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灌漿加固法在既有建筑物軟土地基施工中的應(yīng)用淺析
摘要：對(duì)建于軟土地基上的建筑物出現(xiàn)的地基承載力不足(超沉)、傾斜(不均勻沉降)等問題，采用靜壓灌漿法進(jìn)行加固處理是常用方法之一。但實(shí)踐證明，單一采用靜壓灌漿法加固已建建筑物地基，往往存在難以解決的問題，為了解決前述靜壓灌漿加固施工中存在的問題，充分發(fā)揮灌漿加固特有的優(yōu)越性能，結(jié)合工程的實(shí)際情況我們研究提出了加固處理已建建筑物地基的新方法—圍封灌漿加固法。關(guān)鍵詞：灌漿加固法 原理 軟土地基 施工方法
0 引言
在土質(zhì)相同，但其密度或強(qiáng)度不同的兩種土區(qū)的界面處灌漿，則壓力漿液首先將較弱一邊的土層劈開，并沿劈裂面進(jìn)行擴(kuò)散和延伸，灌漿壓力愈大、注漿量愈多、土體的強(qiáng)度愈低、漿液擴(kuò)散和延伸俞遠(yuǎn)．只有當(dāng)弱區(qū)土層得到一定程度的加固后，漿液才能進(jìn)入密度和強(qiáng)度相對(duì)較大的土層，根據(jù)這一原理，如果要在已建建筑物基礎(chǔ)周邊打孔對(duì)該地基進(jìn)行灌漿加固，因地基在建筑物荷載作用下，土體已得到相應(yīng)的固結(jié)，則其密度與強(qiáng)度均大于基礎(chǔ)以外的土體，因此壓力漿液將向建筑物基礎(chǔ)以外土體劈裂、擴(kuò)散和延伸。由斷裂力學(xué)理論可知，一旦土體劈裂后，則不需多大的灌漿壓力，劈裂縫將很快向外延伸，這樣，不但浪費(fèi)了大量的灌漿材料，延長(zhǎng)了加固工期，甚至達(dá)不到加固地基的目的。同時(shí)，由于嵌泥或淤泥質(zhì)飽和粘性土透水性小、流動(dòng)性大等特點(diǎn)，漿液進(jìn)入土層后。不能很快固結(jié)，促使土體向地基外側(cè)推移一導(dǎo)致建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生附加沉降對(duì)需加固的工程更為不利。因此，對(duì)淤泥和淤泥質(zhì)軟土地基采用灌漿加固時(shí)，為了有效地利用漿液，使其向所需加固的地基范圍內(nèi)灌注。在進(jìn)行靜壓灌漿加固時(shí)，須首先將加固區(qū)域進(jìn)行圍封，切斷需灌地基與外圍弱土區(qū)的聯(lián)系，阻止?jié){液向地基以外流動(dòng)、擴(kuò)散和基土外移。
1 灌漿加固既有建筑物軟土地基原理分析
在軟土地基中進(jìn)行灌漿，由于壓力漿液在劈裂、延伸和擴(kuò)散過(guò)程中對(duì)周圍土體具有擠密和充填作用，從而改變?cè)鼗恋奈锢砹W(xué)性質(zhì)和承受荷載的反應(yīng)機(jī)制，提高了地基承載力和降低沉降變形，達(dá)到軟土地基加固目的。由于在土體內(nèi)灌入了可凝漿液，除基土彈性變形和土體結(jié)構(gòu)改變?nèi)菁{了部分漿液凝結(jié)體的體積外，其余部分可使加固范圍內(nèi)的土體體積增加，對(duì)建筑物基純近進(jìn)行灌漿施工，迫使基礎(chǔ)外圍灌注的漿液向基礎(chǔ)下土層擠入，以此來(lái)調(diào)整控制建筑物的沉降速率。圍封擋墻可以根據(jù)工程情況對(duì)需加固區(qū)域進(jìn)行全部圍封或部分威風(fēng)。全圍封主要針對(duì)既有建筑物地基整體加固或抬升的工程；部分擋墻則主要針對(duì)建筑物的糾偏工程。
2.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 為驗(yàn)證圍擋灌漿在工程應(yīng)用上的可行性及實(shí)用性，我們進(jìn)行了一次小型圍封、單孔多次灌漿試驗(yàn)。試驗(yàn)采用高壓噴射灌漿方式進(jìn)行四面圍封，圍封面積約4m×4m，中間部位設(shè)置單個(gè)灌漿管，分3次灌漿。灌漿完成3d后進(jìn)行開挖，試驗(yàn)證明實(shí)際施工可以達(dá)到預(yù)期效果。 2.2.1 注入地下的漿液凝結(jié)體（漿脈）呈樹根狀、豎向薄板狀向四周以折線形輻射延伸，薄板狀漿脈分為3層，即每次灌漿都形成1個(gè)新層，向兩側(cè)擠壓土體。
2.2.2 向四周輻射的漿脈在近圍擋墻處折轉(zhuǎn)回頭。
3 基本施工方法
