地基處理講義

4.3既有建(構(gòu))筑物地基加固與基礎(chǔ)托換技術(shù)4.3.1概述既有建(構(gòu))筑筑物地基加固固與基礎(chǔ)托換換主要從三方方面考慮：一一是通過(guò)將原原基礎(chǔ)加寬，減減小作用在地地基土上的接接觸壓力。雖雖然地基土強(qiáng)強(qiáng)度和壓縮性性沒(méi)有改變，但但單位面積上上荷載減小，地地基土中附加加應(yīng)力水平減減小，可使原原地基滿足建建筑物對(duì)地基基承載力和變變形的要求。或或者通過(guò)基礎(chǔ)礎(chǔ)加深，雖未未改變作用在在地基土上的的接觸應(yīng)力，但但由于基礎(chǔ)埋埋深加大，一一者使基礎(chǔ)置置入較深的好好土層，再者者加大埋深，地地基承載力通通過(guò)深度修正正也有所增加加。二是通過(guò)過(guò)地基處理改改良地基土體體或改良部分分地基土體，提提高地基土體體抗剪強(qiáng)度、改改善壓縮性，以以滿足建筑物物對(duì)地基承載載力和變形的的要求，常用用如高壓噴射射注漿、壓力力注漿以及化化學(xué)加固、排排水固結(jié)、壓壓密、擠密等等技術(shù)。三是是在地基中設(shè)設(shè)置墩基礎(chǔ)或或樁基礎(chǔ)等豎豎向增強(qiáng)體，通通過(guò)復(fù)合地基基作用來(lái)滿足足建筑物對(duì)地地基承載力和和變形的要求求，常用錨桿桿靜壓樁、樹(shù)樹(shù)根樁或高壓壓旋噴注漿等等加固技術(shù)。有有時(shí)可將上述述幾種技術(shù)綜綜合應(yīng)用。4.3.2基基礎(chǔ)加寬、加加深技術(shù)有許多既有建筑筑物或改建增增層工程，常常因基礎(chǔ)底面面積不足而使使地基承載力力或變形不滿滿足規(guī)范要求求，從而導(dǎo)致致既有建筑物物開(kāi)裂或傾斜斜；或由于基基礎(chǔ)材料老化化、浸水、地地震或施工質(zhì)質(zhì)量等因素的的影響，原有有地基基礎(chǔ)已已顯然不再適適應(yīng)，一般常常用基礎(chǔ)加寬寬托換，以增增大基礎(chǔ)支承承面積、加強(qiáng)強(qiáng)基礎(chǔ)剛度、或或增大基礎(chǔ)的的埋置深度等等。通常采用用混凝土套或或鋼筋混凝土土套加固。當(dāng)采用混凝土套套或鋼筋混凝凝土套時(shí)，應(yīng)應(yīng)注意以下幾幾點(diǎn)施工要求求：1、基礎(chǔ)加大后后剛性基礎(chǔ)應(yīng)應(yīng)滿足混凝土土剛性角要求求，柔性基礎(chǔ)礎(chǔ)應(yīng)滿足抗彎彎要求；2、為使新舊基基礎(chǔ)牢固聯(lián)結(jié)結(jié)，在灌注混混凝土前應(yīng)將將原基礎(chǔ)鑿毛毛并刷洗干凈凈，再涂一層層高標(biāo)號(hào)水泥泥砂漿，沿基基礎(chǔ)高度每隔隔一定距離應(yīng)應(yīng)設(shè)置錨固鋼鋼筋；也可在在墻腳或圈梁梁鉆孔穿鋼筋筋，再用環(huán)氧氧樹(shù)脂填滿，穿穿孔鋼筋須與與加固筋焊牢牢；3、對(duì)加套的混混凝土或鋼筋筋混凝土的加加寬部分，其其地基上應(yīng)鋪鋪設(shè)的墊料及及其厚度，應(yīng)應(yīng)與原基礎(chǔ)墊墊層的材料及及厚度相同，使使加套后的基基礎(chǔ)與原基礎(chǔ)礎(chǔ)的基底標(biāo)高高和應(yīng)力擴(kuò)散散條件相同和和變形協(xié)調(diào)；；4、對(duì)條形基礎(chǔ)礎(chǔ)應(yīng)按長(zhǎng)度11.5～2.0m劃分成許多多單獨(dú)區(qū)段，分分別進(jìn)行分批批、分段、間間隔施工，決決不能在基礎(chǔ)礎(chǔ)全長(zhǎng)挖成連連續(xù)的坑槽和和使全長(zhǎng)上地地基土暴露過(guò)過(guò)久，以免導(dǎo)導(dǎo)致地基土浸浸泡軟化，使使基礎(chǔ)隨之產(chǎn)產(chǎn)生很大的不不均勻沉降。5、當(dāng)原基礎(chǔ)承承受中心荷載載時(shí)，可采用用雙面加寬；；當(dāng)原基礎(chǔ)承承受偏心荷載載，或受相鄰鄰建筑基礎(chǔ)條條件限制，或或?yàn)槌两悼p處處的基礎(chǔ)，或或?yàn)榱瞬挥绊戫懯覂?nèi)正常使使用時(shí)，可在在單面加寬原原基礎(chǔ)；亦可可將柔性基礎(chǔ)礎(chǔ)改為剛性基基礎(chǔ)；也可將將條形基礎(chǔ)擴(kuò)擴(kuò)大成片筏基基礎(chǔ)。若根據(jù)驗(yàn)算原原地基承載力力和變形不能能滿足規(guī)范要要求時(shí)，除了了可采用基礎(chǔ)礎(chǔ)加寬的托換換方法外，尚尚可將基礎(chǔ)落落深在較好的的新持力層上上的坑式托換換加固方法，也也稱(chēng)為墩式托托換?？