軟土地基處理 4.3既有建(構(gòu))筑物地基加固與基礎(chǔ)托換技術(shù)

43既有建構(gòu)筑物地基加固與基礎(chǔ)托換技術(shù)431概述既有建構(gòu)筑物地基加固與基礎(chǔ)托換主要從三方面考慮一是通過將原基礎(chǔ)加寬，減小作用在地基土上的接觸壓力。雖然地基土強(qiáng)度和壓縮性沒有改變，但單位面積上荷載減小，地基土中附加應(yīng)力水平減小，可使原地基滿足建筑物對地基承載力和變形的要求?；蛘咄ㄟ^基礎(chǔ)加深，雖未改變作用在地基土上的接觸應(yīng)力，但由于基礎(chǔ)埋深加大，一者使基礎(chǔ)置入較深的好土層，再者加大埋深，地基承載力通過深度修正也有所增加。二是通過地基處理改良地基土體或改良部分地基土體，提高地基土體抗剪強(qiáng)度、改善壓縮性，以滿足建筑物對地基承載力和變形的要求，常用如高壓噴射注漿、壓力注漿以及化學(xué)加固、排水固結(jié)、壓密、擠密等技術(shù)。三是在地基中設(shè)置墩基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)等豎向增強(qiáng)體，通過復(fù)合地基作用來滿足建筑物對地基承載力和變形的要求，常用錨桿靜壓樁、樹根樁或高壓旋噴注漿等加固技術(shù)。有時可將上述幾種技術(shù)綜合應(yīng)用。432基礎(chǔ)加寬、加深技術(shù)有許多既有建筑物或改建增層工程，常因基礎(chǔ)底面積不足而使地基承載力或變形不滿足規(guī)范要求，從而導(dǎo)致既有建筑物開裂或傾斜；或由于基礎(chǔ)材料老化、浸水、地震或施工質(zhì)量等因素的影響，原有地基基礎(chǔ)已顯然不再適應(yīng)，一般常用基礎(chǔ)加寬托換，以增大基礎(chǔ)支承面積、加強(qiáng)基礎(chǔ)剛度、或增大基礎(chǔ)的埋置深度等。通常采用混凝土套或鋼筋混凝土套加固。當(dāng)采用混凝土套或鋼筋混凝土套時，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)施工要求1、基礎(chǔ)加大后剛性基礎(chǔ)應(yīng)滿足混凝土剛性角要求，柔性基礎(chǔ)應(yīng)滿足抗彎要求；2、為使新舊基礎(chǔ)牢固聯(lián)結(jié)，在灌注混凝土前應(yīng)將原基礎(chǔ)鑿毛并刷洗干凈，再涂一層高標(biāo)號水泥砂漿，沿基礎(chǔ)高度每隔一定距離應(yīng)設(shè)置錨固鋼筋；也可在墻腳或圈梁鉆孔穿鋼筋，再用環(huán)氧樹脂填滿，穿孔鋼筋須與加固筋焊牢；3、對加套的混凝土或鋼筋混凝土的加寬部分，其地基上應(yīng)鋪設(shè)的墊料及其厚度，應(yīng)與原基礎(chǔ)墊層的材料及厚度相同，使加套后的基礎(chǔ)與原基礎(chǔ)的基底標(biāo)高和應(yīng)力擴(kuò)散條件相同和變形協(xié)調(diào)；4、對條形基礎(chǔ)應(yīng)按長度1520M劃分成許多單獨(dú)區(qū)段，分別進(jìn)行分批、分段、間隔施工，決不能在基礎(chǔ)全長挖成連續(xù)的坑槽和使全長上地基土暴露過久，以免導(dǎo)致地基土浸泡軟化，使基礎(chǔ)隨之產(chǎn)生很大的不均勻沉降。5、當(dāng)原基礎(chǔ)承受中心荷載時，可采用雙面加寬；當(dāng)原基礎(chǔ)承受偏心荷載，或受相鄰建筑基礎(chǔ)條件限制，或?yàn)槌两悼p處的基礎(chǔ)，或?yàn)榱瞬挥绊懯覂?nèi)正常使用時，可在單面加寬原基礎(chǔ)；亦可將柔性基礎(chǔ)改為剛性基礎(chǔ)；也可將條形基礎(chǔ)擴(kuò)大成片筏基礎(chǔ)。