双液压力注浆法在既有建筑地基加固工程中的应用

袁增会

[摘要]以赤城110KV变电站主控室及10KV配电室地基加固为例，介绍水泥－硅酸钠双液压力注浆在既有建筑饱和湿陷性黄土地基加固中的优越性，特别是建筑物不均匀沉降正在进行、建筑物已发生倾斜、墙体裂缝在发展的加固工程，可根据不同地质条件、工程性质，分别选用水泥、硅酸钠为主剂的灌浆材料，会达到预期加固目的。其经验和思路可为同类型工程的地基加固方案设计提供借鉴。

[关键词]既有建筑地基加固双液压力注浆水泥硅酸钠

中图分类号：TU9文献标识码：A文章编号：1671-7597(2009)0610104-01

一、前言

随着我国基建项目的规模越来越大，国家对建筑工程质量的要求也越来越高，由于地质条件、自然环境及施工条件等多种因素对工程质量的影响，基础工程中往往会出现各类质量事故，例如地基不均匀沉降、建筑物主体倾斜、墙体开裂等，这样就要求我们对工程质量事故进行分析，提出科学合理的处理方案，且提高地基土的抗变形性能和承载力，满足设计和使用要求。

二、双液压力注浆加固机理

双液压力注浆是在既有建筑物基础周围钻孔后，通过注浆泵在一定压力下将水泥、硅酸钠两种浆液注入地基土中，在土中通过渗两种浆液接触反应生成硅胶，将土的颗粒胶结在一起，使其具有提高强度和不透水的功能，达到了地基固化、提高地基土强度、阻止或控制建筑物不均匀沉降作用。近年来双液压力注浆法大量用于已有建筑物地基不均匀沉降加固工程中，并取得了较好的效果。

压力注浆适用于各类松散地层，根据其岩性不同，选用不同的注浆材料。在已有建筑物地基加固工程中常用的材料是水泥、硅酸钠(水玻璃)、氯化钙等。根据不同的地质条件、工程性质，在上述浆液中选用单液或双液法。双液法显著的特点是加固效果明显，浆体结石率高、价格低廉、施工简便、工期短，质量易于保障，对环境无污染、对相邻建筑物基础无扰动、加固工程中附加沉降小等。

注浆施工时，垂直地层层理的压力最小，土体不容易被劈裂，平行地层层理的压力最大，借助较高的注浆压力，浆液能克服地层的初始压力和抗拉强度，使土体沿应力弱的软弱面产生“液压开裂”，破坏土体原有结构。因层与层之间存在一定差异，浆液对周围土层的连续扰动和压缩，使土体排气脱水，土粒移动，重新排列，并产生向上传递的辐射应力，正确诱导这股地应力，使其基础反弹，下沉部位回升，纠正建筑物的不均匀沉降。本文结合具体工程实例来说明水泥－硅酸钠双液压力注浆在加固地基工程中的作用和效果。

三、双液压力注浆法加固实例

(一)工程概况。赤城110KV变电站主控室及10KV配电室工程于2001年7月开工，2002年6月竣工并交付使用。该工程为单层砖混结构，条形基础，建筑面积338m2，基础埋深±0T2.00m，基础持力层为I级非自重湿陷黄土，设计基础下为0.1m厚C30砼垫层和0.6m厚3：7灰土垫层，垫层下存留I级非自重湿陷黄土厚度约2.0－2.3m。

该工程从2002年6月至2004年10月间使用良好，2004年11月初发现主控室和配电室墙体出现裂缝，2005年春裂缝快速发展，④-⑤、⑤－⑥轴间，前后墙均有上宽下窄裂缝，最大裂缝10mm，室内地面东西向贯通开裂，⑤-⑥轴间现浇地圈梁出现垂直裂缝，其中A轴裂缝宽3.5mm，E轴1mm，室外东南角散水和水泥路面下沉。经观测，裂缝仍呈持续发展状态。

(二)场地地层情况。根据岩土工程勘察报告，场地位于曹白河上游西侧一级阶地上，地势平坦，场地工程地质条件为：

①、②层黄土状粉土(Q4al+pl)：①层褐黄色，②层褐色，总厚度4.7—5.0m，稍湿一湿；稍密；高压缩性；总湿陷量△s=24cm，计算自重湿陷量△zs=2cm，具I级(轻微)非自重湿陷性。下伏圆砾、卵石，局部为粉砂、粗砂透镜体。

③层圆砾、卵石层(Q4al+pl)：揭露厚度0.3-2.4m，稍密，磨圆度中等，无分选，孔隙间砂、砾充填。

(三)事故分析。休息室内自来水地下南北向短管严重腐蚀，管上有米粒大的小孔跑水，此处地基土已经液化，停水后在该建筑四角及中部墙基外挖探坑检查发现，中西部地基含水量正常，南部含水量很大，东南角已成稀泥状。该工程地下水管的长期跑水致使建筑南部基础下非自重湿陷性黄土地基严重湿陷而丧失承载能力，是造成南部地基沉降从而导致中部墙体开裂和地面下沉开裂的主要原因。

(四)地基加固方案设计及施工。由于该工程裂缝还在持续发展，地基不均匀沉降还在进行，在加固方案上首选是加固效果明显、施工快，附加沉降小、施工质量容易保证的加固方法，现场成立了QC小组，根据本建筑场地地基土构成、分布及墙体裂缝和地面下沉产生的原因分析，经反复论证，决定采用水泥-硅酸钠双液压力注浆法。

加固范围为①-⑥轴、A-E轴承重墙下地基；加固段厚度为灰土垫层及灰土垫层下存留湿陷性黄土厚度，在2.6—2.9m间。注浆孔深度在4.7—5.0m间。

水泥浆配合比：水灰比0.8：1；

硅酸钠浆液：溶液浓度14％，模数2.5-3.3，杂质含量小于2％；

双液配合比(体积比)：1：1；

浆液数量各为0.6m3；

根据被加固地层情况、试验情况，同时参照《既有建筑地基基础加固技术规范》(JGJ123-2000)双液注浆压力控制在0.1-0.5MPa间。

先施工外部孔后施工内部孔，外部孔先从东、南和西墙间隔施工，且间隔跳打成孔并注浆，严禁整片成块施工注浆。

(五)加固效果检测。施工结束28天后通过开挖和原位测试试验发现，土体孔隙间完全被水泥-硅酸钠胶体充填，结石率高，地基土含水量降低，地基承载力明显提高，在施工过程中和施工结束后，未见有裂缝扩大的现象和新的裂缝产生，表明加固已发挥作用，地基土变形已被控制，达到了预期的效果，得到了业主的好评。

四、结束语

通过此项工程的实践说明双液压力注浆在处理既有建筑饱和湿陷性黄土地基中是切实可行的，有效的克服了压力注浆时给建筑物本身带来的附加沉降问题，提高了地基土的承载力，即解决了实际问题又节省了资金，取得了良好的经济效益和社会效益，为以后类似工程积累了宝贵经验。