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注浆加固法地基处理

北汽福田涂装车间注浆加固法地基处理方案
注浆加固法是工程地基加固最常用的方法之一,该方法利用气压或液压配以填充渗透和挤密等方式,把能凝固的浆液均匀地注入岩土层中,驱走岩石裂隙中或泥土颗粒间的水分和气体,并以其自身填充,待硬化后即可将岩土胶结成一个整体,可以改善持力层受力状态和荷载传递性能,从而使地基得到加固,防止或减少渗透或不均匀沉降。

1 工程概况
项目为北汽福田汽车股份潍坊多功能汽车厂涂装车间。

房屋基础为独立柱基,设备基础为筏板基础,由于基础产生不均匀沉降,所以需要对该地基进行加固处理。

2 地基勘察概要
根据勘探资料显示,基础持力层持力层粉质粘土,承载力特征值fak=150kpa;第四层强风化安山质玄武岩承载力特征值fak=200kpa。

基础C30级防水混凝土,抗渗等级P6,垫层采用C15;保护层厚度:顶板20mm,侧壁底板40mm。

筏板高750mm,基础下部有500mm 碎石垫层。

3 地基加固方案
3.1 编制依据编制依据的步骤为:
①翻阅建筑地基基础设计规(GB50007- 2002);③查阅建筑地基处理技术规(JGJ79- 91);④查看既有建筑地基基础加固技术规(JGJ123- 2000);⑤查看岩土工程勘察规(GB50021- 2001);⑥查看现场实际地形条件。

3.2 注浆加固机理地基
注浆加固根据地质条件及特征,本着确保质量、经济合理的原则,回填至设计标高后,采用水泥浆等浆体静压渗透注浆法,注浆管给予压力作用,使水泥等浆体克服各种阻力,进而渗入土体的孔隙和裂隙中,浆液通过渗透、挤密、填充等方式使得孔隙及松散的土粒胶结,形成相互穿插的脉状结石体。

3.3 压力注浆方案及选择
3.3.1 压力注浆方案注浆方案主要有:
①渗入型注浆:该方法适用于存在孔隙或裂缝的地基土层,即将浆液渗入软土的孔隙或裂缝之中,使其与软土固结为一整体,而地基土层结构也基本不受扰动和破坏。

②压密灌浆:用浓浆液置换和挤密土体的一个过程,在地基中灌入较浓的浆液,迫使注浆点附近土体压密而形成浆泡。

随着浆泡的增大,灌浆压力也增大,从而产生较大的上抬力。

③劈裂灌浆:在处理软弱地基时,通过较高的灌浆压力作用,浆液将克服地基中的初始应力并且抵抗土体抗拉强度,使得土体发生劈裂,其方向是沿着垂直于主应力的平面或在土体强度最弱的平面,因此渗入型注浆法不能灌入的土体部分可顺利实施灌注,从而增大浆液扩散围。

