軟土地基處理 4.3既有建(構(gòu))筑物地基加固與基礎(chǔ)托換技術(shù)

1、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))筑物地基加固與基礎(chǔ)托換主要從三方面考慮：一是通過將原基礎(chǔ)加寬，減小作用在地基土上的接觸壓力。雖然地基土強(qiáng)度和壓縮性沒有改變，但單位面積上荷載減小，地基土中附加應(yīng)力水平減小，可使原地基滿足建筑物對(duì)地基承載力和變形的要求?；蛘咄ㄟ^基礎(chǔ)加深，雖未改變作用在地基土上的接觸應(yīng)力，但由于基礎(chǔ)埋深加大，一者使基礎(chǔ)置入較深的好土層，再者加大埋深，地基承載力通過深度修正也有所增加。二是通過地基處理改良地基土體或改良部分地基土體，提高地基土體抗剪強(qiáng)度、改善壓縮性，以滿足建筑物對(duì)地基承載力和變形的要求，常用如高壓噴射注漿、壓力注漿以及化學(xué)加固

2、、排水固結(jié)、壓密、擠密等技術(shù)。三是在地基中設(shè)置墩基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)等豎向增強(qiáng)體，通過復(fù)合地基作用來滿足建筑物對(duì)地基承載力和變形的要求，常用錨桿靜壓樁、樹根樁或高壓旋噴注漿等加固技術(shù)。有時(shí)可將上述幾種技術(shù)綜合應(yīng)用。4.3.2 基礎(chǔ)加寬、加深技術(shù)有許多既有建筑物或改建增層工程，常因基礎(chǔ)底面積不足而使地基承載力或變形不滿足規(guī)范要求，從而導(dǎo)致既有建筑物開裂或傾斜；或由于基礎(chǔ)材料老化、浸水、地震或施工質(zhì)量等因素的影響，原有地基基礎(chǔ)已顯然不再適應(yīng)，一般常用基礎(chǔ)加寬托換，以增大基礎(chǔ)支承面積、加強(qiáng)基礎(chǔ)剛度、或增大基礎(chǔ)的埋置深度等。通常采用混凝土套或鋼筋混凝土套加固。當(dāng)采用混凝土套或鋼筋混凝土套時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)施工

3、要求：1、基礎(chǔ)加大后剛性基礎(chǔ)應(yīng)滿足混凝土剛性角要求，柔性基礎(chǔ)應(yīng)滿足抗彎要求；2、為使新舊基礎(chǔ)牢固聯(lián)結(jié)，在灌注混凝土前應(yīng)將原基礎(chǔ)鑿毛并刷洗干凈，再涂一層高標(biāo)號(hào)水泥砂漿，沿基礎(chǔ)高度每隔一定距離應(yīng)設(shè)置錨固鋼筋；也可在墻腳或圈梁鉆孔穿鋼筋，再用環(huán)氧樹脂填滿，穿孔鋼筋須與加固筋焊牢；3、對(duì)加套的混凝土或鋼筋混凝土的加寬部分，其地基上應(yīng)鋪設(shè)的墊料及其厚度，應(yīng)與原基礎(chǔ)墊層的材料及厚度相同，使加套后的基礎(chǔ)與原基礎(chǔ)的基底標(biāo)高和應(yīng)力擴(kuò)散條件相同和變形協(xié)調(diào)；4、對(duì)條形基礎(chǔ)應(yīng)按長(zhǎng)度1.52.0m劃分成許多單獨(dú)區(qū)段，分別進(jìn)行分批、分段、間隔施工，決不能在基礎(chǔ)全長(zhǎng)挖成連續(xù)的坑槽和使全長(zhǎng)上地基土暴露過久，以免導(dǎo)致地基土浸泡