邮酵袚Q基礎(chǔ)施施工步驟：1、在貼近被托托換的基礎(chǔ)側(cè)側(cè)面，由人工工開(kāi)挖一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)×寬為1.2m×0.9m的豎向?qū)?dǎo)坑，并挖到到比原有基礎(chǔ)礎(chǔ)底面下再深深1.5m處；2、再將導(dǎo)坑橫橫向擴(kuò)展到直直接的基礎(chǔ)下下面，并繼續(xù)續(xù)在基礎(chǔ)下面面開(kāi)挖到所要要求的持力層層標(biāo)高；3、采用現(xiàn)澆混混凝土澆筑已已被開(kāi)挖出來(lái)來(lái)的基礎(chǔ)下的的挖坑體積形形成墩子。但但在離原有基基礎(chǔ)底面8ccm處停止?jié)矟沧ⅲB(yǎng)護(hù)一一天后，再將將1:1干硬性水泥泥砂漿放進(jìn)88cm的空隙隙內(nèi)，充分搗搗實(shí)成填充層層；4、用同樣步驟驟，再分段分分批的挖坑和和修筑墩子，直直至全部托換換基礎(chǔ)的工作作完成為止。4.3.3錨桿靜壓樁樁技術(shù)錨桿靜壓樁是錨錨桿和靜力壓壓樁兩項(xiàng)技術(shù)術(shù)巧妙結(jié)合而而形成的一種種樁基施工新新工藝，它是是對(duì)需進(jìn)行地地基基礎(chǔ)加固固的既有建筑筑物基礎(chǔ)上按按設(shè)計(jì)開(kāi)鑿壓壓樁孔和錨桿桿孔，用粘結(jié)結(jié)劑埋好錨桿桿，然后安裝裝壓樁架與建建筑物基礎(chǔ)連連為一體，并并利用既有建建筑物自重作作反力，用千千斤頂將預(yù)制制樁段壓人土土中，樁段間間用硫磺膠泥泥或焊接連接接。當(dāng)壓樁力力或壓人深度度達(dá)到設(shè)計(jì)要要求后，將樁樁與基礎(chǔ)用微微膨脹混凝土土澆注在一起起，樁即可受受力，從而達(dá)達(dá)到提高地基基承載力和控控制沉降的目目的。錨桿靜壓樁施工工機(jī)具簡(jiǎn)單，施施工作業(yè)面小小，施工方便便靈活，技術(shù)術(shù)可靠，效果果明顯，施工工時(shí)無(wú)振動(dòng)，無(wú)無(wú)污染，對(duì)原原有建筑物里里生活或生產(chǎn)產(chǎn)秩序影響小小。錨桿靜壓壓樁適用范圍圍廣，可適用用于粘性土、淤淤泥質(zhì)土、雜雜填土、粉土土、黃土等地地基。錨桿靜壓樁技術(shù)術(shù)除應(yīng)用于已已有建筑物地地基加固外，也也應(yīng)用于新建建建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)工工程。在鬧市市區(qū)舊城改造造中，限于周周?chē)煌l件件難以運(yùn)進(jìn)打打樁設(shè)備，或或施工場(chǎng)所很很窄，打樁施施工工作面不不夠時(shí)，可采采用錨桿靜壓壓樁技術(shù)進(jìn)行行樁基施工。在在施工設(shè)備短短缺地區(qū)，無(wú)無(wú)打樁設(shè)備，也也可用錨桿靜靜壓樁技術(shù)進(jìn)進(jìn)行樁基施工工。對(duì)于新建建建筑物，在在基礎(chǔ)施工時(shí)時(shí)可按設(shè)計(jì)預(yù)預(yù)留壓樁孔和和預(yù)埋錨桿，待待上部結(jié)構(gòu)施施工至3～4層時(shí)，再利利用建筑物自自重作為壓樁樁反力開(kāi)始?jí)簤簶丁ｅ^桿靜壓樁的壓壓樁施工應(yīng)遵遵循下述各點(diǎn)點(diǎn)：1、根據(jù)壓樁力力大小選定壓壓樁設(shè)備及錨錨桿直徑，對(duì)對(duì)觸變性土((粘性土)，壓樁力可可取1.3～1.5倍的單樁容容許承載力，對(duì)對(duì)非觸變性土土(砂土)，壓樁力可可取2倍的單樁容容許承載力；；2、壓樁架要要保持垂直，應(yīng)應(yīng)均衡擰緊錨錨固螺栓的螺螺帽，在壓樁樁施工過(guò)程中中，應(yīng)隨時(shí)擰擰緊松動(dòng)的螺螺帽；3、樁段就位位必須保持垂垂直，不得偏偏壓。當(dāng)壓樁樁力較大時(shí)，樁樁頂應(yīng)墊3～4cm厚的麻麻袋，其上墊墊鋼板再進(jìn)行行壓樁，防止止樁頂壓碎；；4、壓樁施工工時(shí)不宜數(shù)臺(tái)臺(tái)壓樁機(jī)同時(shí)時(shí)在一個(gè)獨(dú)立立柱基上施工工。施工期間間，壓樁力總總和不得超過(guò)過(guò)既有建筑物物的自重，以以防止基礎(chǔ)上上抬造成結(jié)構(gòu)構(gòu)破壞；5、壓樁施工工不得中途停停頓，應(yīng)一次次到位。