文/李 喆

新建工程房心土回填后出現(xiàn)地面沉降成為普遍存在的質(zhì)量缺陷[1]。針對這一問題，需要進(jìn)行地基處理才能滿足上部結(jié)構(gòu)對承載力和沉降的要求。

1 灌漿法加固地基

1.1 技術(shù)特點(diǎn)

灌漿法灌漿工藝簡單、施工設(shè)備簡便輕巧，對于復(fù)雜的環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)；施工作業(yè)面不大、范圍影響小[2]，同時(shí)處理擴(kuò)散范圍大，加固效果明顯；由于灌漿是從被加固土體內(nèi)部進(jìn)行，具有改善土體內(nèi)部密實(shí)性和強(qiáng)度的特點(diǎn)，達(dá)到黏結(jié)補(bǔ)強(qiáng)的效果；應(yīng)用于加固土體的灌漿補(bǔ)強(qiáng)材料，都應(yīng)具備良好的綜合力學(xué)性能和黏結(jié)性能，同時(shí)要達(dá)到材料耐老化，無污染等的要求。該技術(shù)可以代替零層結(jié)構(gòu)板，節(jié)約鋼筋混凝土用量。

1.2 適用范圍

灌漿法適用于原為池塘、洼地，新近回填的建筑地基加固，用于提高回填土的密實(shí)度和均勻性，提高填土的承載能力；多層建筑（無地下室）房心土回填后對沉降進(jìn)行預(yù)控而進(jìn)行的提前加固；大型廠房、多層建筑（無地下室）等已裝修好并投入使用的建筑發(fā)生的地面沉降塌陷事故，通過加固增加地基承載力，將沉降的地面頂起；軟土地基（尤其是沿海地區(qū)）的加固，通過加固使土的性質(zhì)優(yōu)于同層位的天然土，減小樁的負(fù)摩阻力，從而減小有效樁長，降低施工成本。

2 工程概況

某工程為框架結(jié)構(gòu)，獨(dú)立基礎(chǔ)地連梁，工程處于湖心島上，場地為魚池近期填墊至自然地坪，建筑邊緣距離人工湖最近點(diǎn)僅為7 m；基礎(chǔ)完成后房心回填深度達(dá)4.1 m，采用灌漿法對房心回填土進(jìn)行預(yù)加固處理，避免地下水滲透造成水土流失及地面下沉。

3 關(guān)鍵技術(shù)的理論基礎(chǔ)

3.1 球形擴(kuò)散原理

假定被處理土體為均質(zhì)的和各向同性的，將漿液看做牛頓體，漿液從灌漿管底端注入到土層中，在土層中呈球狀擴(kuò)散[2]。

3.2 水泥漿擴(kuò)散半徑

式中：k——土的滲透系數(shù)；

β——漿液粘度對水的黏度比；

r1——漿液的擴(kuò)散半徑；

h1——灌漿壓力；

r0——灌漿管半徑；

t——灌漿時(shí)間；

n——土的孔隙率。

4 工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 工藝流程

布孔→鉆孔→埋設(shè)灌漿管→封孔→漿液試配→跳孔灌漿→邊灌漿邊提管→封閉孔口。

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 灌漿孔布設(shè)

根據(jù)擬建物的性質(zhì)、場地地質(zhì)條件，利用計(jì)算出的擴(kuò)散半徑，計(jì)算出布孔間距，灌漿孔采用方格形布置，孔間距1.5～2 m，孔位等距離布設(shè)。

4.2.2 打孔及埋管

根據(jù)處理深度及孔位布設(shè)圖放出灌漿孔位置，用工程鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高，孔徑6～7 cm，插入絲扣連接的焊縫鋼管。

4.2.3 制備漿液

1）漿液。按照配比制備水泥漿漿液，攪拌時(shí)間控制在1.5～2.5 min，漿液攪拌均勻后，通過濾網(wǎng)進(jìn)入儲漿池，用篩子進(jìn)行打撈，撈出漿液內(nèi)雜物，漿液水灰比一般應(yīng)控制在0.9～1之間。

2）水泥用量

式中：V——水泥漿體積；

n——土體孔隙率；

V’——加固土體體積；

A——漿液注入率，一般取值12%～20%。

4.2.4 灌漿

先進(jìn)行加固區(qū)外排灌漿孔的灌漿，后逐步施工中部灌漿孔。在水泥漿外圍灌漿孔中摻入3%水泥質(zhì)量比的水玻璃，使其加速凝固，起到擋墻封閉作用，將灌漿效果最大限度作用到處理土體范圍內(nèi)，同排灌漿孔應(yīng)采取間隔跳躍的方法進(jìn)行隔排灌漿，確保達(dá)到效果。見圖1。

圖1 土質(zhì)灌漿處理剖面

為確保灌漿的均勻性，起始灌漿壓力控制在0.4～0.6 MPa 的穩(wěn)定值，以灌漿孔噴漿或者灌漿壓力突增作為停注的標(biāo)準(zhǔn)，灌漿停注壓力≮1.2 MPa；灌漿順序由下向上，確保灌漿泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，中途不得停注，若因故停注，則需重新插管補(bǔ)充漿液。

4.2.5 封閉孔口

灌漿結(jié)束后，采用編織袋等將孔口封堵嚴(yán)密、綁扎牢固，以防鄰近孔灌漿時(shí)有漿液從孔中冒出，影響整體灌漿效果。

5 灌漿效果

在灌漿施工完成后，對加固后的地基承載力及土質(zhì)進(jìn)行檢測，結(jié)果表明：地面以下土體的孔隙被水泥漿液填充，水泥漿脈呈現(xiàn)不規(guī)則的脈網(wǎng)狀，向外輻射并與填土碎塊膠結(jié)在一起，在灌漿范圍內(nèi)的土的壓縮性有所降低，壓縮模量12.0～17.0 MPa，土體強(qiáng)度也有該工法施工簡單，速度快且工期短，費(fèi)用較低，灌漿法加固地基施工70～100 元/m3（根據(jù)深度及工程量），與傳統(tǒng)的增加零層配筋板工藝相比，減少了混凝土用量，完全省去了鋼筋用量，相應(yīng)提高，地基承載力達(dá)到130～160 MPa，滿足設(shè)計(jì)提出的≮100 MPa的要求表明，土體物理力學(xué)性質(zhì)顯著改善，效果非常明顯。

現(xiàn)場鉆孔取樣顯示，處理后素填土土體比較干燥，孔隙處被水泥漿液填充，在有較大裂隙的部位能夠看到不規(guī)則的水泥漿脈狀體，承載力明顯提高。

6 結(jié)語

房心土沉降、雜填土地基、洼地回填地基已經(jīng)成為現(xiàn)今施工中不可避免的實(shí)際困難，尤其是已經(jīng)裝修完成并投入使用而發(fā)生地面沉降、開裂、塌陷的質(zhì)量事故更是逐漸增多，采用灌漿法加固工法可以解決以上問題。

如發(fā)生房心土沉降事故，能夠以最小代價(jià)進(jìn)行局部拆除裝飾飾面及混凝土墊層打孔灌漿，避免了整體返工造成的工期損失；同時(shí)在雜填土地基處理應(yīng)用中，能夠省去換填雜填土基地的工序，直接對雜填土進(jìn)行加固，節(jié)省了工期。