4、軟化，使基礎(chǔ)隨之產(chǎn)生很大的不均勻沉降。5、當(dāng)原基礎(chǔ)承受中心荷載時(shí)，可采用雙面加寬；當(dāng)原基礎(chǔ)承受偏心荷載，或受相鄰建筑基礎(chǔ)條件限制，或?yàn)槌两悼p處的基礎(chǔ)，或?yàn)榱瞬挥绊懯覂?nèi)正常使用時(shí)，可在單面加寬原基礎(chǔ)；亦可將柔性基礎(chǔ)改為剛性基礎(chǔ)；也可將條形基礎(chǔ)擴(kuò)大成片筏基礎(chǔ)。 若根據(jù)驗(yàn)算原地基承載力和變形不能滿足規(guī)范要求時(shí)，除了可采用基礎(chǔ)加寬的托換方法外，尚可將基礎(chǔ)落深在較好的新持力層上的坑式托換加固方法，也稱為墩式托換?？邮酵袚Q基礎(chǔ)施工步驟：1、在貼近被托換的基礎(chǔ)側(cè)面，由人工開挖一個(gè)長(zhǎng)寬為1.2m0.9m的豎向?qū)Э?，并挖到比原有基礎(chǔ)底面下再深1.5m處；2、再將導(dǎo)坑橫向擴(kuò)展到直接的基礎(chǔ)下面，并繼續(xù)在基礎(chǔ)下面開挖

5、到所要求的持力層標(biāo)高；3、采用現(xiàn)澆混凝土澆筑已被開挖出來的基礎(chǔ)下的挖坑體積形成墩子。但在離原有基礎(chǔ)底面8cm處停止?jié)沧ⅲB(yǎng)護(hù)一天后，再將1:1干硬性水泥砂漿放進(jìn)8cm的空隙內(nèi)，充分搗實(shí)成填充層； 4、用同樣步驟，再分段分批的挖坑和修筑墩子，直至全部托換基礎(chǔ)的工作完成為止。4.3.3 錨桿靜壓樁技術(shù)錨桿靜壓樁是錨桿和靜力壓樁兩項(xiàng)技術(shù)巧妙結(jié)合而形成的一種樁基施工新工藝，它是對(duì)需進(jìn)行地基基礎(chǔ)加固的既有建筑物基礎(chǔ)上按設(shè)計(jì)開鑿壓樁孔和錨桿孔，用粘結(jié)劑埋好錨桿，然后安裝壓樁架與建筑物基礎(chǔ)連為一體，并利用既有建筑物自重作反力，用千斤頂將預(yù)制樁段壓人土中，樁段間用硫磺膠泥或焊接連接。當(dāng)壓樁力或壓人深度達(dá)到設(shè)計(jì)

6、要求后，將樁與基礎(chǔ)用微膨脹混凝土澆注在一起，樁即可受力，從而達(dá)到提高地基承載力和控制沉降的目的。錨桿靜壓樁施工機(jī)具簡(jiǎn)單，施工作業(yè)面小，施工方便靈活，技術(shù)可靠，效果明顯，施工時(shí)無振動(dòng)，無污染，對(duì)原有建筑物里生活或生產(chǎn)秩序影響小。錨桿靜壓樁適用范圍廣，可適用于粘性土、淤泥質(zhì)土、雜填土、粉土、黃土等地基。錨桿靜壓樁技術(shù)除應(yīng)用于已有建筑物地基加固外，也應(yīng)用于新建建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)工程。在鬧市區(qū)舊城改造中，限于周圍交通條件難以運(yùn)進(jìn)打樁設(shè)備，或施工場(chǎng)所很窄，打樁施工工作面不夠時(shí)，可采用錨桿靜壓樁技術(shù)進(jìn)行樁基施工。在施工設(shè)備短缺地區(qū)，無打樁設(shè)備，也可用錨桿靜壓樁技術(shù)進(jìn)行樁基施工。對(duì)于新建建筑物，在基礎(chǔ)施工時(shí)可

7、按設(shè)計(jì)預(yù)留壓樁孔和預(yù)埋錨桿，待上部結(jié)構(gòu)施工至34層時(shí)，再利用建筑物自重作為壓樁反力開始?jí)簶?。錨桿靜壓樁的壓樁施工應(yīng)遵循下述各點(diǎn)：1、根據(jù)壓樁力大小選定壓樁設(shè)備及錨桿直徑，對(duì)觸變性土(粘性土)，壓樁力可取1.31.5倍的單樁容許承載力，對(duì)非觸變性土(砂土)，壓樁力可取2倍的單樁容許承載力； 2、壓樁架要保持垂直，應(yīng)均衡擰緊錨固螺栓的螺帽，在壓樁施工過程中，應(yīng)隨時(shí)擰緊松動(dòng)的螺帽； 3、樁段就位必須保持垂直，不得偏壓。當(dāng)壓樁力較大時(shí)，樁頂應(yīng)墊34cm厚的麻袋，其上墊鋼板再進(jìn)行壓樁，防止樁頂壓碎； 4、壓樁施工時(shí)不宜數(shù)臺(tái)壓樁機(jī)同時(shí)在一個(gè)獨(dú)立柱基上施工。施工期間，壓樁力總和不得超過既有建筑物的自重，以防

