侯艷峰
(黑龍江省大慶市薩爾圖區(qū)政府行政辦,黑龍江 大慶 163711)
在工程建設(shè)當(dāng)中,對軟弱地基的處理是一個常見的問題。然而由于地基的種類繁多,承載能力也各不相同,處理起來十分復(fù)雜。目前采用注漿加固法處理軟弱地基是最常用的方法之一。
注漿技術(shù)是通過一種或幾種具有膠凝性、流動性和填充性的漿液,合理配比后采用氣壓、液壓或電滲等方法將其注入地基土中,充填地基中的沙石空隙和擠走土粒間的水分和空氣,并在間隙內(nèi)與土粒膠結(jié)成“結(jié)石體”,提高了土體強(qiáng)度和防滲能力。注漿加固技術(shù)的適用用范圍包括裂隙巖石、各種砂填土和粉土等,根據(jù)注漿形式可將其劃分為以下幾個方式:
1.1 滲透注漿。對滲透性較好、土體顆粒大的砂性土體可采用滲透注漿方式。這一方式注漿壓力小,自然滲透在土體中并凝結(jié)達(dá)到加固的目的。此法要求砂性土的滲透系數(shù)大于10-4cm/s。
1.2 劈裂注漿。對于空隙小、漿液流動困難的土體很難采用滲透方式實(shí)現(xiàn)加固目的,其滲透系數(shù)小于10-4cm/s。處理這情況可先將土體用注漿壓力劈裂,然后注漿沿裂隙進(jìn)入土體,此種方式形成的土體具有很好的加固和防滲作用。應(yīng)注意在對硬土劈裂時有一定技術(shù)難度。
1.3 壓密注漿。壓力作用下,在土體中注入極濃漿液,形成球形“漿泡”使土體壓實(shí)。由于“漿泡”占用土體的一部分體積,周圍0.3~2m都受擠壓密實(shí)性明顯增強(qiáng)。壓密注漿經(jīng)常應(yīng)用于中砂地基或排水條件較好的粘性土中,并且在土體地基中以“漿泡”硬度最高。
1.4 電滲注漿。在土體中插入電極后就會產(chǎn)生電滲現(xiàn)象,這時在通電區(qū)內(nèi)的水分會自動流向陰極,并且在土體中留下供漿液滲入的通道。電滲注漿用于粘性土體,所用硅酸鹽漿液可與通道上的土粒膠結(jié)成加固體。
2.1 工程概況
工程項(xiàng)目為某化工廠綜合樓,擬采用78根直徑1100mm的鉆孔灌注樁,其持力層為8.9~9.4m深處的頁巖層。工程樁靜載檢測結(jié)果表明,持力層部分強(qiáng)度難以達(dá)到設(shè)計(jì)載荷要求,必須對該地基進(jìn)行加固處理。在靜載檢測實(shí)驗(yàn)中,一共在周圍布置了8個勘探點(diǎn),少數(shù)勘探點(diǎn)因掘進(jìn)中滲入大量的水而無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果。
根據(jù)勘探資料顯示,工程土體主要由素填土、角礫及強(qiáng)風(fēng)化頁巖組成,局部有粉土及中砂夾層。此土體可大致分為三層:第一層為素填土,土質(zhì)較松散并摻雜磚礫、煤屑等,下部由大量的角礫和塊石,土體空隙較大;第二層則為稍密的角礫和深灰色沖積再生土,粒徑大約在10~30mm之間,此層在個別探井未被發(fā)現(xiàn),平均厚度在0.1~2.4m之間。第三層為深灰色頁巖,含水量較高,厚度為0.3~0.8m。
2.2 注漿加固方案的選用
在注漿前首先應(yīng)選擇一個合理的方案,最簡便、最合理的實(shí)現(xiàn)地基加固的目的。注漿方式的選用一般遵守以下原則:
(1)一般來說,對于軟弱地基的加固宜采用水泥粉煤灰、水泥等漿體。
(2)在軟土層的上部如有硬殼,則可做為它的封壓層;在沒有硬殼的情況下,可將地基壓實(shí)形成封壓層或在地基上蓋一層半米厚的粘土做為墊層。
(3)在砂礫較多的軟弱土層上,應(yīng)采用先上后下的分段式注漿;如果沒有則宜采用先下后上的方式。
此工程的素填土沒有砂礫或砂礫粒徑較小,可采用第(3)種先下后上的分段式注漿
2.3 地基加固具體方案
2.3.1 方案概述。依據(jù)第二點(diǎn)的原則,該工程地基非常適合采用先下后上的分段注漿方式。方法是:將長約1米的帶尖頭的注漿花管鉆孔深入基巖中,將管中的土粒沖洗干凈,然后將漿液自注漿花管由下而上逐段注入基巖中。
