摘要:注漿加固是根據(jù)地質(zhì)條件、注漿壓力及對(duì)土體的作用為基礎(chǔ)的地基加固方式,在我國(guó)被廣泛應(yīng)用于新老建筑物的地基處理中。面對(duì)近年來(lái)出現(xiàn)的許多注漿新工藝、新材料、新技術(shù),本文通過(guò)分析注漿加固的技術(shù)特點(diǎn),分別對(duì)高壓旋噴注漿法、靜壓注漿法的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行探討。
關(guān)鍵字:建筑;地基;注漿加固;高壓旋噴;靜壓注漿;
一、注漿加固的技術(shù)特點(diǎn)
注漿技術(shù)是指利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理,通過(guò)注漿管把具有流動(dòng)性、填充性、膠凝性的一種或幾種漿液材料,按一定的配比注入地基土中,漿液以充填、滲透和擠密等方式擠走土粒間的水分和空氣,使?jié){液與原來(lái)松散的土粒膠結(jié)成整體,從而提高原來(lái)土體的強(qiáng)度。
注漿方法按常規(guī)可以分為高壓旋噴注漿法和靜壓注漿法兩大類,這兩種注漿方法都可以應(yīng)用在地基加固工程中,有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件,
二、高壓旋噴注漿法的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用
高壓旋噴注漿是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆至土層的預(yù)定位置后,以高壓設(shè)備使?jié){液成為高壓流從噴嘴中噴射出來(lái),沖擊破壞土體,同時(shí)鉆桿以一定速度漸漸向上提升,將漿液與土粒攪拌混合,漿液凝固后在土中形成一個(gè)固結(jié)體,固結(jié)體呈圓柱狀,從而改善土的變形性質(zhì),提高地基的抗剪強(qiáng)度。同時(shí)也可組成閉合的帷幕,用于截?cái)嗟叵滤骱椭卫砹魃场?nbsp;
1、主要技術(shù)參數(shù)
(1)旋嘖樁直徑的確定
直徑一般為:單管法0.3m～0.8m;三重管法1.0m～2.0m;二重管法介于二者之間;多重管法可達(dá)2.0m～4.0m。
(2)樁位布置及樁間距
堵水防滲工程,最好按雙排或三排布孔,形成帷幕,間距為0.866R(R為旋噴樁設(shè)計(jì)直徑),排距為0.75R。加固地基,可采用矩形或梅花形布樁型式。間距以2R～3R為宜。
(3)地基承載力的確定
按復(fù)合地基進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,單樁承載力的確定,基本與鉆孔灌注樁相同,但須選用比灌汴樁更高的安全度。
2、漿液材料的要求
由于噴射注漿是靠高壓液流的沖擊力破壞土層并與土體混合構(gòu)成新的固結(jié)體的,因此,對(duì)漿液的要求與靜壓注漿有所不同,對(duì)材料種類、粘度、顆粒大小的要求不象靜壓注漿那樣嚴(yán)格。
(1)材料應(yīng)具有良好的可噴性
噴射注漿的漿液是通過(guò)噴嘴噴出,所以,漿液應(yīng)有較好的可噴陛,若漿液稠度過(guò)大,則可噴性差,往往會(huì)導(dǎo)致噴嘴及管道堵塞,同時(shí)還磨損高壓泵,使噴射難以進(jìn)行。
漿液基本上以水泥漿為主劑,摻入少量外加劑,一般水灰比為1:1～1.5:1,試驗(yàn)表明,水灰比愈大則可噴性愈好,但過(guò)大的水灰比會(huì)影響漿液的穩(wěn)定性。
(2)應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性
漿液穩(wěn)定性的好壞直接影響到固結(jié)體的質(zhì)量,為提高水泥漿液的穩(wěn)定性,可采取如下措施:不斷攪拌漿液;水泥的細(xì)度要求在標(biāo)準(zhǔn)篩上的篩余量不超過(guò)l5%;摻入少量外加劑能明顯提高漿液的穩(wěn)定性。
(3)氣泡少
若漿液帶有大量氣泡,固結(jié)硬化后就會(huì)有許多氣泡,從而降低噴射固體的密度,導(dǎo)致固結(jié)強(qiáng)度及抗?jié)B性能降低,因此,選用外加劑要慎重。
3、施工工藝
(1)施工機(jī)具
主要由鉆機(jī)和高壓發(fā)生設(shè)備兩大部分組成。
(2)施工順序
鉆機(jī)就位→鉆孔→插管→噴射作業(yè)→沖洗→移動(dòng)機(jī)具。
三、靜壓注漿法的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用
根據(jù)靜壓注漿對(duì)巖土層的作用方式可分為充填注漿、滲透注漿、壓密注漿和劈裂注漿。充填注漿是對(duì)巖土大孔隙的充填;滲透注漿是顆粒小的漿液在一定壓力下對(duì)巖土間隙的充填滲透;壓密注漿的結(jié)果是使巖土體在一定壓力下產(chǎn)生塑性變形,但不劈裂土體;劈裂注漿是在一定漿壓下使巖土體產(chǎn)生脈狀裂縫,由具有較高強(qiáng)度的脈狀漿體組成土體的骨架與周圍被加壓土體組成復(fù)合土體,從而加固地基。在加固處理土體中,上述四種方式總有一兩種以上方式互相作用土體,提高加固效果。