8、止基礎(chǔ)上抬造成結(jié)構(gòu)破壞； 5、壓樁施工不得中途停頓，應(yīng)一次到位。如不得已必須中途停頓時(shí)，樁尖應(yīng)停留在軟弱土層中，且停歇時(shí)間不宜超過24小時(shí)； 6、采用硫磺膠泥接樁時(shí)，上節(jié)樁就位后應(yīng)將插筋插人插筋孔內(nèi)，檢查重合無誤，間隙均勻后，將上節(jié)樁吊起l0cm，裝上硫磺膠泥夾箍，澆注硫磺膠泥，并立即將上節(jié)樁保持垂直放下，接頭側(cè)面應(yīng)平整光滑，上下樁面應(yīng)充分粘結(jié)，待接樁中的硫磺膠泥固化后(一般氣溫下，經(jīng)五分鐘硫磺膠泥即可固化)，才能開始繼續(xù)壓樁施工。當(dāng)環(huán)境溫度低于5時(shí)，應(yīng)對(duì)插筋和插筋孔作表面加溫處理； 7、熬制硫磺膠泥的溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在140145范圍內(nèi)，澆注時(shí)溫度不得低于140； 8、采用焊接接樁時(shí)，應(yīng)清除表

9、面鐵銹，進(jìn)行滿焊，確保質(zhì)量；9、樁與基礎(chǔ)的連接(即封樁)是整個(gè)壓樁施工中的關(guān)鍵工序之一，必須認(rèn)真進(jìn)行；10、壓樁施工的控制標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)以設(shè)計(jì)最終壓樁力為主，樁入土深度為輔加以控制。4.3.4 樹根樁技術(shù)樹根樁是一種小直徑鉆孔灌注樁，其直徑通常為100mm250mm，有時(shí)也有采用300mm。先利用鉆機(jī)鉆孔，滿足設(shè)計(jì)要求后，放人鋼筋或鋼筋籠，同時(shí)放人注漿管，用壓力注入水泥漿或水泥砂漿而成樁，亦可放人鋼筋籠后再灌人碎石，然后注入水泥漿或水泥砂漿而成樁。小直徑鉆孔灌注樁也有人稱為微型樁。小直徑鉆孔灌注樁可以豎向、斜向設(shè)置，網(wǎng)狀布置如樹根狀，故稱為樹根樁。樹根樁技術(shù)的特點(diǎn)是：機(jī)具簡(jiǎn)單，施工場(chǎng)地??；施工時(shí)振動(dòng)

10、和噪音小，施工方便；施工時(shí)因樁孔很小，故而對(duì)墻身和地基土都不產(chǎn)生任何次應(yīng)力，所以托換加固時(shí)不存在對(duì)墻身有危險(xiǎn)；也不擾動(dòng)地基土和干擾建筑物的正常工作情況；樹根樁適用于碎石土、砂土、粉土、粘性土、濕陷性黃土和巖石等各類地基土；樹根樁不僅可承受豎向荷載，還可承受水平向荷載。壓力注漿使樁的外側(cè)與土體緊密結(jié)合，使樁具有較大的承載力。樹根樁加固地基的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容與樹根樁在地基加固中的效用有關(guān)，應(yīng)視工程情況區(qū)別對(duì)待。樹根樁一般為摩擦樁，與地基土體共同承擔(dān)荷載，可視為剛性樁復(fù)合地基。對(duì)于網(wǎng)狀樹根樁，可視為修筑在土體中的三維結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)以樁和土間的相互作用為基礎(chǔ)，由樁和土組成復(fù)合土體的共同作用，將樁與土圍起來的

