注漿技術(shù)在暗板涵基底加固中的應(yīng)用

閆彥福

(內(nèi)蒙古中色建設(shè)工程總公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010010)

1 概述

省際通道K308+730.9(1-3.0 m)暗板涵，基礎(chǔ)類型為整體式基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深為2.0 m，基礎(chǔ)厚1.20 m，涵長30 m，設(shè)計地基承載力為200 kPa，其斷面尺寸如圖1所示。2002年10月8日開始分5塊進(jìn)行施工，2002年10月24日完成基礎(chǔ)澆筑工作，2003年5月20日完成預(yù)制板安裝工作。2003年8月20日發(fā)現(xiàn)該涵洞部分預(yù)制板產(chǎn)生沉降。經(jīng)過近三個月的沉降觀測，仍在緩慢沉降。該涵洞下沉數(shù)據(jù)如圖2所示。為了確保工程質(zhì)量，排除后顧之憂，我公司對該涵洞的基礎(chǔ)采用壓密注漿法進(jìn)行地基加固和補(bǔ)強(qiáng)。沉降觀測成果見表1。

2 場地工程地質(zhì)情況

經(jīng)過在現(xiàn)場開挖探坑觀察，從地表往下0 m～3.0 m為粉質(zhì)土; 3.0 m以下為殘坡積層，含強(qiáng)風(fēng)化花崗巖碎石粉質(zhì)土。

圖1 K308+730.9（1-3.0 m）暗板涵斷面圖

表1 沉降觀測成果

圖2 K308＋730.9（1-3.0 m）暗板涵實(shí)測沉降示意圖

3 方案設(shè)計

1)加固方法:根據(jù)該涵洞的沉降情況以及地層情況，我們擬采用基底壓密注漿來提高其密實(shí)度和承載力。

2)加固范圍:根據(jù)地層及地基沉降情況，我們準(zhǔn)備對整個底板下覆2 m范圍內(nèi)的土體進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)處理。

3)鉆孔布設(shè)及孔深:根據(jù)基礎(chǔ)持力層的埋藏深度，我們在涵洞內(nèi)距兩臺身20 cm處布設(shè)直徑為42 mm、傾角為76°、間距為1.5 m的斜孔各20個，在涵洞中心線上布設(shè)19個直徑為42 mm的垂直孔，由于是在整個底板下注漿，有較好的約束，所以鉆孔垂直深度均為2.0 m(底板以下)。在進(jìn)出水口距基礎(chǔ)邊緣50 cm處分別布設(shè)2個76°的斜孔和1個垂直孔，孔深也為2.0 m(底板以下)。具體布置如圖3所示。

圖3 鉆孔布置平面示意圖（單位：m）

4)漿液選擇及參數(shù)的確定:為了達(dá)到預(yù)期效果，我們多次在附近原地面進(jìn)行注漿試驗(yàn)，考慮到粉質(zhì)土的滲透能力和構(gòu)筑物本身自重，確定了漿液類型采用水泥漿，水泥采用32.5號早強(qiáng)型普通硅酸鹽水泥，其配比按水灰比0.6∶1，注漿壓力控制在1.0 MPa～1.5 MPa之間，達(dá)到1.5 MPa并持續(xù)5 min以上即可停止注漿。

4 施工工藝

4.1 施工順序

先完成基礎(chǔ)外的6個注漿孔，然后在涵洞內(nèi)以跳打的方式施工距臺身20 cm的兩排孔，最后根據(jù)實(shí)際情況再施工涵洞中線上的19個注漿孔。

4.2 注漿施工工藝

注漿施工工藝見圖4。

圖4 注漿施工工藝框圖

4.3 施工要點(diǎn)

1)鉆孔施工:基礎(chǔ)混凝土采用兩臺風(fēng)鉆從進(jìn)出水口分別向里施工，基底土層采用沖擊或振動打管入土，鉆進(jìn)斜孔時風(fēng)鉆必須調(diào)整好角度，經(jīng)檢查無誤后方可開鉆。

2)下注漿管:注漿管用1寸的鍍鋅管加工制作，其長度為2.8 m，底部花管長為1.0 m，花管底部封死，以防下管時孔內(nèi)沉淀擠入管中堵死管路(見圖5)。由于深度較淺，注漿管一次性打入至設(shè)計深度，并密封孔口，頂部應(yīng)高出基礎(chǔ)混凝土頂面0.5 m左右。

3)漿液配制:水泥采用32.5號早強(qiáng)型普通硅酸鹽水泥，漿液配比按水灰比0.6∶1來配制，配制時，水和水泥應(yīng)準(zhǔn)確稱量，誤差應(yīng)不大于1%，攪拌時間應(yīng)不小于5 min，攪拌好的水泥漿不得有水泥結(jié)塊和氣泡等，并需不停地攪拌，以防離析。

4)注漿:注漿采用吉林—Ⅰ型三缸往復(fù)注漿泵進(jìn)行。注漿壓力的大小以不破壞地層的天然結(jié)構(gòu)為控制原則，根據(jù)原地多次試驗(yàn)，本次注漿壓力擬控制在1.0 MPa～1.5 MPa之間。注漿作業(yè)剛開始時，可適當(dāng)加大泵量，在壓力表開始上升時，要將轉(zhuǎn)速調(diào)低，減小泵量。當(dāng)注漿壓力超過1.5 MPa和壓力穩(wěn)定持續(xù)5 min以上，即可停止注漿。

圖5 壓密注漿施工現(xiàn)場管路平面布置示意圖

5)施工中應(yīng)注意的問題:a.注漿時要有專人控制注漿泵，隨時觀察壓力表讀數(shù)的變化。注漿過程中，很少有壓力緩慢持續(xù)上升的現(xiàn)象，一般是在漿液充填孔隙達(dá)到飽和后壓力陡增，此時要及時停泵，然后換小泵量進(jìn)行灌注，確認(rèn)已經(jīng)飽和后，拆管移至下一孔施工。b.孔間注漿采取跳躍方式進(jìn)行(包括混凝土底板上的鉆孔也采用跳躍式)，盡可能減少冒漿渠道。c.注漿過程中要嚴(yán)密觀察邊坡、砌縫及沉降縫中有無漏漿，一旦發(fā)現(xiàn)有漏漿現(xiàn)象，應(yīng)馬上停泵封塞，并關(guān)閉閥門，待1 h～2 h后再次注漿。

6)封孔:注漿完畢后應(yīng)立即上拔注漿管，然后用C20小石子混凝土人工搗實(shí)封至孔口。

5 處理結(jié)果

因加固后的涵底無法檢測其基底承載力，通過在施工全過程中的觀測和完工后的定期觀測，至今再沒有發(fā)現(xiàn)沉降。

6 結(jié)語

采用注漿法加固，具有設(shè)備和工藝簡單方便，施工靈活，工期較短，見效快，無論是時間上還是經(jīng)濟(jì)上效果都很好，但是需要注意的是，因地層的變化，擠密加固注漿孔的距離、注漿的參數(shù)在同一地區(qū)甚至同一工點(diǎn)也有不同，在施工過程中必須有一個明確的注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，并有專人觀測記錄注漿處理的參數(shù)，進(jìn)行分析，并反饋到施工中，從而可以節(jié)省工期及工程量。

［1］ 黃生根.地基處理與基坑支護(hù)工程(修訂版)［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1999.

［2］ 梁炯鋆.錨固與注漿技術(shù)手冊［M］.北京：中國電力出版社，1999.

［3］ 彭振斌.注漿工程設(shè)計計算與施工［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1997.

［4］ 馬永連.壓密注漿法在工程中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2011，37(14)：57-58.