壓力注漿法加固地基分析與處理方法

時間：2019-05-26作者：上海毅實建設(shè)集團有限公司瀏覽：501

山西平山保利煤業(yè)股份有限公司工業(yè)場地地處太行山脈南段，侵蝕低山區(qū)溝谷發(fā)育，地質(zhì)情況較為復(fù)雜。該工業(yè)場地整體沿河谷走向（北向南偏東）布置，前左右側(cè)皆為山梁環(huán)繞，工程環(huán)境條件較差。擬施工的裝車倉縱軸東西向75.2米，含一個三聯(lián)Φ15米和一個單體Φ15米鋼筋混凝土圓筒倉及倉上建筑，橫跨河道及河床，較大建筑高度39.6米。該工程由煤炭工業(yè)XX設(shè)計院勘察設(shè)計，采用4層土（夾塊石粘性土）作為基礎(chǔ)持力層，因部分地基為5層土（強風化砂巖與砂質(zhì)泥巖互層）出露，為保證受力均勻筏板基礎(chǔ)下設(shè)500毫米厚碎石褥墊層。此設(shè)計與2010年12月版《山西××××煤業(yè)股份有限公司改擴建項目工業(yè)場地巖土工程詳細勘察報告》中地基基礎(chǔ)方案建議稍有出入，該報告以煤倉所處位置基巖埋藏不深建議采用**地基，以5層土為基礎(chǔ)持力層。


 　　由于施工正逢雨季，基坑分二次開挖 三聯(lián)倉地基條件（夾塊石粘土及碎石土層）經(jīng)觀察與設(shè)計條件基本相符，東側(cè)有巖層向西土層漸厚。參加驗收的設(shè)計代表要求三聯(lián)倉基坑西側(cè)局部加深1米采用碎石換填（壓實系數(shù)0.97），對原夾塊石粘土及碎石土地基進行壓實，基礎(chǔ)按圖施工。單體倉下因原有排水涵管需要改道留待二次開挖。排水涵管改道位置位于三聯(lián)倉與單體倉中間，改造時經(jīng)參建各方共同商定，對西側(cè)獨立單倉基礎(chǔ)下的4層土開挖并按1:1向外放坡以驗明4層土深度，即發(fā)現(xiàn)單體倉及其東側(cè)風化巖實際埋深比原地勘報告判定深度深較多，且有向三聯(lián)倉位置延伸趨勢。因工期緊，此時三聯(lián)倉筏板基礎(chǔ)鋼筋已安裝，遂決定在西側(cè)補充勘探孔5個。由于該處二次勘探數(shù)據(jù)與原地勘報告結(jié)論存在較大出入，參建四方專題會議決定三聯(lián)倉墊層下地基采用注漿法加固，由施工單位編制地基注漿施工方案經(jīng)建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計單位共同審查后實施。


 　　于是三聯(lián)倉筏板基礎(chǔ)澆筑混凝土時根據(jù)初步方案預(yù)留了注漿孔，獨立倉東側(cè)深基坑采用C20素混凝土換填至設(shè)計褥墊層底，其后施工繼續(xù)按施工圖設(shè)計進行。


 　　二、原理分析：


 　　加固思路如下述：以水灰比不大于2的素水泥漿作為固結(jié)料，空壓機加注漿泵施加壓力將漿液注入筏板墊層下，以滲流擠密方式填充地基中可能存在的裂縫，驅(qū)走碎石及土粒間的空氣，通過漿液擴散膠凝固化連同碎石巖土形成一個固結(jié)體，以減少夾石土層壓縮變形，保證承載力。采用仿豎向截水方案，先沿基礎(chǔ)外緣環(huán)狀布置注漿管，壓漿固化，然后通過筏板中間預(yù)留的注漿孔壓漿。目的提高地基側(cè)限，保持漿液在相對封閉的空間內(nèi)帶壓滲透，減少流失從而保證基土具有整體性，水穩(wěn)定性和一定的強度，較終形成不**設(shè)計要求的200KPa承載能力的均勻地基。


 　　三、處理方案


 　　1、加固方法：采用鉆孔花管壓力灌漿法加固地基
 　　2、注漿范圍：基巖以上至基礎(chǔ)板底
 　　3、孔位布置：孔中心距基礎(chǔ)外緣300MM，以間距1米環(huán)繞三聯(lián)倉布置
 　　4、材料要求：


