壓力注漿在既有建構(gòu)筑物地基加固中的應用

　　關鍵詞：壓力注漿,地基加固，水泥，滲透

　　1、工程及地質(zhì)概況

　　某市六中16號樓職工住宅樓位于朝陽路南、六中運動場北，該住宅樓建筑面積1600m2，底層框架結(jié)構(gòu)，為店面，2～6層為磚混結(jié)構(gòu)，為住宅，該樓開工日期1989年9月10日，竣工日期1991年6月21日，采用分層碾壓地基，獨立基礎。根據(jù)勘察地質(zhì)資料和現(xiàn)場鉆孔施工情況，建筑物基礎持力層落在經(jīng)分層碾壓的人工雜填土上，場地地下水為填土層所含的上層滯水，地下水主要受大氣降水和地表水的滲透補給，地下水位受季節(jié)性影響較大，穩(wěn)定水位埋深在1.00—4.00米之間。

　　該樓使用年限已有15年之久，這期間住戶反映從未發(fā)現(xiàn)過嚴重的墻體裂縫現(xiàn)象，在2005年7月下旬，緊臨場地東部，由于人工挖孔樁施工，隨著抽排水的增加，逐步發(fā)現(xiàn)該住宅樓的地基局部產(chǎn)生不均勻沉降，房屋墻體出現(xiàn)嚴重裂縫，已經(jīng)嚴重影響到該建筑物使用安全，場地地基必須進行加固補強處理。

　　2、產(chǎn)生事故的原因分析

　　該住宅樓地基下沉主要原因是東側(cè)新建房屋基礎型式采用人工挖孔樁，其距離該住宅樓太近，施工中的抽排水，造成了周圍土層內(nèi)產(chǎn)生了較大的水力坡度，水力坡度超過土體臨界水力坡度后，土體的浮重度小于自下而上的動水壓力，土顆粒成為懸浮于水中的懸浮顆粒，并可隨自由水一起被抽出土層，隨著抽水時間不斷進行，大量抽水使大量的細顆粒土被水流挾走，土體孔隙越來越大，造成土層松動甚至孔洞，土體強度大大降低，甚至坍塌，發(fā)展到一定程度后，該建筑物地基才會突然發(fā)生局部下沉，產(chǎn)生不均勻沉降，導致墻體裂縫的發(fā)生。在禁止人工挖孔樁基施工抽排水行為后，墻體裂縫未見明顯發(fā)展。

　　3、地基處理方案的選取

　　由于人工挖孔樁的抽排水造成土層中的細顆粒流失，致使原夯實的人工雜填土層中的孔隙大大增大，強度大大降低，必須對人工雜填土層進行加固處理，使加固后的土體強度得到提高，保證建筑物地基不再下沉或均勻沉降。

　　經(jīng)對現(xiàn)場情況分析，該建筑物緊臨朝陽路，采用深挖換填的方案難以實施，采用錨桿靜壓樁成本較高，且場地施工條件有限。經(jīng)比較分析，決定采用壓力注漿對擾動的人工雜填土層進行補強處理，以提高地基強度，使地基達到穩(wěn)定的目的。

　　壓力注漿對擾動人工雜填土層的補強加固效應可視為由滲透填充及擠密壓實兩部分組成。由于抽排水挾走土層的細顆粒，使土層中孔隙擴大成為較大的管路，漿液將通過這些通道向土層發(fā)生滲透，由此完成滲透過程。隨著注漿壓力的提高，注漿管出口處的“漿泡”作用也在形成，注漿壓力由“漿泡”向周圍土層傳遞擴散，從而使周圍附近的土層的擠密固結(jié)過程完成。

　　4、壓力注漿工藝和壓力注漿參數(shù)

　　4.1、注漿孔的布置

　　注漿孔主要沿建筑物的四周及獨立基礎上，見鉆孔壓力注漿施工平面布置圖，施工過程中采用先外圍后內(nèi)部，外圍按從北部到南部，最后東部的順序進行，室內(nèi)按先西部后東部，注漿順序按跳孔間隔注漿方法進行。

　　4.2、壓力注漿施工工藝流程

　　本次壓力注漿施工是根據(jù)某市六中16號職工住宅樓地基加固壓力注漿和部分墻體裂縫處理施工組織設計進行，施工工藝流程如下：

　　成孔利用XY—1鉆機干鉆或帶稀水泥漿鉆進成孔，鉆孔孔徑Φ110mm，深度為7.0～8.9米；成孔后安裝注漿管，注漿管采用內(nèi)徑Φ20mm的花管，注漿管底口下入至孔底0.5m處，采用孔口止?jié){，孔口用橡皮塞封死，防止水泥漿液從孔口外溢，橡皮塞與回漿管連接；孔口處外露注漿管0.3～0.5m與輸漿管連接,裝好壓漿管后進行配漿、注壓漿和閉漿，注漿采用BW—150型泥漿泵，注漿壓力為0.2—0.45Mpa，在達到設計注漿壓力要求穩(wěn)定一段時間后進行拆管。

