浅谈建筑物地基处理中的注浆加固技术

孙晓军

摘 要：在建筑工程施工中，地基的牢固性直接关系到建筑物的质量和使用寿命。地基加固的原理是通过增大受力层的承重力度，降低地基发生不同程度地表沉降的概率来使地基更加稳固结实，进而保证整个建筑工程的质量。加固地基的方法有多种，其中，注浆加固的方法是被大多数施工者所采用的。注浆加固是一项系统的技术手法，在具体的工程实施过程中，要根据具体情况采用不同类别的注浆技术进行地基的加固，以收到最好的工程效果。文章旨在通过对注浆加固技术进行系统论述，并引用实例对其具体操作方法进行说明，希望对工程的实施有一定的理论指导作用。

关键词：地基加固；注浆分类；具体施工要点

1 注浆加固的概念及分类

注浆加固是运用物理学中的液气压原理和电极学原理，先对不同化工原料按工程需要比例进行均匀调配，然后将调配好的浆液通过注浆管缓慢的注入原有的地基土层之中，使之和原来土层相混合，由于浆液具有的特殊性质，可以有效的渗进土壤，填充土壤颗粒间的缝隙，排出水分和气体，使得注浆后的地基较原来更为牢固，抗压性更强。注浆技术的应用范围十分广泛，适合以各种材料为建筑原料的工程。注浆原料包括建筑基础原料和化工合成原料。前者一般常见于沙土，粘土，水泥和粉煤灰。一些化工材料如水玻璃，高分子聚氨酯类，不饱和树脂类和丙烯酸盐类等等均属于后者。注浆材料质量的好坏将直接影响注浆效果。

注浆加固有多种分类方式，其中由于注浆方法和适用范围的差异，可以分成四类。

针对土质的砂性不同，可分别选择劈裂注浆，渗透注浆，压密注浆和电渗注浆的方式：（1）对于地基土层为砂土的情况而言，如果土壤条件不利于浆液的渗透，渗透系数过低，可采用劈裂的方式使土层裂开，一般说来，土质较软利于浆液和土壤颗粒的混合，土质较硬则会形成浆液层和土壤层分层较为明显的情况。（2）如果土壤颗粒大且颗粒间隙也较大，土壤条件有利于浆液的渗透，则明显会降低注浆施工的难度。此时只需采用渗透注浆的方式即可轻易达到注浆加固的效果。（3）利用增大压力和压强的原理进行注浆的方法称为压密注浆，此方法适用于地基土质为中砂的情况。施工时，使用浓度较大的浆液在需要注浆的土层上方制造浆泡，一开始，浆液会将土壤间较大的缝隙注满，随着浆液对土壤施加的压力的不断增大，致使剩余浆液最终可完全渗入到土层之内。（4）如果施工地基的土壤属于粘土一类，用电渗注浆的方法更为有效。其施工原理是在土层中布置阳极管道，并将混有硅酸盐的化学浆液压入管道，通电后土壤中的水分从排水管道流出，给浆液腾出位置，进而渗透进土壤，浆液中的硅酸盐成分也会通过点击作用产生硅胶，增强土壤强度。

2 注浆加固技术在建筑物地基处理中的工程实例

2.1 工程概况

项目为某车站综合楼，拟采用钻孔灌注桩，为66根1000～1200mm钻孔灌注桩。桩端持力层为页岩层，工程桩静载检测结果表明，部分单桩竖向极限承载力达不到设计要求，需要对该地基进行加固处理。施工前，在建筑物周围分别布置了6个勘探点（探井），探井在掘进过程中有大量的水渗入，致使少数探井没有达到预想的深度。

根据勘探资料显示，该勘察区地层主要由素填土、角砾及强风化页岩组成，局部有粉土及中砂夹层。各地层情况自上而下为：第一层主要为素填土，上部主要由素土充填，包括大量的煤屑、砖块以及少量的炉渣、垃圾等杂物，呈松散状态，下部填土孔隙较大，主要由层厚为1.5～5.2m的大量块石、片石及角砾充填；二层层厚为0.1～2.4m的棱角状角砾与深灰色冲积再生土，粒径一般10mm左右，大者可达30mm，稍密状态，该层只有在个别探井中未见，在其他数个探井中都未被发现；三层层厚为0.3～0.8m的深灰色页岩与强风化岩石，含水量较高，节理发育，见水后较细腻，个别已揭露探井的勘探深度内均未被发现。