1、主要技術(shù)參數(shù)
(1)注漿壓力與注漿量
注漿壓力是注漿過(guò)程中的一個(gè)重要參數(shù),壓力過(guò)低,漿液攜帶的能量小,達(dá)不到注漿效果;壓力過(guò)高,將使地表出現(xiàn)冒漿,注漿量不足,也達(dá)不到很好的效果。因此,根據(jù)本工程地層確定注漿壓力為不小于0.4MPa,注漿量不小于195kg/m。當(dāng)附近地面冒漿或壓力大于2.0MPa時(shí),可以終止注漿。
(2)漿液配合比
漿液的水灰比受地層地下水力條件的影響甚大。地層地下水與外界聯(lián)系密切,且水有流動(dòng)現(xiàn)象,宜采用雙液注漿及時(shí)凝結(jié)。漿液由水泥+水玻璃調(diào)制而成,水泥應(yīng)用325號(hào),水玻璃濃度為40Be’,水玻璃摻入量為水泥量的2%～4%。水灰比為0.67,有利于漿液的有效滲透。漿液流量按每m注入195kg水泥計(jì),冒漿時(shí)終止。
(3)確定漿液擴(kuò)散半徑
人工填土層:
取值:k=0.01 cm/s;β=3.1;h=40m;ro=3.2cm;n=0.42;t=600 s;求得:r=90cm。
(4)鉆孔深度及直徑
鉆孔深度設(shè)計(jì)為進(jìn)入③層粉質(zhì)粘土以下1.0m,上部注漿深度以構(gòu)筑物地下底板為準(zhǔn),底板埋深2.1m�？讖�32,花管長(zhǎng)2m,管眼4mm,沉管到位后由下而上進(jìn)行注漿。
(5)鉆孔布置
為達(dá)到良好的注漿效果,可先在構(gòu)造物外圍設(shè)置一灌漿幕墻。一方面阻斷幕墻內(nèi)外的水力聯(lián)系,另一方面阻斷幕墻內(nèi)注漿時(shí)漿液滲透出墻外。幕墻孔位按700×700間距沿構(gòu)筑物外軸線封閉布置。幕墻內(nèi)按長(zhǎng)方形布置孔位。
2、施工設(shè)備及材料
針對(duì)地層條件和設(shè)計(jì)要求,選擇的主要施工設(shè)備機(jī)具為改裝后XY一1型鉆機(jī),水泥漿、砂漿攪拌機(jī),壓漿機(jī),清水泵等配套設(shè)備;材料主要有水泥,砂、注漿花管等。
3、施工工藝
(1)施工順序
根據(jù)多臺(tái)機(jī)同時(shí)作業(yè)、現(xiàn)場(chǎng)施工條件、工程地質(zhì)條件和灌漿方法等,施工順序可采取從里往外的方式進(jìn)行。
(2)施工程序
鉆機(jī)及注漿設(shè)備就位→鉆孔→放注漿管并孔口封堵→攪漿→注漿→清洗→成孔
(3)施工技術(shù)要點(diǎn)
�、俪煽足@頭(Φ110mm)對(duì)準(zhǔn)孔位后,采取沖擊成孔的方法鉆進(jìn)。在雜填土中鉆進(jìn)時(shí),若孔壁不穩(wěn),可下入導(dǎo)管護(hù)壁;當(dāng)鉆進(jìn)到淤泥或淤泥質(zhì)土和粉、細(xì)砂時(shí),下入導(dǎo)管護(hù)壁,然后采取撈砂筒取砂成孔的方法直至下臥粘性土層。
�、诠酀{管安放及孔口封堵;灌漿管下端設(shè)置0.7m～1.0m長(zhǎng)且下端封口的花管,花管孔徑Φ8,孔隙率15%左右;在花管外壁包扎一層軟橡皮,以防流砂涌進(jìn)花管導(dǎo)致灌漿無(wú)法進(jìn)行。當(dāng)成孔達(dá)到預(yù)定深度后,將灌漿管下到位,再用水泥袋放人孔中水穩(wěn)層底部包裹灌漿管并接觸孔壁即“架橋”,然后投入粘土分層夯實(shí)至孔口。
�、蹟嚌{:先往攪拌漿筒內(nèi)注入預(yù)定的水量并開(kāi)動(dòng)攪漿機(jī)后,再逐漸加入425#普通硅酸鹽水泥直到預(yù)定的用量,攪拌3min―5min后將漿液通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)流到儲(chǔ)漿筒內(nèi)待灌。
�、芄酀{:灌漿采用自上而下孔口封閉分段純壓式灌漿方法,即自上而下鉆完一段灌注一段,直到預(yù)定孔深為止。灌漿段的長(zhǎng)度以雜填土和淤泥或淤泥質(zhì)土、粉、細(xì)砂厚度來(lái)確定;灌漿壓力采取二次或三次升壓法來(lái)控制,即灌漿開(kāi)始采用低壓(小于0.1MPa)或自流式灌漿,對(duì)雜填土而言,當(dāng)吸漿量較大時(shí)采取間歇灌漿或用砂漿灌注,終灌時(shí)的壓力要達(dá)到設(shè)計(jì)值;灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)執(zhí)行。
⑤封孔:灌漿結(jié)束后及時(shí)封孔,即第二灌漿段灌漿結(jié)束過(guò)半小時(shí)后,排除孔口封堵物,再往孔內(nèi)投入砂石直到水穩(wěn)層頂面,過(guò)24h后,若漿液下沉,再補(bǔ)充水灰比0.5的漿液至水穩(wěn)層頂面。
四、結(jié)論
綜上所述,在處理建筑物地基加固的過(guò)程中,多采用靜壓注漿和高壓旋噴注漿,漿材多采用水泥在沉降的不同部位,通過(guò)控制注漿參數(shù)即注漿壓力,漿液流速,注漿量和鉆孔深度等,可達(dá)到即加固基礎(chǔ),又糾偏不均勻沉降的目的。
參考文獻(xiàn)
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