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浅谈住宅楼地基加固中压密注浆技术应用

2012-03-23钟文姜丹

城市建设理论研究 2012年4期
关键词:软土浆液土体

钟文 姜丹

摘要:本文作者总结了某建筑住宅楼在主体施工期间发生不均匀沉降情况。对此,根据工程地质和现场施工条件,采用了压密注浆并辅以高压旋喷桩方法对地基持力层进行加固,消除地基隐患,提高地基土承载力。加固达到了预期目的。也取得了良好的经济效益。

关键词:压密注浆;高压旋喷桩;地基加固;施工技术

Abstract: in this paper the author summarizes the residential building a building in the construction period of the main body uneven subsidence occurred. To this, according to the engineering geology and the construction condition, the pressure grouting and dense with high pressure jet grouting pile for foundation strengthening method used, eliminate hidden dangers foundation, improve the bearing capacity of foundation soil. Strengthening the expected purpose is reached. Also achieved good economic benefit.

Key words: the pressure grouting carmel; High pressure jet grouting pile; Foundation reinforcement; Construction technology

中圖分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:

一、工程概况

1.1概述

某建筑住宅楼层高7层,带半地下室,砖混结构,条形基础下部铺设有碎石垫层。在主体施工期间发现基础沉降速率过大,且为不均匀沉降。根据加固前的沉降资料,累计沉降量东北148mm,东南106mm,西北160mm,西南116mm。沉降差最大达55mm。

1.2工程地质条件

根据该场区工程地质勘察报告,与本工程有关的地层地质状况如下:

(1)填土:上部为棕色粉质粘土及建筑垃圾,下部以棕色粉质粘土为主,可塑~硬塑。层厚为0.3~1.6m。

(2)粉质粘土:棕色,土质均匀,疏松多孔,软~可塑,中~高压缩性,层厚为1.2~7.9m。该层土的标准承载力为100Kpa。

(3)粉质粘土:棕色,土质均匀,含Fe、Mn结核、岩屑,可塑,局部软塑,中压缩性,层厚为0.6~4m。该层土的标准承载力为1l0Kpa。

(4)粘土:棕红色,含少量Fe、Mn结核,硬塑~坚硬,中压缩性,层厚为2~10.5m。该层土的标准承载力为270Kpa。

地下水位埋深8.50m。

二、楼房不均匀沉降的原因分析

地基土为中~高压缩性软土,分布不均匀,基础位于软土上,地基承载力不足;在建设过程中,施工速度较快,加载过快,软土固化跟不上,地基土承载力下降,导致在主体施工期间即已产生较大的不均匀沉降。

三、加固方案

根据现场施工条件和工程地质条件,考虑经济因素等各方面的原因,决定采用压密注浆并辅以高压旋喷桩方法对地基持力层进行灌浆加固,其目的是消除地基隐患,提高地基土承载力,减少或基本消除地基沉降和不均匀沉降。

3.1压密注浆的技术指标

浆液水灰比0.6~0.7,减水剂掺量1%(按水泥重量计),单液水玻璃掺量4%,双液掺量20%(按浆液体积计)。

插管深度为室内地坪下6.0m~6.5m,另根据地层变化,以接近“④”层顶面标高为原则,适当调整。注浆位置地坪下1.0m,孔间距1.50m。

单液注浆0.1m3/m,注浆速度<35L/min,注浆压力1~2Mpa。

为减小因注浆扰动土层引起附加沉降,外围外浆孔采用双液孔口混合注浆,注浆量0.15m3/m,水玻璃掺量为水泥浆液的20%(按浆液体积计)。在建筑物主要构造柱、转角采用双液孔口混合注浆,其余各孔采用单液注浆。

3.2高压旋喷桩的技术指标

在建筑物外侧转角处和主要构造柱处设高压旋喷桩。主要技术参数如下:

