静压注浆加固地基实例探析

摘要：本文通过结合工程实例，分析了静压注浆的施工原理，同时基于本工程的基础上提出静压注浆技术，总结出本工程的注浆设计以及具体的施工工艺以及施工后的质量检验，为同行提供参考借鉴。

关键词：静压注浆；地基加固；注浆施工；施工放线

中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号：

工程概况

本工程位于某高速公路入口处，拟建设计楼高9层，设置地下室一层，框架结构，采用天然地基，条形基础，地下室开挖深度为4.2m(从地面±0.00起算)。由于拟建建筑物场地地基土层分布不均匀，其东北角地段分布的土层主要为淤泥质土和含粘土粉细砂等软弱土层，该土层承载力不能满足设计(地基土承载力设计值f＝450kPa)要求。因此，需进行地基加固处理。

同时由地质勘查报告表明，本工程存在的砂土层(Qal)：灰白—黄色，主要由粉细砂和中砂组成，含较多粘性土和碎石、卵石。稍密，标贯试验平均值N(中砂)＝11．5击，fk＝1 80kPa，N(细粉砂)＝13.8击，fk＝170kPa，层厚变化较大，中砂最大厚度约4.6m，粉细砂最大厚度约3.2m。粘性土(Qal)：灰白—花色，由粉质粘土和含砂轮土组成，夹少量粉土，可塑状态为主，局部软塑状态，标贯试验平均值N=7.5击，fk＝200kPa。分布极不均匀。

加固方案选择

针对本工程所处地区常用的地基加固方法为注浆法、深层搅拌法和旋喷法。同时鉴于拟建场地土层不均匀性，上部旧基础及杂填土多，使深层搅拌机无法施工。旋喷法加固软弱土，其效果也能使所形成的复合地基承载力达到设计要求，侗旋喷法施工工期长，费用高，且现场环境也有所限制，所以，该法也不能满足实际要求。

鉴于以上情况，对该场地所耍加固的土层进行了详细分析，提出静压注浆形成树根状微型注浆加固方案。该加固方法方便简捷，工效高，成本低。但要达到复合地基(水泥—土)承载力fk≥450kPa，技术难度较高，根据多年的施工经验及浆液充填率粗算，理论上该加固方案可满足设计要求，但安全度不高。为此，在原静压注浆加固基础上增加了树根状微型桩基的设汁思想，以增加该加固工程的安全可靠度。静压注浆形成树根状微型桩基加同软弱土层机理是通过采用水泥—水玻璃浆材，利用压送设备，通过压力注浆胶管，在压力驱动下，将浆液充分注入所要加固的土体中，通过浆液在土体中劈裂、挤压和渗透等作用机理，使高浓度的水泥浆与土体有足够时间充分结合，形成具有较高强度的水泥土固结体和树枝状水泥网脉体。与一般静压注浆相区别，其特点是将每个孔加固段的注浆花管(∮1.5in镀锌管)预留在土体中，水泥浆液通过花管扩散，使注浆花管与水泥土体及树根状水泥网脉紧密联结成一体。这种注浆管类似于微型桩基。由这种树根状微型桩基与水泥土固结体共同作用，以达到加固软弱地基的目的。

加固方案设计

（1）地基加固部位。根据场地的工程地质条件及地下室底面标高—4．2m，要求注浆加固土体段埋深为5.0—10 .0m段(从原地面起算)，土层主要为砂土及粘性土，注浆7L深10.0m。该建筑采用条形基础，基础需加固范围：c轴11.0 m x 3.3m，D轴19.0m X 5.0 m，E轴25.4m×4.4m，F轴70.0m×1.2 m, 即加固总面积为325.3㎡。

