淺談水泥注漿地基加固技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用
關(guān)鍵詞：水泥注漿地基,施工準(zhǔn)備,施工工藝,質(zhì)量控制
一、關(guān)于水泥注漿地基加固技術(shù)
水泥注漿地基：是將水泥漿通過(guò)壓漿泵、灌漿管均勻地注入土體中，以填充、滲透和擠密等方式，驅(qū)走巖石裂隙中或土顆粒間的水分和氣體，并填充其位置，硬化后將巖土膠結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)強(qiáng)度大、壓縮性低、抗?jié)B性高和穩(wěn)定性良好的新的巖土體，從而使地基得到加固，可防止或減少滲透和不均勻的沉降。
(一)特點(diǎn)及適用范圍
水泥注漿法的特點(diǎn)是：能與巖土體結(jié)合形成強(qiáng)度高、滲透性小的結(jié)石體;取材容易，配方簡(jiǎn)單，操作易于掌握;無(wú)環(huán)境污染，價(jià)格便宜等。
水泥注漿適用于軟粘土、粉土、新近沉積粘性土、砂土提高強(qiáng)度的加固和滲透系數(shù)大于 10-2cm/s 的土層的止水加固以及已建工程局部松軟地基的加固。
(二)機(jī)具設(shè)備
灌漿設(shè)備主要是壓漿泵，其選用原則是：能滿足灌漿壓力的要求，一般為灌漿實(shí)際壓力的 1.2～1.5 倍;應(yīng)能滿足巖土吸漿量的要求;壓力穩(wěn)定，能保證安全可靠地運(yùn)轉(zhuǎn);機(jī)身輕便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于組裝、拆卸、搬運(yùn)。
水泥壓漿泵多用泥漿泵或砂漿泵代替。國(guó)產(chǎn)泥漿泵、砂漿泵類型較多，常用于灌漿的有 BW-250/50 型、TBW-200/40 型、TBW-250/40 型、NSB-100/30 型泥漿泵以及 100/15(C-232)型砂漿泵等。配套機(jī)具有攪拌機(jī)、灌漿管、閥門(mén)、壓力表等，此外還有鉆孔機(jī)等機(jī)具設(shè)備。
(三)材料要求及配合比
1.水泥
用強(qiáng)度等級(jí) 32.5 或 42.5 普通硅酸鹽水泥; 在特殊條件下亦可使用礦渣水泥、 火山灰質(zhì)水泥或抗硫酸鹽水泥，要求新鮮無(wú)結(jié)塊。
2.水
用一般飲用淡水，但不應(yīng)采用含硫酸鹽大于 0.1%、氯化鈉大于 0.5%以及含過(guò)量糖、懸浮物質(zhì)、堿類的水。
灌漿一般用凈水泥漿，水灰比變化范圍為 0.6～2.0，常用水灰比從8:1 到 1：1;
要求快凝時(shí)，可采用快硬水泥或在水中摻入水泥用量 1%～2%的氯化鈣;要求緩凝時(shí)，可摻加水泥用量 0.1%～0.5%的木質(zhì)素磺酸鈣;亦可摻加其他外加劑以調(diào)節(jié)水泥漿性能。在裂隙或孔隙較大、可灌性好的地層，可在漿液中摻入適量細(xì)砂，或粉煤灰比例為1：0.5～1： 3以節(jié)約水泥，更好的充填，并可以減少收縮。對(duì)不以提高固結(jié)強(qiáng)度為主的松散土層，亦可在水泥漿中摻加細(xì)粉質(zhì)粘土配成水泥粘土漿，灰泥比為 1：3～8(水泥：土，體積比)，可以提高漿液的穩(wěn)定，防止沉淀和析水，使填充更加密實(shí)。
二、工程實(shí)例
需加固建筑為80年代修建的二層磚混結(jié)構(gòu)辦公樓，坐北朝南，西側(cè)緊接一座東西向五層辦公樓，北側(cè)地下有排水管道平行于建筑物長(zhǎng)向鋪設(shè)，距辦公樓大約3米。需加固建筑長(zhǎng)36米，寬7米，加高一層。磚砌條基，無(wú)圈梁，基礎(chǔ)下1米范圍內(nèi)土層經(jīng)長(zhǎng)期荷載作用，黃土濕陷性不明顯，建筑物建成后未進(jìn)行過(guò)地基處理。設(shè)計(jì)院根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)取樣試驗(yàn)，決定采用水泥注漿進(jìn)行地基加固。
(一)施工準(zhǔn)備：
1.施工前應(yīng)對(duì)建筑物標(biāo)設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，做好原始記錄，便于加固過(guò)程中控制附加沉降，并及時(shí)做好觀測(cè)記錄。
2.施工前查清室內(nèi)外管道及埋線，如遇到漿液打穿土體，應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)單位及時(shí)處理。
