基于复合注浆法的地基加固施工技术

　　摘要：复合注浆是一种新型的基础加固技术，经工程实例检验，具有良好的加固效果。　　关键词：复合注浆法，工程实例，基础加固技术　　1、引言　　注浆技术目前已成为我国岩土工程技术领域的一个重要分支，在土建、市政工程、水利电力、交通能源、隧道、地下铁道、矿井、地下建筑等许多领域有着广泛的应用。目前常用的注浆方法有静压注浆法和高压喷射注浆法，在地基基础加固中，有时应用其中一种注浆方法难以有效地解决工程问题，所以，选择采用由高压旋喷注浆和静压注浆组合的复合注浆法进行加固处理，能够收到良好的效果。　　2、工程概述　　江苏某服装厂厂房建筑面积约5500m2，双等跨式四层框架结构，为d480mm锤击沉管灌注桩上承台支承柱基础。工程竣工半年后发现砖墙砌体严重开裂，外墙窗角有严重的八字形裂缝，二层部分窗顶出现水平裂缝，必须进行加固处理。　　分析原因：（1）外墙的裂缝形态呈八字型，二层外墙有少量水平向，裂缝主要分布呈对称分布，可以认为建筑物墙体裂缝主要是由于基础沉降差过大引起的。（2）沉管灌注桩的上半部分位于松散状态的回填土中，平均达9.4米，占整个桩基平均深度的50%，该层回填土对桩基承载力和桩基沉降产生重大影响。回填土在工程竣工时尚未完成固结，导致沉管灌注桩沉降不均匀，引起上部结构开裂。（3）桩基承载力验算。根据《建筑桩基技术规范》，考虑回填土的负摩阻作用，计算得原沉管灌注桩单桩竖向承载力设计值为294kN，而该厂房在满载作用单桩荷载均为500kN以上，导致厂房发生不均匀沉降以及沉降过大，引起厂房开裂。经分析比较，选择采用复合注浆法进行加固处理。　　3、复合注浆法的特点及其工艺　　3、1复合注浆法的特点　　(1) 复合注浆法适用地层范围广，既适用于加固渗透性大的砂卵石层，又可适用于渗透性较差的粘土、粉土和粉细砂层及淤泥等软弱土层，还可以用来加固岩溶地层的地下溶洞。(2) 复合注浆法浆液扩散范围大，不仅对高压喷射流喷射破坏土体的极限范围之内土体进行转换加固，而且对喷射破坏土体的极限范围之外的土体以充填、渗透、挤密和劈裂等方式进行注浆加固，在成桩的同时对地基土有灌浆加固作用。(3) 复合注浆法能定向定位定深度，能形成连续的圆柱状的旋喷桩体，旋喷桩体顶部无收缩，与桩砼结合紧密；能直接承受上部荷载，承载力较高。该法注浆形成的固结体强度可根据设计需要进行调节，其强度范围为5～30 MPa ，与只用高压喷射注浆形成的固结体相比，复合注浆法形成的连续的圆柱状的旋喷桩体，其各方面的性质都有了提高。(4) 复合注浆法钻孔施工口径较小，对既有建筑物基础和地面损害和扰动小，可调节浆液的凝固时间，施工期建筑物附加沉降小。经济可靠，耐久性好。(5) 复合注浆法施工简便，施工机具适合既有建筑物狭窄和低矮的现场施工，施工时基本无噪音，材料对环境无污染，可满足办公和生活要求并保护环境。　　3、2工艺过程　　(1) 注浆钻孔施工；(2) 建立孔口注浆装置；(3) 采用高压旋喷方式喷射清水进行冲洗扩孔；(4) 采用高压旋喷注浆方式进行注浆；(5) 采用静压注浆方式进行注浆；（6）封孔。　　4、采用复合注浆法加固地基的施工技术　　4、1施工的规划　　（1）该工程有多桩承台，采用复合注浆法可直接在承台下形成高压旋喷桩并能与承台牢固衔接，承担上部荷载，成桩质量可靠。不需开挖承台，钻孔施工口径较小，对基础和地面破坏很小。浆液凝固时间可调，施工期附加沉降小。　　