旋喷压力20Mpa,流量40L/min,提升速度18~20cm/min。

浆液水灰比0.80,水泥用量160kg/m。

高压旋喷桩桩数14根,有效桩长10.0m。

3.3压密注浆的加固机理

压密注浆加固技术是软土加固的一种技术,工程实践已经证明了注浆工艺对改善软土地基力学性能的效果,注入土层的浆液,根据地质条件、注浆工艺特征的不同,以充填、挤压、渗透和劈裂等各种方式与土体相互作用,从而在土体中产生以下几种主要效应,达到提高软土强度和抗渗性的效果。第一是充填效应:浆液在压力作用下充填土体中空隙;其次是挤密效应:浆液进入土体后逐步扩散,对周围土体产生一定的挤密作用,挤密效应与距离注浆出口远近和浆液的粘度有关;第三就是骨架效应:浆液注入土层后,并不是与土颗粒均匀混合,而是浆液的凝固体与土体呈两相各自存在,形成复杂结构,从宏观上进行分析,其加固效应如同土体的骨架效应;第四就是抗渗效应:浆液充填挤密土孔隙后,降低了土的渗透系数,当在透水层中建造一道防渗帷幕时,则可起到一定的抗渗作用。

3.4加固质量预期目标

地基土经压密注浆加固后,原地基土的物理力学性能得到改善,地基土压缩模量E3≥8Ma,复合地基承载力得到提高,地基土承载力标准值≥l30Kpa,建筑物沉降趋于停止。

四、施工过程

4.1材料选用

水泥:采用普通硅酸盐水泥425R水泥;

减水剂:采用Ⅱ型高效缓凝减水剂;

水:自来水。

4.2施工顺序

根据建筑物沉降观测数据和工序安排,先施工压密注浆,待水泥浆加固体固结到一定强度后,进行施工高压旋喷桩。压密注浆先外围,后内部主要构造柱、转角点等;在内部沉降量较大与较小一侧对称布孔,均匀灌浆。高压旋喷桩先施工沉降量较大的一侧,后施工其它。

4.3压密注浆施工工艺手段

按照设计图纸上的孔位放样,用凿岩机打穿条基C20砼,用空气压缩机将注浆管打到设计孔深处,用注浆泵将配制的浆液(水灰比0.65,减水剂1%,单液水玻璃掺量4%,双液掺量20%)注入地层中,边注浆边提管,直到按设计要求注完整个孔,最后用双浆封孔口。

4.4注浆施工

压密注浆地基加固先外围双液孔,后内部单液孔。根据该楼房不同部位沉降量,采用跳隔法注浆,对原沉降量大的北侧部位,跳隔间距相对较大,沉降量小的南侧部位,跳隔间距相对较小。

4.5高压旋喷桩施工工艺手段

根据设计图纸上的孔位放样,桩位中心紧靠基础边缘,将钻机移至桩位处,使钻头中心对准桩位中心,用低压水流成孔,成孔至设计孔深后,用高压泵高压开始旋喷浆液,按设计要求参数边旋转边提升,直到喷至设计要求桩顶,再将桩头处复喷补浆。

五、加固效果

建筑物在刚开始加固时,因浆液对土体扰动,沉降速率较快,随着施工的进展,注入土层中的浆液不断增多,建筑物下沉量逐渐减小直至基本停止,加固结束后,沉降基本稳定。

检测方法采用静力触探等多种手段检测,原地基土的物理力学性能得到改善,地基土压缩模量E3≥8Mpa,复合地基承载力得到提高,地基土承载力标准值≥130Kpa。

在主体工程恢复施工后,乃至竣工使用后进行的长期沉降观测,沉降均正常,达到了对地基土的加固补强目的。

六、结束语

近年来我国的建设行业迅猛发展,对地基承载力的要求越来越高,为了满足设计要求,不同的工程地质条件有很大的差异,工程实践已经证明了注浆工艺对改善软土地基力学性能的效果,注入土层的浆液,根据地质条件、注浆工艺特征的不同,以充填、挤压、渗透和劈裂等各种方式与土体相互作用,从而在土体中产生以下几种主要效应,达到提高软土强度和抗渗性的效果。

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