注漿法在地基處理中的應(yīng)用

淡超

(深圳市工勘巖土工程有限公司（四川分公司），四川 成都 610000)

1 工程概況

江油南玻礦業(yè)小塊料倉(cāng)和選礦車(chē)間為混凝土框架結(jié)構(gòu)，小塊料倉(cāng)為筏板基礎(chǔ)，選礦車(chē)間為柱下條形基礎(chǔ)，其±0.00相當(dāng)于絕對(duì)高程776.80m；濃縮池為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，采用獨(dú)立柱基礎(chǔ)，其±0.00相當(dāng)于絕對(duì)高程769.50m；尾礦處理車(chē)間為框架結(jié)構(gòu)，采用獨(dú)立柱基礎(chǔ)，其±0.00相當(dāng)于絕對(duì)高程768.80m。

擬建小塊料倉(cāng)、選礦車(chē)間和濃縮池場(chǎng)地均已采用強(qiáng)夯法對(duì)素填土進(jìn)行了加固處理（受場(chǎng)地的影響，1#濃縮池西南側(cè)未進(jìn)行強(qiáng)夯）。根據(jù)強(qiáng)夯檢測(cè)報(bào)告："處理后的地基其承載力特征值滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，但沉降量及變形模量差異較大，應(yīng)注意不均勻沉降的影響"。實(shí)際情況為：在荷載未達(dá)到全部恒荷載的1/3時(shí)，在小塊料倉(cāng)臨河道側(cè)及1#濃縮池漏夯處出現(xiàn)了不均勻沉降。為了保障擬建工程的安全以及正常使用，受業(yè)主委托，我公司對(duì)選礦車(chē)間、小塊料倉(cāng)、濃縮池及其東側(cè)道路區(qū)域場(chǎng)地進(jìn)行地基處理方案設(shè)計(jì)。

2.場(chǎng)地巖土工程地質(zhì)條件

2.1.地質(zhì)巖性

根據(jù)《巖土工程勘察報(bào)告（詳細(xì)勘察）》及《施工勘察報(bào)告》，對(duì)場(chǎng)地內(nèi)素填土及其下卵碎石層的分布、物質(zhì)組成、工程特性情況等分述如下：

2.1.1 素填土（Q4ml）:暗褐色，主要由粘性土和砂巖、頁(yè)巖碎塊等混雜組成，為新建廠區(qū)時(shí)邊坡開(kāi)挖物質(zhì)回填而成，堆積年限約1年。其均勻性較差，未經(jīng)分層碾壓夯實(shí)，按其物質(zhì)組成以及N63.5重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)成果，素填土可分為以下四個(gè)亞層：

2.1.1.1素填土1亞層：成分以粘土、粉質(zhì)粘土為主，含少量砂巖、頁(yè)巖碎塊及巖屑。粘土和粉質(zhì)粘土含量大于80%，濕～飽和，可塑～軟塑狀態(tài)。砂巖、頁(yè)巖碎塊及巖屑小于20%，塊度一般2～8cm，少量超過(guò)20cm。頂板埋深0.0～2.3m，層厚 0.5～4.2m，呈透鏡體狀分布于場(chǎng) 地 內(nèi) ZK11、ZK14、ZK21、ZK35、ZK36 及ZK37號(hào)孔一帶。N63.5修正后擊數(shù)一般為1.0～2.0擊，平均擊數(shù)為1.6擊。

2.1.1.2素填土2亞層：成分以粘土、粉質(zhì)粘土為主，含少量砂巖、頁(yè)巖碎塊及巖屑。粘土和粉質(zhì)粘土含量約為60%～80%，濕～飽和，可塑～軟塑狀態(tài)。砂巖、頁(yè)巖碎塊及巖屑約占20%～30%，塊度一般2～10cm，少量超過(guò)20cm。頂板埋深 0.0～4.2m，層厚 0.7～6.3m，呈層狀、透鏡體狀分布于場(chǎng)地內(nèi)ZK1～ZK4、ZK11～ZK12、ZK14～ZK15、ZK22～ZK22、ZK26～ZK32以及ZK34～ZK37號(hào)孔一帶。N63.5修正后擊數(shù)一般為2.0～3.5擊，平均擊數(shù)為2.8擊。