如不不得已必須中中途停頓時(shí)，樁樁尖應(yīng)停留在在軟弱土層中中，且停歇時(shí)時(shí)間不宜超過(guò)過(guò)24小時(shí)；6、采用硫磺磺膠泥接樁時(shí)時(shí)，上節(jié)樁就就位后應(yīng)將插插筋插人插筋筋孔內(nèi)，檢查查重合無(wú)誤，間間隙均勻后，將將上節(jié)樁吊起起l0cm，裝上硫硫磺膠泥夾箍箍，澆注硫磺磺膠泥，并立立即將上節(jié)樁樁保持垂直放放下，接頭側(cè)側(cè)面應(yīng)平整光光滑，上下樁樁面應(yīng)充分粘粘結(jié)，待接樁樁中的硫磺膠膠泥固化后((一般氣溫下下，經(jīng)五分鐘鐘硫磺膠泥即即可固化)，才能開(kāi)始始繼續(xù)壓樁施施工。當(dāng)環(huán)境境溫度低于55℃時(shí)，應(yīng)對(duì)插插筋和插筋孔孔作表面加溫溫處理；7、熬制硫磺磺膠泥的溫度度應(yīng)嚴(yán)格控制制在140～145℃范圍內(nèi)，澆澆注時(shí)溫度不不得低于1440℃；8、采用焊接接接樁時(shí)，應(yīng)清清除表面鐵銹銹，進(jìn)行滿焊焊，確保質(zhì)量量；9、樁與基礎(chǔ)的的連接(即封樁)是整個(gè)壓樁樁施工中的關(guān)關(guān)鍵工序之一一，必須認(rèn)真真進(jìn)行；10、壓樁施工工的控制標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，應(yīng)以設(shè)計(jì)計(jì)最終壓樁力力為主，樁入入土深度為輔輔加以控制。4.3.4樹(shù)根樁技術(shù)術(shù)樹(shù)根樁是一種小小直徑鉆孔灌灌注樁，其直直徑通常為1100mm～～250mmm，有時(shí)也有有采用3000mm。先利利用鉆機(jī)鉆孔孔，滿足設(shè)計(jì)計(jì)要求后，放放人鋼筋或鋼鋼筋籠，同時(shí)時(shí)放人注漿管管，用壓力注注入水泥漿或或水泥砂漿而而成樁，亦可可放人鋼筋籠籠后再灌人碎碎石，然后注注入水泥漿或或水泥砂漿而而成樁。小直直徑鉆孔灌注注樁也有人稱(chēng)稱(chēng)為微型樁。小小直徑鉆孔灌灌注樁可以豎豎向、斜向設(shè)設(shè)置，網(wǎng)狀布布置如樹(shù)根狀狀，故稱(chēng)為樹(shù)樹(shù)根樁。樹(shù)根樁技術(shù)的特特點(diǎn)是：機(jī)具具簡(jiǎn)單，施工工場(chǎng)地小；施施工時(shí)振動(dòng)和和噪音小，施施工方便；施施工時(shí)因樁孔孔很小，故而而對(duì)墻身和地地基土都不產(chǎn)產(chǎn)生任何次應(yīng)應(yīng)力，所以托托換加固時(shí)不不存在對(duì)墻身身有危險(xiǎn)；也也不擾動(dòng)地基基土和干擾建建筑物的正常常工作情況；；樹(shù)根樁適用用于碎石土、砂砂土、粉土、粘粘性土、濕陷陷性黃土和巖巖石等各類(lèi)地地基土；樹(shù)根根樁不僅可承承受豎向荷載載，還可承受受水平向荷載載。壓力注漿漿使樁的外側(cè)側(cè)與土體緊密密結(jié)合，使樁樁具有較大的的承載力。樹(shù)根樁加固地基基的設(shè)計(jì)計(jì)算算內(nèi)容與樹(shù)根根樁在地基加加固中的效用用有關(guān)，應(yīng)視視工程情況區(qū)區(qū)別對(duì)待。樹(shù)根樁一般為摩摩擦樁，與地地基土體共同同承擔(dān)荷載，可可視為剛性樁樁復(fù)合地基。對(duì)對(duì)于網(wǎng)狀樹(shù)根根樁，可視為為修筑在土體體中的三維結(jié)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)以樁和土間間的相互作用用為基礎(chǔ)，由由樁和土組成成復(fù)合土體的的共同作用，將將樁與土圍起起來(lái)的部分視視為一個(gè)整體體結(jié)構(gòu)，其受受力猶如一個(gè)個(gè)重力式擋土土結(jié)構(gòu)一樣。樹(shù)根樁與樁間土土共同承擔(dān)荷荷載，樹(shù)根樁樁的承載力發(fā)發(fā)揮還取決于于建筑物所能能容許承受的的最大沉降值值。容許的最最大沉降值愈愈大，樹(shù)根樁樁承載力發(fā)揮揮度愈高。容容許的最大沉沉降值愈小，樹(shù)樹(shù)根樁承載力力發(fā)揮度愈低低。承擔(dān)同樣樣的荷載，當(dāng)當(dāng)樹(shù)根樁承載載力發(fā)揮度低低時(shí)，則要求求設(shè)置較多的的樹(shù)根樁數(shù)。