樹根型灌漿在地基處理中的應用

楊朝發

（貴州有色地質工程勘察公司，貴州 貴陽 550005）

1 工程概況

貴州某項目中的循環水站工程，其基底土層在長期水浸泡及沖蝕作用下，導致部分掏空及變形，使循環水池出現開裂沉降，嚴重影響生產運行，如圖1所示。

2 地質環境條件

2.1 地形地貌

場區為中低山地區，山地寬緩溝谷巖溶地貌，場地為開挖整平場地，場平標高為915.30m。在建、構筑物北側27m及西側8m處為平場形成的高度為8m的土質邊坡，局部地段為石芽出露。

2.2 地層巖性

根據環境地質調查和此次鉆探資料揭露，場區地層主要為二疊系吳家坪組（P2w）含燧石灰巖，第四紀地層覆蓋其上，為殘坡積碎石混黏土。

工作區主要的巖土組構。（1）素填土：雜色，為人工回填土，主要由場平開挖黏性土混少許灰巖碎石及塊石組成，呈松散狀態。（2）碎石混黏土：褐黃色，碎石含量在15%～25%，粒徑在2～10mm，碎石成分主要為灰巖及泥質頁巖，呈棱角狀，碎石含量較高地段呈中密狀態，其中黏性土多呈可塑狀，厚10～15m。（3）中風化含燧石灰巖：淺灰至深灰色，中至厚層狀，致密，含燧石團塊和條帶。巖石節理較發育，多被乳白色方解石呈細網脈狀密實膠結，巖體較破碎，多被切割成巖塊狀，較難鉆進，巖芯呈短柱狀、長柱狀及部分碎塊狀。

2.3 地質構造

場區位于黃絲箱形背斜東翼和都勻復式向斜西翼間的撓曲地帶，近南北向的F2張性斷層從擬建場地東側約200m處通過，受其影響，場區內巖石節理裂較為發育，巖體較為破碎。巖層單斜，產狀：傾向82°，傾角25°。

根據周圍環境地質調查和相鄰場地詳勘資料及本場地鉆探情況可知，場區地下水為巖溶裂隙水，貯藏在含燧石灰巖節理、溶隙及溶孔中，含水性和透水性較好。其補給來源以大氣降水為主，加之擬建場區地勢較高，區內河流切割較深，地下水埋深較大，地下水位埋藏標高在870m以下，在上覆填土層中，由于孔隙較大，利于地下水貯存，形成上層滯水，加之降水影響，水量較大。

2.4 地下水

網絡間節點的緊密程度越高，代表進行活動的效率越高，代價越小。為了衡量網絡內聚力的程度，采用奇異值分解與滑動窗口結合的算法，產生酉矩陣，其對角線上的數據代表每個變量的方差。

3 發生變形原因

根據現場實際情況，該設計采用兩排樹根狀帷幕灌漿孔方案，即平面上灌漿孔按二排布設，第一排孔距1.60m，垂直布設，第二排孔距0.8m，傾角15°，排距為0.80m，梅花型布置。設計灌漿孔約150個，預計鉆灌進尺2400m（平均按16.0m計）；整個灌漿孔達標后置入HRB335 1Φ25鋼筋后封孔。整個鉆灌孔設計底界標高為進入基巖約1m，設計檢查孔15個，預計進尺240m。

4 樹根灌漿設計

4.1 設計原則

根據現場實際情況，固結灌漿線設計為直線，沿現有吸水池兩側布設，灌漿長度以現場塌陷段并適當向兩側延伸，固結灌漿總長為80m（單側各40m）。

4.2 灌漿段平面布置及長度

據勘察成果和業主提出的有關要求，本著處理效果好、經濟合理、安全可靠、有針對性處理的原則，以達到地基加固之目的。該區地基處理主要采取對基礎以下混黏土采取固結灌漿的處理方案。

假設該公司2017年采購12000件，單位成本16元，銷售15000件，結轉銷售成本=12000*16+3000*18=246000元

圖2 灌漿平面設計示意圖

4.3 灌漿孔設計

工作區循環水池發生沉降變形的主要原因：該區在建設完成后，其廠區地表水及地下水較豐富，地表水下滲后與地下水一道，形成強逕流，對其碎石混黏土層進行長期的浸泡軟化并沖蝕掏空，加之時間的沉淀，致使地基土下沉而發生上部建構筑物變形開裂等危害。

