注漿加固處理地基技術(shù)

1、注漿加固處理地基技術(shù)摘要:南方某城市一紡織織造車間在投入使用不到 6個(gè)月時(shí)間里，廠房墻體出現(xiàn)裂 縫，且裂縫發(fā)展?jié)u趨于擴(kuò)大，以致最后嚴(yán)重到柱間支撐發(fā)生損壞， 嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu) 安全，形成質(zhì)量事故。后采取壓密注漿技術(shù)進(jìn)行地基處理，成功進(jìn)行加固。本文就此實(shí)例探討壓密注漿加固處理地基技術(shù)，供同行參考。關(guān)鍵詞:壓密注漿 地基處理一、工程概況1、該工程地質(zhì)情況：第一層為雜填土，厚度約0.71米，性能不穩(wěn)定；第二層為粉質(zhì)粘土層，厚度 0.50.8米，壓縮模量4MPa,地基承載力特征 值 80Kpa；第三層為淤泥質(zhì)土，厚度 1825米，壓縮模量2MPa，地基承載力特征值60Kpa；第四層為粘土層，壓縮模量11MP

2、a,地基承載力特征值180Kpa；2、設(shè)計(jì)情況：該工程為兩棟建筑面積均為5360平方米廠房，結(jié)構(gòu)形式為單層雙跨鋼結(jié)構(gòu)， 跨度30米，柱距為6.8米，檐口高度5.5米?；A(chǔ)為鋼筋砼條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深 1.6米，基礎(chǔ)持力層選用粉質(zhì)粘土或淤泥質(zhì)土層。主體結(jié)構(gòu)為輕型鋼結(jié)構(gòu)柱、梁,墻面、屋面均為彩板結(jié)構(gòu)。3、施工情況；該項(xiàng)目為4月份開(kāi)工建設(shè)，同年9月份投產(chǎn)使用，工程進(jìn)度較快。在施工過(guò) 程中，因業(yè)主要求，設(shè)計(jì)院出具設(shè)計(jì)變更，墻面彩板改為砼砌塊。由于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 早已完成，故設(shè)計(jì)院未對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)作任何修改。、質(zhì)量事故調(diào)查1、現(xiàn)場(chǎng)情況廠房?jī)?nèi)外墻體發(fā)生嚴(yán)重開(kāi)裂，局部裂縫達(dá)到10mm以上，雨天墻面、屋面泛水處滲漏厲害次

3、年7月上旬，因沉降不均勻?qū)е乱惶幹g支撐 25圓鋼與連接板之間連 接焊縫破壞。2、沉降觀測(cè)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)裂縫形狀分析，是由于工程不均勻沉降導(dǎo)致。根據(jù)施工單位施工過(guò) 程中沉降觀測(cè)資料看，沉降較為均勻。而交工后因未安排跟蹤測(cè)量，沉降觀測(cè)資 料缺失。首先安排沉降觀測(cè)，由于原沉降觀測(cè)點(diǎn)已隨主體結(jié)構(gòu)變形或在廠區(qū)配套道 路、綠化施工中破壞，故本次測(cè)量直接測(cè)量鋼柱柱腳鋼板，每柱均測(cè)量出高程。 由于設(shè)計(jì)上鋼柱腳標(biāo)高一致，故可以直接得出相對(duì)高程差。根據(jù)測(cè)量結(jié)果，相鄰鋼柱高程差普遍在50mm左右，而相鄰柱最大高差竟然 達(dá)到110m m,同一棟建筑物柱腳之間最大高差為 220mm。3、事故原因調(diào)查分析(1) 為片面追求經(jīng)