若根據(jù)驗(yàn)算原地基承載力和變形不能滿足規(guī)范要求時，除了可采用基礎(chǔ)加寬的托換方法外，尚可將基礎(chǔ)落深在較好的新持力層上的坑式托換加固方法，也稱為墩式托換?？邮酵袚Q基礎(chǔ)施工步驟1、在貼近被托換的基礎(chǔ)側(cè)面，由人工開挖一個長寬為12M09M的豎向?qū)Э樱⑼诘奖仍谢A(chǔ)底面下再深15M處；2、再將導(dǎo)坑橫向擴(kuò)展到直接的基礎(chǔ)下面，并繼續(xù)在基礎(chǔ)下面開挖到所要求的持力層標(biāo)高；3、采用現(xiàn)澆混凝土澆筑已被開挖出來的基礎(chǔ)下的挖坑體積形成墩子。但在離原有基礎(chǔ)底面8CM處停止?jié)沧ⅲB(yǎng)護(hù)一天后，再將11干硬性水泥砂漿放進(jìn)8CM的空隙內(nèi)，充分搗實(shí)成填充層；4、用同樣步驟，再分段分批的挖坑和修筑墩子，直至全部托換基礎(chǔ)的工作完成為止。433錨桿靜壓樁技術(shù)錨桿靜壓樁是錨桿和靜力壓樁兩項(xiàng)技術(shù)巧妙結(jié)合而形成的一種樁基施工新工藝，它是對需進(jìn)行地基基礎(chǔ)加固的既有建筑物基礎(chǔ)上按設(shè)計(jì)開鑿壓樁孔和錨桿孔，用粘結(jié)劑埋好錨桿，然后安裝壓樁架與建筑物基礎(chǔ)連為一體，并利用既有建筑物自重作反力，用千斤頂將預(yù)制樁段壓人土中，樁段間用硫磺膠泥或焊接連接。當(dāng)壓樁力或壓人深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，將樁與基礎(chǔ)用微膨脹混凝土澆注在一起，樁即可受力，從而達(dá)到提高地基承載力和控制沉降的目的。錨桿靜壓樁施工機(jī)具簡單，施工作業(yè)面小，施工方便靈活，技術(shù)可靠，效果明顯，施工時無振動，無污染，對原有建筑物里生活或生產(chǎn)秩序影響小。錨桿靜壓樁適用范圍廣，可適用于粘性土、淤泥質(zhì)土、雜填土、粉土、黃土等地基。錨桿靜壓樁技術(shù)除應(yīng)用于已有建筑物地基加固外，也應(yīng)用于新建建構(gòu)筑物基礎(chǔ)工程。在鬧市區(qū)舊城改造中，限于周圍交通條件難以運(yùn)進(jìn)打樁設(shè)備，或施工場所很窄，打樁施工工作面不夠時，可采用錨桿靜壓樁技術(shù)進(jìn)行樁基施工。在施工設(shè)備短缺地區(qū)，無打樁設(shè)備，也可用錨桿靜壓樁技術(shù)進(jìn)行樁基施工。對于新建建筑物，在基礎(chǔ)施工時可按設(shè)計(jì)預(yù)留壓樁孔和預(yù)埋錨桿，待上部結(jié)構(gòu)施工至34層時，再利用建筑物自重作為壓樁反力開始壓樁。錨桿靜壓樁的壓樁施工應(yīng)遵循下述各點(diǎn)1、根據(jù)壓樁力大小選定壓樁設(shè)備及錨桿直徑，對觸變性土粘性土，壓樁力可取1315倍的單樁容許承載力，對非觸變性土砂土，壓樁力可取2倍的單樁容許承載力；2、壓樁架要保持垂直，應(yīng)均衡擰緊錨固螺栓的螺帽，在壓樁施工過程中，應(yīng)隨時擰緊松動的螺帽；3、樁段就位必須保持垂直，不得偏壓。當(dāng)壓樁力較大時，樁頂應(yīng)墊34CM厚的麻袋，其上墊鋼板再進(jìn)行壓樁，防止樁頂壓碎；4、壓樁施工時不宜數(shù)臺壓樁機(jī)同時在一個獨(dú)立柱基上施工。