樹(shù)根樁施工時(shí)如如不下套管會(huì)會(huì)出現(xiàn)縮頸或或塌孔現(xiàn)象時(shí)時(shí)，應(yīng)將套管管下到產(chǎn)生縮縮頸或塌孔的的土層深度以以下；注漿時(shí)時(shí)注漿管的埋埋設(shè)應(yīng)離孔底底標(biāo)高2000mm，從開(kāi)始注注漿起，對(duì)注注漿管要進(jìn)行行不定時(shí)的上上下松動(dòng)，在在注漿結(jié)束后后要立即拔出出注漿管，每每拔1m必須補(bǔ)漿漿一次，直至至拔出為止；；注漿施工時(shí)時(shí)應(yīng)防止出現(xiàn)現(xiàn)穿孔和漿液液沿砂層大量量流失的現(xiàn)象象，可采用跳跳孔施工、間間歇施工或增增加速凝劑摻摻量等措施來(lái)來(lái)防范；額定定注漿量應(yīng)不不超過(guò)按樁身身體積計(jì)算量量的3倍，當(dāng)注漿漿量達(dá)到額定定注漿量時(shí)應(yīng)應(yīng)停止注漿；；注漿后由于于水泥漿收縮縮較大，故在在控制樁頂標(biāo)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)根根據(jù)樁截面和和樁長(zhǎng)的大小小，采用高于于設(shè)計(jì)標(biāo)高55%～10%的施工標(biāo)高高。4.3.5其他加固技技術(shù)1、樁式托換樁式托換是包括括所有采用樁樁的型式進(jìn)行行托換的方法法總稱(chēng)，因而而內(nèi)容十分廣廣泛，主要介介紹坑式靜壓壓樁和預(yù)壓樁樁。(1)坑式靜壓壓樁坑式靜壓樁(亦亦稱(chēng)壓人樁或或頂承靜壓樁樁)是在已開(kāi)挖挖的基礎(chǔ)下托托換坑內(nèi)，利利用建筑物上上部結(jié)構(gòu)自重重作支承反力力，用千斤頂頂將預(yù)制好的的鋼管樁或鋼鋼筋混凝土樁樁段接長(zhǎng)后逐逐段壓人土中中的托換方法法坑式靜壓樁亦是是將千斤頂?shù)牡捻斏砗秃挽o壓樁技術(shù)術(shù)融為一體的的托換技術(shù)新新方法?？邮届o壓樁適用用于淤泥、淤淤泥質(zhì)土、粘粘性土、粉土土、濕陷性土土和人工填土土，且有埋深深較淺的硬持持力層。當(dāng)?shù)氐鼗林泻杏休^多的大塊塊石、堅(jiān)硬粘粘性土或密實(shí)實(shí)的砂土夾層層時(shí)，由于樁樁壓人時(shí)難度度較大，則應(yīng)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試試驗(yàn)確定其適適用與否?？邮届o壓樁的施施工步驟：1)先在貼近被被托換既有建建筑物的一側(cè)側(cè)，開(kāi)挖一個(gè)個(gè)長(zhǎng)×寬約1.5m××1.0m的豎向?qū)Э涌?，直挖到比比原有基礎(chǔ)底底面下再深1.5m處；2)再將豎向?qū)?dǎo)坑朝橫向擴(kuò)擴(kuò)展到基礎(chǔ)梁梁、承臺(tái)梁或或基礎(chǔ)板下，垂垂直開(kāi)挖長(zhǎng)×寬×深約為0.8m××0.5m××1.8m的托換坑；；3)將樁用千斤斤頂逐節(jié)壓入入土中，直至至樁端到達(dá)設(shè)設(shè)計(jì)深度或樁樁阻力滿足設(shè)設(shè)計(jì)要求為止止；4)通過(guò)封頂和和回填，將樁樁與既有基礎(chǔ)礎(chǔ)梁澆灌在一一起，形成整整體連接以承承受荷載。對(duì)對(duì)于采用鋼筋筋混凝土的靜靜壓樁，封頂頂和回填應(yīng)同同時(shí)進(jìn)行，或或先回填后封封頂，即從坑坑底每層回填填夯實(shí)至一定定深度后，再再支模在樁周周?chē)鷿补嗷炷?；?duì)于鋼鋼管樁，一般般不需在樁頂頂包混凝土，只只需用素土或或灰土回填夯夯實(shí)到頂；回回填時(shí)通常在在封頂混凝土土里摻加膨脹脹劑或預(yù)留空空隙后填實(shí)的的方法(在離原有基基礎(chǔ)底面80mm處停止?jié)仓?，待養(yǎng)護(hù)一一天后，再將將1:1的干硬水泥泥砂漿塞進(jìn)80mm的空隙內(nèi)，用用鐵錘錘擊短短木，使在填填塞位置的砂砂漿得到充分分搗實(shí)成為密密實(shí)的填充層層)。(2)預(yù)壓樁預(yù)壓樁的設(shè)計(jì)思思路是針對(duì)坑坑式靜壓樁的的施工存在局局限而予以改改進(jìn)的。亦即即預(yù)壓樁能阻阻止坑式靜壓壓樁施工中在在撤出千斤頂頂時(shí)壓入樁的的回彈，阻止止壓入樁回彈彈的方法是在在撤出千斤頂頂之前，在被被頂壓的樁頂頂與基礎(chǔ)底面面之間加進(jìn)一一個(gè)楔緊的工工字鋼。預(yù)壓樁的施工方方法，其前階階段施工與坑坑式靜壓樁施施工完全相同同。