某工程地基灌漿托換加固實(shí)例

李佩軍1李林2

(1．濟(jì)源市科技工業(yè)園區(qū)管委會454650  河南；

2．陜西省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院710082  陜西)

    隨著地基處理及托換加固工程實(shí)踐的發(fā)展，其技術(shù)方法和理論日趨成熟，但由于工程條件、施工隊(duì)伍素質(zhì)及技術(shù)水平、施工機(jī)械設(shè)備等因素的影響，使地基處理、托換加固工程施工中仍存在大量的技術(shù)和質(zhì)量問題。為了總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)、推廣成熟技術(shù)、提高工程質(zhì)量，筆者就灌漿加固實(shí)例談點(diǎn)體會，希望與工程技術(shù)同行作以交流。

1、工程概況與質(zhì)量事故分析

    山區(qū)某二層綜合樓，磚混結(jié)構(gòu)，鋼筋砼條形基礎(chǔ)，建筑面積800平方米，平面呈現(xiàn)“L”形(轉(zhuǎn)角處設(shè)沉降縫)。場地地形比較平坦，地貌單元為山間谷地。因地基土均勻性差，故對地基土采用了置換處理的方法。實(shí)際處理時(shí)，對作為同一建筑地基的沉降縫兩側(cè)部分，分別采用了級配砂石和灰土兩種置換處理方法。另外，主體施工完成后，正值雨季，生產(chǎn)、生活用水及地表水排放組織不當(dāng)，而大量滲入地基，使地基土壓縮性增高。在以上因素的綜合作用下，該建筑物發(fā)生了嚴(yán)重的不均勻沉降，并導(dǎo)致沉降縫兩側(cè)墻體出現(xiàn)了嚴(yán)重裂縫，造成工程質(zhì)量事故。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查與觀測，結(jié)果表明：

    (1)迎水面縱墻沉降較大且墻體開裂嚴(yán)重。其中沉降縫位置沉降最大，裂縫以沉降縫為中心，在其兩側(cè)縱墻上呈“正八字”分布。

    (2)現(xiàn)場沉降觀測表明，20天累計(jì)沉降量最大值為36．5mm，最小值為13．Omm。

    由以上結(jié)果分析可知，對該建筑物地基必須立即進(jìn)行加固處理，以阻止地基不均勻沉降和墻體裂縫的繼續(xù)發(fā)展。

2、地基加固施工

    2.1加固方案選擇：

    經(jīng)對現(xiàn)場工程地質(zhì)條件、建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及周圍環(huán)境情況的分析、論證，確定采用靜壓灌水泥一水玻璃漿液(亦稱CS漿液)進(jìn)行地基加固處理。

    2.2加固機(jī)理：

    在壓力作用下，漿液通過灌漿管被灌入地層中，并以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間的水分和空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)人工控制一定時(shí)間后，漿液將原來松散的土粒膠結(jié)成整體，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能好、化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”。

    2.3施工機(jī)械設(shè)備：

    (1)灌漿泵ZTGZ-60／210型：其技術(shù)特征見下表。

    (2)煤電鉆：成孔直徑27mm，鉆進(jìn)深度1．5—3m。

    (3)強(qiáng)制式攪拌機(jī)；150L。

    2.4漿材選用：

    水泥、普通硅酸鹽水泥32．5R、水灰比控制范圍0.8—1.0、 水玻璃濃度控制范圍28—35波美度、水泥漿和水玻璃體積比為1：1

    2.5灌漿工藝流程：

    布孔→成孔→灌漿→檢測

    2.6其它技術(shù)參數(shù)：

    灌漿壓力：2-3MPa ；凝固時(shí)間：30～60S

    2.7灌漿施工控制要點(diǎn)：

    (1)布孔：局部密集，其余沿開裂墻體均布。

    (2)成孔：一般深度控制在1．5～2m，局部視地質(zhì)情

況最大鉆進(jìn)3m。

    (3)灌漿：以雙液系統(tǒng)將水泥一水玻璃兩種液體在管口混合后灌人地基土，固結(jié)；按成孔順序依次灌漿，如有返漿現(xiàn)象則將該孔封閉。初始進(jìn)漿量較大，隨著進(jìn)漿量的增加，灌漿壓力亦相應(yīng)增大。宜采用少量、多次灌注的方法，以提高土體的物理力學(xué)性質(zhì)。