施工期間，壓樁力總和不得超過既有建筑物的自重，以防止基礎(chǔ)上抬造成結(jié)構(gòu)破壞；5、壓樁施工不得中途停頓，應(yīng)一次到位。如不得已必須中途停頓時，樁尖應(yīng)停留在軟弱土層中，且停歇時間不宜超過24小時；6、采用硫磺膠泥接樁時，上節(jié)樁就位后應(yīng)將插筋插人插筋孔內(nèi)，檢查重合無誤，間隙均勻后，將上節(jié)樁吊起L0CM，裝上硫磺膠泥夾箍，澆注硫磺膠泥，并立即將上節(jié)樁保持垂直放下，接頭側(cè)面應(yīng)平整光滑，上下樁面應(yīng)充分粘結(jié)，待接樁中的硫磺膠泥固化后一般氣溫下，經(jīng)五分鐘硫磺膠泥即可固化，才能開始繼續(xù)壓樁施工。當(dāng)環(huán)境溫度低于5時，應(yīng)對插筋和插筋孔作表面加溫處理；7、熬制硫磺膠泥的溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在140145范圍內(nèi)，澆注時溫度不得低于140；8、采用焊接接樁時，應(yīng)清除表面鐵銹，進(jìn)行滿焊，確保質(zhì)量；9、樁與基礎(chǔ)的連接即封樁是整個壓樁施工中的關(guān)鍵工序之一，必須認(rèn)真進(jìn)行；10、壓樁施工的控制標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)以設(shè)計(jì)最終壓樁力為主，樁入土深度為輔加以控制。434樹根樁技術(shù)樹根樁是一種小直徑鉆孔灌注樁，其直徑通常為100MM250MM，有時也有采用300MM。先利用鉆機(jī)鉆孔，滿足設(shè)計(jì)要求后，放人鋼筋或鋼筋籠，同時放人注漿管，用壓力注入水泥漿或水泥砂漿而成樁，亦可放人鋼筋籠后再灌人碎石，然后注入水泥漿或水泥砂漿而成樁。小直徑鉆孔灌注樁也有人稱為微型樁。小直徑鉆孔灌注樁可以豎向、斜向設(shè)置，網(wǎng)狀布置如樹根狀，故稱為樹根樁。樹根樁技術(shù)的特點(diǎn)是機(jī)具簡單，施工場地??；施工時振動和噪音小，施工方便；施工時因樁孔很小，故而對墻身和地基土都不產(chǎn)生任何次應(yīng)力，所以托換加固時不存在對墻身有危險(xiǎn)；也不擾動地基土和干擾建筑物的正常工作情況；樹根樁適用于碎石土、砂土、粉土、粘性土、濕陷性黃土和巖石等各類地基土；樹根樁不僅可承受豎向荷載，還可承受水平向荷載。壓力注漿使樁的外側(cè)與土體緊密結(jié)合，使樁具有較大的承載力。樹根樁加固地基的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容與樹根樁在地基加固中的效用有關(guān)，應(yīng)視工程情況區(qū)別對待。樹根樁一般為摩擦樁，與地基土體共同承擔(dān)荷載，可視為剛性樁復(fù)合地基。對于網(wǎng)狀樹根樁，可視為修筑在土體中的三維結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時以樁和土間的相互作用為基礎(chǔ)，由樁和土組成復(fù)合土體的共同作用，將樁與土圍起來的部分視為一個整體結(jié)構(gòu)，其受力猶如一個重力式擋土結(jié)構(gòu)一樣。樹根樁與樁間土共同承擔(dān)荷載，樹根樁的承載力發(fā)揮還取決于建筑物所能容許承受的最大沉降值。容許的最大沉降值愈大，樹根樁承載力發(fā)揮度愈高。容許的最大沉降值愈小，樹根樁承載力發(fā)揮度愈低。