即當(dāng)鋼管管樁(或預(yù)制鋼筋筋混凝土樁)達(dá)到要求的的設(shè)計(jì)深度，如如果是鋼管樁樁管內(nèi)要灌注注混凝土，則則需待混凝土土結(jié)硬后才能能進(jìn)行預(yù)壓工工作。一般要要用兩個(gè)并排排設(shè)置的液壓壓千斤頂放在在基礎(chǔ)底和鋼鋼管樁頂面間間。兩個(gè)千斤斤頂間要有足足夠的空位，以以便將來(lái)安放放楔緊的工字字鋼鋼柱，兩兩個(gè)液壓千斤斤頂可由小液液壓泵手搖驅(qū)驅(qū)動(dòng)。荷載應(yīng)應(yīng)施加到樁的的設(shè)計(jì)荷載的的150％為止止。在荷載保保持不變的情情況下(一小時(shí)內(nèi)沉沉降不增加才才被認(rèn)為是穩(wěn)穩(wěn)定的)，然后截取取一段工字鋼鋼豎放在兩個(gè)個(gè)千斤頂之間間，再將鐵錘錘打緊鋼楔，實(shí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明明，只要轉(zhuǎn)移移10％～15％的荷載載，就可有效效地對(duì)樁進(jìn)行行預(yù)壓，并阻阻止了壓人樁樁的回彈，此此時(shí)千斤頂已已停止工作，并并可將其撤出出。然后用干干填法或在壓壓力不大的情情況下將混凝凝土灌注到基基礎(chǔ)底面，最最后將樁頂與與工字鋼柱用用混凝土包起起來(lái)，此時(shí)預(yù)預(yù)壓樁施工才才告結(jié)束。2、灌灌漿法(1)概述灌漿法是指指利用液壓、氣氣壓或電化學(xué)學(xué)原理，通過(guò)過(guò)注漿管把漿漿液均勻地注注入地層中，漿漿液以填充、滲滲透和擠密等等方式，趕走走土顆粒間或或巖石裂隙中中的水分和空空氣后占據(jù)其其位置，經(jīng)人人工控制一定定時(shí)間后，漿漿液將原來(lái)松松散的土?；蚧蛄严赌z結(jié)成成一個(gè)整體，形形成一個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)新、強(qiáng)度大大、防水性能能好和化學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定性良好的的“結(jié)石體”。灌漿法在我我國(guó)煤炭、冶冶金、水電、建建筑、交通和和鐵道等部門(mén)門(mén)都進(jìn)行了廣廣泛使用，并并取得了良好好的效果。其其加固目的有有以下幾方面面：1)增加地基基土的不透水水性。防止流流砂、鋼板樁樁滲水、壩基基漏水和隧道道開(kāi)挖時(shí)涌水水，以及改善善地下工程的的開(kāi)挖條件；；2)防止橋墩墩和邊坡護(hù)岸岸的沖刷；3)整治坍方方滑坡，處理理路基病害；；4)提高地基基土的承載力力，減少地基基的沉降和不不均勻沉降；；5)進(jìn)行托換換技術(shù)，對(duì)古古建筑的地基基加固。(2)加固機(jī)理理1)漿液材料灌漿加固離離不開(kāi)漿材，而而漿材品種和和性能的好壞壞，又直接關(guān)關(guān)系著灌漿工工程的成敗、質(zhì)質(zhì)量和造價(jià)，因因而灌漿工程程界歷來(lái)對(duì)灌灌漿材料的研研究和發(fā)展極極為重視?，F(xiàn)現(xiàn)在可用的漿漿材越來(lái)越多多，尤其在我我國(guó)，漿材性性能和應(yīng)用問(wèn)問(wèn)題的研究比比較系統(tǒng)和深深入，有些漿漿材通過(guò)改性性使其缺點(diǎn)消消除后，正朝朝理想漿材的的方向演變。灌漿工程中中所用的漿液液是由主劑((原材料)、溶劑(水或其它溶溶劑)及各種外加加劑混合而成成。通常所提提的灌漿材料料是指漿液中中所用的主劑劑。外加劑可可根據(jù)在漿液液中所起的作作用，分為固固化劑、催化化劑、速凝劑劑、緩凝劑和和懸浮劑等。a.漿液材材料分類(lèi)漿漿液材料分類(lèi)類(lèi)的方法很多多，如：按漿漿液所處狀態(tài)態(tài)，可分為真真溶液、懸浮浮液和乳化液液；按工藝性性質(zhì)，可分為為單漿液和雙雙漿液；按主主劑性質(zhì)，可可分為無(wú)機(jī)系系和有機(jī)系等等。b.漿液性質(zhì)質(zhì)灌漿材料料的主要性質(zhì)質(zhì)包括：分散散度、沉淀析析水性、凝結(jié)結(jié)性、熱學(xué)性性、收縮性、結(jié)結(jié)石強(qiáng)度、滲滲透性和耐久久性。(a)材料的分分散度分散散度是影響可可灌性的主要要因素，一般般分散度越高高，可灌性就就越好。分散散度還將影響響漿液的一系系列物理力學(xué)學(xué)性質(zhì)。