本工程可选用②或③方案进行实施。

3.3.2 压力注浆方案的选择
进行注浆施工首先要解决的问题是注浆方案的选择,首先选择
注浆方法和注浆材料。

同时还应考虑工程本身性质、工程地质条件等各方面囚素。

依据工程实践经验,注浆方案选择一般应遵循以下原则:
①一般来说,应采用水泥浆或水泥粉煤灰浆液来对伏软弱地基进行加固。

②如有硬壳存在软弱土层的上部,要将此软弱土层作为封压层;当无这种硬壳或没发育时,可在地表做一厚约为0.5 m 的粘土垫层作为封压层,或在地基碾实后形成封压层。

③如软弱土层上部有较多的砂砾层,应自上而下分段式的注浆,如软弱土层上部砂砾层较少或没有时,应自下而上分段式的注浆。

本工程选择上述第③种由下至上注浆方式进行。

3.4 地基加固具体方案
3.4.1 方案概述
根据现场实际情况,设备基础沉降主要是由于下部土质松软及原定处理方案不合理,致使基础出现不均匀沉降。

通过现场勘察,主要为结构北侧沉降,加固处理主要以设备基础北侧为主,南侧基础适当加固。

同时,垫层下500mm厚碎石垫层的缝隙也需进行压浆处理,对该建筑整体地基围从基础侧面进行自下而上的分段注浆加固处理。

采用注浆花管方法对地基土进行加固处理,用长度为6m 的注浆花管,钻孔深入基岩中从侧面自下向上的分段注浆。

3.4.2 注浆参数选用
注浆压力。

注浆压力应通过现场实验来确定,综合考虑覆盖土压、浆液种类、地质条件等因素的影响。

参照砂砾石土地基注浆工程
经验,建议此地段注浆压力选用0.4~1.0 MPa。

注浆顺序。

注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行。

浆液参数。

注浆材料为纯水泥浆,其中掺加早强减水剂和微膨胀剂,水灰比为1∶1,水泥为P.O,32.5 普通硅酸盐水泥。

注浆量。

在一般情况下,理论上注入的耗浆量,应填充到颗粒之间的孔隙中,或沿层理或裂隙劈裂式注入。

每孔(段)浆液注入量可用下式计算:Q=πAH R2·β·n=A·S·H·n·β=q·H (1)式(1)中,Q 为每孔段注浆量,m3;A 为浆液损耗系数,取1.15~1.30;H 为注浆孔深,m;R 为浆液有效扩散半径,m;β 为浆液充填系数;S 为浆液扩散面积,m2;n为孔隙率。

综上计算,每延1 m 注浆量Q 为0.8 m3。

注浆孔间距及注浆速度。

注浆孔交错布置,注浆孔间距其取值为1.2 m,注浆流量为10~15 L/min。

注浆花管开孔参数。

注浆花管采用Φ25 镀锌钢管。

4 加固方案实施
施工工艺流程:选择注浆设备→成孔→花管制作以及安放→注浆→清洗→工程设备简介。

①测放孔位。

根据设计孔位在注浆围准确定位,定出注浆孔位并将其标记出来。

②成孔。

注浆孔施工选用孔径为130mm的XY- 100 型钻机成孔。

为防止再发生不均匀下沉,将其状态固定。

③花管制作以及安放。

花管的配置由孔深决定,并通过设计要求
进行制作,成孔后注浆花管下入至孔底,将孔口管封闭。

④注浆。

首先选择注浆材料,水灰比为1︰1 的纯水泥浆,掺加早强减水剂和微膨胀剂,水泥为P.O,32.5 普通硅酸盐水泥,注浆压力定为0.4~1.0 MPa。

注浆的工序要先对边缘帷幕孔进行施工,接着要对加固孔进行施工,当注浆量达到设计要求时,终止注浆。

为了使注浆工程质量得到确保,边缘帷幕孔孔距一般为注浆孔孔距的1/2。

当注浆量小于0.4 L/min,或地面出现大量冒浆,稳定30 min 时即可完成注浆。

每组注浆时应间隔2~3 孔隔孔跳打跳注。

⑤清洗。

如不需要连续施工,注浆完成后务必要及时清洗浆泵、管路等。

如连续施工可视具体情况不进行操作。

5 质量检验
5.1 基本要求注浆工程属于地下隐蔽工程,为确保注浆工程质量,要严格按照要求进行注浆施工。

5.2 质量检验该工程的质量检测
从以下两方面来进行:沉降观测。

为全面检验注浆效果,观测需要在开工前进行一次,完成室外与室注浆工程后各进行一次,以及全部工程完工后一个月再进行一次;注浆质量检验是按照前述规及设计要求,在注浆结束28 d 后进行,注浆孔检验点按注浆孔数的5%进行,检验点合格率大于80%,否则对不合格的注浆区域应重新注浆。

质量检验的具体方法有开挖法、钻芯法、载荷试验法、变形观测法等。

本工程采用了开挖法,并采用了钻芯法和载荷试验法来验证地基注浆加固质量。

6 地面及设备的防护
6.1 灌浆施工过程中,由于操作设备可能会对结构地面造成损坏,所以在施工过程中应在地面铺设塑料薄膜或其他防护材料,防止地面有过大损坏。

6.2 由于该建筑已经建成,在施工操作过程中,应保证已安装好的设备不受施工的影响或损坏,所以应对设备采取必要的防护措施,例如,施工时尽量减小振动,尽量避免触碰设备装置等,所采取的措施应根据施工时的现场实际情况,对设备进行防护。

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