承擔(dān)同樣的荷載，當(dāng)樹根樁承載力發(fā)揮度低時，則要求設(shè)置較多的樹根樁數(shù)。樹根樁施工時如不下套管會出現(xiàn)縮頸或塌孔現(xiàn)象時，應(yīng)將套管下到產(chǎn)生縮頸或塌孔的土層深度以下；注漿時注漿管的埋設(shè)應(yīng)離孔底標(biāo)高200MM，從開始注漿起，對注漿管要進(jìn)行不定時的上下松動，在注漿結(jié)束后要立即拔出注漿管，每拔1M必須補(bǔ)漿一次，直至拔出為止；注漿施工時應(yīng)防止出現(xiàn)穿孔和漿液沿砂層大量流失的現(xiàn)象，可采用跳孔施工、間歇施工或增加速凝劑摻量等措施來防范；額定注漿量應(yīng)不超過按樁身體積計(jì)算量的3倍，當(dāng)注漿量達(dá)到額定注漿量時應(yīng)停止注漿；注漿后由于水泥漿收縮較大，故在控制樁頂標(biāo)高時，應(yīng)根據(jù)樁截面和樁長的大小，采用高于設(shè)計(jì)標(biāo)高510的施工標(biāo)高。435其他加固技術(shù)1、樁式托換樁式托換是包括所有采用樁的型式進(jìn)行托換的方法總稱，因而內(nèi)容十分廣泛，主要介紹坑式靜壓樁和預(yù)壓樁。1坑式靜壓樁坑式靜壓樁亦稱壓人樁或頂承靜壓樁是在已開挖的基礎(chǔ)下托換坑內(nèi)，利用建筑物上部結(jié)構(gòu)自重作支承反力，用千斤頂將預(yù)制好的鋼管樁或鋼筋混凝土樁段接長后逐段壓人土中的托換方法坑式靜壓樁亦是將千斤頂?shù)捻斏砗挽o壓樁技術(shù)融為一體的托換技術(shù)新方法?？邮届o壓樁適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、濕陷性土和人工填土，且有埋深較淺的硬持力層。當(dāng)?shù)鼗林泻休^多的大塊石、堅(jiān)硬粘性土或密實(shí)的砂土夾層時，由于樁壓人時難度較大，則應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)確定其適用與否?？邮届o壓樁的施工步驟1先在貼近被托換既有建筑物的一側(cè)，開挖一個長寬約15M10M的豎向?qū)Э?，直挖到比原有基礎(chǔ)底面下再深15M處；2再將豎向?qū)Э映瘷M向擴(kuò)展到基礎(chǔ)梁、承臺梁或基礎(chǔ)板下，垂直開挖長寬深約為08M05M18M的托換坑；3將樁用千斤頂逐節(jié)壓入土中，直至樁端到達(dá)設(shè)計(jì)深度或樁阻力滿足設(shè)計(jì)要求為止；4通過封頂和回填，將樁與既有基礎(chǔ)梁澆灌在一起，形成整體連接以承受荷載。對于采用鋼筋混凝土的靜壓樁，封頂和回填應(yīng)同時進(jìn)行，或先回填后封頂，即從坑底每層回填夯實(shí)至一定深度后，再支模在樁周圍澆灌混凝土；對于鋼管樁，一般不需在樁頂包混凝土，只需用素土或灰土回填夯實(shí)到頂；回填時通常在封頂混凝土里摻加膨脹劑或預(yù)留空隙后填實(shí)的方法在離原有基礎(chǔ)底面80MM處停止?jié)仓?，待養(yǎng)護(hù)一天后，再將11的干硬水泥砂漿塞進(jìn)80MM的空隙內(nèi)，用鐵錘錘擊短木，使在填塞位置的砂漿得到充分搗實(shí)成為密實(shí)的填充層。2預(yù)壓樁預(yù)壓樁的設(shè)計(jì)思路是針對坑式靜壓樁的施工存在局限而予以改進(jìn)的。亦即預(yù)壓樁能阻止坑式靜壓樁施工中在撤出千斤頂時壓入樁的回彈，阻止壓入樁回彈的方法是在撤出千斤頂之前，在被頂壓的樁頂與基礎(chǔ)底面之間加進(jìn)一個楔緊的工字鋼。