地基注漿加固技術(shù)與應(yīng)用

崔建偉

（黑龍江省樁基礎(chǔ)工程公司）

地基注漿加固技術(shù)與應(yīng)用

崔建偉

（黑龍江省樁基礎(chǔ)工程公司）

本文通過分析注漿加固的技術(shù)特點(diǎn)，分別對(duì)高壓旋噴注漿法、靜壓注漿法的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用問題進(jìn)行探討。

建筑；地基；注漿加固；高壓旋噴；靜壓注漿；

一、注漿加固的技術(shù)特點(diǎn)

注漿技術(shù)是指利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過注漿管把具有流動(dòng)性、填充性、膠凝性的一種或幾種漿液材料，按一定的配比注入地基土中，漿液以充填、滲透和擠密等方式擠走土粒間的水分和空氣，使?jié){液與原來松散的土粒膠結(jié)成整體，從而提高原來土體的強(qiáng)度。

注漿方法按常規(guī)可以分為高壓旋噴注漿法和靜壓注漿法兩大類，這兩種注漿方法都可以應(yīng)用在地基加固工程中，有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件。

二、高壓旋噴注漿法的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

高壓旋噴注漿是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆至土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液成為高壓流從噴嘴中噴射出來，沖擊破壞土體，同時(shí)鉆桿以一定速度漸漸向上提升，將漿液與土粒攪拌混合，漿液凝固后在土中形成一個(gè)固結(jié)體，固結(jié)體呈圓柱狀，從而改善土的變形性質(zhì)，提高地基的抗剪強(qiáng)度。同時(shí)也可組成閉合的帷幕，用于截?cái)嗟叵滤骱椭卫砹魃场?/p>

1、主要技術(shù)參數(shù)

（1）旋嘖樁直徑的確定

直徑一般為：單管法0.3m～0.8m；三重管法1.0m～2.0m；二重管法介于二者之間；多重管法可達(dá)2.0m～4.0m。

（2）樁位布置及樁間距

堵水防滲工程，最好按雙排或三排布孔，形成帷幕，間距為0.866R(R為旋噴樁設(shè)計(jì)直徑)，排距為0.75R。加固地基，可采用矩形或梅花形布樁型式。間距以2R～3R為宜。

（3）地基承載力的確定

按復(fù)合地基進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，單樁承載力的確定，基本與鉆孔灌注樁相同，但須選用比灌汴樁更高的安全度。

2、漿液材料的要求

由于噴射注漿是靠高壓液流的沖擊力破壞土層并與土體混合構(gòu)成新的固結(jié)體的，因此，對(duì)漿液的要求與靜壓注漿有所不同，對(duì)材料種類、粘度、顆粒大小的要求不象靜壓注漿那樣嚴(yán)格。

（1）材料應(yīng)具有良好的可噴性

噴射注漿的漿液是通過噴嘴噴出，所以，漿液應(yīng)有較好的可噴陛，若漿液稠度過大，則可噴性差，往往會(huì)導(dǎo)致噴嘴及管道堵塞，同時(shí)還磨損高壓泵，使噴射難以進(jìn)行。

漿液基本上以水泥漿為主劑，摻入少量外加劑，一般水灰比為1：1～1.5：1，試驗(yàn)表明，水灰比愈大則可噴性愈好，但過大的水灰比會(huì)影響漿液的穩(wěn)定性。

（2）應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性

漿液穩(wěn)定性的好壞直接影響到固結(jié)體的質(zhì)量，為提高水泥漿液的穩(wěn)定性，可采取如下措施：不斷攪拌漿液；水泥的細(xì)度要求在標(biāo)準(zhǔn)篩上的篩余量不超過l5%；摻入少量外加劑能明顯提高漿液的穩(wěn)定性。

（3）氣泡少

若漿液帶有大量氣泡，固結(jié)硬化后就會(huì)有許多氣泡，從而降低噴射固體的密度，導(dǎo)致固結(jié)強(qiáng)度及抗?jié)B性能降低，因此，選用外加劑要慎重。

3、施工工藝

（1）施工機(jī)具

主要由鉆機(jī)和高壓發(fā)生設(shè)備兩大部分組成。

（2）施工順序

鉆機(jī)就位→鉆孔→插管→噴射作業(yè)→沖洗→移動(dòng)機(jī)具。

三、靜壓注漿法的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

根據(jù)靜壓注漿對(duì)巖土層的作用方式可分為充填注漿、滲透注漿、壓密注漿和劈裂注漿。充填注漿是對(duì)巖土大孔隙的充填；滲透注漿是顆粒小的漿液在一定壓力下對(duì)巖土間隙的充填滲透；壓密注漿的結(jié)果是使巖土體在一定壓力下產(chǎn)生塑性變形，但不劈裂土體；劈裂注漿是在一定漿壓下使巖土體產(chǎn)生脈狀裂縫，由具有較高強(qiáng)度的脈狀漿體組成土體的骨架與周圍被加壓土體組成復(fù)合土體，從而加固地基。在加固處理土體中，上述四種方式總有一兩種以上方式互相作用土體，提高加固效果。

1、主要技術(shù)參數(shù)

（1）注漿壓力與注漿量

注漿壓力是注漿過程中的一個(gè)重要參數(shù)，壓力過低，漿液攜帶的能量小，達(dá)不到注漿效果；壓力過高，將使地表出現(xiàn)冒漿，注漿量不足，也達(dá)不到很好的效果。因此，根據(jù)本工程地層確定注漿壓力為不小于0.4MPa，注漿量不小于195kg/m。當(dāng)附近地面冒漿或壓力大于2.0MPa時(shí)，可以終止注漿。