圖3 樹根型灌漿孔設計圖

4.4 灌漿方法

經過三個晝夜的苦思冥想，甲洛洛把希望寄托在了自己身上，他決定不惜一切代價，自己去偵查誰是小偷，并根據以下情況列了排序：

由于該建筑物基礎底為混黏土，設計使用黏土-水泥漿（懸濁型漿材）灌注。要求使用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，細度要求通過80μm方孔篩余量不宜＞5%，黏土的塑性指數不宜＜14，黏粒（粒徑＜0.005mm）含量不宜＜25%，含砂量不宜＞5%，有機物含量不宜＞3%。若現場不具備取土條件，可使用成品黏土粉。黏土-水泥漿最優摻合量應通過試驗確定。灌漿施工中，若遇特大耗漿段，正常灌漿無效時，應及時采取有效措施進行處理。

4.5 灌漿壓力與壓水試驗壓力

（1）灌漿壓力：確定和掌握灌漿壓力是確保灌漿質量的關鍵，采用偏大的灌漿壓力可能對水池穩定不利，但如果灌漿壓力偏小則達不到目的，初步擬定灌漿壓力（以孔口管回漿壓力為準）最大值為0.3MPa（3.0kg/cm2），灌注過程中應隨著吸漿量逐步加大壓力，但不應超過設計壓力。（2）鉆孔注水試驗壓力：注水試驗皆采用自然水頭注水。

采用孔底注漿全孔灌注的方法，注漿管下至距孔底20cm左右，泥漿從注漿管下口瀝出，使土體由下部逐漸向上劈開，控制灌漿壓力以“內劈，外不劈”為原則，灌2～3次或基本不吃漿時，將注漿管提升1～2m，達到間隔時間后，再復灌，直至注漿管距地表頂1～2m左右為止。

4.6 灌漿材料

電極或者儀表的基本設定參數包括： 溫度補償曲線、電導電池常數，溫度偏置等；校準歷史包括： 儀表零點校準、斜率校準、驗證測量、離線手工取樣等操作的執行時間、記錄結果等。

4.7 灌漿秩序

為保證固結灌漿質量，要求嚴格按照灌注次序施工。（1）鉆灌緊臨水池的灌漿孔（為垂直孔），分兩個次序，即Ⅰ、Ⅱ序，各孔深度原則上均應達到相應的設計底條件控制。先施工Ⅰ序孔，次為Ⅱ序孔。（2）緊臨水池排所有灌漿孔灌漿完畢后，開始灌注第二排（斜孔，傾角15°），也分兩個次序灌漿。（3）灌漿孔全部完成后，布設10%的檢查孔，用以檢查固結灌漿質量，檢查孔深度與相鄰灌漿孔深度相同。

4.8 灌漿質量檢查

（1）檢查孔布置于灌漿區域內耗灰量大的部位，灌漿不正常、灌漿過程中出現過事故等處，經分析認為對灌漿質量有影響的部位，Ⅱ序孔注入量大的孔段附近。（2）檢查孔的數量應不少于灌漿孔總數的10%，預設檢查孔6個，孔深與相鄰灌漿孔深度相同。（3）灌漿質量的檢查應在檢查部位灌漿結束30d后進行，檢查指標以透水率q為主，q＜3Lu即為合格，合格率應為90%以上，不合格段的q值亦不應超過5Lu，且不集中，若此，灌漿質量可認為合格，否則應由甲方會同設計、施工單位商榷處理方案。

無土栽培基質蒸汽消毒機采用蒸汽消毒法，利用高溫蒸汽殺死基質中的有害生物，集成了蒸汽發生裝置、換熱裝置和水質軟化裝置，實現蒸汽溫度120～200℃的連續可調，通過導管把高溫蒸汽通入到消毒箱中的栽培基質，使基質溫度升高達到80℃以上，干預有害微生物積累和繁殖、殺死病原菌。其具體消毒過程為：將消毒栽培基質投入到基質消毒箱中，消毒箱內的攪拌系統一直在進行攪拌，使得基質在罐體內受熱均勻，消毒徹底；基質消毒箱內設置蒸汽管道，管道上分布有通氣孔；當蒸汽鍋爐產生高溫蒸汽后，通過送汽管將產生的高溫蒸汽通入管道，然后經通氣孔對栽培基質進行均勻加熱消毒。

5 結束語

該工程在于2016年9月順利完工，經驗收后運行至今，根據變形監測資料顯示，該構筑物及地面變形較小，已處理穩定狀態，其實踐證明，樹根型灌漿方案成功用于此工程地基處理，并取得了良好的效果。

通過對樹根型灌漿方案的解析及在該工程的成功實施，其樹根型灌漿方案的設計時遵循如下原則，以供同行參考：（1）樹根型灌漿方案一般適用于既要進行灌漿防滲處理又要達到固結并提高一定承載力的地基處理。（2）為了使固結土體能達到固結并置筋連接作用，在灌漿完成后封孔前，應根據實際情況在灌漿孔置入一定量的鋼筋或型鋼作連接件。（3）由于各地區的灌漿土物性差異，在具體工程時，應作現場灌漿擴散試驗及灌漿材料試驗，保證灌漿的有效性。