預(yù)壓樁的施工方法，其前階段施工與坑式靜壓樁施工完全相同。即當(dāng)鋼管樁或預(yù)制鋼筋混凝土樁達(dá)到要求的設(shè)計(jì)深度，如果是鋼管樁管內(nèi)要灌注混凝土，則需待混凝土結(jié)硬后才能進(jìn)行預(yù)壓工作。一般要用兩個并排設(shè)置的液壓千斤頂放在基礎(chǔ)底和鋼管樁頂面間。兩個千斤頂間要有足夠的空位，以便將來安放楔緊的工字鋼鋼柱，兩個液壓千斤頂可由小液壓泵手搖驅(qū)動。荷載應(yīng)施加到樁的設(shè)計(jì)荷載的150為止。在荷載保持不變的情況下一小時內(nèi)沉降不增加才被認(rèn)為是穩(wěn)定的，然后截取一段工字鋼豎放在兩個千斤頂之間，再將鐵錘打緊鋼楔，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，只要轉(zhuǎn)移1015的荷載，就可有效地對樁進(jìn)行預(yù)壓，并阻止了壓人樁的回彈，此時千斤頂已停止工作，并可將其撤出。然后用干填法或在壓力不大的情況下將混凝土灌注到基礎(chǔ)底面，最后將樁頂與工字鋼柱用混凝土包起來，此時預(yù)壓樁施工才告結(jié)束。2、灌漿法1概述灌漿法是指利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過注漿管把漿液均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)人工控制一定時間后，漿液將原來松散的土?；蛄严赌z結(jié)成一個整體，形成一個結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”。灌漿法在我國煤炭、冶金、水電、建筑、交通和鐵道等部門都進(jìn)行了廣泛使用，并取得了良好的效果。其加固目的有以下幾方面1增加地基土的不透水性。防止流砂、鋼板樁滲水、壩基漏水和隧道開挖時涌水，以及改善地下工程的開挖條件；2防止橋墩和邊坡護(hù)岸的沖刷；3整治坍方滑坡，處理路基病害；4提高地基土的承載力，減少地基的沉降和不均勻沉降；5進(jìn)行托換技術(shù)，對古建筑的地基加固。2加固機(jī)理1漿液材料灌漿加固離不開漿材，而漿材品種和性能的好壞，又直接關(guān)系著灌漿工程的成敗、質(zhì)量和造價(jià)，因而灌漿工程界歷來對灌漿材料的研究和發(fā)展極為重視?，F(xiàn)在可用的漿材越來越多，尤其在我國，漿材性能和應(yīng)用問題的研究比較系統(tǒng)和深入，有些漿材通過改性使其缺點(diǎn)消除后，正朝理想漿材的方向演變。灌漿工程中所用的漿液是由主劑原材料、溶劑水或其它溶劑及各種外加劑混合而成。通常所提的灌漿材料是指漿液中所用的主劑。外加劑可根據(jù)在漿液中所起的作用，分為固化劑、催化劑、速凝劑、緩凝劑和懸浮劑等。A漿液材料分類漿液材料分類的方法很多，如按漿液所處狀態(tài)，可分為真溶液、懸浮液和乳化液；按工藝性質(zhì)，可分為單漿液和雙漿液；按主劑性質(zhì)，可分為無機(jī)系和有機(jī)系等。B漿液性質(zhì)灌漿材料的主要性質(zhì)包括分散度、沉淀析水性、凝結(jié)性、熱學(xué)性、收縮性、結(jié)石強(qiáng)度、滲透性和耐久性。A材料的分散度分散度是影響可灌性的主要因素，一般分散度越高，可灌性就越好。分散度還將影響漿液的一系列物理力學(xué)性質(zhì)。B沉淀析水性在漿液攪拌過程中，水泥顆粒處于分散和懸浮于水中的狀態(tài)，但當(dāng)漿液制成和停止攪拌時，除非漿液極為濃稠，否則水泥顆粒將在重力作用下沉淀，并使水向漿液頂端上升。