注漿法在地基處理中的應用

淡超

(深圳市工勘巖土工程有限公司（四川分公司），四川 成都 610000)

1 工程概況

江油南玻礦業(yè)小塊料倉和選礦車間為混凝土框架結構，小塊料倉為筏板基礎，選礦車間為柱下條形基礎，其±0.00相當于絕對高程776.80m；濃縮池為現澆混凝土結構，采用獨立柱基礎，其±0.00相當于絕對高程769.50m；尾礦處理車間為框架結構，采用獨立柱基礎，其±0.00相當于絕對高程768.80m。

擬建小塊料倉、選礦車間和濃縮池場地均已采用強夯法對素填土進行了加固處理（受場地的影響，1#濃縮池西南側未進行強夯）。根據強夯檢測報告："處理后的地基其承載力特征值滿足設計要求，但沉降量及變形模量差異較大，應注意不均勻沉降的影響"。實際情況為：在荷載未達到全部恒荷載的1/3時，在小塊料倉臨河道側及1#濃縮池漏夯處出現了不均勻沉降。為了保障擬建工程的安全以及正常使用，受業(yè)主委托，我公司對選礦車間、小塊料倉、濃縮池及其東側道路區(qū)域場地進行地基處理方案設計。

2.場地巖土工程地質條件

2.1.地質巖性

根據《巖土工程勘察報告（詳細勘察）》及《施工勘察報告》，對場地內素填土及其下卵碎石層的分布、物質組成、工程特性情況等分述如下：

2.1.1 素填土（Q4ml）:暗褐色，主要由粘性土和砂巖、頁巖碎塊等混雜組成，為新建廠區(qū)時邊坡開挖物質回填而成，堆積年限約1年。其均勻性較差，未經分層碾壓夯實，按其物質組成以及N63.5重型動力觸探試驗成果，素填土可分為以下四個亞層：

2.1.1.1素填土1亞層：成分以粘土、粉質粘土為主，含少量砂巖、頁巖碎塊及巖屑。粘土和粉質粘土含量大于80%，濕～飽和，可塑～軟塑狀態(tài)。砂巖、頁巖碎塊及巖屑小于20%，塊度一般2～8cm，少量超過20cm。頂板埋深0.0～2.3m，層厚 0.5～4.2m，呈透鏡體狀分布于場 地 內 ZK11、ZK14、ZK21、ZK35、ZK36 及ZK37號孔一帶。N63.5修正后擊數一般為1.0～2.0擊，平均擊數為1.6擊。

2.1.1.2素填土2亞層：成分以粘土、粉質粘土為主，含少量砂巖、頁巖碎塊及巖屑。粘土和粉質粘土含量約為60%～80%，濕～飽和，可塑～軟塑狀態(tài)。砂巖、頁巖碎塊及巖屑約占20%～30%，塊度一般2～10cm，少量超過20cm。頂板埋深 0.0～4.2m，層厚 0.7～6.3m，呈層狀、透鏡體狀分布于場地內ZK1～ZK4、ZK11～ZK12、ZK14～ZK15、ZK22～ZK22、ZK26～ZK32以及ZK34～ZK37號孔一帶。N63.5修正后擊數一般為2.0～3.5擊，平均擊數為2.8擊。

2.1.1.3素填土3亞層：成分以粘土、粉質粘土、砂巖及頁巖碎塊（屑）為主，含少量卵石和砂土。粘土和粉質粘土含量約為40%～60%，濕～飽和，可塑～軟塑狀態(tài)。砂巖、頁巖碎塊及巖屑約占30%～40%，塊度一般2～20cm，少量超過40cm。其余為卵石及砂土。頂板埋深 0.0～6.3m，層厚 0.5～7.3m，呈層狀、透鏡體狀分布于場地內大部分地段，僅在ZK11、ZK21、ZK30及ZK35號孔一帶缺失。N63.5修正后擊數一般為3.5～5.0擊，平均擊數為4.1擊。

2.1.1.4素填土4亞層：成分以粘土、粉質粘土、砂巖及頁巖碎塊（屑）為主，含少量卵石和砂土。粘土和粉質粘土含量約為30%～40%，濕～飽和，可塑～軟塑狀態(tài)。砂巖、頁巖碎塊及巖屑約占40%～50%，塊度一般2～20cm，少量超過40cm。其余為卵石及砂土。頂板埋深 0.0～8.1m，層厚 0.6～7.8m，呈層狀、透鏡體狀分布于場地內大部分地段，僅在ZK14、ZK33及ZK35號孔一帶缺失。N63.5修正后擊數一般為5.0～8.0擊，平均擊數為6.2擊。

