動(dòng)性注漿（灌漿）材料高壓壓入地基，對(duì)注入注漿材料周?chē)缮⒌牡鼗吝M(jìn)行擠密（非滲透）而壓縮加固，填充塊石或拋石的空洞，凝結(jié)成材質(zhì)均勻的固結(jié)體而形成連續(xù)的直徑為400mm的球節(jié)狀樁體，改良地基，確保地基承載力的工法。此工藝適用于回填雜土及松軟地層，因其設(shè)備可在狹小空間進(jìn)行基礎(chǔ)處理施工，相比使用高大設(shè)備的基礎(chǔ)處理工法具有更加廣泛的應(yīng)用范圍。

3.2 主要施工設(shè)備機(jī)具

（1）材料攪拌系統(tǒng)。選用美國(guó)欣猛得公司SCD8-10型靜置式混凝土配料攪拌設(shè)備。配備有骨料輸出量控制設(shè)定裝置，水量控制計(jì)量設(shè)定裝置，可同時(shí)供應(yīng)多臺(tái)注入泵的連續(xù)注入施工。

（2）材料注入系統(tǒng)。選用美國(guó)ALLENTWON公司RP-20混凝土注入泵。配備有液壓動(dòng)力工作壓力表，材料輸出壓力表，遠(yuǎn)程控制器，材料泵送缸沖程次數(shù)計(jì)數(shù)顯示器及材料二次攪拌裝置。注入管作為把攪拌的材料注入地基的裝置，以73mm規(guī)格為原則。鉆孔時(shí)使用同規(guī)格的鉆管時(shí)，鉆管可作為注入管使用。隨地層條件改變，而采用沖擊鉆等使用不同規(guī)格的鉆管時(shí)，鉆孔后在鉆孔內(nèi)再設(shè)置注入管使用。注入管的材質(zhì)必須能夠承受注入壓力。拔管裝置作為每段注入結(jié)束后提升注入管裝置，提升能力應(yīng)為50t。

（3）鉆孔系統(tǒng)。選用韓國(guó)專(zhuān)門(mén)為C.G.S擠密灌漿工法施工配套的JBM250鉆孔機(jī)。鉆機(jī)由液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力，旋轉(zhuǎn)鉆孔。能夠在施工現(xiàn)場(chǎng)自行平移，可鉆垂直和傾斜的注入孔，鉆孔能力150m。

3.3 施工工藝

施工工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 擠密灌漿（G.G.S）施工流程圖

（1）鉆孔。根據(jù)本工程場(chǎng)區(qū)的地質(zhì)條件，選用JBM250鉆孔機(jī)在鉆孔位置上進(jìn)行鉆孔，鉆至設(shè)計(jì)深度。鉆孔孔徑73mm，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)采用其它規(guī)格鉆孔孔徑。

（2）材料攪拌。使用車(chē)載型或固定式的C.G.S專(zhuān)用攪拌機(jī)，利用攪拌配套設(shè)備把粗骨料（石屑）、已篩好的細(xì)骨料（細(xì)顆粒土）、水泥裝入各自的材料倉(cāng)內(nèi)，并注滿(mǎn)水箱。根據(jù)材料配合比（及塌落度），設(shè)定攪拌機(jī)各種材料的配送量，然后進(jìn)行拌和。

（3）利用塌落度筒對(duì)輸出的拌和材料進(jìn)行塌落度測(cè)試。

（4）塌落度測(cè)試結(jié)果符合要求后，繼續(xù)進(jìn)行材料的拌和，并傳送至注入泵的料斗。依據(jù)設(shè)計(jì)樁徑及泵送1次的注入材料量來(lái)計(jì)算形成每1m樁的所需泵送次數(shù)。

