結(jié)構(gòu)工程師基礎(chǔ)知識輔導(dǎo):濕陷性黃土地基注漿加固實(shí)例

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1、工程概況
    某住宅樓建于1992年,高17.00m,6層,東西長66 .8m,南北寬12.80m,5個單元,磚混結(jié)構(gòu),毛石基礎(chǔ),基礎(chǔ)埋深-2.80m.在使用期間,發(fā)現(xiàn)房屋部分墻體出現(xiàn)裂縫,隨后裂縫繼續(xù)發(fā)展。經(jīng)現(xiàn)場勘測,確定為地下水管開裂發(fā)生漏水,地基受水浸泡發(fā)生不均勻沉降,導(dǎo)致局部墻體開裂。
    2、地質(zhì)概況
    ①層雜填土,雜色~黃褐色,主要由粉土組成,含碎磚及煤渣,松散,層厚1.4~1.8m;
    ②層新近沉積黃土狀粉質(zhì)黏土,褐黃色,可塑~軟塑,土質(zhì)不均,具有垂直節(jié)理和大孔隙,含姜石,層厚1.80~5.30m;
    ③層新近沉積黃土狀粉土,黃褐色,土質(zhì)不均,濕,稍密,含姜石,強(qiáng)度低,韌性低,層厚1.60~2.70m;
    ④層粉質(zhì)黏土,褐紅~赤褐色,土質(zhì)均勻,含姜石及鐵錳結(jié)核,可塑,層厚6.70~9.80m.
    以下為⑤層殘積土和⑥層全風(fēng)化巖?;A(chǔ)主要坐于第②層土上,局部坐落于③層土上,在水平方向上,持力層及下臥層局部接近10%,為不均勻地基。
    通過勘探、原位測試及室內(nèi)土工試驗(yàn),確定該地基濕陷系數(shù)為0.023~0.054,濕陷土層深度8.00m.從地坪1.50m下計算濕陷量,總濕陷量為344.3mm,屬Ⅱ級非自重濕陷性地基。
    3、地基加固方案
    為提高濕陷地基的力學(xué)強(qiáng)度和抗變形能力,根據(jù)地質(zhì)勘察資料和地基沉陷情況,確定采用注漿法加固地基。
    3.1注漿技術(shù)參數(shù)
    本次注漿以P.S 32.5級水泥為固化劑,漿液配比結(jié)合水泥進(jìn)行現(xiàn)場試配,水灰比確定為0.6~0.7;為提高漿液的結(jié)石率,摻入2%的水玻璃;為改善漿液的流動性,摻入2%的泵送劑,UEA膨脹劑摻入量為水泥用量的10%.經(jīng)計算,注漿壓力控制在0.3~1.5 MPa,注漿深度為6.00m.
    3.2注漿加固設(shè)備
    ①成孔設(shè)備:工程沖擊鉆2臺,巖心鉆機(jī)2臺,人工沖擊錘2套。
    ②注漿設(shè)備:注漿高壓泵1臺,漿液攪拌機(jī)1臺。
    ③配套設(shè)備:高壓注漿膠管、注漿花管、儲漿池、水箱、電源線、控制箱、臺秤等。
    3.3注漿加固主要材料:P.S 32.5級水泥、水玻璃、UEA膨脹劑、泵送劑。
    3.4注漿順序,先外圍后室內(nèi),間歇對稱注漿。
    3.5沉降觀測
    注漿前設(shè)置沉降觀測點(diǎn)12個,注漿過程中控制注漿速度并隨時進(jìn)行觀測,注漿期間每日進(jìn)行沉降觀測1次,注漿完成后每2日觀測1次,一旦出現(xiàn)沉降過大或出現(xiàn)不均勻沉降,應(yīng)立即停止注漿并進(jìn)行相應(yīng)處理。
    3.6施工控制
    ①注漿速率大時,應(yīng)減少注漿壓力或間隙灌注。
    ②壓力小且注漿速率大時,減小水灰比,加大水玻璃摻量。
    ③施工時,注意觀察地面變化情況,注意地面管道周圍及地下井口的變化情況,對鉆孔冒漿、串漿者處理后再注,發(fā)現(xiàn)地面起鼓或開裂以及管道周圍、地下井口冒漿時停注。
