壓力注漿法在設備基礎地基加固工程中的應用

王利輝 孔范平 高利平

(1.內蒙古工業大學土木工程學院，內蒙古呼和浩特 010051;2.內蒙古建筑材料設計研究院，內蒙古呼和浩特 010000)

1 工程概況

某水泥廠提升機設備基礎平面尺寸為3.6 m×2.4 m，2011年10月提升機設備混凝土澆筑完畢，施工方于2012年3月在其基礎上部安裝了提升機設備。2012年5月施工方發現設備東側發生不均勻沉降，根據施工方提供的沉降數據顯示設備基礎東側下沉了12 mm，設備基礎其余部位未發現有不均勻沉降現象。

該設備的巖土工程勘察情況按自上而下的順序分別敘述如下:

1)粉土:棕紅色，層底埋深0.3 m ～3.0 m，承載力特征值為170 kPa。2)粉質黏土:棕紅色，層底埋深 3.0 m ～10.0 m，承載力特征值為220 kPa。3)花崗巖:白灰色，層底埋深大于10.0 m，承載力特征值為50 MPa。

2 原因分析

經過實地勘察分析后，認為造成設備地基基礎下沉的主要原因:

1)設備西側基礎坐落在圓筒倉的承臺基礎上，東側基礎本應坐落在原狀土上，而施工方未能將回填土分層碾壓密實，造成土體之間間隙太大。2)集中降雨，雨水滲至碎石混粘性回填土層，碎石混粘性回填土層飽水后，因自重增加而產生的自重固結加劇了地基的下沉。

3 加固方案確定

1)人工挖孔樁法加固基礎地基。在設備基礎地基東側設置橢圓形人工挖孔樁。待人工挖孔樁達到一定強度后，將兩樁之間地圈梁用鋼結構進行加固，使加固地圈梁支撐點完全坐落在人工挖孔樁之上。2)壓力注漿法加固處理地基。用壓力讓水泥混合漿通過灌漿孔注入回填土內，在周圍土體中形成漿脈結石，灌漿孔形成樁柱體與壓實的地基土形成復合地基。人工挖孔樁法加固處理后，基礎坐落于樁基之上，回填土沉降對基礎影響不大，但由于人工挖孔樁施工在原有建筑物下部，施工難度大，且在成樁過程中可能出現周圍塌孔現象，存在安全隱患，且施工必須間隔進行，施工工期相對較長。壓力注漿法加固是在設備基礎以外鉆孔，且孔徑較小，不影響施工過程中建筑物的安全使用。因而，經綜合比較，決定選用壓力注漿法進行加固處理。

4 壓力注漿法加固地基施工

4.1 設計方案

地基壓力注漿加固前，要詳細查看巖土工程勘察報告，了解施工現場平面圖、控制點的測量與制作。確定詳細加固方案，主要包括注漿材料，注漿機械及配套設備、施工工藝及注漿參數、注漿效果及質量指標、注漿效果評估方法和檢測方法等。

圖1為施工平面圖。

圖1 提升機基礎地基壓密注漿灌漿孔平面布置圖

1)沿基礎外側均勻布置注漿孔，孔深以進入原狀土為依據。根據地基的情況，確定注漿孔距離基礎邊的距離，施工結束后根據注漿效果可增加布置適量的注漿孔。2)注漿孔間距一般為1.0 m～2.0 m。考慮到回填土不太密實，并且夾雜很多碎石，直徑較大，妨礙打孔，綜合各方面條件，注漿孔間距按1.0 m考慮，沿基礎均勻布置。3)孔口處的壓力視鉆孔深度、土的滲透性以及水泥漿的稠度等而定，一般為0.3 MPa～1.0 MPa。注漿壓力范圍控制在0.5 MPa～1.0 MPa，注漿流量范圍控制在7 L/min ～10 L/min。4)注漿水泥采用P.O42.5R普通硅酸鹽水泥，水泥漿的水灰比控制在0.8～1.0，每孔采用全程一次性注漿工藝，孔徑80 mm。

4.2 施工工藝流程及質量保證措施

1)施工工藝流程。確定鉆孔位置前進行地下管線仔細的確認，成孔利用ZLJ-250鉆機成孔，鉆孔孔徑80 mm，深度為3.5 m～5.0 m，;成孔后將注漿射管塞入施工孔內，注漿管內徑20 mm，注漿射管管壁上鉆有注漿孔，在射管與施工孔之間用編織袋填塞，上部用水泥砂漿填實。注漿管底口下入至孔底0.5 m處，防止水泥漿液從孔口外溢，裝好壓漿管后進行漿液配制和注漿，注漿采用 BW-150型泥漿泵，注漿壓力為0.2 MPa～0.45 MPa，用壓漿泵將水泥漿射管透入土層孔隙中。水泥漿連續一次壓入不中斷。在達到設計注漿壓力要求穩定一段時間后進行拆管。拔出注漿射管，用1∶2水泥砂漿填塞密實。

2)注意事項及質量保證措施。在對設備基礎地基進行注漿之前，應認真檢查設備基礎地面是否有空隙，空隙用1∶3水泥砂漿填塞。在注漿過程中要對每個注漿孔的水泥漿用量值做好記錄。注漿時水泥漿液由稀至濃，壓漿過程中，遇地層松散或孔隙大，注漿量超常增大時，暫停注漿，待水泥漿液凝固一段時間后再進行注漿。在土質較密實的情況下，壓漿時在規定的壓力下，水泥漿液難于滲透時，適當減少注漿量。注漿過程中應隨時觀察地面的情況，當水泥漿液從孔口及其他地方冒出，應暫停注漿，待采用封堵注漿孔措施后再進行注漿。注漿施工中注漿壓力達到規定值(0.5 MPa～1.0 MPa)穩定一段時間后，可結束注漿。

4.3 加固效果評價

1)在注漿過程中，檢查注漿孔周圍地面，發現設備基礎周圍地面有突起現象;2)開始注漿前要進行沉降觀測，注漿完成后每隔7 d進行一次沉降觀測，一個月后要每個月定期進行沉降觀測，持續三個月，觀測數據表明未有局部沉降現象。

5 結語

通過對某水泥廠設備基礎的不均勻沉降原因分析，最終確定了壓力注漿法加固設備基礎的地基，由開始注漿前到加固注漿結束后三個月的沉降觀測數據，可以看到未有局部沉降現象，設備基礎周圍大部分地段被抬升了1 mm～2 mm左右，加固效果良好。

［1］JGJ 123-2001，既有建筑地基處理加固技術規范［S］.

［2］JGJ 79-2002，建筑地基處理技術規范［S］.