（5）安裝注入管（灌漿管）與拔管裝置。利用注入管疏通針棒檢查注入管是否被堵。

（6）邊安裝連接邊濕潤(rùn)材料輸送管、軟管、注入壓力表連接彎管，并同時(shí)檢查材料輸送管系統(tǒng)是否堵塞。

（7）把壓力表連接彎管與注入管相接通。開(kāi)動(dòng)材料注入泵，利用注入遠(yuǎn)程控制器，依據(jù)注入量或注入壓力（灌漿壓力）自注入孔底開(kāi)始注入材料。每段注入量（或注入壓力）達(dá)到目標(biāo)注入量（目標(biāo)注入壓力）后，提升注入管33cm。

（8）注入過(guò)程中，注意觀測(cè)反映地層反壓力的壓力表。每注入完1m后，記錄該1m開(kāi)始與結(jié)尾注入時(shí)的地層反壓力以及材料注入的泵送次數(shù)。每1m注入的材料泵送次數(shù)，在設(shè)備上和遠(yuǎn)程控制器上均有顯示器顯示。

（9）反復(fù)注入、提升、記錄。材料注入達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，結(jié)束該注入孔的注入施工，移至另一個(gè)注入孔，重復(fù)上述施工步驟進(jìn)行施工。

3.4 施工技術(shù)參數(shù)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)總結(jié)，C.G.S擠密灌漿工法施工技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 C.G.S擠密灌漿工法現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)參數(shù)

4 工程質(zhì)量控制

（1）（施工材料管理。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工材料管理，嚴(yán)格執(zhí)行進(jìn)料檢驗(yàn)制度，保證施工材料滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，確保工程質(zhì)量。

（2）鉆孔施工。開(kāi)鉆前，嚴(yán)格按照施工布置圖布好孔位，鉆機(jī)定位要準(zhǔn)確，開(kāi)鉆前的鉆頭點(diǎn)位與布孔點(diǎn)之距相差不得大于2cm，鉆桿度不得大于1°。

（3）注入材料配制。采用準(zhǔn)確的計(jì)量工具，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比、塌落度、攪拌時(shí)間（攪拌機(jī)攪拌器角度）要求進(jìn)行注入材料配制施工。

（4）注入施工。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的注入深度、注入量（或注入壓力）、提升長(zhǎng)度等要求施工。注入過(guò)程中，注意觀察壓力表的壓力變化，并注意觀察地基的抬動(dòng)、對(duì)周?chē)ㄖ铮?gòu)造物）的影響。

5 質(zhì)量檢測(cè)

施工完成后，對(duì)其復(fù)合地基進(jìn)行復(fù)合地基承載力檢測(cè)。

（1）單軸抗壓強(qiáng)度試塊進(jìn)行28d齡期抗壓強(qiáng)度檢測(cè)試驗(yàn)。每臺(tái)機(jī)組每天做混凝土試塊（邊長(zhǎng)為100mm的立方體）一組（3塊），標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)以測(cè)定其抗壓強(qiáng)度。

（2）對(duì)樁間土進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入度試驗(yàn)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)，檢測(cè)處理后的復(fù)合地基擠密效果；并通過(guò)室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)試驗(yàn)，確定樁間土承載力和壓縮模量。再確定復(fù)合地基土層的承載力和壓縮模量。

各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)本工程復(fù)合地基檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)看，工程所采用的C.G.S擠密灌漿工法使復(fù)合地基的承載力得到大幅度的提高，地基變形得以解決。主要特征是在荷載作用下，樁體和增強(qiáng)體共同直接承擔(dān)荷載作用。加固后的復(fù)合地基比原地基變形模量有較大增長(zhǎng)，抗變形能力明顯提高。達(dá)到了預(yù)期的基礎(chǔ)加固效果，滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求。C.G.S擠密灌漿工法具有適用性強(qiáng)、效果好、工效高的特點(diǎn)，質(zhì)量易控制，造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益明顯，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的發(fā)展前景。但受地質(zhì)條件的限制，需要在確定施工方案前，做好準(zhǔn)確的地質(zhì)勘察工作。