2.2 选择注浆方案时应考虑的原则

在加固地基的施工过程前，应提前对施工环境和地质进行勘探，选择最优的注浆加固方案。选择注浆方案时要注意的原则包括如下几点：

（1）如果注浆施工是为了加固地基或防止土壤下陷变形，一般应选用施工用水泥浆和高质量的化学浆液，若处于防渗考虑，则可加入粘土化学制液。（2）要重视封压层的作用。注浆施工必须要有封压层。如果土壤本身有分层，上方是硬层土，下层土质较软，则可以把硬层土当作封压层；如果土质整体较软，需人为制造封压层，具体作法是在软土表面铺大约50厘米厚的粘土充当封压层。（3）注浆方向的选择要根据施工现场的土质特点而定。注浆土层上方没有或只有少量沙砾层时，要采用从下到上的注浆方式并分段进行；从上到下的注浆方向则适用于沙砾层分布较多的状况。

根据对上述工程的土质情况的了解，结合注浆实施的基本原则，此工程宜采用自下而上的注浆方式。

2.3 注浆具体方案的制定

2.3.1 方案概述。该工程地基的注浆加固方法可选择花管注浆。先在土层中打孔并插入1米长的钢制花管，利用花管将浆液输入土层中，通过控制花管进行连续注浆，注意要按照自下而上的方向进行灌制。

2.3.2 注浆工程中各项参数的计算

（1）要参照以往工程的施工经验来选择适合的注浆压力，还要现场进行压力试验，并结合施工现场的各方面因素综合考虑。根据此工程概况的大致描述，其注浆压力选用0.4～1.0MPa更为适宜。

（2）事先确定注浆的顺序。应按跳孔间隔注浆方式进行，采用先外围后内部的注浆施工方法。

（3）确定注浆原料，精确计算浆液参数。本项工程选择P.0，32.5普通硅酸盐水泥作为主要原料，按照1：1的比例进行水灰配比。计算总注浆量的方法可参照以下公式进行计算：

Q=πAHR2oβon=AoSoHonoβ=qoH （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。

注浆量应预备充足，以确保充满注满土壤缝隙为宜。必要时可在现场进行局部注浆试验。经过计算，本工程注浆量Q为0.8m3。

（4）确定注浆孔位置和注浆速度。花管注浆顾名思义要按照梅花的形状设置注浆开孔的位置。注浆孔间距其取值为1.2～1.5m，注浆流量为1O～15L/min。

（5）注浆花管的型号及布置。此项工程采用的注浆花管的型号为Φ25镀锌钢管，按事先布置的开孔位置插入花管，每隔10cm横向开设两个6mm小圆孔。

2.4 注浆方案的实施步骤

施工步骤概述：确定孔位及打孔—注浆试验—花管制作以及安放—配置注浆液并开始注浆—设备清洗：

（1）测量及确定孔位。按照施工方案测量实际距离，确定具体开孔位置并明显标注。（2）开工打孔。利用专业打孔工具进行打孔施工，可采用直径为91mm或110mm的XY-100型钻机。鉴于该项工程的素填土层深度变化幅度较大，应划分成不同区域进行注浆，按照7.5m、5.5m、3.5m的标准划分为三个区域比较适合。同时，还要注意土壤深度不同所带来的施工影响。遇到特殊状况时要灵活的改变施工策略，以实际情况为准。（3）花管制作以及安放。根据实际打孔深度确定花管的长度，严格按照施工标准进行下管，确保花管安放位置准确。安装完毕后要注意将管口封闭。（4）试验注浆及正式注浆。正式注浆前要进行浆液的准备和压力的测量，具体数值如上文所述。另外，在大规模施工前要进行注浆试验，测定具体的注浆量。注浆过程要严格按照操作规则进行，注浆应分次进行，要注意注浆量的控制，注浆时要对浆液进行连续搅拌确保浆液均匀。注浆还要按照一定的施工顺序进行。但注浆孔开始大量冒浆时，即可停止施工，完成注浆。（5）清洗。注浆完成后要用清水对设备和钢管进行彻底清洗，以保证浆液不会残留影响下一次的正常施工。

3 结束语

注浆加固技术可用于地基的加固和改善建筑物的稳固性，此方法适用于不同特点的地基土质，因其施工方便，简单易行，对施工场地要求不限等优点而受到施工单位的青睐。在施工前进行方案的合理规划可以产生理想的施工效果，更好的达到工程的预期。

参考文献

[1]JGJ123-2000.既有建筑地基基础加固技术规范[S].

[2]叶书麟，叶观宝.地基处理与托换技术[M].第3版.北京：中国建筑工业出版社，2005.