沉淀析水性是影響灌漿質(zhì)量的有害因素。漿液水灰比是影響析水性的主要因素，研究證明，當(dāng)水灰比為10時，水泥漿的最終析水率可高達(dá)20。C凝結(jié)性漿液的凝結(jié)過程被分為兩個階段初期階段，漿液的流動性減少到不可泵送的程度；第二階段，凝結(jié)后的漿液隨的間而逐漸硬化。研究證明，水泥漿的初凝時間一般變化在24H，粘土水泥漿則更慢。由于水泥微粒內(nèi)核的水化過程非常緩慢，故水泥結(jié)石強(qiáng)度的增長將延續(xù)幾十年。D熱學(xué)性由于水化熱引起的漿液溫度主要取決于水泥類型、細(xì)度、水泥含量、灌注溫度和絕熱條件等因素。例如，當(dāng)水泥的比表面積由250M2/KG增至400M2/KG時，水化熱的發(fā)展速度將提高約60。當(dāng)大體積灌漿工程需要控制漿溫時，可采用低熱水泥、低水泥含量及降低拌和水溫度等措施。當(dāng)采用粘土水泥漿灌注時，一般不存在水化熱問題。E收縮性漿液及結(jié)石的收縮性主要受環(huán)境條件的影響。潮濕養(yǎng)護(hù)的漿液只要長期維持其潮濕條件，不僅不會收縮還可能隨時間而略有膨脹。反之，干燥養(yǎng)護(hù)的漿液或潮濕養(yǎng)護(hù)后又使其處于干燥環(huán)境中，就可能發(fā)生收縮。一旦發(fā)生收縮，就將在灌漿體中形成微細(xì)裂隙，使?jié){液效果降低，因而在灌漿設(shè)計(jì)中應(yīng)采取防御措施。F結(jié)石強(qiáng)度影響結(jié)石強(qiáng)度的因素主要包括漿液的起始水灰比、結(jié)石的孔隙率、水泥的品種及摻合料等，其中以漿液濃度最為重要。G滲透性與結(jié)石的強(qiáng)度一樣，結(jié)石的滲透性也與漿液起始水灰比、水泥含量及養(yǎng)護(hù)齡期等一系列因素有關(guān)。不論純水泥漿還是粘土水泥漿，其滲透性都很小。H耐久性水泥結(jié)石在正常條件下是耐久的，但若灌漿體長期受水壓力作用，則可能使結(jié)石破壞。C漿液材料選擇要求A漿液應(yīng)是真溶液而不是懸濁液。槳液粘度低，流動性好，能進(jìn)入細(xì)小裂隙。B漿液凝膠時間可從幾秒至幾小時范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)，并能準(zhǔn)確地控制，漿液一經(jīng)發(fā)生凝膠就在瞬間完成。C漿液的穩(wěn)定性好。在常溫常壓下，長期存放不改變性質(zhì)，不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)。D漿液無毒無臭。對環(huán)境不污染，對人體無害，屬非易爆物品。E漿液應(yīng)對注漿設(shè)備、管路、混凝土結(jié)構(gòu)物、橡膠制品等無腐蝕性，并容易清洗。F漿液固化時無收縮現(xiàn)象，固化后與巖石、混凝土等有一定粘接性。G漿液結(jié)石體有一定抗壓和抗拉強(qiáng)度，不龜裂，抗?jié)B性能和防沖刷性能好。H結(jié)石體耐老化性能好，能長期耐酸、堿、鹽、生物細(xì)菌等腐蝕，且不受溫度和濕度的影晌。I材料來源豐富、價(jià)格低廉。J漿液配制方便，操作容易。現(xiàn)有灌漿材料不可能同時滿足上述要求，一種灌漿材料只能符合其中幾頂要求。因此，在施工中要根據(jù)具體情況選用某一種較為合適的灌漿材料。