注漿技術(shù)在建筑軟基加固處理中的應(yīng)用.doc

注漿技術(shù)在建筑軟基加固處理中的應(yīng)用詹錦泉一、注漿法概述：1、 定義： 注漿法是一種人為地把具有充填、膠結(jié)性質(zhì)的材料注入到巖土體的裂隙或空隙中，以增加其強(qiáng)度或密實(shí)性的施工方法。 注漿法的核心和實(shí)質(zhì)為，通過(guò)漿體的充填、擠壓、膠結(jié)、凝固、固結(jié)等作用，增加有關(guān)土體的密實(shí)度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性。因此，在日本把注漿稱(chēng)為“土質(zhì)穩(wěn)定”（Soil Stabilization）而歐美稱(chēng)之“地基處理”（Soil Treatment）或“地基加固”（Soil Improvement）。2、 目地和應(yīng)用范圍： 注漿目地：巖土體及構(gòu)筑物的加固、堵水與防滲應(yīng)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(biāo)號(hào)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(xué)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(lèi)如表2。從注漿作用機(jī)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(guò)鉆孔在土體中形成極濃的漿液， 在注漿點(diǎn)周?chē)雇馏w壓密而形成漿泡，當(dāng)漿泡直徑較小時(shí)，注漿漿泡基本上沿鉆孔的徑向（即水平向）擴(kuò)展，隨著漿泡尺寸的逐漸增大，便產(chǎn)生較大的上抬力使地面抬動(dòng)。當(dāng)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(dāng)精確的范圍。簡(jiǎn)單的說(shuō)，土體注漿是用濃漿置換和壓密土的過(guò)程，其過(guò)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(guò)程。壓密注漿技術(shù)是美國(guó)首先研究，并于本世紀(jì)50年代早期開(kāi)始應(yīng)用的。其應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。繼而該技術(shù)出口到日本及歐洲，應(yīng)用范圍也逐步擴(kuò)展。隨之提出一些新設(shè)計(jì)理論與原理研究。該技術(shù)被認(rèn)為是革命性的。目前壓密注漿技術(shù)已進(jìn)入其應(yīng)用的第五個(gè)十年。 在國(guó)內(nèi)，壓密注漿技術(shù)也逐步被認(rèn)識(shí)。十多年來(lái)，已廣泛地應(yīng)用于工程實(shí)踐，取得驚人的進(jìn)步。2、 壓密注漿（compaction grouting）技術(shù)特點(diǎn)：采用極稠和低活動(dòng)性漿液在高壓泵（高達(dá)4Mpa）下注入到預(yù)定的位置，以增加軟弱、松散或擾動(dòng)的土體密度。當(dāng)選定適當(dāng)?shù)牟牧虾妥{參數(shù)時(shí)，漿液可以形式以灌注點(diǎn)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(yīng)結(jié)構(gòu)物的抬動(dòng)，類(lèi)似于底板頂升（底鼓）現(xiàn)象。使用流動(dòng)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(guò)程失去控制。所以加入粗骨料在流變學(xué)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(dú)特要求：a、漿液極濃。水泥漿水灰比0.6?？蓳饺敕勖夯?、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。830L/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(shè)計(jì)： a、加固半徑及深度：從壓密注漿原理得知：從注漿點(diǎn)向外擴(kuò)散的漿泡在土體中引起復(fù)雜的徑向和切向應(yīng)力體系變化?？繚{泡處土體，產(chǎn)生塑性變形。而離漿泡較遠(yuǎn)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(xué)性質(zhì)，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(guò)大量研究和實(shí)踐可知，按壓密注漿技術(shù)要求進(jìn)行施工，其加固半徑一般超過(guò)0.5m，并且在直徑2m以?xún)?nèi)的土體都受到明顯的壓密。所以，設(shè)計(jì)時(shí)，一般加固半徑可在0.5-1m間取值。對(duì)于粘性土和淤泥質(zhì)土，加固半徑大致為R0.5m。加固深度應(yīng)根據(jù)工程要求用土質(zhì)情況而定，一般在3-7m之內(nèi)。b、注漿量計(jì)算：Q=kvnc式中：Q注漿總用量 m3 v被加固土的體積 m3n土的孔隙率k有效加固系數(shù)對(duì)于軟粘土取0.3-0.4粉細(xì)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(yàn)數(shù)據(jù)，一般加固1 m3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(yīng)先施工外圈，后施工內(nèi)圈，外圈封鎖邊界，內(nèi)圈加壓加密，提高加固效果。注漿泵應(yīng)采用流量可調(diào)的高壓泵，也可以采用循環(huán)式注漿。泵量嚴(yán)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(cè)：從有關(guān)資料得知：通過(guò)壓密注漿進(jìn)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(xué)性能全面改善?？?jié)B系數(shù)可提高兩個(gè)級(jí)別。