静压灌浆在建构筑物地基加固中的应用分析

第２８卷第３期　２０・　２　０　０　２　３　山　西　建　筑　Ｓ卜Ｌ　ｌ　Ａ王洲１ＴＥ（　ＵＲＥ　Ｖｏｌ　２８　ＮＤ　３　Ｍａｒ　２　文章鳊号：】００９—６８２５（２００２）０３—００２０．０２　静压灌浆在建构筑物地基加固中的应用分析　陈摘迎，王育锋　要：结合山西省农业厅某仓库地基加固的工程实例，壬｝析了灌浆加固机理、灌浆材料特性、灌装施工工艺及故ｌ疃处理　方法，同时对处理结果进行了分祈．并提出了相应建议，是静压力灌浆法在既有建构筑物地基加固中的良好应用范倒，谖　方法具有广泛的应用竹值。　关键词：静压灌浆，地基加固，水泥，渗适　中图分类号：ＴＵ４７２．５　文献标识码：Ａ　引言　适当地选择浆液和注浆方式。根据本工程加固特点，尽可能地在　静压力灌浆法是化学加固法的一种，是利用水泥浆液、粘土　施工过程中减少对基底下土体的扰动　确保施工过程中地基不产　保证建构筑物的安全。本工程主要以渗透注浆为　浆液或其他化学浆液，通过气压或液压，采用灌注压人需加固地　生过大变形，基，浆液以填充、渗透和挤密方式，赶走土颗粒间或岩石裂缝中的　主，只不过注浆管周围一定伴随着劈裂现象，这能使浆液更有效　水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来　地渗透到土体中。　松散的土颗粒或裂缝腔结成一个整体，形成一个结构新、强度大、　３灌浆设计　肪水肪渗性能高和化学稳定性良好的“结石体”，　改善土的物理　３　１水泥浆扩散半径　和力学特性，从而阻止或控制建构筑物的不均匀沉降。由于灌浆　技术和相关技术的迅猛发展，灌浆法已成为解决工程问题的重要　手段，其技术经济效果显著。结台山西省农业厅某仓库地基加固　式中：￡——灌浆时间；　的工程实例，分析静压力灌浆法在既有建构筑物地基加固中的相　ｎ——孔隙率；　关问题。　——：　土的渗透系数；　—１工程概况　山西省农业厅某仓库为一长方形仓库，长８４　ｎｌ，宽ｌ８　ｉｘ１：自　ｌ９９２年竣工并投＾使用　来　该仓库墙体及地面多处发生开裂，　库内混凝土地面出现两条与仓库长边走向一致的贯通性裂缝．并　快，如不及时加固，将造成更为严重的后果。经山西水利水电勘　测设计院对仓库周围进行系统地质勘测，确认仓库裂缝的原因为　该仓库所处场地地基土为湿陷性黄土，且地基承载力不足，使地　基产生不均匀沉降，从而导致墙体和地面的开裂。　根据建设方意　见和工程地质条件，考虑经济因素等各方面的原因，决定采用静　压灌浆方法对地基持力层进行灌浆加固，其目的是消除地基隐　患，提高地基土承载力，减少或基本消除地基沉降和不均匀沉降。　——灌浆管半径；　—浆液的运动牯滞系数；　ｈ．——灌浆压力（厘米水柱）；　ｄ　——被灌土体的有效粒径。　＝０　０４　ＥＴ／Ｉ２／ｓ；ｄｏ＝０．０００５　ｃｍ；ｈｌ＝４　０００　ｃｍ水柱。　在继续扩展。尤其在ｌ９９９年７月的大雨过后，裂缝扩展速度加　取：　６０　ｓ；　＝０　３９２；ｋ＝３×１０　ｃＴｎ／＇ｓ；ｒ¨＝Ｉ．５　ｃｍ；　３．２灌浆压力　由于浆液的扩散能力与灌浆压力的大小密切相关，高灌浆压　力能在填充物中造成劈裂灌浆，使软弱材料的密度、强度和不透　水性等得到改善，此外还可挤出浆液中的多余水分，使浆液结石　的强度提高。但当灌浆压力超过地层的压重和强度时　有可能导　致地基及其上部结构的破坏。因此，需确定容许灌浆压力。其公　式为：　２灌浆加固机理　根据地质条件、注浆工艺特征的不同，注＾土层的浆液可能　充填、挤压、渗透和劈裂等各种方式与土体相互作用　从而在土　体中产生以下几种主要效应，达到提高软土强度和抗渗性的效　果。　［Ｐｅ　ｃ（ｏ　７５Ｔ＋胁＾）。　取　＝２ｍ－－６ｍ地面灌浆深度；　其中：Ｃ＝ｌ，Ｔ：２，Ｋ＝０．６　＝ｌ　０，则　［Ｐｅ．＝０　２７ＭＰａ－－０　５１Ｍｅａ　１）充填效应：浆液在压力作用下充填土体空隙。２）挤密效　应：浆液进＾土体后逐步扩散　对周围土体产生一定的挤密作用　挤密效应与距离注浆出１２１远近和浆液的牯度有关。３）骨架效应：　浆液注＾土层后，并不是与土颗粒均匀混台，而是浆液的凝固体　与土体呈两相各自存在，形成复杂结构，从宏观上进行分析，其加　固效应如同土体的骨架效应。４）抗渗效应：浆液充填挤密孔隙　可起到一定的抗渗作用。　在注浆过程中，注浆体是以多种运动方式作用于上体的可　收稿日期：２００２　０ｌ　１７　根据经验和本工程特点，控制灌浆压力小于等于０　５　Ｍｅａ，　以免地基遭到破坏，因此，初步确定灌浆压力在　０　２５ＭＰａ－－０　５Ｍｅａ。　３　３灌浆深度　根据地质勘测结果和基础的埋深，确定了处理深度为室外地　　后　降低了土的渗透系数　当在透水层中建造一道肪渗帷幕时　则　坪以下６ｍ，室内地坪以下６．１５ｍ。４施工工艺　灌浆孔沿基础两侧布置，孔距１．５　ＨＩ～Ｉ　８　ｎ　，孔深６　ＨＩ。为　作者简介：陈迎ｔ１９７６）．女　１９９９年毕业于太原理工大学结构专业，助理工程师，太原市仙居园公司，山西太原王育锋【１９７６．）．男，１９９９年毕业于太原理工大学结树专业，中国矿业大学在读研究生　北京１０００８３　０３０００６　维普资讯 http://www.cqvip.com