11、部分視為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，其受力猶如一個(gè)重力式擋土結(jié)構(gòu)一樣。樹根樁與樁間土共同承擔(dān)荷載，樹根樁的承載力發(fā)揮還取決于建筑物所能容許承受的最大沉降值。容許的最大沉降值愈大，樹根樁承載力發(fā)揮度愈高。容許的最大沉降值愈小，樹根樁承載力發(fā)揮度愈低。承擔(dān)同樣的荷載，當(dāng)樹根樁承載力發(fā)揮度低時(shí)，則要求設(shè)置較多的樹根樁數(shù)。樹根樁施工時(shí)如不下套管會(huì)出現(xiàn)縮頸或塌孔現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)將套管下到產(chǎn)生縮頸或塌孔的土層深度以下；注漿時(shí)注漿管的埋設(shè)應(yīng)離孔底標(biāo)高200mm，從開始注漿起，對(duì)注漿管要進(jìn)行不定時(shí)的上下松動(dòng)，在注漿結(jié)束后要立即拔出注漿管，每拔1m必須補(bǔ)漿一次，直至拔出為止；注漿施工時(shí)應(yīng)防止出現(xiàn)穿孔和漿液沿砂層大量流失的現(xiàn)象，可采

12、用跳孔施工、間歇施工或增加速凝劑摻量等措施來防范；額定注漿量應(yīng)不超過按樁身體積計(jì)算量的3倍，當(dāng)注漿量達(dá)到額定注漿量時(shí)應(yīng)停止注漿；注漿后由于水泥漿收縮較大，故在控制樁頂標(biāo)高時(shí)，應(yīng)根據(jù)樁截面和樁長(zhǎng)的大小，采用高于設(shè)計(jì)標(biāo)高5%10%的施工標(biāo)高。4.3.5 其他加固技術(shù)1、樁式托換樁式托換是包括所有采用樁的型式進(jìn)行托換的方法總稱，因而內(nèi)容十分廣泛，主要介紹坑式靜壓樁和預(yù)壓樁。(1)坑式靜壓樁坑式靜壓樁(亦稱壓人樁或頂承靜壓樁)是在已開挖的基礎(chǔ)下托換坑內(nèi)，利用建筑物上部結(jié)構(gòu)自重作支承反力，用千斤頂將預(yù)制好的鋼管樁或鋼筋混凝土樁段接長(zhǎng)后逐段壓人土中的托換方法坑式靜壓樁亦是將千斤頂?shù)捻斏砗挽o壓樁技術(shù)融為

13、一體的托換技術(shù)新方法。坑式靜壓樁適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、濕陷性土和人工填土，且有埋深較淺的硬持力層。當(dāng)?shù)鼗林泻休^多的大塊石、堅(jiān)硬粘性土或密實(shí)的砂土夾層時(shí)，由于樁壓人時(shí)難度較大，則應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用與否?？邮届o壓樁的施工步驟：1)先在貼近被托換既有建筑物的一側(cè)，開挖一個(gè)長(zhǎng)寬約1.5m1.0m的豎向?qū)Э?，直挖到比原有基礎(chǔ)底面下再深1.5m處；2)再將豎向?qū)Э映瘷M向擴(kuò)展到基礎(chǔ)梁、承臺(tái)梁或基礎(chǔ)板下，垂直開挖長(zhǎng)寬深約為0.8m0.5m1.8m的托換坑；3)將樁用千斤頂逐節(jié)壓入土中，直至樁端到達(dá)設(shè)計(jì)深度或樁阻力滿足設(shè)計(jì)要求為止；4)通過封頂和回填，將樁與既有基礎(chǔ)梁澆灌在一起，形成整體

14、連接以承受荷載。對(duì)于采用鋼筋混凝土的靜壓樁，封頂和回填應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，或先回填后封頂，即從坑底每層回填夯實(shí)至一定深度后，再支模在樁周圍澆灌混凝土；對(duì)于鋼管樁，一般不需在樁頂包混凝土，只需用素土或灰土回填夯實(shí)到頂；回填時(shí)通常在封頂混凝土里摻加膨脹劑或預(yù)留空隙后填實(shí)的方法(在離原有基礎(chǔ)底面80mm處停止?jié)仓?，待養(yǎng)護(hù)一天后，再將1:1的干硬水泥砂漿塞進(jìn)80mm的空隙內(nèi)，用鐵錘錘擊短木，使在填塞位置的砂漿得到充分搗實(shí)成為密實(shí)的填充層)。(2)預(yù)壓樁預(yù)壓樁的設(shè)計(jì)思路是針對(duì)坑式靜壓樁的施工存在局限而予以改進(jìn)的。亦即預(yù)壓樁能阻止坑式靜壓樁施工中在撤出千斤頂時(shí)壓入樁的回彈，阻止壓入樁回彈的方法是在撤出千斤頂之前，