    2.8施工過程中的檢測：

    (1)成孔深度、孔徑檢測：參照鉆進(jìn)尺寸及鉆頭直徑量測。

    (2)漿液配制檢測：所用水泥兩證(出廠證明、復(fù)試報(bào)告單)齊全；水玻璃具有合格證；現(xiàn)場以磅秤計(jì)量配比(以體積比折算)。

    (3)灌漿質(zhì)量檢測：檢查灌漿泵壓力值。

    2.9具體灌漿施工情況：

    由于灌漿理論與實(shí)際施工中尚有差異，在施工時(shí)一些參數(shù)也應(yīng)作以調(diào)整。該工程實(shí)際灌漿施工情況見下表。

3、施工體會

    如同所有地基處理及托換技術(shù)一樣，首先要明確加固目的，在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上選擇方案。其次要確定各種技術(shù)參數(shù)和技術(shù)措施，通過試驗(yàn)取得第一手資料用以指導(dǎo)施工。在本次灌漿施工中，我們選擇了具有礦井灌漿經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員施工，根據(jù)灌漿理論結(jié)合豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對一些參數(shù)作了調(diào)整(如灌漿壓力達(dá)到3MPa，間隙數(shù)十秒，不再進(jìn)漿即可認(rèn)為該孔已灌滿；再如：布孔間距一般為l—2M，以此作為擴(kuò)散半徑)。沉降觀測表明此次灌漿加固效果明顯，達(dá)到了預(yù)期目的。

    水泥一水玻璃漿液凝結(jié)規(guī)律大致為：水泥漿水灰比越小、水玻璃與水泥漿體積比越大(在一定范圍

內(nèi))、溫度越高，漿液凝結(jié)時(shí)間就越短，反之就越長。水玻璃是促使水泥漿早凝的因素，我們可以通過調(diào)整其比例控制凝結(jié)時(shí)間。

    水灰比是決定結(jié)石體抗壓強(qiáng)度的關(guān)鍵因素，所以必須充分重視水灰比的控制。

    由于灌漿使土體逐漸密實(shí)，每孔進(jìn)漿量應(yīng)逐漸減少。應(yīng)先確定灌漿邊界孔，對邊界孔灌漿以形成“圍幕”(可稱為“第一次序孔”)，然后依次灌注(可稱為“第二次序孔”)。第二次序孔的進(jìn)漿量比第一次序孔大為減少是灌漿次序選擇成功的標(biāo)志之一。

    漿液的擴(kuò)散能力和灌漿壓力值密切相關(guān)，而灌漿壓力值與地基土的密度、強(qiáng)度、初始壓力、鉆孔深度、位置及灌漿次序等因素有關(guān)。這些因素難于準(zhǔn)確預(yù)知，由現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)確定較為合理。在不影響臨近建(構(gòu))筑物的前提下，應(yīng)盡可能采用較高的灌漿壓力。這是因?yàn)椋焊邏耗苁沟鼗�土微�?xì)孔張開，有助于提高可灌性，能造成劈裂的軟弱材料在密度、強(qiáng)度方面得到改善；同時(shí)，高壓還有助于漿液中多余水分的擠出，進(jìn)而提高漿液結(jié)石體的強(qiáng)度。我們采用了2—3MPa的灌漿壓力施工時(shí)，房屋附近已斷裂的排水溝明顯被抬升，表明地基灌漿加固處理效果明顯、質(zhì)量良好。

    加固施工中，我們采用了依次灌漿的順序，部分鉆孔發(fā)生了串漿現(xiàn)象，造成孔位報(bào)廢，只好做管端封死處理。如按跳孔間隔灌漿，在一定程度上可以防止串漿，同時(shí)可以提高灌漿孔內(nèi)漿液的強(qiáng)度與時(shí)俱增的約束性。

    總之，地基灌漿加固處理必須作認(rèn)真、全面、細(xì)致的調(diào)查研究，制定合理可行的施工方案。施工中必須明確加固機(jī)理，適時(shí)調(diào)整施工方法，合理運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)灌漿施工。對各種不確定因素要有充分考慮。唯此，才能保證灌漿加固處理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性，才能保證地基托換加固處理的質(zhì)量和效果。

參考文獻(xiàn)：

    [1]葉書麟，韓杰，葉觀寶《地基處理與托換技術(shù)》北京：中國建筑工業(yè)出版社，1996．267—621．

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)