在加固施工時(shí)，首先采用高壓噴射灌漿工藝，在需進(jìn)行加固的區(qū)域外緣營(yíng)造地下圍封板墻，隔斷需加固土體與周圍土體的聯(lián)系，形成圍封一高噴板墻具有一定的強(qiáng)度，且為一整體結(jié)構(gòu)？可以起到阻止土體側(cè)移、限制漿液擴(kuò)散方向的作用。
為避免因施工擾動(dòng)引起建筑物的附加沉降，圍封板墻可設(shè)置在距建筑物稍遠(yuǎn)的安全距離處，靜壓灌漿從靠近圍封板墻處開始分序逐步向建筑物靠近。迫使基礎(chǔ)外圍土體向基礎(chǔ)底部擠壓—以此來(lái)控制施工初期建筑物的沉降速率—埋人基土內(nèi)的灌漿外管宜采用較耐久的鋼制品以便使用較大的灌漿壓力進(jìn)行多次重復(fù)灌注多次注入的漿液迫使基土經(jīng)過(guò)擾動(dòng)—固結(jié)—再擾動(dòng)—再固結(jié)的多次循環(huán)過(guò)程，大幅度提高被灌土體的強(qiáng)度。
對(duì)于樓房等建筑物的地基，為防止施工對(duì)建筑物造成新的損害，灌漿施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)建筑物沉降位移進(jìn)行精密觀測(cè)，根據(jù)觀測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整灌漿位置及灌漿量等施工參數(shù)。在圍封區(qū)內(nèi)設(shè)置排水孔或排水板，以加快體中多余水分的消散，降低灌漿引起的超孔隙水壓力值．
4 對(duì)幾個(gè)問題的認(rèn)識(shí)
通過(guò)工程實(shí)踐和對(duì)實(shí)際資料的分析研究，形成以下看法，現(xiàn)介紹如下：
4.1 圍封灌漿土體排水的認(rèn)識(shí) 在進(jìn)行過(guò)數(shù)次灌漿后.通過(guò)劈裂進(jìn)入土體內(nèi)的漿液凝固后體積產(chǎn)生收縮，凝結(jié)的漿脈與基土界面問透水性遠(yuǎn)大于地基軟土。形成縱橫交錯(cuò)的排水通道，土體中排出的和漿液凝固析出的水體袷透水通道進(jìn)入灌漿外管，從管口排出。排出的水體壓力水頭可超出地面數(shù)米。流量達(dá)每小時(shí)數(shù)10升。由于這一現(xiàn)象的存在，在淤泥或淤泥質(zhì)軟土中進(jìn)行圍封灌漿有時(shí)可不必另專設(shè)排水孔。根據(jù)這一認(rèn)識(shí)，在5萬(wàn)立方米。的油罐地基灌漿加固時(shí)未設(shè)排水孔，施工時(shí)所有的灌漿孔均出現(xiàn)滴冒水現(xiàn)象，施工結(jié)束十?dāng)?shù)天后逐漸消失。
4.2 漿液 圍封后灌漿使用的漿液以粗、稠為好，一般以灌漿泵的能力為限。灌注漿液多采用水泥漿并摻加部分粉煤灰(可為濕排原漿灰)等摻加料。水泥漿液摻加較多的粉煤灰后，凝結(jié)體的強(qiáng)度會(huì)大幅度降低，灌漿加固后漿脈在土體中的骨架作用隨之降低，漿液凝固析出的水體隨之增加，有可能給灌漿效果帶來(lái)不利的影響。但是這種漿液的造價(jià)低廉，而且形成的漿脈強(qiáng)度終究還是遠(yuǎn)大于軟土地基強(qiáng)度，通過(guò)對(duì)基土的多次大量灌注，以基土強(qiáng)度的大幅度提高來(lái)彌補(bǔ)漿脈的強(qiáng)度降低影響，仍可達(dá)到地基加固目的要求�；谶@種指導(dǎo)思想，在5萬(wàn)立方米的油罐地基灌漿加固施工中，水泥與粉煤灰比例曾試驗(yàn)性的用到1：2，并未發(fā)現(xiàn)有任何不良后果。
4.3 孔隙水壓力對(duì)建筑物沉降的影響問題 根據(jù)研究和實(shí)鍘資料證明，在一般情況下，孔壓上升時(shí)建筑物上抬；孔壓下降，建筑物下沉．但當(dāng)孔隙水壓力上升達(dá)到上浮自重應(yīng)力后，繼續(xù)灌漿將不會(huì)使建筑物抬升，反而出現(xiàn)沉降情況，待孔隙水壓力得到一定消散后(一般停1～2d)，繼續(xù)灌漿才能獲得正常施工效果，對(duì)軟牯土中大量灌漿出現(xiàn)的這一現(xiàn)象可能是在高孔隙水壓力下。土體的有效應(yīng)力減小，土體產(chǎn)生側(cè)向滑移的結(jié)果，其原因及其后果尚需進(jìn)一步研究。對(duì)圍封后進(jìn)行灌漿比較一致的意見是采取適當(dāng)工程措施。加速排放基土中析出的水體，控制孔隙水壓力的增長(zhǎng)，灌漿期間孔隙水壓力的變化情況可作為灌漿加固效果的間接衡量標(biāo)準(zhǔn)。
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