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浅议灌浆法在地基处理中的应用

2015-07-14 605 0

我国土地种类具有很大的差别，地基土的抗剪强度、压缩性、透水性也各不相同。在我国新建设工程中可能会出现软弱土、岩溶土洞等不良地基，不利于地基处理工作的展开。灌浆法可根据孔内出土判断桩端所进入的层位，尽量缩短施工工期，减少施工造价。高压旋喷注浆法通过利用高压作用，以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体。因此，高压旋喷注浆法在软土地基处理中得到了广泛的应用。
　　1 灌浆法的含义、目的、分类
　　灌浆法通过气压、液压等原理，将可固化的浆液注入裂缝或孔隙，以改善各种介质的物理力学性质。灌浆法的目的在于防渗、堵漏、加固、纠正建筑物偏斜等，此方法适用于坝基、房基、道路基础、地下建筑等土木工程中的各个领域中。灌浆类型包括：渗入性灌浆、压密灌浆、劈裂灌浆等。粒状浆材、化学浆材系统作为灌浆的常用材料。
　　2工程概况
　　500kV水乡变电站加装STATCOM动态无功补偿设备工程，本工程地质情况主要为淤泥软弱地基地质，为确保本工程地基承载力满足要求，特要求对500kV HGIS设备区域、66kV #3站用变间隔、500kV 1M母线电压互感器B、C相的地基，STATCOM设备基础区域，道路方向更改区域采用高压旋喷桩形式进行加固处理，单桩桩径为500mm、设计桩长为16m、共计约850根，加固面积约有3000㎡。
　　3 地基处理方案
　　3.1 灌浆方案设计
　　第一，首先在现场取各层土样，按照不同的含水量和配合比进行试验，选择合理的注浆方案。第二，通过现场复合地基载荷试验确定旋喷桩复合地基承载力标准值。第三，按照体积法和喷量法进行计算喷浆量，且根据喷浆量和设计的水灰比，获取水泥的使用量。第四，通过试验确定水泥浆液的水灰比应、外加剂及掺合料等。
　　3.2现场施工
　　高压旋喷桩施工参数如下：采取32.50硅酸盐水泥作为注浆材料，掺入氯化钙等早强剂，水泥浆液的水灰比1∶1.1，施工中共2个喷嘴，喷嘴孔径3mm，旋转速度为10r/min，提升速度为120mm/min。
　　施工机具参数如下：高压泵压力、浆液流量、空压机压力、流量分别为20Mpa、80L/min、20Mpa、2m3/min。
　　3.3高压旋喷桩施工步骤
　　施工采用以下流程：定孔位→钻孔→下管→注浆→拔管→封孔口。施工流程如下：①定位。桩机应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度，桩机的垂直精度控制在1%的范围内。②钻孔。在预定的旋喷桩位钻孔，以便旋喷杆可以放置到设计要求的地层中。③下管。在下管过程中为防止泥砂堵塞喷嘴，可以用较小的压力边下管边射水。④旋喷注浆。第一，施工前检查注浆设备和管路系统，并进行调试，压力和排量必须满足设计要求，管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物；计量器具检验合格并在检定周期内。吸浆软管必须采用铠装橡胶管，高压泵与钻杆间由耐高压软管连接。接头使用高压卡口接头，并有密封圈压紧。第二，在浆液配制中根据设计要求的配合比配制浆液。浆液配制前应估算每根桩体所需浆液用量。搅拌浆液必须在各种机具设备试运转正常后进行，在制浆过程中应采取措施，防止浆液沉淀。第三，将注浆管插入预定深度，先用清水试压，待情况正常后，开始注浆。第四，喷射注浆时设备开动顺序：先空载启动空压机，待运转正常后，再空载启动高压泵，并同时向孔内送风和水，使风量和泵压逐渐升高至规定值。风、水畅通后，即可开动注浆泵，先向孔内送清水，待泵量泵压正常后，即可将注浆泵的吸浆管移至储浆桶，开始注浆。