淺議灌漿法在地基處理中的應(yīng)用

沈桂飛

摘要：我國土地供應(yīng)日趨緊張，通常需要進(jìn)行地基處理才能滿足建筑物天然地基的設(shè)計(jì)要求，增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的承載力、沉降力。灌漿法以施工快捷、造價(jià)低、對(duì)周圍環(huán)境無明顯影響等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于填土地基的處理中。本文以某水鄉(xiāng)變電站為例，進(jìn)行介紹灌漿法在填土地基處理中的應(yīng)用，以確保最佳的建筑物施工水平。

關(guān)鍵詞：灌漿法；地基處理；注漿工藝

我國土地種類具有很大的差別，地基土的抗剪強(qiáng)度、壓縮性、透水性也各不相同。在我國新建設(shè)工程中可能會(huì)出現(xiàn)軟弱土、巖溶土洞等不良地基，不利于地基處理工作的展開。灌漿法可根據(jù)孔內(nèi)出土判斷樁端所進(jìn)入的層位，盡量縮短施工工期，減少施工造價(jià)。高壓旋噴注漿法通過利用高壓作用，以高壓旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合，形成連續(xù)搭接的水泥加固體。因此，高壓旋噴注漿法在軟土地基處理中得到了廣泛的應(yīng)用。

1 灌漿法的含義、目的、分類

灌漿法通過氣壓、液壓等原理，將可固化的漿液注入裂縫或孔隙，以改善各種介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)。灌漿法的目的在于防滲、堵漏、加固、糾正建筑物偏斜等，此方法適用于壩基、房基、道路基礎(chǔ)、地下建筑等土木工程中的各個(gè)領(lǐng)域中。灌漿類型包括：滲入性灌漿、壓密灌漿、劈裂灌漿等。粒狀漿材、化學(xué)漿材系統(tǒng)作為灌漿的常用材料。

2工程概況

500kV水鄉(xiāng)變電站加裝STATCOM動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備工程，本工程地質(zhì)情況主要為淤泥軟弱地基地質(zhì)，為確保本工程地基承載力滿足要求，特要求對(duì)500kV HGIS設(shè)備區(qū)域、66kV #3站用變間隔、500kV 1M母線電壓互感器B、C相的地基，STATCOM設(shè)備基礎(chǔ)區(qū)域，道路方向更改區(qū)域采用高壓旋噴樁形式進(jìn)行加固處理，單樁樁徑為500mm、設(shè)計(jì)樁長為16m、共計(jì)約850根，加固面積約有3000㎡。

3 地基處理方案

3.1 灌漿方案設(shè)計(jì)

第一，首先在現(xiàn)場(chǎng)取各層土樣，按照不同的含水量和配合比進(jìn)行試驗(yàn)，選擇合理的注漿方案。第二，通過現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定旋噴樁復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值。第三，按照體積法和噴量法進(jìn)行計(jì)算噴漿量，且根據(jù)噴漿量和設(shè)計(jì)的水灰比，獲取水泥的使用量。第四，通過試驗(yàn)確定水泥漿液的水灰比應(yīng)、外加劑及摻合料等。

3.2現(xiàn)場(chǎng)施工

高壓旋噴樁施工參數(shù)如下：采取32.50硅酸鹽水泥作為注漿材料，摻入氯化鈣等早強(qiáng)劑，水泥漿液的水灰比1∶1.1，施工中共2個(gè)噴嘴，噴嘴孔徑3mm，旋轉(zhuǎn)速度為10r/min，提升速度為120mm/min。