15、在被頂壓的樁頂與基礎(chǔ)底面之間加進(jìn)一個(gè)楔緊的工字鋼。預(yù)壓樁的施工方法，其前階段施工與坑式靜壓樁施工完全相同。即當(dāng)鋼管樁(或預(yù)制鋼筋混凝土樁)達(dá)到要求的設(shè)計(jì)深度，如果是鋼管樁管內(nèi)要灌注混凝土，則需待混凝土結(jié)硬后才能進(jìn)行預(yù)壓工作。一般要用兩個(gè)并排設(shè)置的液壓千斤頂放在基礎(chǔ)底和鋼管樁頂面間。兩個(gè)千斤頂間要有足夠的空位，以便將來安放楔緊的工字鋼鋼柱，兩個(gè)液壓千斤頂可由小液壓泵手搖驅(qū)動(dòng)。荷載應(yīng)施加到樁的設(shè)計(jì)荷載的150為止。在荷載保持不變的情況下(一小時(shí)內(nèi)沉降不增加才被認(rèn)為是穩(wěn)定的)，然后截取一段工字鋼豎放在兩個(gè)千斤頂之間，再將鐵錘打緊鋼楔，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，只要轉(zhuǎn)移1015的荷載，就可有效地對(duì)樁進(jìn)行預(yù)壓，并阻

16、止了壓人樁的回彈，此時(shí)千斤頂已停止工作，并可將其撤出。然后用干填法或在壓力不大的情況下將混凝土灌注到基礎(chǔ)底面，最后將樁頂與工字鋼柱用混凝土包起來，此時(shí)預(yù)壓樁施工才告結(jié)束。 2、灌漿法(1)概述灌漿法是指利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過注漿管把漿液均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)人工控制一定時(shí)間后，漿液將原來松散的土?；蛄严赌z結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”。灌漿法在我國(guó)煤炭、冶金、水電、建筑、交通和鐵道等部門都進(jìn)行了廣泛使用，并取得了良好的效果。其加固目的有以下幾方面：1) 增加地基

17、土的不透水性。防止流砂、鋼板樁滲水、壩基漏水和隧道開挖時(shí)涌水，以及改善地下工程的開挖條件；2) 防止橋墩和邊坡護(hù)岸的沖刷；3) 整治坍方滑坡，處理路基病害；4) 提高地基土的承載力，減少地基的沉降和不均勻沉降；5) 進(jìn)行托換技術(shù)，對(duì)古建筑的地基加固。(2)加固機(jī)理1)漿液材料灌漿加固離不開漿材，而漿材品種和性能的好壞，又直接關(guān)系著灌漿工程的成敗、質(zhì)量和造價(jià)，因而灌漿工程界歷來對(duì)灌漿材料的研究和發(fā)展極為重視?，F(xiàn)在可用的漿材越來越多，尤其在我國(guó)，漿材性能和應(yīng)用問題的研究比較系統(tǒng)和深入，有些漿材通過改性使其缺點(diǎn)消除后，正朝理想漿材的方向演變。灌漿工程中所用的漿液是由主劑(原材料)、溶劑(水或其它溶劑

18、)及各種外加劑混合而成。通常所提的灌漿材料是指漿液中所用的主劑。外加劑可根據(jù)在漿液中所起的作用，分為固化劑、催化劑、速凝劑、緩凝劑和懸浮劑等。a.漿液材料分類漿液材料分類的方法很多，如：按漿液所處狀態(tài)，可分為真溶液、懸浮液和乳化液；按工藝性質(zhì)，可分為單漿液和雙漿液；按主劑性質(zhì)，可分為無機(jī)系和有機(jī)系等。b.漿液性質(zhì)灌漿材料的主要性質(zhì)包括：分散度、沉淀析水性、凝結(jié)性、熱學(xué)性、收縮性、結(jié)石強(qiáng)度、滲透性和耐久性。(a)材料的分散度分散度是影響可灌性的主要因素，一般分散度越高，可灌性就越好。分散度還將影響漿液的一系列物理力學(xué)性質(zhì)。(b)沉淀析水性在漿液攪拌過程中，水泥顆粒處于分散和懸浮于水中的狀態(tài)，但當(dāng)

