淺談建筑物地基處理中的注漿加固技術(shù)

孫曉軍

摘 要：在建筑工程施工中，地基的牢固性直接關(guān)系到建筑物的質(zhì)量和使用壽命。地基加固的原理是通過(guò)增大受力層的承重力度，降低地基發(fā)生不同程度地表沉降的概率來(lái)使地基更加穩(wěn)固結(jié)實(shí)，進(jìn)而保證整個(gè)建筑工程的質(zhì)量。加固地基的方法有多種，其中，注漿加固的方法是被大多數(shù)施工者所采用的。注漿加固是一項(xiàng)系統(tǒng)的技術(shù)手法，在具體的工程實(shí)施過(guò)程中，要根據(jù)具體情況采用不同類別的注漿技術(shù)進(jìn)行地基的加固，以收到最好的工程效果。文章旨在通過(guò)對(duì)注漿加固技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)論述，并引用實(shí)例對(duì)其具體操作方法進(jìn)行說(shuō)明，希望對(duì)工程的實(shí)施有一定的理論指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：地基加固；注漿分類；具體施工要點(diǎn)

1 注漿加固的概念及分類

注漿加固是運(yùn)用物理學(xué)中的液氣壓原理和電極學(xué)原理，先對(duì)不同化工原料按工程需要比例進(jìn)行均勻調(diào)配，然后將調(diào)配好的漿液通過(guò)注漿管緩慢的注入原有的地基土層之中，使之和原來(lái)土層相混合，由于漿液具有的特殊性質(zhì)，可以有效的滲進(jìn)土壤，填充土壤顆粒間的縫隙，排出水分和氣體，使得注漿后的地基較原來(lái)更為牢固，抗壓性更強(qiáng)。注漿技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，適合以各種材料為建筑原料的工程。注漿原料包括建筑基礎(chǔ)原料和化工合成原料。前者一般常見(jiàn)于沙土，粘土，水泥和粉煤灰。一些化工材料如水玻璃，高分子聚氨酯類，不飽和樹(shù)脂類和丙烯酸鹽類等等均屬于后者。注漿材料質(zhì)量的好壞將直接影響注漿效果。

注漿加固有多種分類方式，其中由于注漿方法和適用范圍的差異，可以分成四類。

針對(duì)土質(zhì)的砂性不同，可分別選擇劈裂注漿，滲透注漿，壓密注漿和電滲注漿的方式：（1）對(duì)于地基土層為砂土的情況而言，如果土壤條件不利于漿液的滲透，滲透系數(shù)過(guò)低，可采用劈裂的方式使土層裂開(kāi)，一般說(shuō)來(lái)，土質(zhì)較軟利于漿液和土壤顆粒的混合，土質(zhì)較硬則會(huì)形成漿液層和土壤層分層較為明顯的情況。（2）如果土壤顆粒大且顆粒間隙也較大，土壤條件有利于漿液的滲透，則明顯會(huì)降低注漿施工的難度。此時(shí)只需采用滲透注漿的方式即可輕易達(dá)到注漿加固的效果。（3）利用增大壓力和壓強(qiáng)的原理進(jìn)行注漿的方法稱為壓密注漿，此方法適用于地基土質(zhì)為中砂的情況。施工時(shí)，使用濃度較大的漿液在需要注漿的土層上方制造漿泡，一開(kāi)始，漿液會(huì)將土壤間較大的縫隙注滿，隨著漿液對(duì)土壤施加的壓力的不斷增大，致使剩余漿液最終可完全滲入到土層之內(nèi)。（4）如果施工地基的土壤屬于粘土一類，用電滲注漿的方法更為有效。其施工原理是在土層中布置陽(yáng)極管道，并將混有硅酸鹽的化學(xué)漿液壓入管道，通電后土壤中的水分從排水管道流出，給漿液騰出位置，進(jìn)而滲透進(jìn)土壤，漿液中的硅酸鹽成分也會(huì)通過(guò)點(diǎn)擊作用產(chǎn)生硅膠，增強(qiáng)土壤強(qiáng)度。

2 注漿加固技術(shù)在建筑物地基處理中的工程實(shí)例

2.1 工程概況

項(xiàng)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(yè)巖層，工程樁靜載檢測(cè)結(jié)果表明，部分單樁豎向極限承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，需要對(duì)該地基進(jìn)行加固處理。施工前，在建筑物周圍分別布置了6個(gè)勘探點(diǎn)（探井），探井在掘進(jìn)過(guò)程中有大量的水滲入，致使少數(shù)探井沒(méi)有達(dá)到預(yù)想的深度。

根據(jù)勘探資料顯示，該勘察區(qū)地層主要由素填土、角礫及強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)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(tài)，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(dá)30mm，稍密狀態(tài)，該層只有在個(gè)別探井中未見(jiàn)，在其他數(shù)個(gè)探井中都未被發(fā)現(xiàn)；三層層厚為0.3～0.8m的深灰色頁(yè)巖與強(qiáng)風(fēng)化巖石，含水量較高，節(jié)理發(fā)育，見(jiàn)水后較細(xì)膩，個(gè)別已揭露探井的勘探深度內(nèi)均未被發(fā)現(xiàn)。

2.2 選擇注漿方案時(shí)應(yīng)考慮的原則

在加固地基的施工過(guò)程前，應(yīng)提前對(duì)施工環(huán)境和地質(zhì)進(jìn)行勘探，選擇最優(yōu)的注漿加固方案。選擇注漿方案時(shí)要注意的原則包括如下幾點(diǎn)：