 　?、倩ü?amp;Phi;48MM鍍鋅鋼管打孔，一次性震沖鉆入土層內(nèi)，輸漿管采用硬質(zhì)塑料管，可重復(fù)使用；
 　?、谒啵浩展?2.5；
 　?、鬯喊韬陀盟?，符合混凝土拌和用水標準，現(xiàn)場采用生活自來水。


 　　5、制漿相關(guān)數(shù)據(jù)要求：


 　?、偎冶瓤刂圃?；(0.5-0.8)，水稱重后以桶量取，水泥按袋計量,加料誤差不大于5%;
 　?、跐{液必須攪拌均勻,采用攪拌機制漿，攪拌時間不小于2分鐘;
 　?、鄹鶕?jù)各灌漿孔的不同位置需要，輸漿壓力控制在0.3-0.5MPa，流速控制在1.4-2.0m/s;
 　?、軡{液在使用前應(yīng)過篩且向制備好至用完的時間應(yīng)小于4小時否則應(yīng)作為廢漿處理；
 　?、轁{液溫度保持在5-40℃，使用煤油溫度計測溫，根據(jù)氣候條件采取相應(yīng)的防寒及保溫措施；


 　　6、鉆孔施工:根據(jù)標識好的孔位,采用振動方法將花管逐段沉入，高度以方便連接輸漿管為宜。
 　　7、詳細工藝要求


 　?、儆没炷翝{花管端部固結(jié)之后在進行灌漿，自下而上先四周后中間，先滲透系數(shù)較大的土層。
 　?、趬毫刂疲好}動灌漿壓力常規(guī)為0.3-0.5MPa ,深度較大部位輸漿壓力適當提高。
 　?、墼诠酀{過程中如發(fā)現(xiàn)漏漿等異?，F(xiàn)象時，采取加濃漿液、降低壓力，間歇灌漿、摻加石英粉等方法處理
 　?、茉诔掷m(xù)穩(wěn)定的壓力下以不劈裂地基土為原則，確保灌漿量
 　?、莨酀{結(jié)束標準：在規(guī)定的壓力下灌漿孔停止吸漿，加壓繼續(xù)注漿5分鐘可結(jié)束灌漿
 　?、薹饪祝汗酀{作結(jié)束后，排除孔內(nèi)的積水和污物，采用濃漿將管孔封堵密實并抹平；整個花管灌漿體系的標高保持在地坪一下。


 　　四、質(zhì)量控制措施


 　　1、采用壓縮空氣為動力振動沉管，保證沉入深度。東端至基地下約1米向西漸深，西端應(yīng)沉至基底標高下約4米，中間若遇塊石應(yīng)改變位置直至貼近基巖不再下沉為止。
 　　2、周邊孔位較終注漿壓力必須達到0.3MPa持續(xù)5分鐘壓力仍未提高視為漏漿，采取改用濃漿、間歇注漿等方式處理。
 　　3、通過控制總注漿量保證基底碎石土的固結(jié)質(zhì)量，參照其他工程加固基坑被動區(qū)土體的措施，經(jīng)驗水泥用量約為加固區(qū)土體重量的5%-8%，本工程注漿水泥計劃用量較低應(yīng)控制在60噸以上。


 　　五、效果點評


 　　注漿地基的較終加固效果與土質(zhì)有關(guān)，淤泥質(zhì)粘土差 ，粉質(zhì)土效果好。根據(jù)勘察資料，，本工程3層土為粉質(zhì)粘土夾粉土，地基側(cè)限效果可以保證，4層為夾塊石粘土及碎石土經(jīng)水泥漿固結(jié)后形成復(fù)合地基，抗壓強度足夠。作為重要建筑物基礎(chǔ)，應(yīng)通過承載力檢驗和長時間沉降觀測來判斷地基承載力是否滿足了設(shè)計要求。
 　　可記取的經(jīng)驗是：山梁河谷間由于各巖土層的類型、深度、工程特性不同，有限的勘察資料難以反映地基的分布和變化規(guī)律，為保證重要建筑物安全，應(yīng)盡可能平行山梁河谷走向布置。需要進行沉降計算的建筑物，盡可能采用**地基，以節(jié)約基礎(chǔ)處理費用，保證承載力均勻又有利于降低工程投資。

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