雙液注漿法在既有建筑物濕陷性黃土地基加固處理中的應(yīng)用

雙液注漿在既有建筑物濕陷性黃土地基加固處理中的應(yīng)用摘要：某鐵牛窩基礎(chǔ)，因黃土濕陷引起下沉。在不影響使用的前提下，采用水泥一水玻璃雙液法對該段地基進行加固處理，消除地基土的濕陷性，以增強地基的穩(wěn)定，提高地基土的抗變形能力和承載力，使其不再下沉。工程實踐表明，該方法加固處理既有基礎(chǔ)下的非自重濕陷性黃土地基是可行的，能達到良好的處理效果，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。關(guān)鍵詞：雙液注漿；濕陷性黃土；加固；1引言我國的黃土分布很廣，其中東北、西北、華中和華東部分地區(qū)的黃土多具濕陷性。濕陷性黃土是一種特殊性質(zhì)的土，其土質(zhì)較均勻、結(jié)構(gòu)疏松、孔隙發(fā)育。在未受水浸濕時，一般強度較高，壓縮性較小。當(dāng)在一定壓力下受水浸濕，土的結(jié)構(gòu)會迅速破壞，強度迅速降低，并產(chǎn)生較大下沉。故在濕陷性黃土場地上進行建設(shè)，應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性、地基受水浸濕可能性的大小和在使用期間對不均勻沉降限制的嚴(yán)格程度，采取以地基處理為主的綜合措施，防止地基濕陷對建筑產(chǎn)生危害。以水泥一水玻璃為主要漿液的雙液注漿技術(shù)，因其用料普通、來源廣、價格低廉、污染較輕，且操作簡便、快速有效等特點，在國內(nèi)外建筑工程中已被大量采用。常用于黃土地區(qū)消除濕陷、既有建筑物地基加固、結(jié)構(gòu)補強等。2雙液注漿加固機理雙液注漿是在欲加固土體鉆孔后，通過注漿泵在一定壓力下將水泥一水玻璃兩種漿液按一定比例注入土體中。水玻璃是一種水溶性硅酸鹽，滲入土體后，與水泥及黃土中的鈣鹽等發(fā)生接觸反應(yīng)后生產(chǎn)硅膠，充填了黃土中的孔隙，同時也將黃土顆粒膠結(jié)在一起，使其強度增大且具備不透水性，從而達到加固土體、控制地基下沉及提高地基土承載力的目的。這種漿液克服了單液水泥漿的凝結(jié)時間長且難以控制、動水條件下結(jié)石率低等缺點，提高了水泥注漿的效果，擴大了水泥注漿的范圍；同時也控制了單一化學(xué)漿液由于含水量大，在與濕陷性黃土反應(yīng)形成一定強度的結(jié)石體前，前期勢必會產(chǎn)生一定量的附加沉降。3工程實例3.1工程概況沙蔚鐵路崔家寨車站鐵牛窩長15.90m，寬9.40m，總重461.45t，于2002年底開工，2003年底竣工。投入運行后，鐵牛窩及其周邊區(qū)域出現(xiàn)不均勻沉降，2007年11月至2011年5月累計沉降270mm。3.2工程地質(zhì)條件根據(jù)《沙蔚鐵路崔家寨車站鐵牛窩下沉整治巖土工程勘察報告》，場地地層自上而下分為3個工程地質(zhì)單元，主要為：（1）素填土：松散，主要由黃土狀粉質(zhì)粘土組成，壓縮性高，夾雜煤砰石、碎石等；層厚2.80?9.20m；（2）素填土：稍密，主要由黃土狀粉質(zhì)粘土組成，硬塑?堅硬狀，壓縮性高，夾雜煤砰石、碎石等，層厚3.30?10.30m；（3）礫石土：中密，主要由角礫、圓礫組成，充填物為黃土狀粉質(zhì)粘土或粉土。鉆孔深度范圍未見地下水。3.3下沉原因分析（1）鐵牛窩地基為2002年新近回填的黃土，未經(jīng)碾壓，先期固結(jié)壓力較低，超固結(jié)比小于1，為欠固結(jié)土；根據(jù)土工試驗結(jié)果，干密度為1.5g/cm3左右，干密度很小，土中孔隙比達到0.9左右；故地基土在長期荷載作用下會產(chǎn)生不均勻沉降。