3灌漿分類根據(jù)灌漿機(jī)理，灌漿法可分為下述幾類1滲透灌漿滲透灌漿是指在壓力作用下使?jié){液充填土的孔隙和巖石的裂隙，排擠出孔隙中存在的自由水和氣體，而基本上不改變原狀土的結(jié)構(gòu)和體積砂性土灌漿的結(jié)構(gòu)原理，所用灌漿壓力相對較小。這類灌漿一般只適用于中砂以上的砂性土和有裂隙的巖石。代表性的滲透灌漿理論有球形擴(kuò)散理論、柱形擴(kuò)散理論和袖套管法理論。2劈裂灌漿劈裂灌漿是指在壓力作用下，漿液克服地層的初始應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度，引起巖石和土體結(jié)構(gòu)的破壞和擾動，使其沿垂直于小主應(yīng)力的平面上發(fā)生劈裂，使地層中原有的裂隙或孔隙張開，形成新的裂隙或孔隙，漿液的可灌性和擴(kuò)散距離增大，而所用的灌漿壓力相對較高。對巖石地基，目前常用的灌漿壓力尚不能使新鮮巖體產(chǎn)生劈裂，主要是使原有的隱裂隙或微裂隙產(chǎn)生擴(kuò)張。對于砂礫石地基，其透水性較大，漿液摻入將引起超靜水壓力，到一定程度后將引起砂礫石層的剪切破壞，土體產(chǎn)生劈裂。對粘性土地基，在具有較高灌漿壓力作用下，土體可能沿垂直于小主應(yīng)力的平面產(chǎn)生劈裂，漿液沿劈裂面擴(kuò)散，并使劈裂面延伸。在荷載作用下地基中各點(diǎn)小主應(yīng)力方向是變化的，而且應(yīng)力水平不同，在劈裂灌漿中，劈裂縫的發(fā)展走向較難估計(jì)。3擠密灌漿擠密灌漿是指通過鉆孔在土中灌入極濃的漿液，在注漿點(diǎn)使土體擠密，在注漿管端部附近形成“漿泡”。當(dāng)漿泡的直徑較小時，灌漿壓力基本上沿鉆孔的徑向擴(kuò)展。隨著漿泡尺寸的逐漸增大，便產(chǎn)生較大的上抬力而使地面抬動。經(jīng)研究證明，向外擴(kuò)張的漿泡將在土體中引起復(fù)雜的徑向和切向應(yīng)力體系。緊靠漿泡處的土體將遭受嚴(yán)重破壞和剪切，并形成塑性變形區(qū)，在此區(qū)內(nèi)土體的密度可能因擾動而減??；離漿泡較遠(yuǎn)的土則基本上發(fā)生彈性變形，因而土的密度有明顯的增加。漿泡的形狀一般為球形或圓柱形。在均勻土中的漿泡形狀相當(dāng)規(guī)則，而在非均質(zhì)土中則很不規(guī)則。漿泡的最后尺寸取決于很多因素，如土的密度、濕度、力學(xué)性質(zhì)、地表約束條件、灌漿壓力和注漿速率等。有時漿泡的橫截面直徑可達(dá)1M或更大，實(shí)踐證明，離漿泡界面0320M內(nèi)的土體都能受到明顯的加密。擠密灌漿常用于中砂地基，粘土地基中若有適宜的排水條件也可采用。如遇排水困難而可能在土體中引起高孔隙水壓力時，這就必須采用很低的注漿速率。擠密灌漿可用于非飽和的土體，以調(diào)整不均勻沉降進(jìn)行托換技術(shù)，以及在大開挖或隧道開挖時對鄰近土進(jìn)行及加固。4電動化學(xué)灌漿電動化學(xué)灌漿是指在施工時將帶孔的注漿管作為陽極，用濾水管作為陰極，將溶液由陽極壓入土中，并通以直流電兩電極間電壓梯度一般采用0310V/CM，在電滲作用下，孔隙水由陽極流向陰極，促使通電區(qū)域中土的含水量降低，并形成滲漿通路，化學(xué)漿液也隨之流入土的孔隙中，并在土中硬結(jié)。因而電動化學(xué)灌漿是在電滲排水和灌漿法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種加固方法。但由于電滲排水作用，可能會引起鄰近既有建筑物基礎(chǔ)的附加下沉，這一情況應(yīng)予慎重注意。