4、濟(jì)化，設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)約，設(shè)計(jì)為軟弱地基，而基礎(chǔ)施工時(shí) 期為四五月，正是南方多雨季節(jié)，對(duì)地基土擾動(dòng)可能性很大，從而可能影響了 地基承載力；(2) 因業(yè)主要求，墻面設(shè)計(jì)變更，增加荷載較多，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)未能相應(yīng)調(diào)整；(3) 施工單位片面追求工期，防止地基土擾動(dòng)措施不足，全部機(jī)械開(kāi)挖， 未能預(yù)留300厚土層人工開(kāi)挖，可能影響了地基承載力；(4) 施工單位交工后，業(yè)主單位自行安排結(jié)構(gòu)吊頂，增加了建筑荷載；(5) 織造針?biāo)髾C(jī)無(wú)專門(mén)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，其直接安裝在砼地坪上。織造針?biāo)髾C(jī)安 裝后，多臺(tái)機(jī)共同工作，輕微持續(xù)震動(dòng)，可能導(dǎo)致地面下淤泥質(zhì)土擾動(dòng)、輕微液 化、互相擠壓，對(duì)建筑基礎(chǔ)產(chǎn)生應(yīng)力；(6) 廠區(qū)及周邊園區(qū)開(kāi)工建設(shè)或投

5、入使用后，雨、排水管線大量增加，場(chǎng) 地地下水位改變后恰在基礎(chǔ)持力層標(biāo)高左右，頻繁抽排水可能對(duì)地基土產(chǎn)生擾 動(dòng)。三、事故處理根據(jù)測(cè)量結(jié)果，和業(yè)主方對(duì)裂縫開(kāi)展情況匯報(bào)說(shuō)明，分析交工后經(jīng)過(guò)十個(gè)月 時(shí)間沉降尚未穩(wěn)定，根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范( GB50007-2002)“ 534” 條要求，不符合相鄰柱基沉降差 0.003L的有82跨，占總跨數(shù)94跨的87.2%， 現(xiàn)有變形已遠(yuǎn)超出規(guī)范要求，鋼結(jié)構(gòu)已因此產(chǎn)生變形、形成內(nèi)應(yīng)力，必須立即進(jìn) 行結(jié)構(gòu)加固處理，以保證結(jié)構(gòu)安全。由于該項(xiàng)目已投產(chǎn)，車間內(nèi)設(shè)備較多，考慮不搬遷設(shè)備、不停產(chǎn)加固方案為 宜。綜合比較，只能確定壓密注漿處理方案。壓密注漿原理：壓密注漿是采用

6、液壓或氣壓方式，通過(guò)注漿管把漿液均勻注入土層， 趕走原 土層中水分或空氣，并使土層變形，漿液將原土層松散顆粒和裂隙膠結(jié)成新的結(jié) 合體，提高原土層承載力和壓縮模量，起到地基加固作用。采用壓密注漿方案，在車間內(nèi)部施工時(shí)，只要拉入注漿管，可在設(shè)備之間間 隙處空地布孔、注漿，其余設(shè)備均在室外，生產(chǎn)設(shè)備不需搬遷，因此成本較低。三、壓力注漿施工設(shè)計(jì)1、需處理基礎(chǔ)的選定該鋼結(jié)構(gòu)單層廠房，柱距 6.800m、跨度30m、抗風(fēng)柱柱距7.500m,相鄰柱 跨數(shù)94跨。以相鄰柱不均勻沉降量差不超過(guò) 3%。作為選定需處理基礎(chǔ)的主要指 標(biāo)，第一批選定對(duì)沉降量大的24個(gè)柱基部位進(jìn)行壓力注漿，其余基礎(chǔ)計(jì)劃在沉 降差減小后第

7、二次處理。加固的土層為基礎(chǔ)底板以下4米內(nèi)的土層，考慮沉降影響，加固的土層應(yīng)為 自室內(nèi)地坪以下1.8005.800m 土層。2、注漿設(shè)備選擇(1) 兩臺(tái)SYB50型液壓注漿泵；(2) 兩套注漿管：均為 25X 4無(wú)縫鋼管，每節(jié)管長(zhǎng)1.5m，兩端有絲扣供 連接。其中一節(jié)為帶孔眼管，頂端有圓錐管尖，其作為第一節(jié)注漿管；(3) 灰漿攪拌機(jī)一臺(tái)；(4) 與注漿管配套、連接注漿泵與注漿管高壓輸送膠管兩套，每套長(zhǎng)40 米左右；(5) 配套電動(dòng)地質(zhì)鉆孔機(jī)一臺(tái)。3、壓力注漿布管柱基四周按梅花型布置雙排壓力注漿管， 所布管點(diǎn)管距約1米，兩排管排距 約0.8米，內(nèi)排管距離基礎(chǔ)邊約200mm布置。每管點(diǎn)打入雙管，雙管