(b)沉淀析水水性在漿液液攪拌過(guò)程中中，水泥顆粒粒處于分散和和懸浮于水中中的狀態(tài)，但但當(dāng)漿液制成成和停止攪拌拌時(shí)，除非漿漿液極為濃稠稠，否則水泥泥顆粒將在重重力作用下沉沉淀，并使水水向漿液頂端端上升。沉淀析水性性是影響灌漿漿質(zhì)量的有害害因素。漿液液水灰比是影影響析水性的的主要因素，研研究證明，當(dāng)當(dāng)水灰比為11.0時(shí)，水水泥漿的最終終析水率可高高達(dá)20%。(c)凝結(jié)性漿液的凝結(jié)結(jié)過(guò)程被分為為兩個(gè)階段：：初期階段，漿漿液的流動(dòng)性性減少到不可可泵送的程度度；第二階段段，凝結(jié)后的的漿液隨的間間而逐漸硬化化。研究證明明，水泥漿的的初凝時(shí)間一一般變化在22～4h，粘土水水泥漿則更慢慢。由于水泥泥微粒內(nèi)核的的水化過(guò)程非非常緩慢，故故水泥結(jié)石強(qiáng)強(qiáng)度的增長(zhǎng)將將延續(xù)幾十年年。(d)熱學(xué)性由于水化熱熱引起的漿液液溫度主要取取決于水泥類(lèi)類(lèi)型、細(xì)度、水水泥含量、灌灌注溫度和絕絕熱條件等因因素。例如，當(dāng)當(dāng)水泥的比表表面積由2550m2/kg增至400mm2/kg時(shí)，水水化熱的發(fā)展展速度將提高高約60％。當(dāng)大體積灌灌漿工程需要要控制漿溫時(shí)時(shí)，可采用低低熱水泥、低低水泥含量及及降低拌和水水溫度等措施施。當(dāng)采用粘粘土水泥漿灌灌注時(shí)，一般般不存在水化化熱問(wèn)題。(e)收縮性漿液及結(jié)石石的收縮性主主要受環(huán)境條條件的影響。潮潮濕養(yǎng)護(hù)的漿漿液只要長(zhǎng)期期維持其潮濕濕條件，不僅僅不會(huì)收縮還還可能隨時(shí)間間而略有膨脹脹。反之，干干燥養(yǎng)護(hù)的漿漿液或潮濕養(yǎng)養(yǎng)護(hù)后又使其其處于干燥環(huán)環(huán)境中，就可可能發(fā)生收縮縮。一旦發(fā)生生收縮，就將將在灌漿體中中形成微細(xì)裂裂隙，使?jié){液液效果降低，因因而在灌漿設(shè)設(shè)計(jì)中應(yīng)采取取防御措施。(f)結(jié)石強(qiáng)度度影響結(jié)石石強(qiáng)度的因素素主要包括：：漿液的起始始水灰比、結(jié)結(jié)石的孔隙率率、水泥的品品種及摻合料料等，其中以以漿液濃度最最為重要。(g)滲透性與結(jié)石的強(qiáng)強(qiáng)度一樣，結(jié)結(jié)石的滲透性性也與漿液起起始水灰比、水水泥含量及養(yǎng)養(yǎng)護(hù)齡期等一一系列因素有有關(guān)。不論純純水泥漿還是是粘土水泥漿漿，其滲透性性都很小。(h)耐久性水泥結(jié)石在在正常條件下下是耐久的，但但若灌漿體長(zhǎng)長(zhǎng)期受水壓力力作用，則可可能使結(jié)石破破壞。c.漿液材材料選擇要求求(a)漿漿液應(yīng)是真溶溶液而不是懸懸濁液。槳液液粘度低，流流動(dòng)性好，能能進(jìn)入細(xì)小裂裂隙。(b)漿漿液凝膠時(shí)間間可從幾秒至至幾小時(shí)范圍圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)節(jié)，并能準(zhǔn)確確地控制，漿漿液一經(jīng)發(fā)生生凝膠就在瞬瞬間完成。(c)漿漿液的穩(wěn)定性性好。在常溫溫常壓下，長(zhǎng)長(zhǎng)期存放不改改變性質(zhì)，不不發(fā)生任何化化學(xué)反應(yīng)。(d)漿漿液無(wú)毒無(wú)臭臭。對(duì)環(huán)境不不污染，對(duì)人人體無(wú)害，屬屬非易爆物品品。(e)漿漿液應(yīng)對(duì)注漿漿設(shè)備、管路路、混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)物、橡膠膠制品等無(wú)腐腐蝕性，并容容易清洗。(f)漿漿液固化時(shí)無(wú)無(wú)收縮現(xiàn)象，固固化后與巖石石、混凝土等等有一定粘接接性。(g)漿漿液結(jié)石體有有一定抗壓和和抗拉強(qiáng)度，不不龜裂，抗?jié)B滲性能和防沖沖刷性能好。(h)結(jié)結(jié)石體耐老化化性能好，能能長(zhǎng)期耐酸、堿堿、鹽、生物物細(xì)菌等腐蝕蝕，且不受溫溫度和濕度的的影晌。(i)材材料來(lái)源豐富富、價(jià)格低廉廉。(j)漿漿液配制方便便，操作容易易?