壓力注漿在既有建構(gòu)筑物地基加固中的應(yīng)用
關(guān)鍵詞：壓力注漿,地基加固，水泥，滲透
1、工程及地質(zhì)概況
某市六中16號樓職工住宅樓位于朝陽路南、六中運動場北，該住宅樓建筑面積1600m2，底層框架結(jié)構(gòu)，為店面，2～6層為磚混結(jié)構(gòu)，為住宅，該樓開工日期1989年9月10日，竣工日期1991年6月21日，采用分層碾壓地基，獨立基礎(chǔ)。根據(jù)勘察地質(zhì)資料和現(xiàn)場鉆孔施工情況，建筑物基礎(chǔ)持力層落在經(jīng)分層碾壓的人工雜填土上，場地地下水為填土層所含的上層滯水，地下水主要受大氣降水和地表水的滲透補給，地下水位受季節(jié)性影響較大，穩(wěn)定水位埋深在1.00—4.00米之間。
該樓使用年限已有15年之久，這期間住戶反映從未發(fā)現(xiàn)過嚴重的墻體裂縫現(xiàn)象，在2005年7月下旬，緊臨場地東部，由于人工挖孔樁施工，隨著抽排水的增加，逐步發(fā)現(xiàn)該住宅樓的地基局部產(chǎn)生不均勻沉降，房屋墻體出現(xiàn)嚴重裂縫，已經(jīng)嚴重影響到該建筑物使用安全，場地地基必須進行加固補強處理。
2、產(chǎn)生事故的原因分析
該住宅樓地基下沉主要原因是東側(cè)新建房屋基礎(chǔ)型式采用人工挖孔樁，其距離該住宅樓太近，施工中的抽排水，造成了周圍土層內(nèi)產(chǎn)生了較大的水力坡度，水力坡度超過土體臨界水力坡度后，土體的浮重度小于自下而上的動水壓力，土顆粒成為懸浮于水中的懸浮顆粒，并可隨自由水一起被抽出土層，隨著抽水時間不斷進行，大量抽水使大量的細顆粒土被水流挾走，土體孔隙越來越大，造成土層松動甚至孔洞，土體強度大大降低，甚至坍塌，發(fā)展到一定程度后，該建筑物地基才會突然發(fā)生局部下沉，產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致墻體裂縫的發(fā)生。在禁止人工挖孔樁基施工抽排水行為后，墻體裂縫未見明顯發(fā)展。
3、地基處理方案的選取
由于人工挖孔樁的抽排水造成土層中的細顆粒流失，致使原夯實的人工雜填土層中的孔隙大大增大，強度大大降低，必須對人工雜填土層進行加固處理，使加固后的土體強度得到提高，保證建筑物地基不再下沉或均勻沉降。
經(jīng)對現(xiàn)場情況分析，該建筑物緊臨朝陽路，采用深挖換填的方案難以實施，采用錨桿靜壓樁成本較高，且場地施工條件有限。經(jīng)比較分析，決定采用壓力注漿對擾動的人工雜填土層進行補強處理，以提高地基強度，使地基達到穩(wěn)定的目的。
壓力注漿對擾動人工雜填土層的補強加固效應(yīng)可視為由滲透填充及擠密壓實兩部分組成。由于抽排水挾走土層的細顆粒，使土層中孔隙擴大成為較大的管路，漿液將通過這些通道向土層發(fā)生滲透，由此完成滲透過程。隨著注漿壓力的提高，注漿管出口處的“漿泡”作用也在形成，注漿壓力由“漿泡”向周圍土層傳遞擴散，從而使周圍附近的土層的擠密固結(jié)過程完成。
4、壓力注漿工藝和壓力注漿參數(shù)
4.1、注漿孔的布置
注漿孔主要沿建筑物的四周及獨立基礎(chǔ)上，見鉆孔壓力注漿施工平面布置圖，施工過程中采用先外圍后內(nèi)部，外圍按從北部到南部，最后東部的順序進行，室內(nèi)按先西部后東部，注漿順序按跳孔間隔注漿方法進行。
4.2、壓力注漿施工工藝流程
本次壓力注漿施工是根據(jù)某市六中16號職工住宅樓地基加固壓力注漿和部分墻體裂縫處理施工組織設(shè)計進行，施工工藝流程如下：
成孔利用XY—1鉆機干鉆或帶稀水泥漿鉆進成孔，鉆孔孔徑Φ110mm，深度為7.0～8.9米；成孔后安裝注漿管，注漿管采用內(nèi)徑Φ20mm的花管，注漿管底口下入至孔底0.5m處，采用孔口止?jié){，孔口用橡皮塞封死，防止水泥漿液從孔口外溢，橡皮塞與回漿管連接；孔口處外露注漿管0.3～0.5m與輸漿管連接,裝好壓漿管后進行配漿、注壓漿和閉漿，注漿采用BW—150型泥漿泵，注漿壓力為0.2—0.45Mpa，在達到設(shè)計注漿壓力要求穩(wěn)定一段時間后進行拆管。
4.3、壓力注漿材料
