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建筑工程中注浆加固法地基处理的应用 | |||||||||
| 来源：本站原创 新闻频道 时间：2016/5/3 8:35:40 点击：664 | ||||||||||
建筑工程中注浆加固法地基处理的应用
注浆法最早创始于1802年，由一名法国工程师开发应用于水闸工程。此后，注浆法成为坝基帷幕、地铁、隧道、以及建筑地基加固中一种广泛使用的方法。
一、作用原理
注浆加固法是利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密的等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的“结石体”.能显著改善土的物理学性能及水理性能的一种加固方法。通过压力注浆，可以使目标土体的密度和整体性得到较大的改善，使土体强度、桩周摩擦力和桩底阻力等产生改变，桩底沉降量大大减少，从而提高了单桩承载力。
二、注浆方法
1、高压喷射注浆法高压喷射注浆法产生于20世纪60年代后期，并已广泛应用于我国建筑行业，尤其在高速公路软弱地基加固、水利工程防渗、矿山井巷加固与防渗等方面对于高压喷射注浆法的应用越来越多。随着地铁和高层建筑的迅速崛起，一些城市在进行深基坑的止水防渗时都是采用了高压喷射注浆技术。
2、静压注浆法静压注浆又被称为劈裂注浆，通常用于软土地基中，其运用劈裂作用原理，即将比重较大的水泥浆或水泥砂浆用压力注入，在土体中浆液凝结体起到一种骨架作用，从而使得地基承载力大幅度提高，沉降变形现象大大减少。
3、复合注浆法复合注浆法通常应用于桩基础加固中，它是结合了静压注浆法和高压旋喷注浆法，并充分发挥这两种注浆法优势的新型注浆技术。复合注浆法既适用于砂卵石层，也适用于粘土、粉土和粉细砂层及淤泥层，同时其还可以用来处理岩溶土洞。
三、复合注浆法的特点
复合注浆法是将静压注浆法和高压旋喷注浆法进行时序上的结合，分别发挥两种注浆加固方法各自的优点，克服各自的技术和工艺缺陷的一种加固方法。复合注浆技术的特点具有以下特点：
第一，复合注浆适用加固地层，加固工程范围广。
第二，复合注浆浆液扩散范围大，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置换加固，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注浆加固作用。
第三，复合注浆钻孔施工口径较小，对既有建筑物基础和地面损害和扰动很小，可调节浆液凝固时间，施工期建筑物附加沉降小。经济可靠，且耐久性好。
第四，复合注浆能定向定位，能形成连续的圆柱状的旋喷桩体，旋喷桩直径为400～1200mm，其注浆固结体顶部无收缩，与原基础混凝土或桩混凝土结合紧密，形成的单桩承载力较高。
四、复合注浆法的施工方法
（一）复合注浆施工前的准备
复合注浆法加固地基的效果好坏，关键在于能否按设计的方案进行施工。要注意做好施工前的现场调查和施工准备工作。
1.复合注浆法实施前的现场调查
复合注浆法在地基和桩基础加固中应用时，需在加固实施前对加固对象作必要的调查。
（1）地质条件及周围环境的调查。地下水调查，测定调查孔的自然水位和实施渗水实验，求出渗透系数；周边环境调查，如邻近建筑物基础及结构现状和工程地点周围的生活环境、道路状况等。
（2）对需加固的建筑物基础与上部结构现状进行调查。加固前应先对既有建筑物的基础和结构进行鉴定，以便得到一个较为准确的结论，主要工作有： 1）详细了解建筑物地基基础和上部结构和管线设计施工资料和竣工图，了解建筑各部位基础的实际荷载。2）对主体结构进行检验：对上部结构进行裂缝调查，对其进行观测并记录，取样进行强度检测，对混凝土采用抽芯或回弹方式进行检测。3）对基础进行现场检验，通过开挖探坑验证基础类型、材料、尺寸及埋置深度，检查其损坏程度。
2. 复合注浆法实施前施工准备
（1）组织施工人员。复合注浆法加固地基施工时，设备班需配备施工队长、工程技术人员、高压泵工、电工、修理工等。（2）现场施工前准备。施工前应组建队伍、清理施工场地、作好机械检修、布置好孔位及搭设工棚、备料等。（3）确定施工程序。施工程序一般为：钻孔、建立孔口注浆装置、采用高压旋喷注浆法进行喷射注浆、利用孔口注浆装置封孔进行静压注浆、对孔进行封闭处理。（4）根据设计选定复合注浆参数及浆液配方。（5）配置复合注浆施工机械设备。（6）确定复合注浆施工中常见问题的处理方案，明确施工质量检查的重点，同时注意做好注浆施工资料记录。
（二）复合注浆技术的施工工艺
1、复合注浆的工艺类型
当前复合注浆的工艺类型主要有：单管法、二重管法、三重管法及多重管法等，这里主要介绍单管法复合注浆。
单管法复合注浆是利用钻机把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泵等装置，以大于20Mpa的压力，把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，同时借助注浆的旋转和提升运动，使浆液与从土体中崩落下来的土搅拌混合。然后以大于0.3～2.0Mpa的压力进行静压注浆，使浆液进一步扩散，经过一定时间凝固，在土中形成圆柱状固结体。
2、复合注浆法的浆液材料。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42.5#早强型硅酸盐水泥。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%。
3、复合注浆的成孔
复合注浆的成孔包含两方面的内容：注浆钻孔和建立孔口注浆装置。
（1）注浆钻孔。对既有建筑物地基进行加固时，先采用地质钻机钻穿既有建筑物原基础或承台，然后根据设计注浆深度要求和地质情况，选择采用地质钻机或高压旋喷钻机钻孔到设计深度。钻孔垂直度保证<1%。
（2）建立孔口注浆装置。注浆钻孔施工完成以后，在注浆孔口建立注浆装置。孔口注浆装置需既满足静压注浆要求又满足高压旋喷注浆管可以从其中下钻的要求。孔口注浆装置采用预埋设的方式固定在注浆孔口，采用水泥浆或水泥水玻璃浆液将孔口装置与钻孔之间的间隙固定密封。
复合注浆是一种新型的基础加固技术，经工程实践检验，具有良好的加固效果。
北京加固工程有限公司
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