樹根型灌漿在地基處理中的應(yīng)用

楊朝發(fā)

（貴州有色地質(zhì)工程勘察公司，貴州 貴陽 550005）

1 工程概況

貴州某項目中的循環(huán)水站工程，其基底土層在長期水浸泡及沖蝕作用下，導(dǎo)致部分掏空及變形，使循環(huán)水池出現(xiàn)開裂沉降，嚴(yán)重影響生產(chǎn)運行，如圖1所示。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 地形地貌

場區(qū)為中低山地區(qū)，山地寬緩溝谷巖溶地貌，場地為開挖整平場地，場平標(biāo)高為915.30m。在建、構(gòu)筑物北側(cè)27m及西側(cè)8m處為平場形成的高度為8m的土質(zhì)邊坡，局部地段為石芽出露。

2.2 地層巖性

根據(jù)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查和此次鉆探資料揭露，場區(qū)地層主要為二疊系吳家坪組（P2w）含燧石灰?guī)r，第四紀(jì)地層覆蓋其上，為殘坡積碎石混黏土。

工作區(qū)主要的巖土組構(gòu)。（1）素填土：雜色，為人工回填土，主要由場平開挖黏性土混少許灰?guī)r碎石及塊石組成，呈松散狀態(tài)。（2）碎石混黏土：褐黃色，碎石含量在15%～25%，粒徑在2～10mm，碎石成分主要為灰?guī)r及泥質(zhì)頁巖，呈棱角狀，碎石含量較高地段呈中密狀態(tài)，其中黏性土多呈可塑狀，厚10～15m。（3）中風(fēng)化含燧石灰?guī)r：淺灰至深灰色，中至厚層狀，致密，含燧石團塊和條帶。巖石節(jié)理較發(fā)育，多被乳白色方解石呈細(xì)網(wǎng)脈狀密實膠結(jié)，巖體較破碎，多被切割成巖塊狀，較難鉆進(jìn)，巖芯呈短柱狀、長柱狀及部分碎塊狀。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

場區(qū)位于黃絲箱形背斜東翼和都勻復(fù)式向斜西翼間的撓曲地帶，近南北向的F2張性斷層從擬建場地東側(cè)約200m處通過，受其影響，場區(qū)內(nèi)巖石節(jié)理裂較為發(fā)育，巖體較為破碎。巖層單斜，產(chǎn)狀：傾向82°，傾角25°。

根據(jù)周圍環(huán)境地質(zhì)調(diào)查和相鄰場地詳勘資料及本場地鉆探情況可知，場區(qū)地下水為巖溶裂隙水，貯藏在含燧石灰?guī)r節(jié)理、溶隙及溶孔中，含水性和透水性較好。其補給來源以大氣降水為主，加之?dāng)M建場區(qū)地勢較高，區(qū)內(nèi)河流切割較深，地下水埋深較大，地下水位埋藏標(biāo)高在870m以下，在上覆填土層中，由于孔隙較大，利于地下水貯存，形成上層滯水，加之降水影響，水量較大。

2.4 地下水

網(wǎng)絡(luò)間節(jié)點的緊密程度越高，代表進(jìn)行活動的效率越高，代價越小。為了衡量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)聚力的程度，采用奇異值分解與滑動窗口結(jié)合的算法，產(chǎn)生酉矩陣，其對角線上的數(shù)據(jù)代表每個變量的方差。

3 發(fā)生變形原因

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，該設(shè)計采用兩排樹根狀帷幕灌漿孔方案，即平面上灌漿孔按二排布設(shè)，第一排孔距1.60m，垂直布設(shè)，第二排孔距0.8m，傾角15°，排距為0.80m，梅花型布置。設(shè)計灌漿孔約150個，預(yù)計鉆灌進(jìn)尺2400m（平均按16.0m計）；整個灌漿孔達(dá)標(biāo)后置入HRB335 1Φ25鋼筋后封孔。整個鉆灌孔設(shè)計底界標(biāo)高為進(jìn)入基巖約1m，設(shè)計檢查孔15個，預(yù)計進(jìn)尺240m。

