地基基礎(chǔ)加固注漿

注漿加固法(grouting)是利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理,把某些能因化的漿液注入土體孔隙或巖石裂隙中,將原來松散的土粒或裂隙膠結(jié)成一個(gè)整體,能顯著改善土的物理學(xué)性能及水理性能的一種加固方法。

注漿法(亦稱灌漿法)是由法國工程師1802年首創(chuàng)。隨著水泥的發(fā)明,水泥注漿法廣泛地應(yīng)用于建筑工程中。1886年出現(xiàn)了化學(xué)灌漿法,從此以后,灌漿材料及藻漿技術(shù)逐漸得到改進(jìn)和發(fā)展,應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大。現(xiàn)在,注漿法已廣泛應(yīng)用于房屋地基加固與糾偏、鐵道公路路基加固、礦井堵漏、壩基防滲、隧道開挖等工程中。工程應(yīng)用注漿法加固的主要目的如下:

漿液材料

注漿加固中所用的漿液是由主劑(原材料)、溶劑(水或其他溶劑)及各種外加劑混和而成，通常所指的灌漿材料是指漿液中所用的主劑。灌漿材料常分為粒狀漿材和化學(xué)漿材,而按材料的不同特點(diǎn)又可分為不穩(wěn)定漿材、穩(wěn)定漿材、無機(jī)化學(xué)漿材及有機(jī)化學(xué)漿材四類。

注漿加固機(jī)理

注漿法加固和改良土體主要有以下三種作用

一、化學(xué)膠結(jié)作用

不論是料狀漿材或化學(xué)漿材,都具有能產(chǎn)生膠結(jié)力的化學(xué)反應(yīng),把巖石或土粒粘在一起,從而使巖土的整體結(jié)構(gòu)得到加強(qiáng)。

二、惰性充填作用

填充在巖石裂隙及土體孔隙中的漿液凝固后,因具有不同程度的剛性和強(qiáng)度而能改變巖層及土體對外力的反應(yīng)機(jī)制。使巖土的變形受到約束。

三、離子交換作用

漿液在化學(xué)反應(yīng)過程中,某些化學(xué)劑能與巖山中的元素進(jìn)行離子交換,從而形成物理力學(xué)性質(zhì)更好的物質(zhì)。

注漿加固設(shè)計(jì)

注漿加固設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:

一、注漿標(biāo)準(zhǔn)

指設(shè)計(jì)者要求地基注漿后應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量指標(biāo),隨著加固目的和要求的不同而變化。例如對于濕陷性黃土首先要求消除其濕陷性;而對于雜填土或軟土則要求提高地基承載力和降低壓縮性;

二、灌漿材料

包括漿材種類和漿液配方設(shè)計(jì);

三、加固范圍

包括加固深度/長度和寬度;

四、漿液有效加固半徑

指漿液在設(shè)計(jì)壓力下所能達(dá)到的藻注孔中心至有效加固體邊緣的平均距離;

五、根據(jù)漿液有效加固半徑和灌漿體設(shè)計(jì)厚度,確定合理的間距、排距和排數(shù);

六、注漿壓力

規(guī)定不同深度的允許最大灌漿壓力,既要盡可能擴(kuò)大有效加固半徑,又要以不破壞地基或上部結(jié)構(gòu)為原則。注漿質(zhì)量檢驗(yàn)注漿效果評估可通過靜力或動力角探試驗(yàn)確定加固土密實(shí)度及強(qiáng)度的變化,鉆孔取樣測定加加固土的抗壓強(qiáng)度,開部量測加固體外形尺寸,靜載荷試驗(yàn)或浸水載荷試驗(yàn)確定加固土體承載力及濕陷性消除效果等。必要時(shí)還可通過鉆孔彈性波試驗(yàn)測定加固土體動彈性模量和剪切模量,或用電探法與放射性同位素法測定漿液注入范圍等。

基礎(chǔ)灌漿加固

當(dāng)基礎(chǔ)由于機(jī)械損傷、不均勻沉降或凍脹等原因引起開裂或損壞時(shí)，可采用灌漿（亦稱注漿)法加固基礎(chǔ)施工時(shí)可在基礎(chǔ)中鉆孔,注漿管的傾角一般不超過60,孔徑應(yīng)比注漿管的直徑大2-3mm,在孔內(nèi)放置直徑25mm的注漿管,孔距可取0.5-1.0m。對單獨(dú)基礎(chǔ)每邊打孔不應(yīng)少于2個(gè),漿液可由水泥漿或氧樹脂等制成,注漿壓力可取0.2-0.6Mpa,當(dāng)15分鐘內(nèi)水泥漿未被吸收則應(yīng)停止注漿,注漿的有效直徑約為0.6-1.2m。對條形基礎(chǔ)施工應(yīng)沿基礎(chǔ)縱向分段進(jìn)行,每段長度可取2.0-2.5m。對有局部開裂的磚基礎(chǔ),當(dāng)然也可采用鋼筋混凝土梁跨越加固。

