淺談地基基礎(chǔ)施工與塌陷地基加固技術(shù)

1.王勝堯      2.王水成

1,河南名門地產(chǎn)（平頂山）有限公司  

2.中國(guó)平煤神馬能源化工集團(tuán)天宏焦化公司   河南  平頂山  467000

摘要：本文通過對(duì)軟地基的危害進(jìn)行闡述，對(duì)礦區(qū)地基軟臥層換土處理工藝以及造成塌陷后的注漿加固處理技術(shù)進(jìn)行分析，以資參考。

關(guān)鍵詞：地基基礎(chǔ)；軟臥層；塌陷；注漿加固。

對(duì)于煤礦塌陷區(qū)而言，地基處理有著至關(guān)重要的基礎(chǔ)作用，而在地基處理中施工過程的控制及施工方法的好壞又起著關(guān)鍵的作用。目前，在對(duì)地基軟基處理的過程中有多種處理的措施，其中最主要的有基底開挖換土法、砂礫墊層法、拋石擠淤法以及水泥深層攪拌樁這幾種處理的方法。同時(shí)，如果有出現(xiàn)塌陷的區(qū)域，必須進(jìn)行注漿加固。

一、地形、地貌

“怡購(gòu)城”項(xiàng)目位于平煤七礦塌陷區(qū)地基范圍內(nèi)，由于多年的淤泥沉積，雨水沖刷，大部分地基存在軟基，其土質(zhì)為淤泥土，屬湖灘沉積類型，根據(jù)鉆探揭露結(jié)果，場(chǎng)地20.0m勘探深度內(nèi)地層按其成因類型、巖性及工程地質(zhì)特性將其劃分為5個(gè)工程地質(zhì)單元層，現(xiàn)分述如下：第⑴雜填土：雜色,稍濕～濕,松散,以粉質(zhì)粘土為主,含建筑垃圾、卵石及生活垃圾等。第⑵層粉質(zhì)粘土；第⑶層粉質(zhì)粘土；第⑷層質(zhì)粘土；第⑸層粘土的地質(zhì)條件施工范圍地層由上至下依次展開。由于完全為稠度穩(wěn)定的泥炭在泥沼內(nèi)的充滿物，屬第一類泥沼，其土質(zhì)溫度在0℃以上，不論含水量多少，深為2m的試坑，能保持垂直邊坡5d不發(fā)生變形。

二、軟基處理的方法

根據(jù)上述對(duì)軟土性質(zhì)及地貌、地形的描述，在施工中結(jié)合本標(biāo)段的實(shí)際，采用以下4種方法處理軟基。

（一）、基底開挖換土法

此法是部分或全部挖去軟弱土，用良好土換掉淤泥、軟土的方法，在由于其表層為易于排水施工取材方便且無(wú)硬殼、淤泥土、層厚沒有超過3m，所以進(jìn)行開挖后，保證減小沉降量與填土的穩(wěn)定。

1、開挖方式

a)由于其平均深度為1.9m，所以分別用挖掘機(jī)、人工和推土機(jī)將軟弱土清運(yùn)至地基范圍外,并通過運(yùn)土車運(yùn)輸?shù)秸�府有關(guān)部門指定的垃圾場(chǎng)。

b)全部清除地基坡腳范圍以內(nèi)的軟土，開挖邊部呈臺(tái)階狀再進(jìn)行回填；將地基坡腳(含護(hù)坡道）范圍內(nèi)穿過沼澤地的地段軟土清除，如圖1。

圖1 地基開挖

2、泥沼基底的換填

a)采用部分挖填的方法，在高度小于3m的地段，換填深度需超過2 m，橫向換填底寬應(yīng)等于地基面寬。

b)高度大于3m的地段，沒有進(jìn)行挖除。

c)采用齒墻式的斷面，在表面淤泥干裂地段，即對(duì)兩側(cè)挖除基底的淤泥(每邊挖3 m寬)，用砂礫換填。

d)在陡于1:10的淤泥橫向坡度地段，進(jìn)行整平處理。

3、填筑及壓實(shí)

