某工程地基灌漿托換加固實例

李佩軍1李林2

(1．濟源市科技工業園區管委會454650  河南；

2．陜西省建筑科學研究設計院710082  陜西)

    隨著地基處理及托換加固工程實踐的發展，其技術方法和理論日趨成熟，但由于工程條件、施工隊伍素質及技術水平、施工機械設備等因素的影響，使地基處理、托換加固工程施工中仍存在大量的技術和質量問題。為了總結施工經驗、推廣成熟技術、提高工程質量，筆者就灌漿加固實例談點體會，希望與工程技術同行作以交流。

1、工程概況與質量事故分析

    山區某二層綜合樓，磚混結構，鋼筋砼條形基礎，建筑面積800平方米，平面呈現“L”形(轉角處設沉降縫)。場地地形比較平坦，地貌單元為山間谷地。因地基土均勻性差，故對地基土采用了置換處理的方法。實際處理時，對作為同一建筑地基的沉降縫兩側部分，分別采用了級配砂石和灰土兩種置換處理方法。另外，主體施工完成后，正值雨季，生產、生活用水及地表水排放組織不當，而大量滲入地基，使地基土壓縮性增高。在以上因素的綜合作用下，該建筑物發生了嚴重的不均勻沉降，并導致沉降縫兩側墻體出現了嚴重裂縫，造成工程質量事故。經過現場調查與觀測，結果表明：

    (1)迎水面縱墻沉降較大且墻體開裂嚴重。其中沉降縫位置沉降最大，裂縫以沉降縫為中心，在其兩側縱墻上呈“正八字”分布。

    (2)現場沉降觀測表明，20天累計沉降量最大值為36．5mm，最小值為13．Omm。

    由以上結果分析可知，對該建筑物地基必須立即進行加固處理，以阻止地基不均勻沉降和墻體裂縫的繼續發展。

2、地基加固施工

    2.1加固方案選擇：

    經對現場工程地質條件、建筑物的結構特點及周圍環境情況的分析、論證，確定采用靜壓灌水泥一水玻璃漿液(亦稱CS漿液)進行地基加固處理。

    2.2加固機理：

    在壓力作用下，漿液通過灌漿管被灌入地層中，并以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間的水分和空氣后占據其位置，經人工控制一定時間后，漿液將原來松散的土粒膠結成整體，形成一個結構新、強度大、防水性能好、化學穩定性良好的“結石體”。

    2.3施工機械設備：

    (1)灌漿泵ZTGZ-60／210型：其技術特征見下表。

    (2)煤電鉆：成孔直徑27mm，鉆進深度1．5—3m。

    (3)強制式攪拌機；150L。

    2.4漿材選用：

    水泥、普通硅酸鹽水泥32．5R、水灰比控制范圍0.8—1.0、 水玻璃濃度控制范圍28—35波美度、水泥漿和水玻璃體積比為1：1

    2.5灌漿工藝流程：

    布孔→成孔→灌漿→檢測

    2.6其它技術參數：

    灌漿壓力：2-3MPa ；凝固時間：30～60S

    2.7灌漿施工控制要點：

    (1)布孔：局部密集，其余沿開裂墻體均布。

    (2)成孔：一般深度控制在1．5～2m，局部視地質情

況最大鉆進3m。

    (3)灌漿：以雙液系統將水泥一水玻璃兩種液體在管口混合后灌人地基土，固結；按成孔順序依次灌漿，如有返漿現象則將該孔封閉。初始進漿量較大，隨著進漿量的增加，灌漿壓力亦相應增大。宜采用少量、多次灌注的方法，以提高土體的物理力學性質。

    2.8施工過程中的檢測：

    (1)成孔深度、孔徑檢測：參照鉆進尺寸及鉆頭直徑量測。

    (2)漿液配制檢測：所用水泥兩證(出廠證明、復試報告單)齊全；水玻璃具有合格證；現場以磅秤計量配比(以體積比折算)。

    (3)灌漿質量檢測：檢查灌漿泵壓力值。

    2.9具體灌漿施工情況：

    由于灌漿理論與實際施工中尚有差異，在施工時一些參數也應作以調整。該工程實際灌漿施工情況見下表。

3、施工體會

    如同所有地基處理及托換技術一樣，首先要明確加固目的，在調查研究的基礎上選擇方案。其次要確定各種技術參數和技術措施，通過試驗取得第一手資料用以指導施工。在本次灌漿施工中，我們選擇了具有礦井灌漿經驗的專業人員施工，根據灌漿理論結合豐富的實際經驗，對一些參數作了調整(如灌漿壓力達到3MPa，間隙數十秒，不再進漿即可認為該孔已灌滿；再如：布孔間距一般為l—2M，以此作為擴散半徑)。沉降觀測表明此次灌漿加固效果明顯，達到了預期目的。

    水泥一水玻璃漿液凝結規律大致為：水泥漿水灰比越小、水玻璃與水泥漿體積比越大(在一定范圍

內)、溫度越高，漿液凝結時間就越短，反之就越長。水玻璃是促使水泥漿早凝的因素，我們可以通過調整其比例控制凝結時間。

    水灰比是決定結石體抗壓強度的關鍵因素，所以必須充分重視水灰比的控制。

    由于灌漿使土體逐漸密實，每孔進漿量應逐漸減少。應先確定灌漿邊界孔，對邊界孔灌漿以形成“圍幕”(可稱為“第一次序孔”)，然后依次灌注(可稱為“第二次序孔”)。第二次序孔的進漿量比第一次序孔大為減少是灌漿次序選擇成功的標志之一。

    漿液的擴散能力和灌漿壓力值密切相關，而灌漿壓力值與地基土的密度、強度、初始壓力、鉆孔深度、位置及灌漿次序等因素有關。這些因素難于準確預知，由現場灌漿試驗確定較為合理。在不影響臨近建(構)筑物的前提下，應盡可能采用較高的灌漿壓力。這是因為：高壓能使地基土微細孔張開，有助于提高可灌性，能造成劈裂的軟弱材料在密度、強度方面得到改善；同時，高壓還有助于漿液中多余水分的擠出，進而提高漿液結石體的強度。我們采用了2—3MPa的灌漿壓力施工時，房屋附近已斷裂的排水溝明顯被抬升，表明地基灌漿加固處理效果明顯、質量良好。

    加固施工中，我們采用了依次灌漿的順序，部分鉆孔發生了串漿現象，造成孔位報廢，只好做管端封死處理。如按跳孔間隔灌漿，在一定程度上可以防止串漿，同時可以提高灌漿孔內漿液的強度與時俱增的約束性。

    總之，地基灌漿加固處理必須作認真、全面、細致的調查研究，制定合理可行的施工方案。施工中必須明確加固機理，適時調整施工方法，合理運用技術標準指導灌漿施工。對各種不確定因素要有充分考慮。唯此，才能保證灌漿加固處理的技術經濟性、科學性，才能保證地基托換加固處理的質量和效果。

參考文獻：

    [1]葉書麟，韓杰，葉觀寶《地基處理與托換技術》北京：中國建筑工業出版社，1996．267—621．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)