19、漿液制成和停止攪拌時(shí)，除非漿液極為濃稠，否則水泥顆粒將在重力作用下沉淀，并使水向漿液頂端上升。沉淀析水性是影響灌漿質(zhì)量的有害因素。漿液水灰比是影響析水性的主要因素，研究證明，當(dāng)水灰比為1.0時(shí)，水泥漿的最終析水率可高達(dá)20%。(c)凝結(jié)性漿液的凝結(jié)過程被分為兩個(gè)階段：初期階段，漿液的流動(dòng)性減少到不可泵送的程度；第二階段，凝結(jié)后的漿液隨的間而逐漸硬化。研究證明，水泥漿的初凝時(shí)間一般變化在24h，粘土水泥漿則更慢。由于水泥微粒內(nèi)核的水化過程非常緩慢，故水泥結(jié)石強(qiáng)度的增長(zhǎng)將延續(xù)幾十年。(d)熱學(xué)性由于水化熱引起的漿液溫度主要取決于水泥類型、細(xì)度、水泥含量、灌注溫度和絕熱條件等因素。例如，當(dāng)水泥的比表

20、面積由250m2/kg增至400m2/kg時(shí)，水化熱的發(fā)展速度將提高約60。當(dāng)大體積灌漿工程需要控制漿溫時(shí)，可采用低熱水泥、低水泥含量及降低拌和水溫度等措施。當(dāng)采用粘土水泥漿灌注時(shí)，一般不存在水化熱問題。(e)收縮性漿液及結(jié)石的收縮性主要受環(huán)境條件的影響。潮濕養(yǎng)護(hù)的漿液只要長(zhǎng)期維持其潮濕條件，不僅不會(huì)收縮還可能隨時(shí)間而略有膨脹。反之，干燥養(yǎng)護(hù)的漿液或潮濕養(yǎng)護(hù)后又使其處于干燥環(huán)境中，就可能發(fā)生收縮。一旦發(fā)生收縮，就將在灌漿體中形成微細(xì)裂隙，使?jié){液效果降低，因而在灌漿設(shè)計(jì)中應(yīng)采取防御措施。(f)結(jié)石強(qiáng)度影響結(jié)石強(qiáng)度的因素主要包括：漿液的起始水灰比、結(jié)石的孔隙率、水泥的品種及摻合料等，其中以漿液濃度

21、最為重要。(g)滲透性與結(jié)石的強(qiáng)度一樣，結(jié)石的滲透性也與漿液起始水灰比、水泥含量及養(yǎng)護(hù)齡期等一系列因素有關(guān)。不論純水泥漿還是粘土水泥漿，其滲透性都很小。(h)耐久性水泥結(jié)石在正常條件下是耐久的，但若灌漿體長(zhǎng)期受水壓力作用，則可能使結(jié)石破壞。c.漿液材料選擇要求(a) 漿液應(yīng)是真溶液而不是懸濁液。槳液粘度低，流動(dòng)性好，能進(jìn)入細(xì)小裂隙。(b) 漿液凝膠時(shí)間可從幾秒至幾小時(shí)范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)，并能準(zhǔn)確地控制，漿液一經(jīng)發(fā)生凝膠就在瞬間完成。(c) 漿液的穩(wěn)定性好。在常溫常壓下，長(zhǎng)期存放不改變性質(zhì)，不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)。(d) 漿液無毒無臭。對(duì)環(huán)境不污染，對(duì)人體無害，屬非易爆物品。(e) 漿液應(yīng)對(duì)注漿設(shè)備、管

22、路、混凝土結(jié)構(gòu)物、橡膠制品等無腐蝕性，并容易清洗。(f) 漿液固化時(shí)無收縮現(xiàn)象，固化后與巖石、混凝土等有一定粘接性。(g) 漿液結(jié)石體有一定抗壓和抗拉強(qiáng)度，不龜裂，抗?jié)B性能和防沖刷性能好。(h) 結(jié)石體耐老化性能好，能長(zhǎng)期耐酸、堿、鹽、生物細(xì)菌等腐蝕，且不受溫度和濕度的影晌。(i) 材料來源豐富、價(jià)格低廉。(j) 漿液配制方便，操作容易。現(xiàn)有灌漿材料不可能同時(shí)滿足上述要求，一種灌漿材料只能符合其中幾頂要求。因此，在施工中要根據(jù)具體情況選用某一種較為合適的灌漿材料。(3)灌漿分類 根據(jù)灌漿機(jī)理，灌漿法可分為下述幾類：1)滲透灌漿滲透灌漿是指在壓力作用下使?jié){液充填土的孔隙和巖石的裂隙，排擠出孔隙中