待水泥浆的前峰已流出喷头并在孔口返浆后，再开始提升注浆管，自下而上旋转喷射注浆。第五，提升旋喷管，自下而上连续进行喷浆。注浆过程中必须时刻注意检查注浆流量、风量、压力、旋转和提升速度等参数是否符合要求，并且做好记录，绘制作业过程曲线。当浆液初凝时间超过20h，应及时停止使用该水泥浆液（正常水灰比为1：1，初凝时间为15h左右）。第六，喷射注浆中需拆卸注浆管时，应停止提升和送浆，然后逐渐减少风量和水量，最后停机，拆卸完毕继续喷射注浆时，开机顺序也要遵守前面的规定。第七，为了加大固结体尺寸，或对深层硬土为避免固结体尺寸减小，可以采用提高喷射压力、泵量或降低提升速度等措施，也可采用复喷工艺。⑤拔管。第一，喷射注浆达到设计深度后，可停风、停水而继续用注浆泵注浆，待水泥浆从孔口返出后，即可停止注浆，然后将注浆泵的吸水管移至清水箱，抽吸一定量的清水将注浆泵和注浆管路中的浆液顶出，然后停泵，拔管要迅速，不可久留孔中。第二，卸下注浆管后，应立即用清水将各通道冲洗干净，并拧上堵头。注浆泵、送浆管路和浆液搅拌机等都要用清水清洗干净。压气管路和高压泵管路也要分别送风、送水冲洗干净。⑥移动钻机。注浆孔注浆结束后，将钻机等设备机具移到新孔位上。
　　4 注浆效果检验
　　在注浆结束28d，选择开挖、钻孔取芯、标准贯入、荷载试验或水压试验等方法进行检验注浆效果。经高压注浆技术处理的软弱地基，复合地基容许承载力≥135kPa，可达到设计要求。
　　5 质量控制措施
　　①冒浆处理。在旋喷处理中，往往有一定数量的土粒，随着一部分浆液沿着注浆管壁冒出地面。通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况、旋喷的大致效果和旋喷参数的合理性等。根据经验，冒浆（内有土粒、水及浆液）量小于注浆量的20%者为正常现象。超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。②固结体不完整、不垂直、不均匀的处理。为了防止固结体不完整现象，施工中通常采取超高喷射、确保注浆搭接长度超过100 mm、回灌冒浆、二次注浆等处理方法。在工程中为了确保固结体保持垂直，大多在该钻孔附近进行了重新钻孔，采取水平尺校正钻机的垂直度，确保垂直偏差在1 /1 000的范围内。土层性质对高压喷射注浆水泥土桩的影响较大，因此，在高压注浆中，施工人员大多注浆深度及土层的厚度进行调整仪器参数，或者进行复喷，以确保强度固结的均匀性。
　　6 结束语
　　变电站工程在改造施工中必须积极处理地基工作，工程实践表明，采取灌浆法进行地基处理，可有效增强地基土的密实度、均匀、承载能力等，使基础沉降量减少，且施工方便、工期短、费用低等，确保为变电站整体工程建设提供一个良好的地基条件，保证变电站地基质量达到标准要求。
　　参考文献
　　[1]谢钧. 高压旋喷桩在软土地基加固工程中的应用[J]. 门窗，2014，3（12）：411-411.
　　[2]曹炜，徐将，张学飞等.灌浆法在填土地基加固处理中的应用[J].科技情报开发与经济，2010，20（35）：222-223.
　　[3]李凯文.灌浆法应用于地基基础加固的工程实践[J].建筑技术，2011，42（8）：748-750.
　　[4]冯璐.浅谈高压注浆在桩基础地基缺陷补强中的应用[J].建筑工程技术与设计，2014，（7）：662-662.
　　[5]宋朝辉.旋喷高压注浆在公路桥梁软弱地基加固工程中的应用[J].科技创业月刊，2010，23（3）：215-216.

浅析建筑地基加固技术

浅谈建筑物软弱地基处理方式

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