注漿材料采用某市重陽水泥實業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的“柳溪牌”普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號為P.O32.5，水泥經(jīng)送檢某市建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心，檢測為合格后方可使用，注漿用水為自來水，水灰比采用0.5—1.0，常用0.8，注漿遵循由稀至濃原則進行。
注漿時，開始選稀水泥漿液，其目的是清通管路，隨著管路的清通，水泥漿稠度亦同時加大，水灰比控制在0.4～0.5為宜。泥漿過稀，漿料顆粒易隨水流失，注漿量偏大，注漿效果不顯著，太稠，管道易于堵塞，注入擾動土層的漿料在土層中分布不均勻，加固效果亦不理想。
4.4、壓力注漿施工
注漿采用自下而上分段注漿法，按2.00米分段壓漿。注漿壓力為0.2—0.45Mpa，并對水泥用量值做好記錄。注漿時水泥漿液由稀至濃，單個注漿孔水泥用量最大為1500㎏（44號孔），水泥用量最小為150㎏（30號加孔）。
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(zhì)較密實的情況下，壓漿時在規(guī)定的壓力下，水泥漿液難于滲透時，適當(dāng)減少注漿量。
注漿過程中應(yīng)隨時觀察地面的情況，當(dāng)水泥漿液從孔口及其它地方冒出，應(yīng)暫停注漿，待水泥漿初凝后或采用其它封堵措施后再進行注漿。注漿施工中注漿壓力達到規(guī)定值（0.2—0.45Mpa）穩(wěn)定一段時間后，或單個孔注漿量小于1～2L.min時，繼續(xù)灌注30min后可結(jié)束注漿。
5、注漿效果評價
某市六中16號樓職工住宅樓地基加固壓力注漿工程于二00五年十二月十四日進場施工，至二00六年元月七日結(jié)束。鉆孔注漿前進行的標(biāo)準貫入試驗結(jié)果見表1，實測擊數(shù)3～8擊，修正擊數(shù)2.9～7.6擊。注漿施工二十天后，對較先進行注漿的部位進行了現(xiàn)場標(biāo)準貫入試驗檢測（見表2），實測擊數(shù)6～17擊，修正擊數(shù)6～15.4擊。根據(jù)鉆孔注漿前的標(biāo)準貫入試驗結(jié)果和鉆孔注漿后的標(biāo)準貫入試驗結(jié)果對比，鉆孔注漿后標(biāo)準貫入原位測試指標(biāo)大大高于注漿前標(biāo)準貫入原位測試指標(biāo)；從鉆孔取芯情況來看，通過注漿加固后，水泥漿體在地基人工雜填土層中的裂縫及孔洞得到充填、固結(jié)，從而改善了地基土的結(jié)構(gòu)，增加了地基土的強度，提高了地基承載力。由于本工程的現(xiàn)場標(biāo)準貫入試驗檢測是在注漿二十天后進行的，經(jīng)注漿處理的土層尚未完全固結(jié)，考慮到注漿的“時效”作用，地基的后期強度還將提高，本次壓力注漿達到了地基加固的目的。
在注漿施工前后及注漿后為期一年多的沉降觀測，根據(jù)對設(shè)立的6個沉降觀測點連續(xù)進行了11次沉降觀測，其結(jié)果見建設(shè)工程沉降觀測記錄表(表3)。根據(jù)沉降觀測結(jié)果，沉降主要表現(xiàn)為三個階段，第一階段為注漿期的沉降，表現(xiàn)為較大的沉降；第二階段為注漿后水泥固結(jié)階段的沉降，沉降仍在繼續(xù)但已漸趨穩(wěn)定，該沉降階段持續(xù)時間較長；第三階段為穩(wěn)定階段的沉降，沉降已經(jīng)平穩(wěn)，沉降量小或已沒有沉降。各觀測點累計沉降量在3.5～4.5㎜之間，地基不均勻沉降已經(jīng)得到控制，建筑物沉降量及沉降差也控制在允許范圍內(nèi)。
經(jīng)注漿施工后，經(jīng)一年多的觀察，墻體未出現(xiàn)新的裂縫現(xiàn)象和原有裂縫擴大的跡象，未發(fā)現(xiàn)異常，后經(jīng)過對建筑物的墻體裂縫進行處理后，原有住戶已重新入住。實踐表明，壓力注漿在既有建構(gòu)筑物地基加固中效果明顯,地基不均勻沉降行到有效控制，達到了預(yù)期效果。
6、結(jié)束語
壓力注漿在某市六中16號樓職工住宅樓地基加固工程的成功，表明壓力注漿在既有建構(gòu)筑物地基加固具有可行性，但在壓力注漿前后，原有建構(gòu)筑物表現(xiàn)為較大的沉降，因此，在確定采用壓力注漿對地基進行加固時，應(yīng)考慮地基沉降對既有建構(gòu)筑物的影響，并加強對既有建構(gòu)筑物監(jiān)控。
參考文獻
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