（2）漿液配合比

漿液的水灰比受地層地下水力條件的影響甚大。地層地下水與外界聯(lián)系密切，且水有流動(dòng)現(xiàn)象，宜采用雙液注漿及時(shí)凝結(jié)。漿液由水泥+水玻璃調(diào)制而成，水泥應(yīng)用325號(hào)，水玻璃濃度為40Be’，水玻璃摻入量為水泥量的2%～4%。水灰比為0.67，有利于漿液的有效滲透。漿液流量按每m注入195kg水泥計(jì)，冒漿時(shí)終止。

（3）確定漿液擴(kuò)散半徑

人工填土層：

（4）鉆孔深度及直徑

鉆孔深度設(shè)計(jì)為進(jìn)入③層粉質(zhì)粘土以下 1.0m，上部注漿深度以構(gòu)筑物地下底板為準(zhǔn)，底板埋深2.1m?？讖?2，花管長2m，管眼4mm，沉管到位后由下而上進(jìn)行注漿。

（5）鉆孔布置

為達(dá)到良好的注漿效果，可先在構(gòu)造物外圍設(shè)置一灌漿幕墻。一方面阻斷幕墻內(nèi)外的水力聯(lián)系，另一方面阻斷幕墻內(nèi)注漿時(shí)漿液滲透出墻外。幕墻孔位按700×700間距沿構(gòu)筑物外軸線封閉布置。幕墻內(nèi)按長方形布置孔位。

2、施工設(shè)備及材料

針對(duì)地層條件和設(shè)計(jì)要求，選擇的主要施工設(shè)備機(jī)具為改裝后XY一1型鉆機(jī)，水泥漿、砂漿攪拌機(jī)，壓漿機(jī)，清水泵等配套設(shè)備；材料主要有水泥，砂、注漿花管等。

3、施工工藝

（1）施工順序

根據(jù)多臺(tái)機(jī)同時(shí)作業(yè)、現(xiàn)場施工條件、工程地質(zhì)條件和灌漿方法等，施工順序可采取從里往外的方式進(jìn)行。

（2）施工程序

鉆機(jī)及注漿設(shè)備就位→鉆孔→放注漿管并孔口封堵→攪漿→注漿→清洗→成孔

（3）施工技術(shù)要點(diǎn)

①成孔鉆頭(Φ110mm)對(duì)準(zhǔn)孔位后，采取沖擊成孔的方法鉆進(jìn)。在雜填土中鉆進(jìn)時(shí)，若孔壁不穩(wěn)，可下入導(dǎo)管護(hù)壁；當(dāng)鉆進(jìn)到淤泥或淤泥質(zhì)土和粉、細(xì)砂時(shí)，下入導(dǎo)管護(hù)壁，然后采取撈砂筒取砂成孔的方法直至下臥粘性土層。

②灌漿管安放及孔口封堵；灌漿管下端設(shè)置0.7m～1.0m長且下端封口的花管，花管孔徑Φ8，孔隙率15%左右；在花管外壁包扎一層軟橡皮，以防流砂涌進(jìn)花管導(dǎo)致灌漿無法進(jìn)行。當(dāng)成孔達(dá)到預(yù)定深度后，將灌漿管下到位，再用水泥袋放人孔中水穩(wěn)層底部包裹灌漿管并接觸孔壁即“架橋”，然后投入粘土分層夯實(shí)至孔口。

③攪漿：先往攪拌漿筒內(nèi)注入預(yù)定的水量并開動(dòng)攪漿機(jī)后，再逐漸加入425#普通硅酸鹽水泥直到預(yù)定的用量，攪拌3min—5min后將漿液通過過濾網(wǎng)流到儲(chǔ)漿筒內(nèi)待灌。

④灌漿：灌漿采用自上而下孔口封閉分段純壓式灌漿方法，即自上而下鉆完一段灌注一段，直到預(yù)定孔深為止。灌漿段的長度以雜填土和淤泥或淤泥質(zhì)土、粉、細(xì)砂厚度來確定；灌漿壓力采取二次或三次升壓法來控制，即灌漿開始采用低壓(小于0.1MPa)或自流式灌漿，對(duì)雜填土而言，當(dāng)吸漿量較大時(shí)采取間歇灌漿或用砂漿灌注，終灌時(shí)的壓力要達(dá)到設(shè)計(jì)值；灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)執(zhí)行。

⑤封孔：灌漿結(jié)束后及時(shí)封孔，即第二灌漿段灌漿結(jié)束過半小時(shí)后，排除孔口封堵物，再往孔內(nèi)投入砂石直到水穩(wěn)層頂面，過24h后，若漿液下沉，再補(bǔ)充水灰比0.5的漿液至水穩(wěn)層頂面。

四、結(jié)論

綜上所述，在處理建筑物地基加固的過程中，多采用靜壓注漿和高壓旋噴注漿，漿材多采用水泥在沉降的不同部位，通過控制注漿參數(shù)即注漿壓力，漿液流速，注漿量和鉆孔深度等，可達(dá)到即加固基礎(chǔ)，又糾偏不均勻沉降的目的。

[1] 閻明禮.地基處理技術(shù).北京：中國環(huán)境出版社，1996：378--389

[2] 楊永浩.蘇州虎丘塔地基加固.中國土木工程學(xué)會(huì)第四界土力學(xué)及基礎(chǔ)工程學(xué)術(shù)論文集.北京：建筑工業(yè)出版社，1982：532—540

TU584

1674-3954（2011）03-0024-02