0 引言
壓密注漿是利用較高的壓力灌入濃度較大的水泥漿或化學(xué)漿液,注漿開始時漿液總是先充填較大的空隙,然后在較大的壓力下滲入土體孔隙。隨著土層孔隙水壓力升高擠壓土體,直至出現(xiàn)剪切裂縫,產(chǎn)生劈裂,漿液隨之充填裂縫,形成漿脈,使得土體內(nèi)形成新的網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)。漿脈在形成過程中由于占據(jù)了土體中一部分空間,加上土層內(nèi)孔隙被漿液所滲透,從而將土體擠密,構(gòu)成了新的漿脈復(fù)合地基,改善了土體的強(qiáng)度和防滲性能,同時也改變了土體物理力學(xué)性質(zhì),提高了軟土地基的承載力。在注漿管端部附近形成漿泡[1],當(dāng)漿泡的直徑較小時,灌漿壓力基本沿鉆孔的徑向擴(kuò)展。隨著漿泡尺寸的逐漸增大,便產(chǎn)生較大的上抬力而使地面抬動。
它的主要應(yīng)用方面有:(1)糾正建筑物不均勻沉降和建筑物糾傾;(2)場地狹窄處建筑物基礎(chǔ)的托換;(3)加固松軟的土體,在土體中形成柱狀注漿體(樁體)與周圍土體形成復(fù)合地基,提高地基承載力,減少基礎(chǔ)沉降;(4)地層液化的預(yù)防和整治。
1 工程地質(zhì)與加固方案
1.1擬建場地原為居民住宅,現(xiàn)已拆遷整平,地勢較平坦,地面黃海標(biāo)高約3.6m。地貌上屬于長江下游三角洲沖積平原?辈毂砻鳎簶(gòu)成擬建建筑場地地基土主要是第四系長江沖積和沉積的土層。根據(jù)野外全斷面鉆進(jìn)取樣,靜力觸探等原位測試、室內(nèi)土工試驗等手段綜合分析,在勘察深度范圍內(nèi),擬建場地各土層自上而下主要土層分述如下:
填土:雜色,結(jié)構(gòu)松散,上部以碎磚石及建筑垃圾為主,下部以素填土為主,局部地段夾少量淤泥質(zhì)土,土質(zhì)不均勻。擬建場地均有分布,工程性能很差。
粉土:灰黃色,稍密狀態(tài),搖震反應(yīng)中等,干強(qiáng)度低,韌性低,中等壓縮性。
粉砂:灰黃色,中密狀態(tài),飽和,顆粒大小均勻,呈亞圓形,主要礦物成分為石英、長石和少量云母片。
1.2該項目總建筑面積約為2000m2,4層,框架結(jié)構(gòu),長25.5 m,寬23.5m。由于擬建場地狹小,周邊緊鄰已有建筑物和道路,且管線較多,樁基施工無足夠操作面,如果采用換填,則基坑支護(hù)風(fēng)險較大。根據(jù)勘察結(jié)果分析,采用軟弱地基注漿補(bǔ)強(qiáng)進(jìn)行加固。
1.3加固方案:主體工程采用梁式基礎(chǔ),基礎(chǔ)底黃海標(biāo)高1.8m。①根據(jù)工程具體情況,在地梁下部布置注漿鋼管,注漿鋼管頂標(biāo)高為黃海高程1.75m(嵌入地梁50mm),深度為4m,注漿壓力0.3~0.5MPa,水灰比為0.5;②沿地梁四周布置注漿孔,注漿孔頂標(biāo)高為黃海高程1.8m,深度為4m,注漿壓力0.3~0.5MPa,水灰比為0.5;③注漿孔施工順序:先施工地梁外圍注漿孔,注漿8h后再施工內(nèi)部注漿鋼管。注漿次數(shù)不少于3次,以注漿壓力控制,注滿為止;④水泥采用P.O42.5;⑤處理后地基的承載力特征值要求達(dá)到fak=170kPa,以復(fù)合地基載荷試驗結(jié)論作為依據(jù)。
2 施工工序及質(zhì)量控制