０　陈迎等：静压灌浆在建构筑物地基加固中的应用分析　２１・　保证浆液能到达基础底部，保证基底土层的灌浆效果，同时考虑　灌浆中断，采取的措施是及时修复或调换灌浆泵，尽量缩短中断　到实际基础宽度和钻机操作的可能性，钻孔分直孔和斜孔，其中　时间。中断时间不超过水泥浆韧凝时间的可继续灌浆。　斜孔距离墙边１　ｍ　钻孔与垂直方向倾斜ｌ０。。浆液采用纯水泥　６结果分析　浆．水灰比ｌ：１，灌浆压力０　２５　ＭＰａ～０　５Ⅻ　。为防止浆液窜　应用静压灌浆工艺对仓库地基进行处理后，经对试验孔及完　孔．分为三序孔分批灌浆：随钻孔，随灌浆。不同序孔灌浆时间　工后的抽样检澳怫　果看，都取得了预期效果。检测方法采用标准　间隔不小于４８　ｈ。凡出现　下情况之一，即停灌：　贯人法．取芯观测，结果表明地基土承载力标准值均有明显提高，　１）地表出现冒浆或起鼓。２）建构筑物基础局部抬升。３）灌　达到了设计要求。白加固结束至今，经观测尚未发现裂缝扩展现　浆量偏大，单孔注浆量超过３５０　ｋｇ。４）灌浆压力超过０　５　ＭＰａ　象，并分别于施工前后和使用期间一年时间内连续进行了４次沉　施工过程中，采用ＤＳＩ高精度水准仪进行全过程监测，基础　抬升速度超过２删　ｈ，即认为明显抬升。施工中，若在灌浆量较　少的情况下出现地面冒浆，则采用间歇灌浆法，使先期灌人的浆　液在上层土层凝固，然后再灌。　奉工程于１９９９年ｌＯ月ｌ１日开始钻孔．并接着成孔灌浆，在　施工中严格遵守“间隔跳跃，间歇往复，低压慢注”的原则，尤其对　沉降严重的地方加大了间隔距离，加长了间歇时间，以确保施工　降观测，结果表明　施工期间，由于注浆压力作用　基础有所抬升　之后又略有沉降，施工结束半年后基本稳定。该建筑物已经过两　年的使用，情况良好．所以，静压灌浆达到了对地基土的加固补强　目的。　７建议　１）外部结构的加固处理应在地基加固完工三个月，地基基本　根据国家有关规范．做好地　质量，全部灌浆于１９９９年１２月１０日结束　实际完成总孔数７５８　稳定后再进行。２）地基加固完毕后，改善排水通道。３）在今后使用期间，甲方应对建筑物及　个，其中室外３７２个，孔深６ｍ　钻进尺为２　２３２ｍ，室内为３８６个，　面散水，严格按照国家现行有关规范执行，　孔深６　１５ｍ．钻进尺为４　６０５．９ｍ，共用４２５号硅酸盐水泥２１０ｔ。　管道等经常进行维护和检修，确保仓库不再发生灌水现象　５灌浆故障处理　静压灌浆施工时，由于地层土及灌浆器具等问题，常出现冒　浆、窜浆及灌浆中断故障。以下为各自的处理办法：　５　１冒浆：分两种形式出现，一种是由套管内冒出．原因是丝扣　密封不严，处理比较容易，只要将其密封上紧即可。另一种则是　发生在套管周围，此故障处理采用过两种方法：　１）将套管周围挖去部分松软杂填土　在挖去部分回填粘土并　夯实　２）增长挤压密封段，并在下人套管时，在外壁填粘土夯实。　５．２窜浆：灌浆液从孔口周围地带窜出　使静压灌浆无法继续进　行。此事故在下列几种情况时较易发生：　Ｌ）灌浆孔间距过小，小于浆涟实际扩散半径。２）灌浆孔附近　有未封孔的工程勘探钻孔．现场有的从６　ｍ～７　ｍ远处窜出。３）　灌浆孔周围地层泡水浸软且极松散。４）灌浆泵压过大。５）邻近　已灌浆孔，灌浆间隔时间较短，而孔口　下又未封堵　处理方法则是针对具体情况具体处理，如在施工允许的情况　下，尽量增大灌浆孔施工间距　发现有窜浆孔采用水泥浆等人口　封堵；地表不要积水；控制注浆泵压并及时封堵已注浆孔孔口　个别情况下，当上述处理无效时，则暂停灌浆，停１２　ｈ以上待其终　凝后继续补灌余浆　５　３灌浆中断：灌浆过程中，因搅拌机、灌浆泵等出现故障，导致　８结语　静压力水泥化学灌浆法有材料成本低、无毒、适用性好、货源　充足、凝结时间可调节、充填率高、收缩率小、早期固结强度高、湿　条件耐久性好等优点　还具有表面活性作用，与土体有较好的结　台力，反应热量又有助于土体排气脱水　经化学反应的软土能形　成较硬的结石体，有较好的承载力和抗渗透能力。因此，该方法　有较广泛的应用价值。　参考文献：　［１］阎明札ｌ９９６．　