（2）采用复合注浆法可能对本工程上部较厚的填土层进行注浆加固，消除原沉管灌注桩在填土层负摩阻力的影响。此外，复合注浆法对桩侧其它土层及桩底持力层均有加固效果，可较大地增加原沉管灌注桩的承载力，充分发挥原桩基承载力，节省加固费用。　　（3）浆液材料：1) 主剂:采用水泥浆为主剂,对既有建筑物地基加固注浆时水泥一般采用425 # 早强型硅酸盐水泥。对桩基础缺陷进行加固补强注浆时,为了获得较高的固结体强度,采用高标号的525 # 普通硅酸盐水泥。2) 外加剂: 常用外加剂为速凝剂、早强剂等。速凝剂常采用水玻璃,水玻璃加量一般为水泥用量的2 %～4 %。采用双液进行静压注浆时,水玻璃用量可为水泥用量的10 %～100 %。早强剂为氯化钙和三乙醇胺,用量一般为水泥用量的2 %～4 %。　　4、2加固设计方案　　旋喷桩承载力计算：本工程复合注浆法采用先单管高压旋喷后静压灌浆方式，设计旋喷桩桩底持力层为地层的第四层一硬塑状粉质粘土层，旋喷桩长18-20米。经旋喷桩承载力计算并参照以往经验数据，旋喷桩单桩竖向承载力设计值取300kN. 3.4加固施工方案及注浆参数本加固工程复合注浆孔位均布置在柱下的承台上，与原沉管灌注桩相距50-100cm.孔位对称布置，使荷载分布均匀，施工时为防止对基础产生较大影响，均采用跳孔施工方法，同一承台上两孔施工间隔时间需三天以上。采用在原基础承台上钻孔并设立孔口注浆装置，然后在基础下直接进行高压旋喷注浆，旋喷注浆结束后再封住孔口进行静压注浆，静压注浆需进行1-2次，确保桩顶无收缩以及桩间土体得到加固。注浆采用425#普通硅酸盐水泥浆液，共加固基础承台33个，综合注浆共95孔。喷射施工时在桩底和桩顶各复喷2米，以扩大旋喷桩桩底和桩顶直径，增加端阻力和桩顶沉与承台接触面积。　　高压旋喷和静压注浆采用以下参数进行施工：喷射泵压：20Mpa；提升速度：20cm/min；回转速度：约20r/min；静压注浆压力：0.5-1.0Mpa；浆液水灰比：喷射注浆1-1.1：1，静压注浆0.7-1.0：1.3.5复合注浆加固效果加固结束28天后，对旋喷桩开挖3米检查，检查结果为旋喷桩与基础承台连接紧密，桩径达600mm以上。经对旋喷固结体进行抽芯检查，结果为桩身连续，桩与承台连接良好。　　复合注浆法加固缺陷桩基后的效果检测，主要以承载力检测为主，因此检测方法主要采用高应变法和静载试验法，抽芯法和低应变法主要作为直观检测方法。通过检测经过加固后缺陷桩的主要缺陷是否已经充分注入水泥来判断加固效果。　　该加固工程已使用1年，墙体和结构未出现裂缝，基础采用复合注浆法加固取得了理想效果。　　5、结语　　综上，复合注浆法充分发挥了静压注浆法和高压旋喷注浆法这两种注浆加固方法各自的优点,克服各自的缺点，是一种新型的桩基加固技术。该法处理桩身蜂窝、桩底沉渣、桩底持力层存在相对软弱的夹层、桩底溶洞等桩基质量问题安全可靠、经济有效。该技术适用地层范围广，既可用于砂卵石层，又可适用于粘土、粉土和粉细砂层及淤泥层，同时可用于处理岩溶土洞;在桩基加固中适用于各种灌注桩、预应力管桩、预制桩等。复合注浆工法合理，可操作性强，施工简便，施工噪音小，注浆材料对环境无污染。其社会效益和经济效益显著，值得在国内大力推广应用。　　参考文献　　1、李莉玲，等。高压旋喷注浆技术在地基加固中的应用探讨[J]，中国高新技术企业，2009年第9期　　2、李娟斌。浅谈地基基础加固的复合注浆技术[J]，甘肃科技，2007年07期