地基注漿加固技術與應用

崔建偉

（黑龍江省樁基礎工程公司）

地基注漿加固技術與應用

崔建偉

（黑龍江省樁基礎工程公司）

本文通過分析注漿加固的技術特點，分別對高壓旋噴注漿法、靜壓注漿法的關鍵技術與應用問題進行探討。

建筑；地基；注漿加固；高壓旋噴；靜壓注漿；

一、注漿加固的技術特點

注漿技術是指利用液壓、氣壓或電化學原理，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。

注漿方法按常規可以分為高壓旋噴注漿法和靜壓注漿法兩大類，這兩種注漿方法都可以應用在地基加固工程中，有其各自的優缺點和適用條件。

二、高壓旋噴注漿法的關鍵技術與應用

高壓旋噴注漿是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆至土層的預定位置后，以高壓設備使漿液成為高壓流從噴嘴中噴射出來，沖擊破壞土體，同時鉆桿以一定速度漸漸向上提升，將漿液與土粒攪拌混合，漿液凝固后在土中形成一個固結體，固結體呈圓柱狀，從而改善土的變形性質，提高地基的抗剪強度。同時也可組成閉合的帷幕，用于截斷地下水流和治理流沙。

1、主要技術參數

（1）旋嘖樁直徑的確定

直徑一般為：單管法0.3m～0.8m；三重管法1.0m～2.0m；二重管法介于二者之間；多重管法可達2.0m～4.0m。

（2）樁位布置及樁間距

堵水防滲工程，最好按雙排或三排布孔，形成帷幕，間距為0.866R(R為旋噴樁設計直徑)，排距為0.75R。加固地基，可采用矩形或梅花形布樁型式。間距以2R～3R為宜。

（3）地基承載力的確定

按復合地基進行設計計算，單樁承載力的確定，基本與鉆孔灌注樁相同，但須選用比灌汴樁更高的安全度。

2、漿液材料的要求

由于噴射注漿是靠高壓液流的沖擊力破壞土層并與土體混合構成新的固結體的，因此，對漿液的要求與靜壓注漿有所不同，對材料種類、粘度、顆粒大小的要求不象靜壓注漿那樣嚴格。

（1）材料應具有良好的可噴性

噴射注漿的漿液是通過噴嘴噴出，所以，漿液應有較好的可噴陛，若漿液稠度過大，則可噴性差，往往會導致噴嘴及管道堵塞，同時還磨損高壓泵，使噴射難以進行。

漿液基本上以水泥漿為主劑，摻入少量外加劑，一般水灰比為1：1～1.5：1，試驗表明，水灰比愈大則可噴性愈好，但過大的水灰比會影響漿液的穩定性。

（2）應具有足夠的穩定性

漿液穩定性的好壞直接影響到固結體的質量，為提高水泥漿液的穩定性，可采取如下措施：不斷攪拌漿液；水泥的細度要求在標準篩上的篩余量不超過l5%；摻入少量外加劑能明顯提高漿液的穩定性。

（3）氣泡少

若漿液帶有大量氣泡，固結硬化后就會有許多氣泡，從而降低噴射固體的密度，導致固結強度及抗滲性能降低，因此，選用外加劑要慎重。

3、施工工藝

（1）施工機具

主要由鉆機和高壓發生設備兩大部分組成。

（2）施工順序

鉆機就位→鉆孔→插管→噴射作業→沖洗→移動機具。

三、靜壓注漿法的關鍵技術與應用

根據靜壓注漿對巖土層的作用方式可分為充填注漿、滲透注漿、壓密注漿和劈裂注漿。充填注漿是對巖土大孔隙的充填；滲透注漿是顆粒小的漿液在一定壓力下對巖土間隙的充填滲透；壓密注漿的結果是使巖土體在一定壓力下產生塑性變形，但不劈裂土體；劈裂注漿是在一定漿壓下使巖土體產生脈狀裂縫，由具有較高強度的脈狀漿體組成土體的骨架與周圍被加壓土體組成復合土體，從而加固地基。在加固處理土體中，上述四種方式總有一兩種以上方式互相作用土體，提高加固效果。

1、主要技術參數

（1）注漿壓力與注漿量

注漿壓力是注漿過程中的一個重要參數，壓力過低，漿液攜帶的能量小，達不到注漿效果；壓力過高，將使地表出現冒漿，注漿量不足，也達不到很好的效果。因此，根據本工程地層確定注漿壓力為不小于0.4MPa，注漿量不小于195kg/m。當附近地面冒漿或壓力大于2.0MPa時，可以終止注漿。