3.鉆孔時(shí)力爭(zhēng)干鉆，注漿時(shí)隔點(diǎn)注入，注漿量在試灌時(shí)確定，多次反復(fù)單孔飽和，嚴(yán)格控制壓力，確保工程質(zhì)量。
4.施工時(shí)注意地面，管溝等薄弱環(huán)節(jié)處變化，并報(bào)設(shè)計(jì)人員及時(shí)調(diào)整。
(二)施工工藝方法要點(diǎn)
1.水泥注漿的工藝流程為：鉆孔→下注漿管、套管→填砂→拔套管→封口→邊注漿邊拔注漿管→封孔。
2.施工順序：先成孔后注漿，間隔施工加固。
3.根據(jù)規(guī)范要求，地基注漿加固前，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定灌漿段長(zhǎng)度、灌漿孔距、灌漿壓力等有關(guān)技術(shù)參數(shù);灌漿段長(zhǎng)度根據(jù)土的裂隙、松散情況、滲透性以及灌漿設(shè)備能力等條件選定。在一般地質(zhì)條件下，段長(zhǎng)多控制在 5～6m;在土質(zhì)嚴(yán)重松散、裂,隙發(fā)育、滲透性強(qiáng)的情況下，宜為 2～4m;灌漿孔距一般不宜大于2.0m，單孔加固的直徑范圍可按 1～2m 考慮;孔深視土層加固深度而定;灌漿壓力是指灌漿段所受的全壓力，即孔口處壓力表上指示的壓力，所用壓力大小視鉆孔深度、土的滲透性以及水泥漿的稠度等而定，一般為 0.3～0.6MPa。
在實(shí)際施工過(guò)程中，由于需加固建筑北側(cè)有排水管道，在最初進(jìn)行試灌時(shí)，灌漿孔距為1.5米，段長(zhǎng)6米，在排水管出水口處有水泥漿流出，出現(xiàn)漿液打穿土體的情況。設(shè)計(jì)人員立即改變施工方案，將灌漿孔距改為2米，注漿時(shí)隔兩點(diǎn)打入，等漿體初凝后在進(jìn)行復(fù)打，并在在原先水泥漿中加入少量水玻璃以減少凝結(jié)時(shí)間。注漿液配合比：水泥：水：水玻璃=1:0.8:0.03，注漿壓力0.2～0.3MP。
3.灌漿施工：先在加固地基中按規(guī)定位置用鉆機(jī)或手鉆鉆孔到要求的深度，孔徑一般為 55～100mm，并探測(cè)地質(zhì)情況，然后在孔內(nèi)插入直徑 38～50mm的注漿射管，管底部 1.0～1.5m 管壁上鉆有注漿孔，在射管之外設(shè)有套管，在射管與套管之間用砂填塞。地基表面空隙用1:3 水泥砂漿或粘土、麻絲填塞，而后拔出套管，用壓漿泵漿水泥漿壓入射管而透入土層孔隙中，水泥漿應(yīng)連續(xù)一次壓入，不得中斷。灌漿先從稀漿開(kāi)始，逐漸加濃。灌漿次序一般把射管一次沉入整個(gè)深度后,自下而上分段連續(xù)進(jìn)行,分段拔管直至孔口為止。 灌漿宜間隙進(jìn)行,第 1 組孔灌漿結(jié)束后,再灌第 2 組、第 3 組。
4.灌漿完后，拔出灌漿管，留孔用 1：2 水泥砂漿或細(xì)砂礫石填塞密實(shí);亦可用原漿壓漿堵口。本設(shè)計(jì)要求注漿采用塑料管，封口高度不小于1500MM。
5.注漿充填率應(yīng)根據(jù)加固土要求達(dá)到的強(qiáng)度指標(biāo)、加固深度、注漿流量、土體的孔隙率和滲透系數(shù)等因素確定。飽和軟粘土的一次注漿充填率不宜大于 0.15～0.17。
6.注漿加固土的強(qiáng)度具有較大的離散性，加固土的質(zhì)量檢驗(yàn)宜采用靜力觸探法，檢測(cè)點(diǎn)數(shù)應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范要求。檢測(cè)結(jié)果的分析方法可采用面積積分平均法。
(三)質(zhì)量控制
1.施工前應(yīng)檢查有關(guān)技術(shù)文件(注漿點(diǎn)位置、漿液配比、注漿施工技術(shù) 參數(shù)，檢測(cè)要求等)，對(duì)有關(guān)漿液組成材料的性能及注漿設(shè)備也應(yīng)進(jìn)行檢查。
2.施工中應(yīng)經(jīng)常抽查漿液的配比及主要性能指標(biāo)、注漿的順序、注漿過(guò)程中的壓力控制等。
3.施工結(jié)束后應(yīng)檢查注漿體強(qiáng)度、承載力等。檢查孔數(shù)為總量的 2%～5%，不合格率大于或等于 20%時(shí)應(yīng)進(jìn)行2次注漿。檢驗(yàn)應(yīng)在15d(對(duì)砂土、黃土)或 60d(對(duì)粘性土)進(jìn)行。
4.水泥注漿地基的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如下表：
