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注浆法地基处理方案

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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1 000～1 200 mm 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0.1～2.4 m的棱角状角砾与深灰色冲积再生土，粒径一般10 mm 左右，大者可达30 mm，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0.3～0.8 m 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0.5 m 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1.0 m 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0.4～1.0 MPa。
　　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=πAH R2·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1 m 注浆量Q 为0.8 m3。
　　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1.2～1.5 m，注浆流量为10～15 L/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10 cm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91 mm 或110 mm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、5.5 m、3.5 m 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8.0 m、5.5 m 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0.4～1.0 MPa。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0.4 L/min，或地面出现大量冒浆，稳定30 min 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28 d 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。

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