　　4.3、壓力注漿材料

　　注漿材料采用某市重陽水泥實業(yè)有限責任公司生產(chǎn)的“柳溪牌”普通硅酸鹽水泥，標號為P.O32.5，水泥經(jīng)送檢某市建設工程質(zhì)量檢測中心，檢測為合格后方可使用，注漿用水為自來水，水灰比采用0.5—1.0，常用0.8，注漿遵循由稀至濃原則進行。

　　注漿時，開始選稀水泥漿液，其目的是清通管路，隨著管路的清通，水泥漿稠度亦同時加大，水灰比控制在0.4～0.5為宜。泥漿過稀，漿料顆粒易隨水流失，注漿量偏大，注漿效果不顯著，太稠，管道易于堵塞，注入擾動土層的漿料在土層中分布不均勻，加固效果亦不理想。

　　4.4、壓力注漿施工

　　注漿采用自下而上分段注漿法，按2.00米分段壓漿。注漿壓力為0.2—0.45Mpa，并對水泥用量值做好記錄。注漿時水泥漿液由稀至濃，單個注漿孔水泥用量最大為1500㎏（44號孔），水泥用量最小為150㎏（30號加孔）。

　　壓漿過程中，遇地層松散或孔隙大，注漿量超常增大時，暫停注漿，待水泥漿液凝固一段時間后再進行注漿。在土質(zhì)較密實的情況下，壓漿時在規(guī)定的壓力下，水泥漿液難于滲透時，適當減少注漿量。

　　注漿過程中應隨時觀察地面的情況，當水泥漿液從孔口及其它地方冒出，應暫停注漿，待水泥漿初凝后或采用其它封堵措施后再進行注漿。注漿施工中注漿壓力達到規(guī)定值（0.2—0.45Mpa）穩(wěn)定一段時間后，或單個孔注漿量小于1～2L.min時，繼續(xù)灌注30min后可結(jié)束注漿。

　　5、注漿效果評價

　　某市六中16號樓職工住宅樓地基加固壓力注漿工程于二00五年十二月十四日進場施工，至二00六年元月七日結(jié)束。鉆孔注漿前進行的標準貫入試驗結(jié)果見表1，實測擊數(shù)3～8擊，修正擊數(shù)2.9～7.6擊。注漿施工二十天后，對較先進行注漿的部位進行了現(xiàn)場標準貫入試驗檢測（見表2），實測擊數(shù)6～17擊，修正擊數(shù)6～15.4擊。根據(jù)鉆孔注漿前的標準貫入試驗結(jié)果和鉆孔注漿后的標準貫入試驗結(jié)果對比，鉆孔注漿后標準貫入原位測試指標大大高于注漿前標準貫入原位測試指標；從鉆孔取芯情況來看，通過注漿加固后，水泥漿體在地基人工雜填土層中的裂縫及孔洞得到充填、固結(jié)，從而改善了地基土的結(jié)構(gòu)，增加了地基土的強度，提高了地基承載力。由于本工程的現(xiàn)場標準貫入試驗檢測是在注漿二十天后進行的，經(jīng)注漿處理的土層尚未完全固結(jié)，考慮到注漿的“時效”作用，地基的后期強度還將提高，本次壓力注漿達到了地基加固的目的。

　　在注漿施工前后及注漿后為期一年多的沉降觀測，根據(jù)對設立的6個沉降觀測點連續(xù)進行了11次沉降觀測，其結(jié)果見建設工程沉降觀測記錄表(表3)。根據(jù)沉降觀測結(jié)果，沉降主要表現(xiàn)為三個階段，第一階段為注漿期的沉降，表現(xiàn)為較大的沉降；第二階段為注漿后水泥固結(jié)階段的沉降，沉降仍在繼續(xù)但已漸趨穩(wěn)定，該沉降階段持續(xù)時間較長；第三階段為穩(wěn)定階段的沉降，沉降已經(jīng)平穩(wěn)，沉降量小或已沒有沉降。各觀測點累計沉降量在3.5～4.5㎜之間，地基不均勻沉降已經(jīng)得到控制，建筑物沉降量及沉降差也控制在允許范圍內(nèi)。

　　經(jīng)注漿施工后，經(jīng)一年多的觀察，墻體未出現(xiàn)新的裂縫現(xiàn)象和原有裂縫擴大的跡象，未發(fā)現(xiàn)異常，后經(jīng)過對建筑物的墻體裂縫進行處理后，原有住戶已重新入住。實踐表明，壓力注漿在既有建構(gòu)筑物地基加固中效果明顯,地基不均勻沉降行到有效控制，達到了預期效果。

　　6、結(jié)束語

　　壓力注漿在某市六中16號樓職工住宅樓地基加固工程的成功，表明壓力注漿在既有建構(gòu)筑物地基加固具有可行性，但在壓力注漿前后，原有建構(gòu)筑物表現(xiàn)為較大的沉降，因此，在確定采用壓力注漿對地基進行加固時，應考慮地基沉降對既有建構(gòu)筑物的影響，并加強對既有建構(gòu)筑物監(jiān)控。

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