2.1.1.3素填土3亞層：成分以粘土、粉質(zhì)粘土、砂巖及頁(yè)巖碎塊（屑）為主，含少量卵石和砂土。粘土和粉質(zhì)粘土含量約為40%～60%，濕～飽和，可塑～軟塑狀態(tài)。砂巖、頁(yè)巖碎塊及巖屑約占30%～40%，塊度一般2～20cm，少量超過(guò)40cm。其余為卵石及砂土。頂板埋深 0.0～6.3m，層厚 0.5～7.3m，呈層狀、透鏡體狀分布于場(chǎng)地內(nèi)大部分地段，僅在ZK11、ZK21、ZK30及ZK35號(hào)孔一帶缺失。N63.5修正后擊數(shù)一般為3.5～5.0擊，平均擊數(shù)為4.1擊。

2.1.1.4素填土4亞層：成分以粘土、粉質(zhì)粘土、砂巖及頁(yè)巖碎塊（屑）為主，含少量卵石和砂土。粘土和粉質(zhì)粘土含量約為30%～40%，濕～飽和，可塑～軟塑狀態(tài)。砂巖、頁(yè)巖碎塊及巖屑約占40%～50%，塊度一般2～20cm，少量超過(guò)40cm。其余為卵石及砂土。頂板埋深 0.0～8.1m，層厚 0.6～7.8m，呈層狀、透鏡體狀分布于場(chǎng)地內(nèi)大部分地段，僅在ZK14、ZK33及ZK35號(hào)孔一帶缺失。N63.5修正后擊數(shù)一般為5.0～8.0擊，平均擊數(shù)為6.2擊。

2.1.2 卵石（Q4al+pl）：灰色，成分以花崗巖、閃長(zhǎng)巖為主，次為石英巖、灰?guī)r、砂巖、泥巖等。頂板埋深為3.6～10.2m，全場(chǎng)地分布。按其顆粒組成，充填物含量，密實(shí)程度，卵石可分為以下二個(gè)亞層：

2.1.2.1稍密卵石：卵石含量55%～60%左右，一般直徑2～8cm。被中粗砂充填，并含少量泥質(zhì)成分。顆粒交錯(cuò)排列，部分接觸。厚度為0.5～1.7m。以層狀、透鏡體狀分布于場(chǎng)地內(nèi)部分地段。N63.5修正后擊數(shù)一般為5.0～10.0擊，平均擊數(shù)為8.3擊。

2.1.2.2中密卵石：卵石含量占60%～70%左右，一般直徑4～8cm，含少量漂石，被中粗砂和礫砂充填，并含10%左右的圓礫。顆粒交錯(cuò)排列，大部分接觸。最大揭示厚度為2.7m，全場(chǎng)地分布。N63.5修正后擊數(shù)一般為10.0～20.0擊，平均擊數(shù)為14.8擊。

2.2.地基土物理力學(xué)性質(zhì)

根據(jù)《施工勘察報(bào)告》，基礎(chǔ)主要持力層的物理力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1：

巖土的工程特性指標(biāo)建議值 表1

3.設(shè)計(jì)方案分析

根據(jù)規(guī)范及相關(guān)資料，結(jié)合地基處理經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)夯成果，我公司認(rèn)為小塊料倉(cāng)基礎(chǔ)產(chǎn)生傾斜的原因?yàn)椋号R河道側(cè)素填土厚度變化較大，部分地段素填土底板坡度大于20°，其分布為由中雁公路向河道處傾斜；且由于地形原因，強(qiáng)夯處理范圍未滿(mǎn)足規(guī)范要求的大于建筑物基礎(chǔ)的范圍，即每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為基底下設(shè)計(jì)處理深度的1/2～1/3，并不宜小于3m的要求。