2.1.2 卵石（Q4al+pl）：灰色，成分以花崗巖、閃長巖為主，次為石英巖、灰?guī)r、砂巖、泥巖等。頂板埋深為3.6～10.2m，全場地分布。按其顆粒組成，充填物含量，密實程度，卵石可分為以下二個亞層：

2.1.2.1稍密卵石：卵石含量55%～60%左右，一般直徑2～8cm。被中粗砂充填，并含少量泥質成分。顆粒交錯排列，部分接觸。厚度為0.5～1.7m。以層狀、透鏡體狀分布于場地內部分地段。N63.5修正后擊數一般為5.0～10.0擊，平均擊數為8.3擊。

2.1.2.2中密卵石：卵石含量占60%～70%左右，一般直徑4～8cm，含少量漂石，被中粗砂和礫砂充填，并含10%左右的圓礫。顆粒交錯排列，大部分接觸。最大揭示厚度為2.7m，全場地分布。N63.5修正后擊數一般為10.0～20.0擊，平均擊數為14.8擊。

2.2.地基土物理力學性質

根據《施工勘察報告》，基礎主要持力層的物理力學性質見表1：

巖土的工程特性指標建議值 表1

3.設計方案分析

根據規(guī)范及相關資料，結合地基處理經驗以及現場強夯成果，我公司認為小塊料倉基礎產生傾斜的原因為：臨河道側素填土厚度變化較大，部分地段素填土底板坡度大于20°，其分布為由中雁公路向河道處傾斜；且由于地形原因，強夯處理范圍未滿足規(guī)范要求的大于建筑物基礎的范圍，即每邊超出基礎外緣的寬度宜為基底下設計處理深度的1/2～1/3，并不宜小于3m的要求。

綜合分析各種因素，我公司決定采用在選礦車間、小塊料倉、濃縮池以及濃縮池臨河道區(qū)域進行灌漿處理的方式，以提高地基土的承載力，改善其變形性質，增強其均勻性。故本地基處理方案為采用"純壓式"注漿法。

4.地基處理注漿施工方案設計

4.1.注漿范圍及孔位布置

根據現場實際情況，在選礦車間及小塊料倉共布置注漿孔451個，單孔均深預計為8.5m，總深度為3833.5m，單孔預計灌注水泥干灰量為390kg，總計灌漿量折算為水泥干灰約為175.9T。濃縮池及其東側道路共布置注漿孔1026個，單孔均深預計為7.0m，總深度為7182.0m。單孔預計灌注水泥干灰量為335kg，總計灌漿量折算為水泥干灰約為343.7T。

4.2.注漿施工工藝及要求

本工程注漿采用"純壓式"注漿方式，設計注漿最大壓力2～3MPa。嚴格按照孔位布置圖測放布置孔位，孔位偏差不大于10cm，在所測放孔位處設置明顯標記。注漿孔為垂直孔，注漿孔應鉆至穩(wěn)定卵石或基巖頂板以下1m處。先進行帷幕孔的注漿，后進行一般性孔的注漿。帷幕孔注漿采用分序施工和間歇注漿。注漿孔采用連續(xù)注漿和間歇注漿的方法；當吃漿量很小或填土空隙不發(fā)育時，可采用連續(xù)注漿法。當注漿量大時采用間歇注漿法注漿，或在孔口加一漏斗狀的投砂器，用漿液將粉煤灰或砂帶入孔內，有時在漿液中加入少量速凝劑（1%～2%的水玻璃）。漿液的稠度一般是先稀后稠，逐漸變濃的進行。注漿水泥漿液水灰比為：1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1，以 1:1開注。對漿液水灰比的變換應遵循以下原則：

4.2.1注漿時，當注漿壓力保持不變，吸漿量均勻減少時，或當吸漿量不變，而注漿壓力均勻升高，注漿工作應持續(xù)下去，不得改變水灰比；

4.2.2當注漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或當注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比；

