注浆加固法地基处理

注浆加固法地基处理注浆加固法是工程地基加固最常用的方法之一，该方法利用气压或液压配以填充渗透和挤密等方式，把能凝固的浆液均匀地注入岩土层中，驱走岩石裂隙中或泥土颗粒间的水分和气体，并以其自身填充，待硬化后即可将岩土胶结成一个整体，可以改善持力层受力状态和荷载传递性能，从而使地基得到加固，防止或减少渗透或不均匀沉降。1工程概况项目为某车站综合楼。拟采用钻孔灌注桩，为66根1000～1200mm钻孔灌注桩。桩端持力层为页岩层，工程桩静载检测结果表明，部分单桩竖向极限承载力达不到设计要求，需要对该地基进行加固处理。施工前，在建筑物周围分别布置了6个勘探点（探井），探井在掘进过程中有大量的水渗入，致使少数探井没有达到预想的深度。2地基勘察概要根据勘探资料显示，该勘察区地层主要由素填土、角砾及强风化页岩组成，局部有粉土及中砂夹层。各地层情况自上而下为：第一层主要为素填土，上部主要由素土充填，包括大量的煤屑、砖块以及少量的炉渣、垃圾等杂物，呈松散状态，下部填土孔隙较大，主要由层厚为1.5～5.2m的大量块石、片石及角砾充填；二层层厚为0.1～2.4m的棱角状角砾与深灰色冲积再生土，粒径一般10mm左右，大者可达30mm，稍密状态，该层只有在个别探井中未见，在其他数个探井中都未被发现；三层层厚为0.3～0.8m的深灰色页岩与强风化岩石，含水量较高，节理发育，见水后较细腻，个别已揭露探井的勘探深度内均未被发现。3地基加固方案3.1编制依据编制依据的步骤为：①分析XX车站综合楼设计图；②翻阅建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；③查阅建筑地基处理技术规范（JGJ79-91）；④查看既有建筑地基基础加固技术规范（JGJ123-2000）；⑤查看岩土工程勘察规范（GB50021-2001）；⑥参照使用水利水电工程基岩固结灌浆规程、规范；⑦查看现场实际地形条件。3.2注浆加固机理地基注浆加固根据地质条件及特征，本着确保质量、经济合理的原则，回填至设计标高后，采用水泥浆等浆体静压渗透注浆法，注浆管给予压力作用，使水泥等浆体克服各种阻力，进而渗入土体的孔隙和裂隙中，浆液通过渗透、挤密、填充等方式使得孔隙及松散的土粒胶结，形成相互穿插的脉状结石体。3.3压力注浆方案及选择3.3.1压力注浆方案注浆方案主要有：①渗入型注浆：该方法适用于存在孔隙或裂缝的地基土层，即将浆液渗入软土的孔隙或裂缝之中，使其与软土固结为一整体，而地基土层结构也基本不受扰动和破坏。②压密灌浆：用浓浆液置换和挤密土体的一个过程，在地基中灌入较浓的浆液，迫使注浆点附近土体压密而形成浆泡。随着浆泡的增大，灌浆压力也增大，从而产生较大的上抬力。③劈裂灌浆：在处理软弱地基时，通过较高的灌浆压力作用，浆液将克服地基中的初始应力并且抵抗土体抗拉强度，使得土体发生劈裂，其方向是沿着垂直于主应力的平面或在土体强度最弱的平面，因此渗入型注浆法不能灌入的土体部分可顺利实施灌注，从而增大浆液扩散范围。电动化学灌浆：其方法是在地基中插入金属电极并通以直流电，借助电渗作用将浆液注入土体中，或将浆液注入电渗区，通过电渗使浆液均匀扩散以提高灌浆效果。3.3.2压力注浆方案的选择进行注浆施工首先要解决的问题是注浆方案的选择，首先选择注浆方法和注浆材料。同时还应考虑工程本身性质、工程地质条件等各方面囚素。依据工程实践经验，注浆方案选择一般应遵循以下原则：①一般来说，应采用水泥浆或水泥粉煤灰浆液来对伏软弱地基进行加固。②如有硬壳存在软弱土层的上部，要将此软弱土层作为封压层；当无这种硬壳或没发育时，可在地表做一厚约为0.5m的粘土垫层作为封压层，或在地基碾实后形成封压层。③如软弱土层上部有较多的砂砾层，应自上而下分段式的注浆，如软弱土层上部砂砾层较少或没有时，应自下而上分段式的注浆。本工程选择上述第③种由下至上注浆方式进行。3.4地基加固具体方案3.4.1方案概述根据地质资料及设计要求，对该建筑整体地基范围内进行自下而上的分段注浆加固处理。