2.3.2 注漿參數(shù)選用。首先說一下注漿壓力,它應(yīng)以現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù),并綜合考慮地質(zhì)因素、漿液種類等條件的影響。作者根據(jù)數(shù)據(jù)條件以及處理類似地基的經(jīng)驗(yàn),建議此處的注漿壓力應(yīng)選用0.4~1.0MPa為宜。其次注漿順序應(yīng)按跳孔間隔注漿方式進(jìn)行,采用先外圍后內(nèi)部的注漿施工方法。再次此地基的漿液選用一般的水泥漿即可,水泥為普通硅酸鹽水泥,水灰比設(shè)置為1:1。最后注漿量是一個很難把握的問題,注入漿量過少就會影響加固的效果,使強(qiáng)度降低。在一般情況下,理論上注入的耗漿量,應(yīng)充分填充到顆粒之間的孔隙中,或沿層理或裂隙劈裂式注入。對注漿孔間距和注漿花管參數(shù)同樣有要求:一般情況下,可將注漿孔布置成梅花型,間距取值 1.2~1.5m,注漿速度 1O~15L/min;注漿花管采用Φ25鍍鋅鋼管,小圓孔呈梅花型布置,每隔10cm橫向開設(shè)兩個6mm小圓孔。
2.4 地基加固具體實(shí)施方法
2.4.1 注漿設(shè)備的選用。按設(shè)計(jì)要求及工程施工需要選用91mm或110mm的XY-100型旋挖鉆機(jī)即可。
2.4.2 測放孔位及成孔。應(yīng)根據(jù)施工圖紙,在注漿范圍內(nèi)準(zhǔn)確定位設(shè)計(jì)孔并做好明顯標(biāo)記。根據(jù)場地為素填土且深度為1.5~5.2m的特點(diǎn),可將素填土按深度分段,鉆機(jī)工作中為防止再次發(fā)生不均勻下沉,應(yīng)將其狀態(tài)固定。根據(jù)實(shí)測資料可將素填土自東向西劃分為3.5m、5.5m、7.5m三個注漿區(qū)域,并將開孔深度安排為綜合樓的5.5m、8.0m二個區(qū)域。在薄土層鉆孔未達(dá)到設(shè)計(jì)要求時,以現(xiàn)場實(shí)際深度為準(zhǔn)。
2.4.3 花管制作與注漿?;ü軕?yīng)按設(shè)計(jì)要求和實(shí)際孔深制作,成孔后注漿花管可下至孔底。在注漿之前要做現(xiàn)場單孔注漿試驗(yàn),將事先配比好的漿液(水灰比1:1,普通硅酸鹽水泥,設(shè)計(jì)壓力0.4~1.0MPa)注入孔內(nèi)以確定單孔注漿量,然后按注漿工藝進(jìn)行施工。注漿的工序應(yīng)先施工邊緣帷幕孔,再施工注漿孔,帷幕孔間距為注漿孔的1/2。注漿完成的判斷:一般認(rèn)為在注漿孔地面冒出大量漿液或注漿量小于0.4L/min時,再穩(wěn)定30min即注漿完成。應(yīng)注意不可依次對孔注漿,應(yīng)跳打跳注。
2.4.5 清洗。漿液在一段時間后會自動凝結(jié)成固體,如不及時處理就會損壞設(shè)備。因此在每次用完注漿泵、工程鉆機(jī)、攪拌機(jī)等設(shè)備后應(yīng)及時清理上面殘留的漿液。當(dāng)然如果施工間隔的時間低于漿液凝結(jié)的時間,則可連續(xù)施工,但在連續(xù)施工期間應(yīng)定期清理漿渣。
注漿加固法是地基處理中十分普遍的方法之一,它的應(yīng)用也非常廣泛。另外它的投資小、施工簡單,可在狹窄場地施工,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在實(shí)際注漿加固處理地基的過程中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,選擇最佳方案,最大發(fā)揮其優(yōu)勢。
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