，F(xiàn)有灌漿材材料不可能同同時(shí)滿足上述述要求，一種種灌漿材料只只能符合其中中幾頂要求。因因此，在施工工中要根據(jù)具具體情況選用用某一種較為為合適的灌漿漿材料。(3)灌漿分類(lèi)類(lèi)根據(jù)灌漿機(jī)理，灌灌漿法可分為為下述幾類(lèi)：：1)滲透灌漿滲透灌漿是是指在壓力作作用下使?jié){液液充填土的孔孔隙和巖石的的裂隙，排擠擠出孔隙中存存在的自由水水和氣體，而而基本上不改改變?cè)瓲钔恋牡慕Y(jié)構(gòu)和體積積(砂性土灌漿漿的結(jié)構(gòu)原理理)，所用灌漿漿壓力相對(duì)較較小。這類(lèi)灌灌漿一般只適適用于中砂以以上的砂性土土和有裂隙的的巖石。代表表性的滲透灌灌漿理論有：：球形擴(kuò)散理理論、柱形擴(kuò)擴(kuò)散理論和袖袖套管法理論論。2)劈裂灌漿劈裂灌漿是是指在壓力作作用下，漿液液克服地層的的初始應(yīng)力和和抗拉強(qiáng)度，引引起巖石和土土體結(jié)構(gòu)的破破壞和擾動(dòng)，使使其沿垂直于于小主應(yīng)力的的平面上發(fā)生生劈裂，使地地層中原有的的裂隙或孔隙隙張開(kāi)，形成成新的裂隙或或孔隙，漿液液的可灌性和和擴(kuò)散距離增增大，而所用用的灌漿壓力力相對(duì)較高。對(duì)巖石地基基，目前常用用的灌漿壓力力尚不能使新新鮮巖體產(chǎn)生生劈裂，主要要是使原有的的隱裂隙或微微裂隙產(chǎn)生擴(kuò)擴(kuò)張。對(duì)于砂礫石地基基，其透水性性較大，漿液液摻入將引起起超靜水壓力力，到一定程程度后將引起起砂礫石層的的剪切破壞，土土體產(chǎn)生劈裂裂。對(duì)粘性土地基，在在具有較高灌灌漿壓力作用用下，土體可可能沿垂直于于小主應(yīng)力的的平面產(chǎn)生劈劈裂，漿液沿沿劈裂面擴(kuò)散散，并使劈裂裂面延伸。在在荷載作用下下地基中各點(diǎn)點(diǎn)小主應(yīng)力方方向是變化的的，而且應(yīng)力力水平不同，在在劈裂灌漿中中，劈裂縫的的發(fā)展走向較較難估計(jì)。3)擠密灌漿擠密灌漿是是指通過(guò)鉆孔孔在土中灌入入極濃的漿液液，在注漿點(diǎn)點(diǎn)使土體擠密密，在注漿管管端部附近形形成“漿泡”。當(dāng)漿泡的直直徑較小時(shí)，灌灌漿壓力基本本上沿鉆孔的的徑向擴(kuò)展。隨隨著漿泡尺寸寸的逐漸增大大，便產(chǎn)生較較大的上抬力力而使地面抬抬動(dòng)。經(jīng)研究證明明，向外擴(kuò)張張的漿泡將在在土體中引起起復(fù)雜的徑向向和切向應(yīng)力力體系。緊靠靠漿泡處的土土體將遭受?chē)?yán)嚴(yán)重破壞和剪剪切，并形成成塑性變形區(qū)區(qū)，在此區(qū)內(nèi)內(nèi)土體的密度度可能因擾動(dòng)動(dòng)而減??；離離漿泡較遠(yuǎn)的的土則基本上上發(fā)生彈性變變形，因而土土的密度有明明顯的增加。漿泡的形狀狀一般為球形形或圓柱形。在在均勻土中的的漿泡形狀相相當(dāng)規(guī)則，而而在非均質(zhì)土土中則很不規(guī)規(guī)則。漿泡的的最后尺寸取取決于很多因因素，如土的的密度、濕度度、力學(xué)性質(zhì)質(zhì)、地表約束束條件、灌漿漿壓力和注漿漿速率等。有有時(shí)漿泡的橫橫截面直徑可可達(dá)1m或更大，實(shí)實(shí)踐證明，離離漿泡界面00.3～2.0m內(nèi)的的土體都能受受到明顯的加加密。擠密灌漿常常用于中砂地地基，粘土地地基中若有適適宜的排水條條件也可采用用。如遇排水水困難而可能能在土體中引引起高孔隙水水壓力時(shí)，這這就必須采用用很低的注漿漿速率。擠密密灌漿可用于于非飽和的土土體，以調(diào)整整不均勻沉降降進(jìn)行托換技技術(shù)，以及在在大開(kāi)挖或隧隧道開(kāi)挖時(shí)對(duì)對(duì)鄰近土進(jìn)行行及加固。4)電動(dòng)化學(xué)灌灌漿電動(dòng)化化學(xué)灌漿是指指在施工時(shí)將將帶孔的注漿漿管作為陽(yáng)極極，用濾水管管作為陰極，將將溶液由陽(yáng)極極壓入土中，并并通以直流電電(兩電極間電電壓梯度一般般采用0.33～1.0V//cm)，在在電滲作用下下，孔隙水由由陽(yáng)極流向陰陰極，促使通通電區(qū)域中土土的含水量降降低，并形成成滲漿通路，化化學(xué)漿液也隨隨之流入土的的孔隙中，并并在土中硬結(jié)結(jié)。因而電動(dòng)動(dòng)化學(xué)灌漿是是在電滲排水水和灌漿法的的基礎(chǔ)上發(fā)展展起來(lái)的一種種加固方法。