23、存在的自由水和氣體，而基本上不改變?cè)瓲钔恋慕Y(jié)構(gòu)和體積(砂性土灌漿的結(jié)構(gòu)原理)，所用灌漿壓力相對(duì)較小。這類灌漿一般只適用于中砂以上的砂性土和有裂隙的巖石。代表性的滲透灌漿理論有：球形擴(kuò)散理論、柱形擴(kuò)散理論和袖套管法理論。2)劈裂灌漿劈裂灌漿是指在壓力作用下，漿液克服地層的初始應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度，引起巖石和土體結(jié)構(gòu)的破壞和擾動(dòng)，使其沿垂直于小主應(yīng)力的平面上發(fā)生劈裂，使地層中原有的裂隙或孔隙張開，形成新的裂隙或孔隙，漿液的可灌性和擴(kuò)散距離增大，而所用的灌漿壓力相對(duì)較高。對(duì)巖石地基，目前常用的灌漿壓力尚不能使新鮮巖體產(chǎn)生劈裂，主要是使原有的隱裂隙或微裂隙產(chǎn)生擴(kuò)張。對(duì)于砂礫石地基，其透水性較大，漿液摻入將引

24、起超靜水壓力，到一定程度后將引起砂礫石層的剪切破壞，土體產(chǎn)生劈裂。對(duì)粘性土地基，在具有較高灌漿壓力作用下，土體可能沿垂直于小主應(yīng)力的平面產(chǎn)生劈裂，漿液沿劈裂面擴(kuò)散，并使劈裂面延伸。在荷載作用下地基中各點(diǎn)小主應(yīng)力方向是變化的，而且應(yīng)力水平不同，在劈裂灌漿中，劈裂縫的發(fā)展走向較難估計(jì)。3)擠密灌漿擠密灌漿是指通過鉆孔在土中灌入極濃的漿液，在注漿點(diǎn)使土體擠密，在注漿管端部附近形成“漿泡”。當(dāng)漿泡的直徑較小時(shí)，灌漿壓力基本上沿鉆孔的徑向擴(kuò)展。隨著漿泡尺寸的逐漸增大，便產(chǎn)生較大的上抬力而使地面抬動(dòng)。經(jīng)研究證明，向外擴(kuò)張的漿泡將在土體中引起復(fù)雜的徑向和切向應(yīng)力體系。緊靠漿泡處的土體將遭受嚴(yán)重破壞和剪切，并

25、形成塑性變形區(qū)，在此區(qū)內(nèi)土體的密度可能因擾動(dòng)而減?。浑x漿泡較遠(yuǎn)的土則基本上發(fā)生彈性變形，因而土的密度有明顯的增加。漿泡的形狀一般為球形或圓柱形。在均勻土中的漿泡形狀相當(dāng)規(guī)則，而在非均質(zhì)土中則很不規(guī)則。漿泡的最后尺寸取決于很多因素，如土的密度、濕度、力學(xué)性質(zhì)、地表約束條件、灌漿壓力和注漿速率等。有時(shí)漿泡的橫截面直徑可達(dá)1m或更大，實(shí)踐證明，離漿泡界面0.32.0m內(nèi)的土體都能受到明顯的加密。待添加的隱藏文字內(nèi)容3擠密灌漿常用于中砂地基，粘土地基中若有適宜的排水條件也可采用。如遇排水困難而可能在土體中引起高孔隙水壓力時(shí)，這就必須采用很低的注漿速率。擠密灌漿可用于非飽和的土體，以調(diào)整不均勻沉降進(jìn)行托

26、換技術(shù)，以及在大開挖或隧道開挖時(shí)對(duì)鄰近土進(jìn)行及加固。4)電動(dòng)化學(xué)灌漿電動(dòng)化學(xué)灌漿是指在施工時(shí)將帶孔的注漿管作為陽(yáng)極，用濾水管作為陰極，將溶液由陽(yáng)極壓入土中，并通以直流電(兩電極間電壓梯度一般采用0.31.0v/cm)，在電滲作用下，孔隙水由陽(yáng)極流向陰極，促使通電區(qū)域中土的含水量降低，并形成滲漿通路，化學(xué)漿液也隨之流入土的孔隙中，并在土中硬結(jié)。因而電動(dòng)化學(xué)灌漿是在電滲排水和灌漿法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種加固方法。但由于電滲排水作用，可能會(huì)引起鄰近既有建筑物基礎(chǔ)的附加下沉，這一情況應(yīng)予慎重注意。(4)設(shè)計(jì)計(jì)算1)方案選擇灌漿方案的選擇一般應(yīng)遵循下述原則：a.灌漿目的如為提高地基強(qiáng)度和變形模量，一般可