（2）根據(jù)勘察報告，該鐵牛窩地基土為非自重濕陷性黃土，濕陷等級為11級（中等）。前期設(shè)計和施工時未能有效地消除濕陷性，也未做防止水滲入的措施。當(dāng)雨水或其他地面排水滲入基底后，土被浸濕，其中的鈣質(zhì)消溶，膠體松散，致使原本未經(jīng)壓密的土體的加固粘聚力減小或消失，從而產(chǎn)生濕陷，鐵牛窩則慢慢下沉，存水多的地方下沉量大，呈現(xiàn)不均勻和加速狀況。3.4處理措施經(jīng)過方案比選，本著技術(shù)可靠、方案可行、經(jīng)濟合理和對現(xiàn)況土體及周邊鐵路擾動小的原則，決定采用水泥一水玻璃雙液注漿法對該鐵牛窩地基及周邊土體進行加固處理，從而改善地層松散的性狀，消除地基土的濕陷性，提高土體強度及穩(wěn)定性。3.4.1注漿孔的布置鐵牛窩基礎(chǔ)外邊線東西兩側(cè)各4米，南北兩側(cè)各2米范圍內(nèi)的地基土體為加固范圍，注漿孔按梅花形布置，間距1000?1500mm，在治理范圍內(nèi)共布置275個注漿孔。3.4.2注漿參數(shù)采用水泥-水玻璃雙液進行加固，加固方式為壓力灌注，其壓力宜由小增大，但最大注漿壓力不宜超過0.8MPa，注漿溶液由水泥與水按1:1組成，加入2?3%的水玻璃，水玻璃的模數(shù)為2.50-3.30，注漿用水不得采用PH值小于4的酸性水和工業(yè)廢水。3.4.3工藝流程（1）按設(shè)計要求對注漿孔孔位進行放點、定孔位，施工前對孔號、孔位進行校驗，偏差嚴(yán)格控制在2cm范圍內(nèi)。鉆孔前校正鉆機的平穩(wěn)及垂直度，保持鉆機垂直偏差度小于1度；鉆孔后孔斜不得大于孔深2%。成孔方式采用螺旋鉆進成孔，孔徑075mm，成孔過程嚴(yán)禁用水。（2）成孔后，埋設(shè)注漿管，在注漿管底部2m范圍內(nèi)打花眼，開始注漿，注漿壓力不宜超過200kpa；在注漿過程中，密切注意壓力表、吸漿量及孔口周圍情況變化，一旦出現(xiàn)堵管現(xiàn)象，應(yīng)立即停止注漿，清洗疏通注漿管后再注。拔出注漿管，封堵注漿孔；沖洗注漿管，并轉(zhuǎn)入下一孔位施工。注漿施工時應(yīng)先施工外部孔后施工內(nèi)部孔，外部孔先從東、西兩側(cè)間隔跳打成孔并注漿，嚴(yán)禁整片成塊施工注漿。3.5加固效果施工結(jié)束后，通過現(xiàn)場原位測試檢測，原鐵牛窩地基土中的孔隙已經(jīng)完全被水泥一水玻璃反應(yīng)形成的膠體所充填，強度增大，地基承載力明顯得到提高。沉降觀測顯示，在本工程注漿加固施工期間的沉降變形約為92mm，施工結(jié)束三個月后，沉降達到穩(wěn)定，沉降速率小于0.02mm/d，最終變形約為108.2mm。上述各項檢測結(jié)果表明，注漿加固已經(jīng)發(fā)揮作用，地基土變形也已經(jīng)被控制，達到了預(yù)期的效果。4結(jié)語水泥一水玻璃雙液注漿用來加固處理既有建筑物下的濕陷性黃土地基是切實可行的，能有效的改善土體，提高地基土的承載力，控制建筑物的不均勻沉降。該方法施工簡便、對周圍環(huán)境影響較小，既解決實際問題又不影響既有建筑物的生產(chǎn)使用，值得進一步推廣。參考文獻[1]《建筑工程水泥-水玻璃雙液注漿技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T211-2010)⑵《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2012)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》(GB50025-2004)既有建筑地