加大基礎(chǔ)底面

當(dāng)既有建筑的基礎(chǔ)產(chǎn)生裂縫或基底面積不足時(shí),可用混凝土套或鋼筋混凝土套加大基礎(chǔ)。當(dāng)原條形基礎(chǔ)承受中心荷載時(shí),可采用雙面加寬;對單獨(dú)柱基礎(chǔ)加固可沿基礎(chǔ)底面四邊擴(kuò)大加固。當(dāng)原基礎(chǔ)承受偏心荷載時(shí),式受相鄰建筑基礎(chǔ)條件限制、或?yàn)椴挥绊懯覂?nèi)正常使用時(shí)，可用單面加寬基礎(chǔ)。當(dāng)采用混凝土套式鋼筋混凝土套時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn)施工要求:

一、為使新舊基礎(chǔ)牢固聯(lián)結(jié),在灌注混凝土前應(yīng)將原基礎(chǔ)鑿毛并刷洗干凈,再涂一層高標(biāo)號水泥砂漿,沿基礎(chǔ)高度第隔一定距離應(yīng)設(shè)置錨固鋼筋;也可在墻腳式圈梁鉆孔穿鋼筋,再用SW2100植筋膠填滿,穿孔鋼筋須與加固筋焊牢。

二、對加套的混凝土或鋼筋混凝土的加寬部分，其地上應(yīng)鋪設(shè)的墊料及其厚度，應(yīng)與原基礎(chǔ)墊層的材料及厚度相同,使加套后的基礎(chǔ)與原基礎(chǔ)的基底標(biāo)高和應(yīng)力擴(kuò)散條件相同和變形協(xié)調(diào);

三、對條形基礎(chǔ)應(yīng)按1.5-2.0m劃分成許多單獨(dú)區(qū)段，分別進(jìn)行分批、分段、間隔施工，決不能在基礎(chǔ)全長挖成連續(xù)的坑槽和使全長上地基暴露過久，以免導(dǎo)致地基土浸泡軟化，使基礎(chǔ)隨之產(chǎn)生很大的不均勻沉降。

基礎(chǔ)加深

如經(jīng)驗(yàn)算原地基承載力和變形不能滿足規(guī)范要求時(shí),除了可采用將基底加寬外,尚可將基礎(chǔ)落深在較好的新持力層上的托換加固方法。這種托換加固方法國外稱為墩式托換(PierUnderpinning),亦有稱坑式托盤(PierUnderpinning)。墩式托換基礎(chǔ)施工步驟墩式托換適用于土層易于開挖;開挖深度范圍內(nèi)無地下水,或雖地下水但采取降低地下水位措施較為方便者,因?yàn)樗y以解決在地下水位以下開挖后會產(chǎn)生土的流失問題,所以一般坑深和托換深度一般都不大;既有建筑物的基礎(chǔ)最好是條形基礎(chǔ),亦即該基礎(chǔ)可在縱向?qū)奢d進(jìn)行調(diào)整起梁的作用。

墩式托換的優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用低、施工簡便，由于托換工作大部分是在建筑物的外部進(jìn)行，所以在施工期間仍可使用建筑物。缺點(diǎn)是工期較長；由于建筑物的荷重被置換到新的地基土上，對被托換建筑物而言，將會產(chǎn)生一定附加新的沉降，這是類似于其他托換方法而不能完全避免。

錨桿靜壓樁

錨桿靜壓樁是錨桿和靜力壓樁兩項(xiàng)技術(shù)匚妙結(jié)合而形成的一種樁基施工新工藝,是一項(xiàng)地基加固處理新技術(shù),加固機(jī)理類同于打入樁及大型壓入樁,受力直接和清晰。但施工工藝既不同于打入樁,也不同于大型壓入樁,在對施工條件要求及"文明清潔施工"方面明顯優(yōu)越于打入樁及大型壓入樁。其工藝是對需進(jìn)行地基基礎(chǔ)加固的既有建筑物基礎(chǔ)上按設(shè)計(jì)開鑿壓樁也和錨桿孔,用粘結(jié)劑埋好錨桿,然后安裝壓樁架與建筑物基礎(chǔ)連為一體,并利用既有建筑物自重作反力,用千斤頂將預(yù)制樁段壓入土中,樁段間用硫磺膠泥或焊接連接。當(dāng)壓入深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,將樁與基礎(chǔ)微膨脹混凝土澆注在一起,樁即可受力,從而達(dá)到提高地基承載力和控制沉降的目的。既有建筑物地基基礎(chǔ)加固采用錨桿靜壓樁工法,主要可用于托換加固和糾偏加固工程中。工程實(shí)躪表明,加固工程中使用該工法與其他工法相比,具有以下明顯優(yōu)點(diǎn):一、保證工程質(zhì)量二、做到文明清潔施工三、施工條件要求低四、對既有傾斜的目的特別在完成難度很大的工程中,顯示出了無比的優(yōu)越性。