（1）如果注漿施工是為了加固地基或防止土壤下陷變形，一般應(yīng)選用施工用水泥漿和高質(zhì)量的化學(xué)漿液，若處于防滲考慮，則可加入粘土化學(xué)制液。（2）要重視封壓層的作用。注漿施工必須要有封壓層。如果土壤本身有分層，上方是硬層土，下層土質(zhì)較軟，則可以把硬層土當(dāng)作封壓層；如果土質(zhì)整體較軟，需人為制造封壓層，具體作法是在軟土表面鋪大約50厘米厚的粘土充當(dāng)封壓層。（3）注漿方向的選擇要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)特點(diǎn)而定。注漿土層上方?jīng)]有或只有少量沙礫層時(shí)，要采用從下到上的注漿方式并分段進(jìn)行；從上到下的注漿方向則適用于沙礫層分布較多的狀況。

根據(jù)對(duì)上述工程的土質(zhì)情況的了解，結(jié)合注漿實(shí)施的基本原則，此工程宜采用自下而上的注漿方式。

2.3 注漿具體方案的制定

2.3.1 方案概述。該工程地基的注漿加固方法可選擇花管注漿。先在土層中打孔并插入1米長(zhǎng)的鋼制花管，利用花管將漿液輸入土層中，通過(guò)控制花管進(jìn)行連續(xù)注漿，注意要按照自下而上的方向進(jìn)行灌制。

2.3.2 注漿工程中各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算

（1）要參照以往工程的施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇適合的注漿壓力，還要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行壓力試驗(yàn)，并結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的各方面因素綜合考慮。根據(jù)此工程概況的大致描述，其注漿壓力選用0.4～1.0MPa更為適宜。

（2）事先確定注漿的順序。應(yīng)按跳孔間隔注漿方式進(jìn)行，采用先外圍后內(nèi)部的注漿施工方法。

（3）確定注漿原料，精確計(jì)算漿液參數(shù)。本項(xiàng)工程選擇P.0，32.5普通硅酸鹽水泥作為主要原料，按照1：1的比例進(jìn)行水灰配比。計(jì)算總注漿量的方法可參照以下公式進(jìn)行計(jì)算：

Q=πAHR2oβon=AoSoHonoβ=qoH （1）

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

注漿量應(yīng)預(yù)備充足，以確保充滿注滿土壤縫隙為宜。必要時(shí)可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行局部注漿試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)計(jì)算，本工程注漿量Q為0.8m3。

（4）確定注漿孔位置和注漿速度。花管注漿顧名思義要按照梅花的形狀設(shè)置注漿開(kāi)孔的位置。注漿孔間距其取值為1.2～1.5m，注漿流量為1O～15L/min。

（5）注漿花管的型號(hào)及布置。此項(xiàng)工程采用的注漿花管的型號(hào)為Φ25鍍鋅鋼管，按事先布置的開(kāi)孔位置插入花管，每隔10cm橫向開(kāi)設(shè)兩個(gè)6mm小圓孔。

2.4 注漿方案的實(shí)施步驟

施工步驟概述：確定孔位及打孔—注漿試驗(yàn)—花管制作以及安放—配置注漿液并開(kāi)始注漿—設(shè)備清洗：

（1）測(cè)量及確定孔位。按照施工方案測(cè)量實(shí)際距離，確定具體開(kāi)孔位置并明顯標(biāo)注。（2）開(kāi)工打孔。利用專業(yè)打孔工具進(jìn)行打孔施工，可采用直徑為91mm或110mm的XY-100型鉆機(jī)。鑒于該項(xiàng)工程的素填土層深度變化幅度較大，應(yīng)劃分成不同區(qū)域進(jìn)行注漿，按照7.5m、5.5m、3.5m的標(biāo)準(zhǔn)劃分為三個(gè)區(qū)域比較適合。同時(shí)，還要注意土壤深度不同所帶來(lái)的施工影響。遇到特殊狀況時(shí)要靈活的改變施工策略，以實(shí)際情況為準(zhǔn)。（3）花管制作以及安放。根據(jù)實(shí)際打孔深度確定花管的長(zhǎng)度，嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行下管，確保花管安放位置準(zhǔn)確。安裝完畢后要注意將管口封閉。（4）試驗(yàn)注漿及正式注漿。正式注漿前要進(jìn)行漿液的準(zhǔn)備和壓力的測(cè)量，具體數(shù)值如上文所述。另外，在大規(guī)模施工前要進(jìn)行注漿試驗(yàn)，測(cè)定具體的注漿量。注漿過(guò)程要嚴(yán)格按照操作規(guī)則進(jìn)行，注漿應(yīng)分次進(jìn)行，要注意注漿量的控制，注漿時(shí)要對(duì)漿液進(jìn)行連續(xù)攪拌確保漿液均勻。注漿還要按照一定的施工順序進(jìn)行。但注漿孔開(kāi)始大量冒漿時(shí)，即可停止施工，完成注漿。（5）清洗。注漿完成后要用清水對(duì)設(shè)備和鋼管進(jìn)行徹底清洗，以保證漿液不會(huì)殘留影響下一次的正常施工。

3 結(jié)束語(yǔ)

注漿加固技術(shù)可用于地基的加固和改善建筑物的穩(wěn)固性，此方法適用于不同特點(diǎn)的地基土質(zhì)，因其施工方便，簡(jiǎn)單易行，對(duì)施工場(chǎng)地要求不限等優(yōu)點(diǎn)而受到施工單位的青睞。在施工前進(jìn)行方案的合理規(guī)劃可以產(chǎn)生理想的施工效果，更好的達(dá)到工程的預(yù)期。

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