施工機(jī)具參數(shù)如下：高壓泵壓力、漿液流量、空壓機(jī)壓力、流量分別為20Mpa、80L/min、20Mpa、2m3/min。

3.3高壓旋噴樁施工步驟

施工采用以下流程：定孔位→鉆孔→下管→注漿→拔管→封孔口。施工流程如下：①定位。樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平正，并用線錘對(duì)龍門立柱垂直定位觀測(cè)以確保樁機(jī)的垂直度，樁機(jī)的垂直精度控制在1%的范圍內(nèi)。②鉆孔。在預(yù)定的旋噴樁位鉆孔，以便旋噴桿可以放置到設(shè)計(jì)要求的地層中。③下管。在下管過程中為防止泥砂堵塞噴嘴，可以用較小的壓力邊下管邊射水。④旋噴注漿。第一，施工前檢查注漿設(shè)備和管路系統(tǒng)，并進(jìn)行調(diào)試，壓力和排量必須滿足設(shè)計(jì)要求，管路系統(tǒng)的密封圈必須良好，各通道和噴嘴內(nèi)不得有雜物；計(jì)量器具檢驗(yàn)合格并在檢定周期內(nèi)。吸漿軟管必須采用鎧裝橡膠管，高壓泵與鉆桿間由耐高壓軟管連接。接頭使用高壓卡口接頭，并有密封圈壓緊。第二，在漿液配制中根據(jù)設(shè)計(jì)要求的配合比配制漿液。漿液配制前應(yīng)估算每根樁體所需漿液用量。攪拌漿液必須在各種機(jī)具設(shè)備試運(yùn)轉(zhuǎn)正常后進(jìn)行，在制漿過程中應(yīng)采取措施，防止?jié){液沉淀。第三，將注漿管插入預(yù)定深度，先用清水試壓，待情況正常后，開始注漿。第四，噴射注漿時(shí)設(shè)備開動(dòng)順序：先空載啟動(dòng)空壓機(jī)，待運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，再空載啟動(dòng)高壓泵，并同時(shí)向孔內(nèi)送風(fēng)和水，使風(fēng)量和泵壓逐漸升高至規(guī)定值。風(fēng)、水暢通后，即可開動(dòng)注漿泵，先向孔內(nèi)送清水，待泵量泵壓正常后，即可將注漿泵的吸漿管移至儲(chǔ)漿桶，開始注漿。待水泥漿的前峰已流出噴頭并在孔口返漿后，再開始提升注漿管，自下而上旋轉(zhuǎn)噴射注漿。第五，提升旋噴管，自下而上連續(xù)進(jìn)行噴漿。注漿過程中必須時(shí)刻注意檢查注漿流量、風(fēng)量、壓力、旋轉(zhuǎn)和提升速度等參數(shù)是否符合要求，并且做好記錄，繪制作業(yè)過程曲線。當(dāng)漿液初凝時(shí)間超過20h，應(yīng)及時(shí)停止使用該水泥漿液（正常水灰比為1：1，初凝時(shí)間為15h左右）。第六，噴射注漿中需拆卸注漿管時(shí)，應(yīng)停止提升和送漿，然后逐漸減少風(fēng)量和水量，最后停機(jī)，拆卸完畢繼續(xù)噴射注漿時(shí)，開機(jī)順序也要遵守前面的規(guī)定。第七，為了加大固結(jié)體尺寸，或?qū)ι顚佑餐翞楸苊夤探Y(jié)體尺寸減小，可以采用提高噴射壓力、泵量或降低提升速度等措施，也可采用復(fù)噴工藝。⑤拔管。第一，噴射注漿達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，可停風(fēng)、停水而繼續(xù)用注漿泵注漿，待水泥漿從孔口返出后，即可停止注漿，然后將注漿泵的吸水管移至清水箱，抽吸一定量的清水將注漿泵和注漿管路中的漿液頂出，然后停泵，拔管要迅速，不可久留孔中。第二，卸下注漿管后，應(yīng)立即用清水將各通道沖洗干凈，并擰上堵頭。注漿泵、送漿管路和漿液攪拌機(jī)等都要用清水清洗干凈。壓氣管路和高壓泵管路也要分別送風(fēng)、送水沖洗干凈。⑥移動(dòng)鉆機(jī)。注漿孔注漿結(jié)束后，將鉆機(jī)等設(shè)備機(jī)具移到新孔位上。

4 注漿效果檢驗(yàn)

在注漿結(jié)束28d，選擇開挖、鉆孔取芯、標(biāo)準(zhǔn)貫入、荷載試驗(yàn)或水壓試驗(yàn)等方法進(jìn)行檢驗(yàn)注漿效果。經(jīng)高壓注漿技術(shù)處理的軟弱地基，復(fù)合地基容許承載力≥135kPa，可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5 質(zhì)量控制措施

①冒漿處理。在旋噴處理中，往往有一定數(shù)量的土粒，隨著一部分漿液沿著注漿管壁冒出地面。通過對(duì)冒漿的觀察，可以及時(shí)了解土層狀況、旋噴的大致效果和旋噴參數(shù)的合理性等。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，冒漿（內(nèi)有土粒、水及漿液）量小于注漿量的20%者為正?，F(xiàn)象。超過20%或完全不冒漿時(shí)，應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)的措施。②固結(jié)體不完整、不垂直、不均勻的處理。為了防止固結(jié)體不完整現(xiàn)象，施工中通常采取超高噴射、確保注漿搭接長度超過100 mm、回灌冒漿、二次注漿等處理方法。在工程中為了確保固結(jié)體保持垂直，大多在該鉆孔附近進(jìn)行了重新鉆孔，采取水平尺校正鉆機(jī)的垂直度，確保垂直偏差在1 /1 000的范圍內(nèi)。土層性質(zhì)對(duì)高壓噴射注漿水泥土樁的影響較大，因此，在高壓注漿中，施工人員大多注漿深度及土層的厚度進(jìn)行調(diào)整儀器參數(shù)，或者進(jìn)行復(fù)噴，以確保強(qiáng)度固結(jié)的均勻性。

6 結(jié)束語

變電站工程在改造施工中必須積極處理地基工作，工程實(shí)踐表明，采取灌漿法進(jìn)行地基處理，可有效增強(qiáng)地基土的密實(shí)度、均勻、承載能力等，使基礎(chǔ)沉降量減少，且施工方便、工期短、費(fèi)用低等，確保為變電站整體工程建設(shè)提供一個(gè)良好的地基條件，保證變電站地基質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

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