注漿加固技術在建筑物地基處理中的應用

摘要：在建筑工程施工中最常用的地基加固方法就是注漿加固法，運用此方法可以充分改善持力層受力狀態和荷載傳遞性能，使地基得到有效加固，從而防止或減少滲透或不均勻沉降。本文通過分析注漿加固的概念及分類，以某工程為例針對注漿加固技術在建筑地基處理中的應用問題進行探討，以期通過本文的闡述節約工程資金、提高工程效率，不斷提升建筑地基工程質量。

關鍵詞：注漿加固 建筑地基 施工技術

1 注漿加固的概念及分類

注漿技術是通過注漿管把具有流動性、填充性、膠凝性的一種或幾種漿液材料，按一定的配比注入地基土中，漿液以充填、滲透和擠密等方式擠走土粒間的水分和空氣，使漿液與原來松散的土粒膠結成整體，從而提高原來土體的強度。注漿加固技術適用于砂、粉土、填土、裂隙巖石各種漿材的適用范圍。注漿加固根據注漿方式分為幾下幾種類型：

1.1 滲透注漿。注漿壓力小，土體的顆粒大，用于滲透系數大于10-4cm/s的砂性土體注漿。漿液在土體中滲透并凝結而加固土體。

1.2 劈裂注漿。用于滲透系數小于10-4cm/s的土體。由于土體中孔隙小，漿液流動困難，需用注漿的壓力將土體劈裂，使漿液沿裂隙滲入土中。軟土體較易劈裂，但強度較高的土體不易劈裂，這樣加固后的土體中形成了由漿液凝固成的等巖土體的加固及防滲。

注漿是采用液壓、氣壓和電滲方法將漿液注入地基中，將其凝固成“結石體”，從而起到防滲和增加其強度等功能。漿液材料可分為粒狀漿材和化學漿材兩大類。粒狀漿材包括純水泥、水泥粉煤灰、水泥砂粘土、水泥粘土等；化學漿材包括水玻璃、堿液等無機漿材和環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯、丙烯酰胺、木質素等有機漿材。

1.3 壓密注漿。利用壓力下的極濃漿液使土體壓密，在注漿部位形成球形的“漿泡”，離漿泡面0.3～2m內的土體都受到明顯壓密而增強，漿泡的強度則更高，漿泡的直徑可達4m。壓密注漿常用于中砂地基；粘性土若具有適宜的排水條件宜可選用。

1.4 電滲注漿(電化學注漿)。用于粘性土體，在粘性土體中插入電極后就會在土體中產生電滲現象，使通電區內的土體中的水分流向陰極，從而在土體中給注入的漿液讓出通道；若注入硅酸鹽漿液，就能在通道上形成硅膠，并與土粒膠結成加固體。

2 注漿加固技術在建筑物地基處理中的工程實例

2.1 工程概況 項目為某車站綜合樓，擬采用鉆孔灌注樁，為66根1000～1200mm鉆孔灌注樁。樁端持力層為頁巖層，工程樁靜載檢測結果表明，部分單樁豎向極限承載力達不到設計要求，需要對該地基進行加固處理。施工前，在建筑物周圍分別布置了6個勘探點(探井)，探井在掘進過程中有大量的水滲入，致使少數探井沒有達到預想的深度。根據勘探資料顯示，該勘察區地層主要由素填土、角礫及強風化頁巖組成，局部有粉土及中砂夾層。各地層情況自上而下為：第一層主要為素填土，上部主要由素土充填，包括大量的煤屑、磚塊以及少量的爐渣、垃圾等雜物，呈松散狀態，下部填土孔隙較大，主要由層厚為1.5～5.2m的大量塊石、片石及角礫充填；二層層厚為0.1～2.4m的棱角狀角礫與深灰色沖積再生土，粒徑一般10mm左右，大者可達30mm，稍密狀態，該層只有在個別探井中未見，在其他數個探井中都未被發現；三層層厚為0.3～0.8m的深灰色頁巖與強風化巖石，含水量較高，節理發育，見水后較細膩，個別已揭露探井的勘探深度內均未被發現。

2.2 壓力注漿方案的選擇 進行注漿施工首先要解決的問題是注漿方案的選擇，注漿方案選擇一般應遵循以下原則：①一般來說，應采用水泥漿或水泥粉煤灰漿液來對伏軟弱地基進行加固。②如有硬殼存在軟弱土層的上部，要將此軟弱土層作為封壓層；當無這種硬殼或沒發育時，可在地表做一厚約為0.5m的粘土墊層作為封壓層，或在地基碾實后形成封壓層。③如軟弱土層上部有較多的砂礫層，應自上而下分段式的注漿，如軟弱土層上部砂礫層較少或沒有時，應自下而上分段式的注漿。