檢測(cè)方法：a、動(dòng)力觸探：用N10型輕型動(dòng)力觸探，從擊數(shù)換算為承載力。b、沉降觀測(cè)或傾斜觀測(cè)。c、取樣作注漿前后、不同齡期的土工試驗(yàn)，全面了解注漿前后土體的土力學(xué)性能變化。d、采用復(fù)合地基承載力試驗(yàn)，即荷載板試驗(yàn)復(fù)合地基的方法。e、開(kāi)挖檢查。三、工程實(shí)例：福建省煤炭工業(yè)科研所1997年開(kāi)始開(kāi)展軟土地基注漿研究工作，并在多項(xiàng)工程中實(shí)施。例如：1、省電網(wǎng)中心調(diào)度樓水泵房機(jī)座地基壓密注漿。設(shè)計(jì)注入量Q=vnkc=6190.30.31.1=61m3實(shí)際注入量57.7m3，實(shí)際注入量與設(shè)計(jì)較吻合。注漿前土層作了觸探試驗(yàn)，注漿后因土層固結(jié)堅(jiān)硬，致使觸探試驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。2、樂(lè)中樂(lè)酒樓加層建筑：在錨桿靜壓樁承臺(tái)基礎(chǔ)下壓密注漿。該工程嚴(yán)格按工藝標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范施工，注漿前后的沉降量為0。3、清祿鞋廠(chǎng)車(chē)間基礎(chǔ)梁下壓密注漿該工程利用壓密注漿治理地基沉降。車(chē)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(duì)地表有頂升作用。4、馬尾尼普洛工廠(chǎng)車(chē)間墻基基礎(chǔ)下壓密注漿。注漿前后土層的N10動(dòng)力觸探數(shù)據(jù)N10 31.1擊提高到N10 124.2擊，地基承載力提高到135Kpa以上，符合設(shè)計(jì)院要求，也與國(guó)內(nèi)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(dòng)性漿材。通過(guò)摻入粗骨料減少漿休流動(dòng)性，從而減少工程造價(jià)。該工程共注入水泥41.5t，粉煤灰110t，最終通過(guò)沉降、傾斜觀測(cè)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。四、結(jié)語(yǔ)：注漿技術(shù)在軟土地基加固工程中大有作為，應(yīng)該大力加強(qiáng)該技術(shù)的研究工作。針對(duì)福建省軟土地層的實(shí)際情況，摸索一套優(yōu)化的注漿工藝與技術(shù)參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)更為合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，并可逐步擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，使注漿技術(shù)在地基處理工程中發(fā)揮更大作用。參考文獻(xiàn)1、國(guó)際巖土錨固與灌漿新進(jìn)展、美國(guó)灌漿實(shí)踐的進(jìn)展中國(guó)建筑工業(yè)出版社19962、地基處理技術(shù) 閻明禮 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社19963、地基處理手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社19934、試驗(yàn)土體注漿的幾個(gè)問(wèn)題91全國(guó)灌漿技術(shù)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集 中科院廣州化學(xué)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(xué)術(shù)討論會(huì)論文集 浙江大學(xué)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(xué)術(shù)討論會(huì)論文集成 浙江大學(xué)出版社7、注漿技術(shù)在市政工程建設(shè)中的應(yīng)用第五屆地基處理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集 中國(guó)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(bào)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(hào)工 程 名 稱(chēng)簡(jiǎn) 況1福州榕昌電廠(chǎng)拋碴地基壓密注漿94年612月2省電力網(wǎng)水泵房壓密注漿97年 5月3福州清祿鞋廠(chǎng)3#車(chē)間壓密注漿97年 5月4馬尾尼普洛公司車(chē)間壓密注漿97年 8月5福州樂(lè)中樂(lè)酒樓承臺(tái)壓密注漿97年 9月6金雞山公園辦公樓地基壓密注漿97年 10月7長(zhǎng)樂(lè)國(guó)際機(jī)場(chǎng)雨水泵房墻基壓密注漿98年 12月8福州學(xué)軍路民建民居樓壓密注漿99年 4月9福州市水表廠(chǎng)車(chē)間壓密注漿99年 10月10泰馨公寓2#樓壓密注漿2000年 2月11古田縣委宿舍6#樓壓密注漿2001年 3月12水口水電廠(chǎng)500KV升壓站壓密注漿2001年 4月13福州白馬立交D線(xiàn)路基壓密注漿2001年 7月14福建農(nóng)大宿舍樓壓密注漿2002年10月15長(zhǎng)樂(lè)機(jī)場(chǎng)中轉(zhuǎn)油庫(kù)綜合樓注漿2002年12月16鴻運(yùn)新城圍墻壓密注漿2003年2月17福州二化廠(chǎng)區(qū)橋墩壓密注漿2003年6月18福州金浦上B標(biāo)段開(kāi)閉所壓密注漿2003年8月19福州金浦上H標(biāo)段