8、間距100200mm左右，一套管注水泥漿液，另一套管注水玻璃漿液4、壓力注漿施工(1) 壓力注漿的施工工藝壓力注漿施工工序：鉆孔一清管一打管一注漿一拔管一清管。a、鉆孔：電動(dòng)鉆孔機(jī)在布孔位置鉆孔，鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高；b、清管：注水清理膠管、無(wú)縫鋼管，檢查能否保證注漿通暢；c、打管：分次按設(shè)計(jì)要求，將無(wú)縫鋼管插至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置；d、注漿：灰漿攪拌機(jī)攪拌水泥漿，吸入注漿泵內(nèi)，通過(guò)膠管，注入無(wú)縫鋼 管。水玻璃則放入容器，加入另一臺(tái)注漿泵。壓密注漿按先注漿外排、后注漿內(nèi)排，按先外后內(nèi)的順序進(jìn)行組織，內(nèi)外排 注漿間隔時(shí)間大于24小時(shí)。這樣施工，外排管注漿后形成新的結(jié)合體擋墻，避 免內(nèi)排管注漿時(shí)在壓力作用下漿體外

9、溢，更加保證注漿效果。外排管壓力注漿：壓力注漿應(yīng)自上而下進(jìn)行，這樣使?jié){體分布均勻，且漿體 不易外冒。故先鉆孔深度至室內(nèi)地坪以下5.8m,后打管。壓力注漿自上而下，從室內(nèi)地坪以下2.3m開(kāi)始注漿，每往下500mm左右注漿一次，計(jì)注漿八次。如果在設(shè)計(jì)壓力的注漿過(guò)程中發(fā)生冒漿現(xiàn)象，注漿順序改為跳孔注漿施工， 或暫停一下等漿體固結(jié)后再施工。內(nèi)排管壓力注漿：內(nèi)排注漿管鉆孔打管時(shí)，注漿管應(yīng)斜入基礎(chǔ)底板以下。其 斜入的角度根據(jù)基礎(chǔ)的寬度來(lái)確定。本工程基礎(chǔ)3.5mx 4m故斜管進(jìn)入基礎(chǔ)約1.5m (-5.8m標(biāo)高處)左右，壓力注漿自上而下，注漿方法同外排管壓力注漿。如基礎(chǔ)地面尺寸過(guò)大，可考慮在基礎(chǔ)周邊另增加一

10、排注漿管，斜入基底注漿。 或在基礎(chǔ)面上鉆孔，鉆至持力土層，再打管注漿加固。水泥漿液注漿、水玻璃注漿液基本同時(shí)注入，已達(dá)到促使水泥漿速凝作用。水玻璃溶液灌注速度根據(jù)水玻璃消耗數(shù)量控制， 水玻璃用量約占水泥重量的 2%左右。而水玻璃溶液灌注速度又與灌漿壓力、土層凝結(jié)狀況有關(guān)，故現(xiàn)場(chǎng)需 不時(shí)調(diào)節(jié)水玻璃注漿壓力。e、拔管：每孔注漿完成后隨即安排拔管，以防止管孔堵塞，一般間歇時(shí)間 不超過(guò)10分鐘；f、清管：當(dāng)不能連續(xù)施工時(shí)，須立即對(duì)管道沖洗，防止膠結(jié)堵管，一般間 歇時(shí)間不超過(guò)2小時(shí)。(2) 漿液要求一套注漿泵注水泥漿液，水泥為 PO32.5R、水灰比為1:1。另一套注漿泵注水玻璃溶液，作為速凝劑。水玻璃