4 樹根灌漿設(shè)計

4.1 設(shè)計原則

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，固結(jié)灌漿線設(shè)計為直線，沿現(xiàn)有吸水池兩側(cè)布設(shè)，灌漿長度以現(xiàn)場塌陷段并適當(dāng)向兩側(cè)延伸，固結(jié)灌漿總長為80m（單側(cè)各40m）。

4.2 灌漿段平面布置及長度

據(jù)勘察成果和業(yè)主提出的有關(guān)要求，本著處理效果好、經(jīng)濟合理、安全可靠、有針對性處理的原則，以達(dá)到地基加固之目的。該區(qū)地基處理主要采取對基礎(chǔ)以下混黏土采取固結(jié)灌漿的處理方案。

假設(shè)該公司2017年采購12000件，單位成本16元，銷售15000件，結(jié)轉(zhuǎn)銷售成本=12000*16+3000*18=246000元

圖2 灌漿平面設(shè)計示意圖

4.3 灌漿孔設(shè)計

工作區(qū)循環(huán)水池發(fā)生沉降變形的主要原因：該區(qū)在建設(shè)完成后，其廠區(qū)地表水及地下水較豐富，地表水下滲后與地下水一道，形成強逕流，對其碎石混黏土層進(jìn)行長期的浸泡軟化并沖蝕掏空，加之時間的沉淀，致使地基土下沉而發(fā)生上部建構(gòu)筑物變形開裂等危害。

圖3 樹根型灌漿孔設(shè)計圖

4.4 灌漿方法

經(jīng)過三個晝夜的苦思冥想，甲洛洛把希望寄托在了自己身上，他決定不惜一切代價，自己去偵查誰是小偷，并根據(jù)以下情況列了排序：

由于該建筑物基礎(chǔ)底為混黏土，設(shè)計使用黏土-水泥漿（懸濁型漿材）灌注。要求使用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，細(xì)度要求通過80μm方孔篩余量不宜＞5%，黏土的塑性指數(shù)不宜＜14，黏粒（粒徑＜0.005mm）含量不宜＜25%，含砂量不宜＞5%，有機物含量不宜＞3%。若現(xiàn)場不具備取土條件，可使用成品黏土粉。黏土-水泥漿最優(yōu)摻合量應(yīng)通過試驗確定。灌漿施工中，若遇特大耗漿段，正常灌漿無效時，應(yīng)及時采取有效措施進(jìn)行處理。

4.5 灌漿壓力與壓水試驗壓力

（1）灌漿壓力：確定和掌握灌漿壓力是確保灌漿質(zhì)量的關(guān)鍵，采用偏大的灌漿壓力可能對水池穩(wěn)定不利，但如果灌漿壓力偏小則達(dá)不到目的，初步擬定灌漿壓力（以孔口管回漿壓力為準(zhǔn)）最大值為0.3MPa（3.0kg/cm2），灌注過程中應(yīng)隨著吸漿量逐步加大壓力，但不應(yīng)超過設(shè)計壓力。（2）鉆孔注水試驗壓力：注水試驗皆采用自然水頭注水。

采用孔底注漿全孔灌注的方法，注漿管下至距孔底20cm左右，泥漿從注漿管下口瀝出，使土體由下部逐漸向上劈開，控制灌漿壓力以“內(nèi)劈，外不劈”為原則，灌2～3次或基本不吃漿時，將注漿管提升1～2m，達(dá)到間隔時間后，再復(fù)灌，直至注漿管距地表頂1～2m左右為止。

4.6 灌漿材料

電極或者儀表的基本設(shè)定參數(shù)包括： 溫度補償曲線、電導(dǎo)電池常數(shù)，溫度偏置等；校準(zhǔn)歷史包括： 儀表零點校準(zhǔn)、斜率校準(zhǔn)、驗證測量、離線手工取樣等操作的執(zhí)行時間、記錄結(jié)果等。