地基处理技术　Ｍ］北京：中国环境科学出版社，　［２］程骁，张凤样．土建注裴施工与兢果检测［Ｍ］．上海：同济走　学出版社，１９９８．　［３］陈中颐，叶书辟社．１９９０．　基础工程学［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版　［４］程骁，张风祥．土建注策施工与检洲［Ｍ］．上海：同济走学出　版社．１９９８．　［５］刘景政，杨素春，钟冬波．地基处理与妾删分析［Ｍ］．北京：中　国建筑工业出版社．１９９８．　Ｌ６］叶书辟，韩杰，叶观宝地基处理与托换技术［Ｍ］．北京：中国　建筑工业出版社．１９９４　Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔａｔｉｃ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ　ＣＨＥＮＹｉｎ　，ＷＡＮＧｖ．－ｒ￣　【ｌ　Ｔａｉ３￣ａｎ　Ｘｉａｗｕ３，￣ａｎ　Ｃｏｍ￣ｎｙ　ｏｆＳｈａｒ￣ｃｉ，Ｔａｉｙｕａｎ　０３０００６，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　ＳｔｒｕｃｔｕｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｏｆｆｉｃｅ　ｏｆＣｈｉｎａ　Ｕｎｉｚｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＭｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔ￣ｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｃａｍｐｕｓ），Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｌ￣ｒａｅｔ：Ｉ＇ｎｔｈ　ｐａｐｅｒｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｘａｍｐｌｅｏｆ　ａ　ｓｔｏｒａｇｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｉｎ　Ｓｈａｎｙｉ　ｐｔｘ￣ｎｃｅｉｓｏ：ｍｓｉｄｅｔｅｄ　Ｔｈｅｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓａ，ｏｆ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｂｙ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　ｉｔｓ　Ｄａｔｕｒ￣，ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｏｆ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｃｏ￣ｓｔｒｕｃｔｉｎ　ａｎｄ　ｔｒｏｕｂｌｏｅ　ｈａｎｄｌｉｎｇ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　Ａｔ　ｔｈｅ　ｓ蜘ｅ　ｔｉｍｅ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｄ１ｓｐ蕊ｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ａｆｅ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄｓＴｈｅ　ｓｔａｔｉｃ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｇｏ。ｄ　ｅｘａｎｉｐ］ｅ　．ｉｎ　ｆｏｕｎｄａｄｏｎ　ｃｏｎｓｄｉｄａｔｉｎ　ｆｏｏｒ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｈａｓⅥ兀ｄｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｖｅ　ｗＡｕｅ　Ｋｅｙ　ｗ０ｒｄｓ：ｓｔｏｉｃ　ｐ　ＬＩｎ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ，ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ，ｃｅｍｅｎｔ，ｉｎｆｉ］ｔｒａｔｉｏｎ