綜合分析各種因素，我公司決定采用在選礦車(chē)間、小塊料倉(cāng)、濃縮池以及濃縮池臨河道區(qū)域進(jìn)行灌漿處理的方式，以提高地基土的承載力，改善其變形性質(zhì)，增強(qiáng)其均勻性。故本地基處理方案為采用"純壓式"注漿法。

4.地基處理注漿施工方案設(shè)計(jì)

4.1.注漿范圍及孔位布置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在選礦車(chē)間及小塊料倉(cāng)共布置注漿孔451個(gè)，單孔均深預(yù)計(jì)為8.5m，總深度為3833.5m，單孔預(yù)計(jì)灌注水泥干灰量為390kg，總計(jì)灌漿量折算為水泥干灰約為175.9T。濃縮池及其東側(cè)道路共布置注漿孔1026個(gè)，單孔均深預(yù)計(jì)為7.0m，總深度為7182.0m。單孔預(yù)計(jì)灌注水泥干灰量為335kg，總計(jì)灌漿量折算為水泥干灰約為343.7T。

4.2.注漿施工工藝及要求

本工程注漿采用"純壓式"注漿方式，設(shè)計(jì)注漿最大壓力2～3MPa。嚴(yán)格按照孔位布置圖測(cè)放布置孔位，孔位偏差不大于10cm，在所測(cè)放孔位處設(shè)置明顯標(biāo)記。注漿孔為垂直孔，注漿孔應(yīng)鉆至穩(wěn)定卵石或基巖頂板以下1m處。先進(jìn)行帷幕孔的注漿，后進(jìn)行一般性孔的注漿。帷幕孔注漿采用分序施工和間歇注漿。注漿孔采用連續(xù)注漿和間歇注漿的方法；當(dāng)吃漿量很小或填土空隙不發(fā)育時(shí)，可采用連續(xù)注漿法。當(dāng)注漿量大時(shí)采用間歇注漿法注漿，或在孔口加一漏斗狀的投砂器，用漿液將粉煤灰或砂帶入孔內(nèi)，有時(shí)在漿液中加入少量速凝劑（1%～2%的水玻璃）。漿液的稠度一般是先稀后稠，逐漸變濃的進(jìn)行。注漿水泥漿液水灰比為：1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1，以 1:1開(kāi)注。對(duì)漿液水灰比的變換應(yīng)遵循以下原則：

4.2.1注漿時(shí)，當(dāng)注漿壓力保持不變，吸漿量均勻減少時(shí)，或當(dāng)吸漿量不變，而注漿壓力均勻升高，注漿工作應(yīng)持續(xù)下去，不得改變水灰比；

4.2.2當(dāng)注漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水灰比；

4.2.3應(yīng)逐級(jí)變換，不宜跳級(jí)變換，當(dāng)某一級(jí)水灰比的漿液已灌入300L以上或灌注時(shí)間已達(dá)1h，而注漿壓力和注入率均無(wú)改變或改變不顯著時(shí)，應(yīng)改濃一級(jí)灌注；

4.2.4遇到大耗漿的孔段，當(dāng)注入率大于30L/min而注漿壓力又低于設(shè)計(jì)壓力，可越級(jí)變換；

4.2.5當(dāng)漿液的單位注入率≥60L/min時(shí)，可越級(jí)變濃。

在施工過(guò)程中同一次序孔可不分先后，但后次序孔必須在前次序孔施工完成24h后進(jìn)行。當(dāng)孔口管壓力在1.0～1.5MPa，泵量小于5L/min，穩(wěn)定 10～15min以上，即可結(jié)束該孔注漿施工。

4.3.注漿材料的選擇

本工程注漿所用水泥的強(qiáng)度等級(jí)為32.5#普通硅酸鹽巖水泥。細(xì)度要求通過(guò)80μm方孔篩的篩余量不大于5%。符合GB175標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。不使用受潮結(jié)塊的水泥；水泥不存放過(guò)久，出廠期超過(guò)三個(gè)月的水泥不得使用。