4.2.3應逐級變換，不宜跳級變換，當某一級水灰比的漿液已灌入300L以上或灌注時間已達1h，而注漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，應改濃一級灌注；

4.2.4遇到大耗漿的孔段，當注入率大于30L/min而注漿壓力又低于設計壓力，可越級變換；

4.2.5當漿液的單位注入率≥60L/min時，可越級變濃。

在施工過程中同一次序孔可不分先后，但后次序孔必須在前次序孔施工完成24h后進行。當孔口管壓力在1.0～1.5MPa，泵量小于5L/min，穩(wěn)定 10～15min以上，即可結束該孔注漿施工。

4.3.注漿材料的選擇

本工程注漿所用水泥的強度等級為32.5#普通硅酸鹽巖水泥。細度要求通過80μm方孔篩的篩余量不大于5%。符合GB175標準的規(guī)定。不使用受潮結塊的水泥；水泥不存放過久，出廠期超過三個月的水泥不得使用。

注漿用水符合《混凝土拌和用水標準》（JGJ63-89）的規(guī)定。所用外加劑凡能溶于水者，均應以水溶液狀態(tài)加入，其最優(yōu)摻量應通過試驗確定。水泥漿制備采用集中制漿、注漿點配漿的方式，濃漿為0.5:1。普通漿液從開始制備至用完的時間不大于4h，溫度保持在5～40℃。超過此標準廢棄。

4.4.注漿設備及機具

本工程采用潛孔錘對混凝土進行破碎，用手工鉆或沖擊鉆機成孔。鉆速和制漿能力與工程量、漿液類型和注漿泵的性能相適應。每個漿站不少于2臺注漿泵，其最大注漿量應滿足設計工藝和施工進度的要求；其最大泵壓不小于6MPa。在注漿泵、注漿孔孔口處必須安裝壓力表。注漿管路及其連接部位，必須能承受最大注漿壓力的1.5～2.0倍。注漿管路拐彎處可采用弧形彎管連接。潛水泵的排水量和泵的數量都滿足工程的需要。另外還需要流量計、止?jié){塞和輸漿管路等設備。

4.5.注漿施工過程控制

4.5.1注漿過程中，使用注漿自動記錄儀測記錄注漿壓力、注入率等注漿參數。無論采用記錄儀與否，都堅持現場質量檢查和旁站監(jiān)理，避免用儀器代替人的管理。

4.5.2根據施工圖紙或監(jiān)理工程師指示，選用注漿用的水泥品種、外加劑、摻和料等。所有材料包括現場配置的漿材在使用前及使用過程中進行周期性控制試驗以及監(jiān)理工程師指示的質量抽檢試驗。

4.5.2注漿孔各注漿段不論透水率大小均按技術要求進行注漿。

4.5.4根據鉆灌設備臺套數量，配備數量足夠的注漿檢查員，嚴格檢查注漿施工過程。

4.5.41檢查注漿孔鉆灌順序是否符合要求；檢查鉆機安裝就位的準確性；檢查測量鉆孔的位置、深度是否正確。

4.5.4.2 檢查栓塞或封閉器、壓力表、流量計等器具安裝情況，按有關技術要求，監(jiān)督和指導壓水試驗。

4.5.4.3注漿前，檢查漿材是否足夠；設備是否正常；注漿管路是否連接牢固、暢通；儀器儀表安裝是否準確可靠等。

4.5.4.4注漿過程中經常檢查和記錄漿液比重、溫度等，穩(wěn)定漿液須測記漿液粘度和析水率等；檢查是否按照規(guī)定的水灰比進行灌注；漿液比級變換是否合理；注漿壓力是否達到設計值等。

4.5.4.5檢查注漿結束是否按照規(guī)定的結束標準執(zhí)行。

結語

本次注漿施工結束后連續(xù)觀測沉降20 d，從沉降觀測曲線可以看出,壓力注漿加固地基的附加沉降在20 mm以內,同時也滿足了地基承載力特征值fspk≥180kPa和地基壓縮模量ESP≥10Mpa，注漿效果顯著。

[1]GB50007-2002.建筑地基基礎設計規(guī)范[S].

[2]JGJ79-2002.建筑地基處理技術規(guī)范[S].

[3]（SL62-94）.水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范[S].

[4]JGJ123-2000.既有建筑地基基礎加固技術規(guī)范[S].