4.7 灌漿秩序

為保證固結(jié)灌漿質(zhì)量，要求嚴(yán)格按照灌注次序施工。（1）鉆灌緊臨水池的灌漿孔（為垂直孔），分兩個次序，即Ⅰ、Ⅱ序，各孔深度原則上均應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計底條件控制。先施工Ⅰ序孔，次為Ⅱ序孔。（2）緊臨水池排所有灌漿孔灌漿完畢后，開始灌注第二排（斜孔，傾角15°），也分兩個次序灌漿。（3）灌漿孔全部完成后，布設(shè)10%的檢查孔，用以檢查固結(jié)灌漿質(zhì)量，檢查孔深度與相鄰灌漿孔深度相同。

4.8 灌漿質(zhì)量檢查

（1）檢查孔布置于灌漿區(qū)域內(nèi)耗灰量大的部位，灌漿不正常、灌漿過程中出現(xiàn)過事故等處，經(jīng)分析認(rèn)為對灌漿質(zhì)量有影響的部位，Ⅱ序孔注入量大的孔段附近。（2）檢查孔的數(shù)量應(yīng)不少于灌漿孔總數(shù)的10%，預(yù)設(shè)檢查孔6個，孔深與相鄰灌漿孔深度相同。（3）灌漿質(zhì)量的檢查應(yīng)在檢查部位灌漿結(jié)束30d后進(jìn)行，檢查指標(biāo)以透水率q為主，q＜3Lu即為合格，合格率應(yīng)為90%以上，不合格段的q值亦不應(yīng)超過5Lu，且不集中，若此，灌漿質(zhì)量可認(rèn)為合格，否則應(yīng)由甲方會同設(shè)計、施工單位商榷處理方案。

無土栽培基質(zhì)蒸汽消毒機采用蒸汽消毒法，利用高溫蒸汽殺死基質(zhì)中的有害生物，集成了蒸汽發(fā)生裝置、換熱裝置和水質(zhì)軟化裝置，實現(xiàn)蒸汽溫度120～200℃的連續(xù)可調(diào)，通過導(dǎo)管把高溫蒸汽通入到消毒箱中的栽培基質(zhì)，使基質(zhì)溫度升高達(dá)到80℃以上，干預(yù)有害微生物積累和繁殖、殺死病原菌。其具體消毒過程為：將消毒栽培基質(zhì)投入到基質(zhì)消毒箱中，消毒箱內(nèi)的攪拌系統(tǒng)一直在進(jìn)行攪拌，使得基質(zhì)在罐體內(nèi)受熱均勻，消毒徹底；基質(zhì)消毒箱內(nèi)設(shè)置蒸汽管道，管道上分布有通氣孔；當(dāng)蒸汽鍋爐產(chǎn)生高溫蒸汽后，通過送汽管將產(chǎn)生的高溫蒸汽通入管道，然后經(jīng)通氣孔對栽培基質(zhì)進(jìn)行均勻加熱消毒。

5 結(jié)束語

該工程在于2016年9月順利完工，經(jīng)驗收后運行至今，根據(jù)變形監(jiān)測資料顯示，該構(gòu)筑物及地面變形較小，已處理穩(wěn)定狀態(tài)，其實踐證明，樹根型灌漿方案成功用于此工程地基處理，并取得了良好的效果。

通過對樹根型灌漿方案的解析及在該工程的成功實施，其樹根型灌漿方案的設(shè)計時遵循如下原則，以供同行參考：（1）樹根型灌漿方案一般適用于既要進(jìn)行灌漿防滲處理又要達(dá)到固結(jié)并提高一定承載力的地基處理。（2）為了使固結(jié)土體能達(dá)到固結(jié)并置筋連接作用，在灌漿完成后封孔前，應(yīng)根據(jù)實際情況在灌漿孔置入一定量的鋼筋或型鋼作連接件。（3）由于各地區(qū)的灌漿土物性差異，在具體工程時，應(yīng)作現(xiàn)場灌漿擴散試驗及灌漿材料試驗，保證灌漿的有效性。