    4、施工工藝
    工藝流程:布孔→鉆孔→埋設(shè)注漿管→封孔→漿液試配→注漿→封管
    ①布孔:定位放線,注漿布孔圖參見圖1,對注漿孔進(jìn)行編號。根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)體尺寸,可適當(dāng)調(diào)整孔位,以避開障礙物。
    圖1住宅樓單元結(jié)構(gòu)注漿孔位布置圖
    ②鉆孔:室內(nèi)地面應(yīng)先將硬化地面用水鉆鉆透。鉆孔直徑為45~60mm,深度為8~8.5m,成孔后,對成孔深度進(jìn)行核驗(yàn)。
    ③埋設(shè)注漿管:在注漿管底部2m范圍內(nèi)打花眼,以便漿液向四周擴(kuò)散。注漿管下端宜脫開孔底0.3~0.6m,避免注漿管端頭被泥土堵塞。
    ④封孔:鉆孔封口深度為2~2.5m,安裝時在上部封口處用7~10cm寬的編織袋封圈,封圈不到位時可用鋼筋捅入預(yù)定位置,注漿管露出地面15cm左右,然后鉆孔內(nèi)倒入拌好的水泥水玻璃漿封口,養(yǎng)護(hù)48h后即可灌注。
    ⑤漿液試配:每罐加入200kg水泥,按比例摻入外加劑,攪拌時間1.5~2.5min.漿液攪拌均勻后,通過濾網(wǎng)進(jìn)入儲漿池,用篩子撈出漿液內(nèi)雜物。
    ⑥注漿:將吸漿管放入儲漿池,檢查各管路連接好后,開動注漿泵,緩緩加壓,增大進(jìn)漿量,注意壓力變化。在注漿過程中,應(yīng)設(shè)立專人不斷攪動儲漿池中的漿液,密切注意壓力表、吸漿量及孔口周圍情況的變化,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。
    ⑦封管:注漿結(jié)束后,拆開孔中管與地面移動注漿管接口,并迅速用木塞將管口堵塞,減少回漿量。解開導(dǎo)漿管時,小心注漿管內(nèi)漿液帶壓噴出,射在人的面部。
    5、質(zhì)量檢驗(yàn)
    本工程注漿除完成原方案226個孔外,為進(jìn)一步提高注漿效果,特在該樓外圍新增注漿孔38個,注漿孔總數(shù)達(dá)到264個,總注漿量為209.3t,平均0.793t/孔。根據(jù)沉降觀測記錄,施工期間該樓沉降觀測點(diǎn)沉降量為4.59mm,未出現(xiàn)地基沉降過大和不均勻沉降現(xiàn)象。
    為檢驗(yàn)地基加固效果和地基注漿后的承載力情況,該注漿地基采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)進(jìn)行檢測。從-2.50m開始,每隔1.00m作一次標(biāo)貫。
    檢測結(jié)果:根據(jù)標(biāo)貫擊數(shù)統(tǒng)計結(jié)果,按照《河北省建筑地基承載力技術(shù)規(guī)程(試行)》(DB13(J)/T48-2005)規(guī)定,確定注漿后地基承載力為200kPa.可見,加固后的地基承載力明顯提高。
    6、結(jié)束語
    通過實(shí)際工程,在采用注漿法加固非自重濕陷性地基方面,做了有益的實(shí)踐,其關(guān)鍵在于注漿的順序及加強(qiáng)在注漿期間的沉降觀測以指導(dǎo)施工。注漿法具有以下優(yōu)點(diǎn):
    (1)施工簡便,節(jié)省勞力。
    (2)所用設(shè)備簡單,施工質(zhì)量易于保證。
    (3)加固效果明顯,安全可靠。
    (4)費(fèi)用較低,經(jīng)濟(jì)合理。