（2）漿液配合比

漿液的水灰比受地層地下水力條件的影響甚大。地層地下水與外界聯系密切，且水有流動現象，宜采用雙液注漿及時凝結。漿液由水泥+水玻璃調制而成，水泥應用325號，水玻璃濃度為40Be’，水玻璃摻入量為水泥量的2%～4%。水灰比為0.67，有利于漿液的有效滲透。漿液流量按每m注入195kg水泥計，冒漿時終止。

（3）確定漿液擴散半徑

人工填土層：

（4）鉆孔深度及直徑

鉆孔深度設計為進入③層粉質粘土以下 1.0m，上部注漿深度以構筑物地下底板為準，底板埋深2.1m。孔徑32，花管長2m，管眼4mm，沉管到位后由下而上進行注漿。

（5）鉆孔布置

為達到良好的注漿效果，可先在構造物外圍設置一灌漿幕墻。一方面阻斷幕墻內外的水力聯系，另一方面阻斷幕墻內注漿時漿液滲透出墻外。幕墻孔位按700×700間距沿構筑物外軸線封閉布置。幕墻內按長方形布置孔位。

2、施工設備及材料

針對地層條件和設計要求，選擇的主要施工設備機具為改裝后XY一1型鉆機，水泥漿、砂漿攪拌機，壓漿機，清水泵等配套設備；材料主要有水泥，砂、注漿花管等。

3、施工工藝

（1）施工順序

根據多臺機同時作業、現場施工條件、工程地質條件和灌漿方法等，施工順序可采取從里往外的方式進行。

（2）施工程序

鉆機及注漿設備就位→鉆孔→放注漿管并孔口封堵→攪漿→注漿→清洗→成孔

（3）施工技術要點

①成孔鉆頭(Φ110mm)對準孔位后，采取沖擊成孔的方法鉆進。在雜填土中鉆進時，若孔壁不穩，可下入導管護壁；當鉆進到淤泥或淤泥質土和粉、細砂時，下入導管護壁，然后采取撈砂筒取砂成孔的方法直至下臥粘性土層。

②灌漿管安放及孔口封堵；灌漿管下端設置0.7m～1.0m長且下端封口的花管，花管孔徑Φ8，孔隙率15%左右；在花管外壁包扎一層軟橡皮，以防流砂涌進花管導致灌漿無法進行。當成孔達到預定深度后，將灌漿管下到位，再用水泥袋放人孔中水穩層底部包裹灌漿管并接觸孔壁即“架橋”，然后投入粘土分層夯實至孔口。

③攪漿：先往攪拌漿筒內注入預定的水量并開動攪漿機后，再逐漸加入425#普通硅酸鹽水泥直到預定的用量，攪拌3min—5min后將漿液通過過濾網流到儲漿筒內待灌。

④灌漿：灌漿采用自上而下孔口封閉分段純壓式灌漿方法，即自上而下鉆完一段灌注一段，直到預定孔深為止。灌漿段的長度以雜填土和淤泥或淤泥質土、粉、細砂厚度來確定；灌漿壓力采取二次或三次升壓法來控制，即灌漿開始采用低壓(小于0.1MPa)或自流式灌漿，對雜填土而言，當吸漿量較大時采取間歇灌漿或用砂漿灌注，終灌時的壓力要達到設計值；灌漿結束標準嚴格按設計執行。

⑤封孔：灌漿結束后及時封孔，即第二灌漿段灌漿結束過半小時后，排除孔口封堵物，再往孔內投入砂石直到水穩層頂面，過24h后，若漿液下沉，再補充水灰比0.5的漿液至水穩層頂面。

四、結論

綜上所述，在處理建筑物地基加固的過程中，多采用靜壓注漿和高壓旋噴注漿，漿材多采用水泥在沉降的不同部位，通過控制注漿參數即注漿壓力，漿液流速，注漿量和鉆孔深度等，可達到即加固基礎，又糾偏不均勻沉降的目的。

[1] 閻明禮.地基處理技術.北京：中國環境出版社，1996：378--389

[2] 楊永浩.蘇州虎丘塔地基加固.中國土木工程學會第四界土力學及基礎工程學術論文集.北京：建筑工業出版社，1982：532—540

TU584

1674-3954（2011）03-0024-02