4設(shè)計(jì)計(jì)算1方案選擇灌漿方案的選擇一般應(yīng)遵循下述原則A灌漿目的如為提高地基強(qiáng)度和變形模量，一般可選用以水泥為基本材料的水泥漿、水泥砂漿和水泥水玻璃漿等，或采用高強(qiáng)度化學(xué)漿材，如環(huán)氧樹脂、聚氨酯以及以有機(jī)物為固化劑的硅酸鹽漿材等。B灌漿目的如為防滲堵漏時，可采用粘土水泥漿、粘土水玻璃漿、水泥粉煤灰混合物、丙凝、ACMS、鉻木素以及無機(jī)試劑為固化劑的硅酸鹽漿液等。C在裂隙巖層中灌漿一般采用純水泥漿或在水泥漿水泥砂漿中摻入少量膨潤土，在砂礫石層中或溶洞中可采用粘土水泥漿，在砂層中一般只采用化學(xué)漿液，在黃土中采用單液硅化法或堿液法。D對孔隙較大的砂礫石層或裂隙巖層中采用滲入性注漿法，在砂層灌注粒狀漿材宜采用水力劈裂法；在粘性土層中采用水力劈裂法或電動硅化法；矯正建筑物的不均勻沉降則采用擠密灌漿法。2灌漿標(biāo)準(zhǔn)所謂灌漿標(biāo)準(zhǔn)，是指設(shè)計(jì)者要求地基灌漿后應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量指標(biāo)。所用灌漿標(biāo)準(zhǔn)的高低，關(guān)系到工程量、進(jìn)度、造價(jià)和建筑物的安全。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)涉及的內(nèi)容較多，而且工程性質(zhì)和地基條件千差萬別，對灌漿的目的和要求很不相同，因而很難規(guī)定一個比較具體和統(tǒng)一的準(zhǔn)則，而只能根據(jù)具體情況作出具體的規(guī)定。一般有防滲標(biāo)準(zhǔn)、強(qiáng)度和變形標(biāo)準(zhǔn)和施工控制標(biāo)準(zhǔn)等。3漿材及配方設(shè)計(jì)原則地基灌漿工程對漿液的技術(shù)要求較多，可根據(jù)土質(zhì)和灌漿目的進(jìn)行選擇。一般應(yīng)優(yōu)先考慮水泥系漿材或通過灌漿試驗(yàn)確定。4漿液擴(kuò)散半徑的確定漿液擴(kuò)散半徑是一個重要的參數(shù)，它對灌漿工程量及造價(jià)R具有重要的影響。值應(yīng)通過現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)來確定。在沒有試驗(yàn)資料時，可按土的滲透系R數(shù)參照表4351確定。表4351按滲透系數(shù)選擇漿液擴(kuò)散半徑砂土雙液硅化法粉砂單液硅化法黃土單液硅化法滲透系數(shù)/MD1加固半徑/M滲透系數(shù)/MD1加固半徑/M滲透系數(shù)/MD1加固半徑/M210030403050304010303041020040605100406030504062050060810200608051006095080081020500810102009105孔位布置注漿孔的布置是根據(jù)漿液的注漿有效范圍，且應(yīng)相互重迭，使被加固土體在平面和深度范圍內(nèi)連成一個整體的原則決定的。6灌漿壓力的確定灌漿壓力是指不會使地表面產(chǎn)生變化和鄰近建筑物受到影響前提下可能采用的最大壓力。由于漿液的擴(kuò)散能力與灌漿壓力的大小密切相關(guān)，有人傾向于采用較高的灌漿壓力，在保證灌漿質(zhì)量的前提下，使鉆孔數(shù)盡可能減少。高灌漿壓力還能使一些微細(xì)孔隙張開，有助于提