本工程選擇上述第③種由下至上注漿方式進行。

2.3 地基加固具體方案

2.3.1 方案概述。根據地質資料及設計要求，對該建筑整體地基范圍內進行自下而上的分段注漿加固處理。采用注漿花管方法對地基土進行加固處理，用長度為1.0m的注漿花管，鉆孔深入基巖中自下向上的分段注漿。

2.3.2 注漿參數選用。注漿壓力，注漿壓力應通過現場實驗來確定，綜合考慮覆蓋土壓、漿液種類、地質條件等因素的影響。參照砂礫石土地基注漿工程經驗，建議此地段注漿壓力選用0.4～1.0MPa。

注漿順序。注漿順序應按跳孔間隔注漿方式進行，采用先外圍后內部的注漿施工方法。

漿液參數。注漿材料為純水泥漿，水灰比為1:1，水泥為P.0，32.5普通硅酸鹽水泥。

注漿量。在一般情況下，理論上注入的耗漿量，應填充到顆粒之間的孔隙中，或沿層理或裂隙劈裂式注入。每孔(段)漿液注入量可用下式計算：

Q=πAH R2·β·n=A·S·H·n·β=q·H (1)

式(1)中，Q為每孔段注漿量，m3；A為漿液損耗系數，取1.15～1.30；H為注漿孔深，m；R為漿液有效擴散半徑，m；β為漿液充填系數；s為漿液擴散面積，m2；n為孔隙率。

綜上計算，每延1m注漿量Q為0.8m3。

注漿孔間距及注漿速度。注漿孔的布置，采取梅花型，注漿孔間距其取值為1.2～1.5m，注漿流量為10～15L/min。

注漿花管開孔參數。注漿花管采用Φ25鍍鋅鋼管，小圓孔呈梅花型布置，每隔10cm橫向開設兩個6mm小圓孔。

2.4 地基加大具體方案的實施 施工工藝流程：選擇注漿設備一成孔一花管制作以及安放一注漿一清洗一工程設備簡介。

2.4.1 測放孔位。根據設計孔位在注漿范圍內準確定位，定出注漿孔位并將其標記出來。

2.4.2 成孔。注漿孔施工選用孔徑為91mm或110mm的XY一100型鉆機成孔。為防止再發生不均勻下沉，將其狀態固定。由于綜合樓區域的素填土層深度變化在1.5～5.2m之間，很不均勻，自西向東按照填土層將該區劃分為7.5m、5.5m、3.5m這3個注漿區域，故自西向東將綜合樓地基開孔深度安排為8.0m、5.5m二個區域。局部鉆孔在見到巖石而未達到設計深度時，以現場實際深度為準。

2.4.3 花管制作以及安放。花管的配置由孔深決定，并通過設計要求進行制作，成孔后注漿花管下入至孔底，將孔口管封閉。

2.4.4 注漿。首先選擇注漿材料，水灰比為1:1的純水泥漿，水泥為P.0，32.5普通硅酸鹽水泥，注漿壓力定為0.4～1.0MPa。首先，需要進行現場注漿試驗，以確定單孔注漿量，之后根據所采用的注漿工藝進行施工。注漿的工序要先對邊緣帷幕孔進行施工，接著要對加固孔進行施工，當注漿量達到設計要求時，終止注漿。為了使注漿工程質量得到確保，邊緣帷幕孔孔距一般為注漿孔孔距的1/2。當注漿量小于0.4L/min，或地面出現大量冒漿，穩定30min時即可完成注漿。每組注漿時應間隔2～3孔隔孔跳打跳注。

2.4.5 清洗。如不需要連續施工，注漿完成后務必要及時清洗漿泵、管路等。如連續施工可視具體情況不進行操作。

3 結束語

對于類似地質或好于本工程地質情況上(更適于注漿加固的土層)的多層或輕型建筑工程的不均勻沉降處理可采用注漿加固地基方式進行，漿液采用水泥漿，如果設計施工得當，可取得較好的處理效果，本方法還有成本低、靈活、可在狹窄場地施工、不需要大型設備等優點，值得借鑒和推廣。

參考文獻：

[1]JGJ 123—2000，既有建筑地基基礎加固技術規范[S]．

[2]葉書麟，葉觀寶.地基處理與托換技術[M].第3版.北京：中國建筑工業出版社，2005．