采用注浆花管方法对地基土进行加固处理，用长度为1.0m的注浆花管，钻孔深入基岩中自下向上的分段注浆。3.4.2注浆参数选用注浆压力。注浆压力应通过现场实验来确定，综合考虑覆盖土压、浆液种类、地质条件等因素的影响。参照砂砾石土地基注浆工程经验，建议此地段注浆压力选用0.4～1.0MPa。注浆顺序。注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行，采用先外围后内部的注浆施工方法。浆液参数。注浆材料为纯水泥浆，水灰比为1∶1，水泥为P.O，32.5普通硅酸盐水泥。注浆量。在一般情况下，理论上注入的耗浆量，应填充到颗粒之间的孔隙中，或沿层理或裂隙劈裂式注入。每孔（段）浆液注入量可用下式计算：Q=πAHR2·β·n=A·S·H·n·β=q·H（1）式（1）中，Q为每孔段注浆量，m3；A为浆液损耗系数，取1.15～1.30；H为注浆孔深，m；R为浆液有效扩散半径，m；β为浆液充填系数；S为浆液扩散面积，m2；n为孔隙率。综上计算，每延1m注浆量Q为0.8m3。注浆孔间距及注浆速度。注浆孔的布置，采取梅花型，注浆孔间距其取值为1.2～1.5m，注浆流量为10～15L/min。注浆花管开孔参数。注浆花管采用Φ25镀锌钢管，小圆孔呈梅花型布置，每隔10cm横向开设两个Φ6mm小圆孔。4加固方案实施施工工艺流程：选择注浆设备→成孔→花管制作以及安放→注浆→清洗→工程设备简介。①测放孔位。根据设计孔位在注浆范围内准确定位，定出注浆孔位并将其标记出来。②成孔。注浆孔施工选用孔径为91mm或110mm的XY-100型钻机成孔。为防止再发生不均匀下沉，将其状态固定。由于综合楼区域的素填土层深度变化在1.5～5.2m之间，很不均匀，自西向东按照填土层将该区划分为7.5m、5.5m、3.5m这3个注浆区域，故自西向东将综合楼地基开孔深度安排为8.0m、5.5m二个区域。局部钻孔在见到岩石而未达到设计深度时，以现场实际深度为准。③花管制作以及安放。花管的配置由孔深决定，并通过设计要求进行制作，成孔后注浆花管下入至孔底，将孔口管封闭。④注浆。首先选择注浆材料，水灰比为1︰1的纯水泥浆，水泥为P.O，32.5普通硅酸盐水泥，注浆压力定为0.4～1.0MPa。首先，需要进行现场注浆试验，以确定单孔注浆量，之后根据所采用的注浆工艺进行施工。注浆的工序要先对边缘帷幕孔进行施工，接着要对加固孔进行施工，当注浆量达到设计要求时，终止注浆。为了使注浆工程质量得到确保，边缘帷幕孔孔距一般为注浆孔孔距的1/2。当注浆量小于0.4L/min，或地面出现大量冒浆，稳定30min时即可完成注浆。每组注浆时应间隔2～3孔隔孔跳打跳注。⑤清洗。如不需要连续施工，注浆完成后务必要及时清洗浆泵、管路等。如连续施工可视具体情况不进行操作。⑥工程设备简介5质量检验5.1基本要求注浆工程属于地下隐蔽工程，为确保注浆工程质量，要严格按照要求进行注浆施工。5.2质量检验该工程的质量检测从以下两方面来进行：沉降观测。为全面检验注浆效果，观测需要在开工前进行一次，完成室外与室内注浆工程后各进行一次，以及全部工程完工后一个月再进行一次；注浆质量检验是按照前述规范及设计要求，在注浆结束28d后进行，注浆孔检验点按注浆孔数的5%进行，检验点合格率大于80%，否则对不合格的注浆区域应重新注浆。质量检验的具体方法有开挖法、钻芯法、载荷试验法、变形观测法等。本工程采用了开挖法，并采用了钻芯法和载荷试验法来验证地基注浆加固质量。6结论车站综合楼地基加固工程于2008年5月开始，为期一个月至2008年6月结束，在整个施工过程中，操作严格按照设计规定，注浆材料符合规定，时刻保持着沉降观测，从未间断，定期观测由工程开始前坚持到地基加固结束，再一直到工程竣工。通过对观测结果、加固质量鉴定及沉降状况的分析，均已达到该工程地基处理的设计要求，节约了资金并缩短了工期。