注漿技術在建筑軟基加固中的應用情況

注漿技術在建筑軟基加固處理中的應用一、注漿法概述：1、定義：注漿法是一種人為地把具有充填、膠結性質的材料注入到巖土體的裂隙或空隙中，以增加其強度或密實性的施工方法。注漿法的核心和實質為，通過漿體的充填、擠壓、膠結、凝固、固結等作用，增加有關土體的密實度、強度及穩(wěn)定性。因此，在日本把注漿稱為“土質穩(wěn)定”（SoilStabilization）而歐美稱之“地基處理”（SoilTreatment）或“地基加固”（SoilImprovement）。2、目地和應用范圍：注漿目地：巖土體及構筑物的加固、堵水與防滲應用范圍：a堤、壩灌漿工程b地鐵、遂道、礦山灌漿工程c房屋、高速公路、橋梁灌漿工程d樁底注漿及提高混凝土灌注樁標號等3、注漿材料：注漿材料現(xiàn)今已有多品種、多系列，粗劃分為：水泥漿、化學漿，或分為顆粒性漿材、溶液性漿材。4、注漿加固原理從注漿原理上分類如表2。從注漿作用機理上可大體劃分為、充填注漿、滲透注漿、劈裂注漿、層間注漿（接觸注漿）、攪拌注漿（高壓旋噴注漿、深層攪拌注漿、粉噴注漿）、壓密注漿（擠壓注漿、布袋注漿）等。二、軟基加固處理：1、軟基（土體）加固原理：通過鉆孔在土體中形成極濃的漿液，，在注漿點周圍使土體壓密而形成漿泡，當漿泡直徑較小時，注漿漿泡基本上沿鉆孔的徑向（即水平向）擴展，隨著漿泡尺寸的逐漸增大，便產生較大的上抬力使地面抬動。當合理的使用注漿壓力并造成適宜的上抬力，能使下沉的建筑物回升到相當精確的范圍。簡單的說，土體注漿是用濃漿置換和壓密土的過程，其過程以壓密（擠壓）作用為主，而以劈裂和滲透作用為輔的加固過程。壓密注漿技術是美國首先研究，并于本世紀50年代早期開始應用的。其應用領域日益廣泛。繼而該技術出口到日本及歐洲，應用范圍也逐步擴展。隨之提出一些新設計理論與原理研究。該技術被認為是革命性的。目前壓密注漿技術已進入其應用的第五個十年。在國內，壓密注漿技術也逐步被認識。十多年來，已廣泛地應用于工程實踐，取得驚人的進步。2、壓密注漿（compactiongrouting）技術特點：采用極稠和低活動性漿液在高壓泵（高達4Mpa）下注入到預定的位置，以增加軟弱、松散或擾動的土體密度。當選定適當?shù)牟牧虾妥{參數(shù)時，漿液可以形式以灌注點中心的規(guī)則和有控制的加固體，但在靠近地面處，注漿可能引起地面及相應結構物的抬動，類似于底板頂升（底鼓）現(xiàn)象。使用流動性太大的漿液可能引起土體的水力劈裂作用，從而使操作過程失去控制。所以加入粗骨料在流變學方面是有利的。注入速度保持在小于38L/min，以保證形成規(guī)則形狀的灌漿泡。綜上所述：壓密注漿有它的獨特要求：a、漿液極濃。水泥漿水灰比≤0.6。可摻入粉煤灰、砂等粗骨料，摻量20~200%.b、壓力較高，可控制在0-4Mpa。壓力控制是壓密注漿效果控制的主要因素。c、小泵量。8—30L/min。d、宜采用間歇、定量、循環(huán)、花管、下行、插管、袖閥法等施工方法。3、壓密注漿設計：a、加固半徑及深度：從壓密注漿原理得知：從注漿點向外擴散的漿泡在土體中引起復雜的徑向和切向應力體系變化。靠漿泡處土體，產生塑性變形。而離漿泡較遠的土體，則基本上以發(fā)生彈性變形。受之影響區(qū)域的土體密度有明顯增加。漿泡的最終尺寸決定了加固的有效半徑，它受到很多因素的影響，如土的密度，濕度，力學性質，地層的約束條件，注漿壓力，注漿速率，漿材性能及濃度，注漿順序，方式等等。通過大量研究和實踐可知，按壓密注漿技術要求進行施工，其加固半徑一般超過0.5m，并且在直徑2m以內的土體都受到明顯的壓密。所以，設計時，一般加固半徑可在0.5-1m間取值。對于粘性土和淤泥質土，加固半徑大致為R≥0.5m。加固深度應根據(jù)工程要求用土質情況而定，一般在3-7m之內。