11、溶液模數(shù)2.5左右，濃度40Be'。(3) 注漿壓力注漿壓力選擇以不破壞四周地坪、綠化帶、道路為選擇，如果發(fā)生冒孔現(xiàn)象， 則影響注漿效果。注漿壓力國(guó)內(nèi)沒(méi)有相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，參照地基處理書(shū)中推薦美國(guó)ASCE規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，一般注漿壓力選擇為作用面積范圍土層自重的2倍左右。在-2.3m標(biāo)高注漿時(shí)，覆土厚度2.3m, 土質(zhì)地基土壓力每米20KPa,上部覆 土考慮45度擴(kuò)散效應(yīng)。在-2.3m標(biāo)高時(shí)，作用范圍(棱臺(tái)型)土的自重：N= 1/3 X 1 X 1+3.3 X 3.3+ V (1X 1X 3.3 X 3.3 ) X 2.3 X 20=232.9KN每平方米土的自重壓力0.23 Mpa，故對(duì)于外排

12、管，打管深度自室內(nèi)地坪以 下2.3m時(shí)，注漿壓力設(shè)計(jì)為0.5Mpa。而注漿過(guò)程中，注漿的壓力是變化的，地基處理書(shū)中介紹“在一般情況 下每深1m壓力增加2050Kpa”，故每下降0.5m注漿時(shí)，壓力設(shè)計(jì)選擇增加 0.02Mpa。對(duì)于內(nèi)排管，考慮上部基礎(chǔ)自重，且四周土層以加固，其作用反力直接作用 基礎(chǔ)底面，注漿時(shí)以不冒漿為準(zhǔn)，注漿壓力可調(diào)高20%，初始注漿壓力選擇0.6Mpa左右，每下降0.5m，壓力設(shè)計(jì)選擇增加0.02Mpa。(4) 水泥用量：本地區(qū)水泥粉噴樁處理淤泥質(zhì)土層地基經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：置換率 0.2左右，地基處 理后承載力達(dá)到100130KPa,每米土層水泥用量約5560kg。參照此經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，

13、 對(duì)于外排管，本工程按每500mm厚土層注漿一次、水泥用量在 30kg左右控制。而內(nèi)排管壓密注漿后的效果，將直接改善基底持力層的強(qiáng)度，提高土層壓縮 模量，故水泥用量考慮適當(dāng)提高 15%左右。本工程在4.7mX5.2m作用范圍內(nèi)， 內(nèi)排布管16根，經(jīng)計(jì)算按每500mm厚土層注漿一次、水泥用量在 40kg左右控 制。四、后續(xù)施工1、在第一批24個(gè)柱基加固完成后，每10天測(cè)量一次，發(fā)現(xiàn)已處理地基沉降速度明顯下降，一個(gè)月后沉降基本為零，相鄰柱沉降差逐漸減小，地基加固效 果顯著。三個(gè)月后，大部分柱相鄰沉降差控制在跨度 3%。以內(nèi)，有16跨相鄰柱 沉降差在35%之間；2、3個(gè)月后，對(duì)未處理的柱基礎(chǔ)、條基進(jìn)行處理。采取沿柱基、條基周邊布置兩排壓力注漿管同時(shí)進(jìn)行處理的方式。管孔間距1米、排距0.8米，注漿方法同前；3、安排鋼結(jié)構(gòu)施工單位對(duì)屋面鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行仔細(xì)檢查，對(duì)變形構(gòu)件進(jìn)行更換 或加固；4、安排土建單位對(duì)開(kāi)裂墻體進(jìn)行修補(bǔ)，防滲處理，重新抹灰，涂刷涂料。五、加固后效果該工程地基加固處理后已超過(guò)兩年，后施工的墻體墻面完整，未發(fā)現(xiàn)明顯裂 縫，無(wú)滲漏現(xiàn)象。該工程在