b) 按照一般填筑方式在兩側(cè)沼澤與地基完全隔離的地段，進(jìn)行了填筑，分層碾壓著重控制好碾壓遍數(shù)、含水量、護(hù)道坡、邊坡的密實(shí)程度及碾壓方式，與泥沼之間做好邊溝的排水，確保不會(huì)受到凍害和水毀。

c)在不能完全隔離兩側(cè)沼澤與地基的地段，由于對(duì)地基底部軟土進(jìn)行清除后，缺乏砂礫材料，所以用砂石料設(shè)置透水性在一部分底面。

（二）、砂礫墊層法

砂礫墊層法是鋪砂墊層在基底，在自重的壓力作用下，使軟土中的水分加速固結(jié)和排水，對(duì)基底的淤泥強(qiáng)度進(jìn)行提高，從而鋪設(shè)密實(shí)穩(wěn)定的地基。

1、鋪筑形式

a）排水砂礫墊層

當(dāng)D-02地塊北施工區(qū)，清理修整底部的原地面后，因本區(qū)有3~4 m之間高度，根據(jù)軟土層的壓縮性和厚度，這段鋪設(shè)厚度為1.0m的砂礫墊層，如圖2。

b)換砂礫墊層

當(dāng)D-02地塊南施工區(qū)，以砂礫石墊層代替需要挖除表層軟土的一部分，根據(jù)橫向坡度及軟土厚度大小等情況確定挖除數(shù)量及范圍。

2、砂礫墊層材料的要求

采用了天然級(jí)配砂礫填料作為砂礫墊層材料，礫石最大粒徑小于50 mm，強(qiáng)度為四級(jí)。

（三）、拋石擠淤法

此法是從中部向兩側(cè)在地基底拋投一定數(shù)量的片石，是一種強(qiáng)迫換土形式而將淤泥擠出地基的范圍以外。此法施工無(wú)須清淤和抽水，簡(jiǎn)便易行。

1、施工要求

a)在施工前，要排除的軟土(淤泥)的面積、深度進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算排淤量，換算出拋石密實(shí)程度、數(shù)量，拋石頂部要與淤泥層齊平或稍高。

設(shè)計(jì)坡腳寬度小于拋石層基腳寬度，應(yīng)用較小石塊填塞墊平，在片石拋出水面后，表面平整，碾壓密實(shí)，頂部設(shè)置隔離層或不透水層，然后分層填筑。

b)在比兩側(cè)淤泥層高度低的拋石層地段，設(shè)置塊(片)石護(hù)坡于坡腳，并進(jìn)行壓實(shí)在拋投片石頂部，整平后設(shè)置0.10m厚砂礫層和0.10m厚碎石層。

c)在平坦的軟土底地層地段，逐漸進(jìn)行拋石從地基中部向兩側(cè)，從兩旁將淤泥擠出。

（四）、水泥深層攪拌樁

水泥深層攪拌樁是作為固化劑的是水泥，在地基深處通過深層攪拌機(jī)械將固化劑和軟土強(qiáng)制拌和均勻，使軟土與水泥發(fā)生反應(yīng)，增加地基密實(shí)度，形成水泥土加固體，提高地基復(fù)合承載力。

1、施工前的準(zhǔn)備工作

一是做好場(chǎng)地排水，場(chǎng)地平整，清除雜草樹根，高低不平處同填，壓地機(jī)壓實(shí)，方便機(jī)械設(shè)備的施工；二是根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖，測(cè)量放樣，放樣每根樁樁位，撒上石灰，打上竹釘，做好標(biāo)志；三是攪拌機(jī)安裝調(diào)試，對(duì)準(zhǔn)測(cè)量放樣的竹釘在攪拌機(jī)鉆桿中心，確保偏差小于1%的垂直度；四是檢查輸送設(shè)備及水泥漿制作。施工前切實(shí)做好準(zhǔn)備工作，按確定的施工工藝流程。