b、注漿量計算：Q=kvnc式中：Q——注漿總用量m3v——被加固土的體積m3n——土的孔隙率k——有效加固系數(shù)對于軟粘土取0.3-0.4粉細砂取0.4-0.5中粗砂取0.5-0.7礫砂取0.7-0.9c——修正系數(shù)含損失系數(shù)，取1.1-1.3經(jīng)驗數(shù)據(jù)，一般加固1m3土體，漿液量約為0.1-0.25m3。c、注漿方式：孔間距1-1.2m，排間距0.8-1m。壓密注漿施工一般采用下行法，分段注漿，段高0.5-1m。最好選擇分序施工。在多排施工中，應先施工外圈，后施工內圈，外圈封鎖邊界，內圈加壓加密，提高加固效果。注漿泵應采用流量可調的高壓泵，也可以采用循環(huán)式注漿。泵量嚴格控制小于40升/分。小泵量有利于規(guī)則的有控制的加固體。d、注漿效果及檢測：從有關資料得知：通過壓密注漿進行軟土加固處理，土體密度可增加10-20%，土體承載力可提高3倍左右，土力學性能全面改善。抗?jié)B系數(shù)可提高兩個級別。檢測方法：a、動力觸探：用N10型輕型動力觸探，從擊數(shù)換算為承載力。b、沉降觀測或傾斜觀測。c、取樣作注漿前后、不同齡期的土工試驗，全面了解注漿前后土體的土力學性能變化。d、采用復合地基承載力試驗，即荷載板試驗復合地基的方法。e、開挖檢查。三、工程實例：福建省煤炭工業(yè)科研所1997年開始開展軟土地基注漿研究工作，并在多項工程中實施。例如：1、省電網(wǎng)中心調度樓水泵房機座地基壓密注漿。設計注入量Q=vnkc=619×0.3×0.3×1.1=61m3實際注入量57.7m3，實際注入量與設計較吻合。注漿前土層作了觸探試驗，注漿后因土層固結堅硬，致使觸探試驗無法進行。2、樂中樂酒樓加層建筑：在錨桿靜壓樁承臺基礎下壓密注漿。該工程嚴格按工藝標準和規(guī)范施工，注漿前后的沉降量為0。3、清祿鞋廠車間基礎梁下壓密注漿該工程利用壓密注漿治理地基沉降。車間地面經(jīng)注漿后，沉降得到抑制并且有所回升，顯示壓密注漿對地表有頂升作用。4、馬尾尼普洛工廠車間墻基基礎下壓密注漿。注漿前后土層的N10動力觸探數(shù)據(jù)N1031.1擊提高到N10124.2擊，地基承載力提高到135Kpa以上，符合設計院要求，也與國內外資料的效果一致。5、金雞山公園辦公樓拋渣地層在條基和底板下壓密注漿。按壓密注漿要求，采用極稠的低活動性漿材。通過摻入粗骨料減少漿休流動性，從而減少工程造價。該工程共注入水泥41.5t，粉煤灰110t，最終通過沉降、傾斜觀測達到設計要求。四、結語：注漿技術在軟土地基加固工程中大有作為，應該大力加強該技術的研究工作。針對福建省軟土地層的實際情況，摸索一套優(yōu)化的注漿工藝與技術參數(shù)，以實現(xiàn)更為合理的技術經(jīng)濟指標，并可逐步擴大應用領域，使注漿技術在地基處理工程中發(fā)揮更大作用。參考文獻1、國際巖土錨固與灌漿新進展、美國灌漿實踐的進展中國建筑工業(yè)出版社19962、地基處理技術閻明禮中國環(huán)境科學出版社19963、地基處理手冊中國建筑工業(yè)出版社19934、試驗土體注漿的幾個問題’91全國灌漿技術學術討論會論文集中科院廣州化學研究所5、壓密注漿糾偏飽和軟土層上房屋的新探索第三屆地基處理學術討論會論文集浙江大學出版社6、壓密注漿處理濕陷性黃土地基第四屆地基處理學術討論會論文集成浙江大學出版社7、注漿技術在市政工程建設中的應用第五屆地基處理學術討論會論文集中國建筑工業(yè)出版社8、壓密注漿軟土地基初探福建建筑1997.No19、壓密注漿施工竣工報告（五份）福建省煤炭工業(yè)科研所注漿樁基研究室壓密注漿工程匯總表序號工程名稱簡況1福州榕昌電廠拋碴地基壓密注漿2省電力網(wǎng)水泵房壓密注漿3福州清祿鞋廠3#車間壓密注漿4馬尾尼普洛公司車間壓密注漿5福州樂中樂酒樓承臺壓密注漿6金雞山公園辦公樓地基壓密注漿7長樂國際機場雨水泵房墻基壓密注漿8福州學軍路民建民居樓壓密注漿9福州市水表廠車間壓密注漿10泰馨公寓2#樓壓密注漿11古田縣委宿舍6#樓壓密注漿12水口水電廠500KV升壓站壓密注漿13福州白馬立交D線路基壓密注漿14福建農大宿舍樓壓密注漿15長樂機場中轉油庫綜合樓