注漿用水符合《混凝土拌和用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ63-89）的規(guī)定。所用外加劑凡能溶于水者，均應(yīng)以水溶液狀態(tài)加入，其最優(yōu)摻量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。水泥漿制備采用集中制漿、注漿點(diǎn)配漿的方式，濃漿為0.5:1。普通漿液從開(kāi)始制備至用完的時(shí)間不大于4h，溫度保持在5～40℃。超過(guò)此標(biāo)準(zhǔn)廢棄。

4.4.注漿設(shè)備及機(jī)具

本工程采用潛孔錘對(duì)混凝土進(jìn)行破碎，用手工鉆或沖擊鉆機(jī)成孔。鉆速和制漿能力與工程量、漿液類(lèi)型和注漿泵的性能相適應(yīng)。每個(gè)漿站不少于2臺(tái)注漿泵，其最大注漿量應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)工藝和施工進(jìn)度的要求；其最大泵壓不小于6MPa。在注漿泵、注漿孔孔口處必須安裝壓力表。注漿管路及其連接部位，必須能承受最大注漿壓力的1.5～2.0倍。注漿管路拐彎處可采用弧形彎管連接。潛水泵的排水量和泵的數(shù)量都滿(mǎn)足工程的需要。另外還需要流量計(jì)、止?jié){塞和輸漿管路等設(shè)備。

4.5.注漿施工過(guò)程控制

4.5.1注漿過(guò)程中，使用注漿自動(dòng)記錄儀測(cè)記錄注漿壓力、注入率等注漿參數(shù)。無(wú)論采用記錄儀與否，都堅(jiān)持現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查和旁站監(jiān)理，避免用儀器代替人的管理。

4.5.2根據(jù)施工圖紙或監(jiān)理工程師指示，選用注漿用的水泥品種、外加劑、摻和料等。所有材料包括現(xiàn)場(chǎng)配置的漿材在使用前及使用過(guò)程中進(jìn)行周期性控制試驗(yàn)以及監(jiān)理工程師指示的質(zhì)量抽檢試驗(yàn)。

4.5.2注漿孔各注漿段不論透水率大小均按技術(shù)要求進(jìn)行注漿。

4.5.4根據(jù)鉆灌設(shè)備臺(tái)套數(shù)量，配備數(shù)量足夠的注漿檢查員，嚴(yán)格檢查注漿施工過(guò)程。

4.5.41檢查注漿孔鉆灌順序是否符合要求；檢查鉆機(jī)安裝就位的準(zhǔn)確性；檢查測(cè)量鉆孔的位置、深度是否正確。

4.5.4.2 檢查栓塞或封閉器、壓力表、流量計(jì)等器具安裝情況，按有關(guān)技術(shù)要求，監(jiān)督和指導(dǎo)壓水試驗(yàn)。

4.5.4.3注漿前，檢查漿材是否足夠；設(shè)備是否正常；注漿管路是否連接牢固、暢通；儀器儀表安裝是否準(zhǔn)確可靠等。

4.5.4.4注漿過(guò)程中經(jīng)常檢查和記錄漿液比重、溫度等，穩(wěn)定漿液須測(cè)記漿液粘度和析水率等；檢查是否按照規(guī)定的水灰比進(jìn)行灌注；漿液比級(jí)變換是否合理；注漿壓力是否達(dá)到設(shè)計(jì)值等。

4.5.4.5檢查注漿結(jié)束是否按照規(guī)定的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

結(jié)語(yǔ)

本次注漿施工結(jié)束后連續(xù)觀測(cè)沉降20 d，從沉降觀測(cè)曲線可以看出,壓力注漿加固地基的附加沉降在20 mm以?xún)?nèi),同時(shí)也滿(mǎn)足了地基承載力特征值fspk≥180kPa和地基壓縮模量ESP≥10Mpa，注漿效果顯著。

[1]GB50007-2002.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]JGJ79-2002.建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[3]（SL62-94）.水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4]JGJ123-2000.既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范[S].