2、正式施工

確定的施工工藝參數(shù)、工藝流程根據(jù)室內(nèi)配方試驗(yàn)確定的成樁試驗(yàn)和水泥摻入量，正式組織施工。采用二噴四攪工藝進(jìn)行攪拌樁的施工，鉆進(jìn)地層時(shí)為避免深層攪拌機(jī)堵塞噴漿口，在鉆進(jìn)正循環(huán)到加固深度設(shè)計(jì)前，注漿泵鉆進(jìn)速度V＞1.2m/min，以0.1Mpa＜p＜0.2Mpa的壓力噴漿。正式噴漿增加注漿泵壓力0.2Mpa＜P＜0.4Mpa的壓力，當(dāng)鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)加固深度后，同時(shí)反向工序提鉆至工作面，提鉆速度0.6m/min＜V＜0.8m/min。關(guān)閉注漿泵，到設(shè)計(jì)加固深度的正循環(huán)重復(fù)攪拌，鉆進(jìn)速度V＜1Dm/min并重復(fù)攪拌。以0.2Mpa＜P＜0.4Mpa的壓力重復(fù)噴漿，打開注漿泵，同時(shí)反向工序提鉆至工作面， 0.6Mpa＜P＜0.8Mpa的提鉆速度。樁身施工完畢，關(guān)閉深層攪拌機(jī)和注漿泵，并移動(dòng)到下一根樁工作面。

三、塌陷地基加固技術(shù)

對(duì)于塌陷地基的加固處理技術(shù)的確定，首要先要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的地基下沉情況進(jìn)行勘察，然后根據(jù)勘察的實(shí)際情況在進(jìn)行加固處理工藝的選擇，以下就較為常見且非常有效的壓力注漿法進(jìn)行闡述。

（一）、方案實(shí)施前，首先標(biāo)注和測(cè)量原始水準(zhǔn)點(diǎn)，加固過程中便于控制附加沉降，并做好觀測(cè)記錄。鉆孔采用無(wú)水干鉆法，先進(jìn)行試注孔施鉆，注漿時(shí)澆注試注孔，探明各類巖層的注量大小及可注性，為注漿工藝提供參考性數(shù)據(jù)。

（二）、設(shè)計(jì)要求注漿實(shí)施按照外圍孔注漿→內(nèi)部孔注漿→條形混凝土基礎(chǔ)加強(qiáng)注漿的順序進(jìn)行。

（三）、鉆孔時(shí)，先鉆直孔，將直孔鉆探情況作為進(jìn)一步完善加固措施的依據(jù);再通過對(duì)斜孔進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)充，保證注漿與錨桿粘結(jié)能夠有效發(fā)揮作用。

（四）、采用多次加密循環(huán)注漿法、帷幕注漿技術(shù)等多種技術(shù)相結(jié)合的施工措施。注漿順序?yàn)橄葴\后深，先西南后東北。注漿壓力均達(dá)到0.4-0.5MPa來防止附加沉降，采取跳躍和分層施注，邊注漿邊觀察各類巖層注漿過程中有無(wú)滑移跡象，便于施工中采取相應(yīng)技術(shù)措施。

(五)、嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行，漿液配合比為，水泥:水:水玻璃=1:0.7:0.03。漿液配制嚴(yán)格按照配合比規(guī)定及填料順序進(jìn)行，不允許違規(guī)作業(yè)，漿液攪拌必須達(dá)到濃度均勻，開始邊攪拌邊排漿，排漿時(shí)攪拌機(jī)不能停機(jī)，攪拌漿液必須一次配料，排一次漿，排完后再行配料、再排漿，周而復(fù)始，嚴(yán)格禁止邊排漿、邊填料、邊攪拌。

（六）、按照壓力注漿法的特殊性，施工中可能出現(xiàn)少量的附加下沉，本次注漿特別注意了施工過程中對(duì)附加下沉的控制:1)采用分層少量多次的注入方法；2)采用遠(yuǎn)距離跳躍注漿法；3)適當(dāng)延緩注漿周期，以確保注漿飽和，注漿過程中樓體穩(wěn)定。

結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)地基軟臥層的處理技術(shù)以及塌陷區(qū)域的注漿加固處理工藝，能夠最大程度的改善地基基礎(chǔ)環(huán)境，以保證工程的施工質(zhì)量以及礦區(qū)的正常生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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