但但由于電滲排排水作用，可可能會(huì)引起鄰鄰近既有建筑筑物基礎(chǔ)的附附加下沉，這這一情況應(yīng)予予慎重注意。(4)設(shè)計(jì)計(jì)算算1)方案選擇灌漿方案的的選擇一般應(yīng)應(yīng)遵循下述原原則：a.灌漿目目的如為提高高地基強(qiáng)度和和變形模量，一一般可選用以以水泥為基本本材料的水泥泥漿、水泥砂砂漿和水泥水水玻璃漿等，或或采用高強(qiáng)度度化學(xué)漿材，如如環(huán)氧樹(shù)脂、聚聚氨酯以及以以有機(jī)物為固固化劑的硅酸酸鹽漿材等。b.灌漿目目的如為防滲滲堵漏時(shí)，可可采用粘土水水泥漿、粘土土水玻璃漿、水水泥粉煤灰混混合物、丙凝凝、AC-MMS、鉻木素素以及無(wú)機(jī)試試劑為固化劑劑的硅酸鹽漿漿液等。c.在裂隙隙巖層中灌漿漿一般采用純純水泥漿或在在水泥漿(水泥砂漿)中摻入少量量膨潤(rùn)土，在在砂礫石層中中或溶洞中可可采用粘土水水泥漿，在砂砂層中一般只只采用化學(xué)漿漿液，在黃土土中采用單液液硅化法或堿堿液法。d.對(duì)孔隙隙較大的砂礫礫石層或裂隙隙巖層中采用用滲入性注漿漿法，在砂層層灌注粒狀漿漿材宜采用水水力劈裂法；；在粘性土層層中采用水力力劈裂法或電電動(dòng)硅化法；；矯正建筑物物的不均勻沉沉降則采用擠擠密灌漿法。2)灌漿標(biāo)準(zhǔn)所謂灌漿標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，是指設(shè)設(shè)計(jì)者要求地地基灌漿后應(yīng)應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量量指標(biāo)。所用用灌漿標(biāo)準(zhǔn)的的高低，關(guān)系系到工程量、進(jìn)進(jìn)度、造價(jià)和和建筑物的安安全。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)涉涉及的內(nèi)容較較多，而且工工程性質(zhì)和地地基條件千差差萬(wàn)別，對(duì)灌灌漿的目的和和要求很不相相同，因而很很難規(guī)定一個(gè)個(gè)比較具體和和統(tǒng)一的準(zhǔn)則則，而只能根根據(jù)具體情況況作出具體的的規(guī)定。一般般有防滲標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)、強(qiáng)度和變變形標(biāo)準(zhǔn)和施施工控制標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)等。3)漿材及配方方設(shè)計(jì)原則地基灌漿工工程對(duì)漿液的的技術(shù)要求較較多，可根據(jù)據(jù)土質(zhì)和灌漿漿目的進(jìn)行選選擇。一般應(yīng)應(yīng)優(yōu)先考慮水水泥系漿材或或通過(guò)灌漿試試驗(yàn)確定。4)漿液擴(kuò)散半半徑的確定漿液擴(kuò)散半半徑是一個(gè)重重要的參數(shù)，它它對(duì)灌漿工程程量及造價(jià)具具有重要的影影響。-1確定。按滲透系數(shù)選擇擇漿液擴(kuò)散半半徑砂土(雙液硅化化法法)粉砂(單液硅化化法法)黃土(單液硅化化法法)滲透系數(shù)/mdd--1加固半徑/m滲透系數(shù)/mdd--1加固半徑/m滲透系數(shù)/mdd--1加固半徑/m2～100.3～0.440.3～0.550.3～0.440.1～0.330.3～0.4410～200.4～0.660.5～1.000.4～0.660.3～0.550.4～0.6620～500.6～0.881.0～2.000.6～0.880.5～1.000.6～0.9950～800.8～1.002.0～5.000.8～1.001.0～2.000.9～1.005)孔位布置注漿孔的布布置是根據(jù)漿漿液的注漿有有效范圍，且且應(yīng)相互重迭迭，使被加固固土體在平面面和深度范圍圍內(nèi)連成一個(gè)個(gè)整體的原則則決定的。6)灌漿壓力的的確定灌漿漿壓力是指不不會(huì)使地表面面產(chǎn)生變化和和鄰近建筑物物受到影響前前提下可能采采用的最大壓壓力。由于漿液的的擴(kuò)散能力與與灌漿壓力的的大小密切相相關(guān)，有人傾傾向于采用較較高的灌漿壓壓力，在保證證灌漿質(zhì)量的的前提下，使使鉆孔數(shù)盡可可能減少。高高灌漿壓力還還能使一些微微細(xì)孔隙張開(kāi)開(kāi)，有助于提提高可灌性。當(dāng)當(dāng)孔隙中被某某種軟弱材料料充填時(shí)，高高灌漿壓力能能在充填