2.1注漿孔施工工序:設(shè)備人員進(jìn)場→土方開挖至基礎(chǔ)梁底標(biāo)高→測放并標(biāo)識基礎(chǔ)梁輪廓線→測放孔位→鉆機(jī)成孔→水泥漿攪拌→下注漿管→注漿→分段提拔注漿管→封孔。注漿鋼管施工工序與注漿孔類似,不同的是在基礎(chǔ)梁位置打入直徑為48mm、長4.0m的注漿鋼管,在鋼管上部0.5米以下開注漿孔,反復(fù)多次注漿,使被加固土體在平面和深度范圍內(nèi)連成一個整體。
2.2成孔采用擊入式成孔,成孔深度要求進(jìn)入③粉土500mm,施工過程中發(fā)現(xiàn)局部填土偏厚,則對注漿孔相應(yīng)加深處理。
2.3注漿漿液為水泥漿,水泥為42.5普通硅酸鹽水泥,水采用潔凈的自來水,水灰比為0.5,注漿壓力0.3~0.5MPa。注漿施工時采用自動流量和壓力記錄儀,并及時對資料進(jìn)行整理。
2.4在注漿過程中,發(fā)現(xiàn)漿液冒出地表即冒漿,采取如下控制性措施[2]:①降低注漿壓力,同時提高漿液濃度,必要時摻砂或水玻璃;②限量注漿,控制單位吸漿量,少注多復(fù);③采用間歇注漿的方法,即發(fā)現(xiàn)冒漿后就停灌,待15min左右再灌。④對冒漿部位進(jìn)行處理,在孔口開“V”形口,用粘土或土工布搗實,形成阻漿蓋。
2.5在注漿過程中,當(dāng)漿液從附近其他鉆孔流出即串漿,采取如下方法處理:①加大第一次序孔間的孔距;②在施工組織安排上,適當(dāng)延長相鄰兩個次序孔施工時間的間隔,使前一次序孔漿液基本凝固或具有一定強(qiáng)度后,再開始后一次序鉆孔,相鄰?fù)淮涡蚩妆苊庠谕桓叱掏瑫r注漿;③串漿孔若為待灌孔,采取同時并聯(lián)注漿的方法處理,如串漿孔正在鉆孔,則停鉆封閉孔口,待注漿完后再恢復(fù)鉆孔。
2.6在注漿過程中,發(fā)現(xiàn)個別注漿孔注漿量異常:注漿壓力小,而注漿量大。經(jīng)分析,漿液疑通過地下廢棄管線流失,采取加大水泥漿比重進(jìn)行間歇式注漿,并在異?字車a(bǔ)孔注漿。
2.7在注漿過程中,對其臨近建筑、地面等的沉降、傾斜、位移和裂縫進(jìn)行監(jiān)測。采用多孔間隔注漿和縮短注漿凝固時間等措施,減少對周邊建筑物的影響。
2.8注漿結(jié)束,由孔口灌入水泥砂漿搗實封口。
3 效果評價
地基加固完成28d后,現(xiàn)場隨機(jī)抽取3點(diǎn)進(jìn)行復(fù)合地基載荷試驗檢測加固效果,載荷板面積為0.50m2。試驗結(jié)果表明,注漿后的復(fù)合地基承載力達(dá)到180kPa,滿足設(shè)計要求。
現(xiàn)場坑探亦揭示注漿施工范圍內(nèi)的填土受到充填、擠密和置換,可見大量團(tuán)塊狀泥結(jié)石,達(dá)到預(yù)期加固處理效果。
4 結(jié)束語
注漿技術(shù)加固填土地基,技術(shù)上可行,設(shè)備簡單,操作面小,結(jié)石率高,結(jié)石體強(qiáng)度強(qiáng),地基承載力和穩(wěn)定性將得到較大的提高。實踐表明,注漿工程的機(jī)動性特別高,采用不同的設(shè)計方案,選用不同的注漿和工藝,其加固效果大不相同,必須注重注漿工藝和注漿技巧。本工程采用注漿孔和注漿鋼管組合地基加固模式,并利用注漿鋼管作為樁體,形成復(fù)合地基,達(dá)到了提供地基承載力目的,為今后類似工程加固處理的設(shè)計、施工積累經(jīng)驗。