（2）浆液配合比的确定。根据多年的现场施工经验，如果水灰比很小对注浆后的地基强度固然有利，但浆液在压力管道中的阻力就必然增大。对注浆泵要求较高，施工困难，同时也不利于浆液进一步扩散，影响注浆半径；如果水灰比太大，浆液体凝结硬化时收缩比较大，易形成新的孔隙。从上述两点可以得出，水灰比的确定是否合适，是注浆质量好坏的重要因素之一，也是降低注浆工程造价，缩短工期的关键。为此，做了许多对比试验，根据现场所加固土体的持性，选用水灰比(重量)为水：水泥＝0.75：1作为工程注浆配合比。同时，考虑到部分水泥浆段在稍密砂层较易扩散、需加水泥速凝刑(水玻璃40°Be’)，其用量为水泥重量的20％。

（3）注浆压力。注浆压力与所加固土体上覆土层的压力、浆液粘度、注浆速度和注浆且等因素有关，注浆过程中压力是变化的。本工程采用初始压力20—40N／c㎡，稳压：80—100N／c㎡，稳压时间约30min。

（4）注浆孔布置。根据注浆有效半径r＝0.5m，设计各注浆孔间距为1m。本工程共布置注浆孔436个。

施工技术实施

（1）放线(放点)。按加固区设计图要求，由兴建单位负责测放四个加固区的位置，并按注浆孔间距1.0 ±0.1要求确定注浆孔位置。

（2）钻机(或改进型成孔机)就位。按现场测放点位置，准确就位、并校正钻杆(或注浆管)的垂直度，按设计要求成孔到预定深度。

（3）埋管。将两条各为5.0—5.5 m长的注浆管接驳后，插入已成的孔内，第一节(下段)注浆管为花管，底端稍收敛，第二节（上段）注浆管与下段通过螺旋扣紧紧密相连。

（4）冲孔。利用高压(2MPa)清水循环冲刷注浆管内的泥砂等杂质，直至管内回水变清。

（5）双液注浆。将高压注浆胶管与双头注浆管紧密相连，通过两台压送泵分别将水泥浆和水玻璃同时压入土体中。

（6）稳压控制。在一定的压力(0. 8M Pa)条件下，保持20~30 min，慢慢的将水泥浆压入土体中。

（7）拔管。注浆完毕以后，将上端注浆管与下段注浆管接口处旋转松开，然后将上段注浆管拔出地面，下段注浆管原价不动保留土体中。

（8）冲洗并移位。单孔注浆完中以后，用压力水冲洗注浆胶管及注浆镀锌管，以防浆管堵塞，同时位移至另一孔。

质量检验

（1）开挖检验。开挖检验是待浆液凝固具有一定强度后，即可开挖检查固结体形状及浆液渗透情况，该方法比较形象直观。本注浆加固工程完成3个月以后，进行了基坑大开挖，开挖至—0.4m时，就发现浆液呈脉状体在含粘性土粉、细砂层中伸展，当挖至地下室设计标高后，在加固区选择四个点槽检查，都出现开挖较困难，在水泥浆集中区，铁锹不易挖动，在—7.0 m处取上含粘性土粉细秒样块，可看出黑色水泥浆液已渗入粉细砂孔隙中，使粉细砂呈致密块状土，同时，可看到灰黑色水泥浆液呈脉状体挤压土体，脉状体宽2~4cm，并呈不规则状延伸。在注浆管周围可看到水泥及水泥土因结体紧密包裹着注浆管，并有树根状水泥脉与其相连，有效直径约10cm，其作用实际上类似于微型工程桩。

（2）复合地基载荷试验。为了判定软弱地基土经注浆加固后其地基土承载力和压缩性指标，对该复合地基进行了原位载荷试验。本试验选用面积为0.5㎡的圆形钢性压板(压板直径d= 80cm)，试验时采用钢梁平台和铁砧(重物)作反力装置，通过装有精密压力表的100t千斤顶逐级施加荷载，用四个量程为50mm的wBD-50型机电百分表，对称安装于压板上，通过Y J-5型静态电阻应变仪，测读试验土层在各级荷载作用下的沉降量。

结论

结合多年实际设计经验，论述了静压注浆的施工设备、器具、注浆材料及其配制、注浆方案设计、施工工艺及工程质量检验等，并通过工程实例证明了静压注浆对本工程软基的加固效果。

参考文献：

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