27、選用以水泥為基本材料的水泥漿、水泥砂漿和水泥水玻璃漿等，或采用高強(qiáng)度化學(xué)漿材，如環(huán)氧樹脂、聚氨酯以及以有機(jī)物為固化劑的硅酸鹽漿材等。b.灌漿目的如為防滲堵漏時(shí)，可采用粘土水泥漿、粘土水玻璃漿、水泥粉煤灰混合物、丙凝、ac-ms、鉻木素以及無機(jī)試劑為固化劑的硅酸鹽漿液等。c.在裂隙巖層中灌漿一般采用純水泥漿或在水泥漿(水泥砂漿)中摻入少量膨潤(rùn)土，在砂礫石層中或溶洞中可采用粘土水泥漿，在砂層中一般只采用化學(xué)漿液，在黃土中采用單液硅化法或堿液法。d.對(duì)孔隙較大的砂礫石層或裂隙巖層中采用滲入性注漿法，在砂層灌注粒狀漿材宜采用水力劈裂法；在粘性土層中采用水力劈裂法或電動(dòng)硅化法；矯正建筑物的不均勻沉降則采

28、用擠密灌漿法。2)灌漿標(biāo)準(zhǔn)所謂灌漿標(biāo)準(zhǔn)，是指設(shè)計(jì)者要求地基灌漿后應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量指標(biāo)。所用灌漿標(biāo)準(zhǔn)的高低，關(guān)系到工程量、進(jìn)度、造價(jià)和建筑物的安全。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)涉及的內(nèi)容較多，而且工程性質(zhì)和地基條件千差萬別，對(duì)灌漿的目的和要求很不相同，因而很難規(guī)定一個(gè)比較具體和統(tǒng)一的準(zhǔn)則，而只能根據(jù)具體情況作出具體的規(guī)定。一般有防滲標(biāo)準(zhǔn)、強(qiáng)度和變形標(biāo)準(zhǔn)和施工控制標(biāo)準(zhǔn)等。3)漿材及配方設(shè)計(jì)原則地基灌漿工程對(duì)漿液的技術(shù)要求較多，可根據(jù)土質(zhì)和灌漿目的進(jìn)行選擇。一般應(yīng)優(yōu)先考慮水泥系漿材或通過灌漿試驗(yàn)確定。4)漿液擴(kuò)散半徑的確定漿液擴(kuò)散半徑是一個(gè)重要的參數(shù)，它對(duì)灌漿工程量及造價(jià)具有重要的影響。值應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)來確定。在沒有試

29、驗(yàn)資料時(shí)，可按土的滲透系數(shù)參照表4.3.5-1確定。表4.3.5-1 按滲透系數(shù)選擇漿液擴(kuò)散半徑砂土(雙液硅化法)粉砂(單液硅化法)黃土(單液硅化法)滲透系數(shù)/md-1加固半徑/m滲透系數(shù)/md-1加固半徑/m滲透系數(shù)/md-1加固半徑/m2100.30.40.30.50.30.40.10.30.30.410200.40.60.51.00.40.60.30.50.40.620500.60.81.02.00.60.80.51.00.60.950800.81.02.05.00.81.01.02.00.91.05)孔位布置注漿孔的布置是根據(jù)漿液的注漿有效范圍，且應(yīng)相互重迭，使被加固土體在平面和深度范圍內(nèi)連成一個(gè)整體的原則決定的。6)灌漿壓力的確定灌漿壓力是指不會(huì)使地表面產(chǎn)生變化和鄰近建筑物受到影響前提下可能采用的最大壓力。由于漿液的擴(kuò)散能力與灌漿壓力的大小密切相關(guān)，有人傾向于采用較高的灌漿壓力，在保證灌漿質(zhì)量的前提下，使鉆孔數(shù)盡可能減少。高灌漿壓力還能使一些微細(xì)孔隙張開，有助