灌浆加固回填土地基技术应用探究

李建芳

摘  要：灌浆技术被广泛用于大坝的加固和防渗，边坡的深层加固，建筑物的沉降，局部地基加固，渗漏堵漏等。然而，在山区沟谷地貌的大范围内，将废弃土作为建筑基础进行加固的应用很少。在碎石振冲，人工挖桩等常用技术不能满足所提出结构要求的条件下，对回填弃土进行注浆加固。只要设计和施工合理，采用灌浆技术大面积弃土加固的方法，可以达到更快更节约的目的。

关键词：加固;灌浆基础加固;水泥浆;回填地面

中图分类号：TU472.3 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）21-0148-02

Abstract： Grouting technology is widely used in dam reinforcement and anti-seepage， deep slope reinforcement， building settlement， local foundation reinforcement， leakage plugging and so on. However， in a large range of mountain valley landforms， there is little application of waste soil as building foundation for reinforcement. Under the condition that the common techniques such as vibration and impact of gravel and manual pile digging can not meet the structural requirements， the backfilled soil is reinforced by grouting. As long as the design and construction are reasonable， the use of the method， by which abandoned soil reinforcement grouting technology is adopted in large area， can achieve the goal of making the construction faster and more economical.

Keywords： reinforcement; grouting foundation reinforcement; cement slurry; backfilled ground

1 概述

某培训基地车库的基础所用的地基是回填土地基。约9m的底层是粉质粘土，黑色，含有有机物质，略软（平均标贯基数为4）。回填土主要是砾石砂，深在0～6m范围内，含有较多的淤泥和颗粒较大的卵石。卵石的最大直径大约为8cm，回填的日期大约在每年的上半年。因为考虑到比如土壤密实性大小以及回填土中可能存在冰的原因，当上部的荷载不是很大时（比如只有一层框架结构），将会出现。最大沉降超过26cm，最大差异沉降达到20cm。由于基础沉降继续进行，沉降超过1mm/d，这是经过初步的加固处理后的结果，不能达到相关的机械工作的要求。所以，对回填地面的基础应采取进一步的处理和加固办法。由于回填土未压实等原因，回填土基础的承载力不能满足设计要求。灌浆可以填充和替代土壤团块的空隙，把土壤团块压实，将土壤团块的密实度和强度提高，将不均匀的回填土得以改善，使土壤团块的沉降得以改善。作为一种适用于回填土基础加固的有效方法，注浆技术可为其他类似的工程提供一个很好的参考。

2 加固方案

按照施工工程的详细情况，回填土的孔隙度一般较大，在对其进行勘探和加固注浆钻进的初期，注浆渗漏严重。通过孔进行灌流以回填水泥浆中的土壤层，由于水泥浆具有牛顿流体特性，在径向扩散的作用下，水泥灌浆在灌浆压力的周围沿径向向孔周围灌浆，在压力作用下去向土壤中较为松散的部位。这样能够对缝隙进行填补，把土壤进行一定的置换，与此同时，水泥浆在扩散的时候会产生一定的灌浆压力，会对土壤造成一定的挤压，产生的土压力能够提高土壤的致密性，还能提高土壤的强度和压缩模量，减少土壤的沉降，使得以较快的速度排出水分，加速土壤的固结。灌浆方法比较突出的特点就是：土壤层的最薄弱部位最容易被浆液扩散，对于不同地层的非均质性和回填土，灌浆技术使地层均匀，地层的不均匀下降将会得到一定的改善。在进行岩体灌浆的过程当中，首先应用的是使用稀浆或者是在有需要的时候才能使用稀浆。稀浆稠度通过稀化和稠化来控制，直到达到一定的最终标准才停止。然而，对于回填土的地基来说，使用日常方式的灌浆可能有两个影响作用：（1）稀浆在水沉淀后收缩，例如1：1稀浆的水沉淀率可达30%以上，所以水泥体积固结后的浆液只有大约70%，这样做会造成很大的空隙，使得地层更进一步的沉降。（2）泥浆中水分的沉淀会停留在土壤中，使土壤含水量增加，土壤可压缩性降低，从而使土壤可压缩性增加。同时，回填土没有被进行压实，使得孔隙变得很大，非常容易出现透水的现象，浆液的流失现象将会变得非常严重，使得材料的利用率很低。在用稀漿灌浆后，浆液含水量大，结石率低，填充的效果差。

3 灌浆施工

3.1 布孔

为保证整体的灌浆效果，一般使用的是加固灌浆的钻孔原理或系统布置，目的是通过钻探灌浆回填土壤基础进行综合整体的检测和加固，按照现场的具体施工情况以及具体的孔眼布置方式：沿基础外围内外共有两排孔。（由于与循环水泵房相邻的地基是单边条形地基，所以排成一排孔），梅花形布置，按顺序施工。注浆孔间距为1.5m，分为两列。相关人员要按照灌浆和施工条件，部分以加密补强孔进行布置，出口用封闭孔进行封闭，主要是为了减少泥浆向非加固方向进行扩散，对灌注的效果造成一定的影响，造成没有必要的浪费。内部出口孔是直孔，并且内部和外部出口孔的轴线从基础边缘开始为0.5m以内。

3.2 钻孔工具

钻孔由普通地质钻机和小型轻型电凿岩机制造的。孔的直径为38-50mm，孔的深度为8-10m。

3.3 用于灌浆的材料

灌浆使用的材料一般是按照灌溉的地层状况和灌浆的目的进行确定，这样才能满足符合成本低，易取物的现象，不会非常容易造成较坏的结果。按照过去相似工程的经验，混凝土的主体结构一般使用水泥灌浆材料进行加固，水灰比为0.45：1-0.5：1的水泥浆，根据灌浆情况，采用加入适量的外加剂。

3.4 灌注的工艺

灌注过程采用由下而上或相反的灌注方法：为防止渗漏灌溉，外部排水孔采用自上而下的三阶段灌注，每段长度：4.5-5m，5-3m，2.5-3m;为了提高工作效率，将内部排水孔从底部到顶部进行分段灌注。对于吃浆地层，为0.5：1的泥浆开放灌溉，根据吃浆逐渐增稠的情况，如果仍无法完成0.45：1的灌浆，则应采取间歇性和等待凝固的措施直到达到灌浆完成标准为止。可以根据地层和注浆情况适当增加注浆压力。

3.5 灌浆需要的压力

如果有需要，那么在进行注浆的时候一定要进行注浆的压力，方便将泥浆输送到地层中预设范围的孔隙中。在给定的孔隙系统中，如果压力越大，浆液的填充范围就会越大。与此同时，较高的压力能够使地层受到一定的挤压，致密性将会得到一定的提高，减少变形从而将地基的承载能力提高。但是，如果使用的压力过大，那么浆料就会流到不需要的地方，从而导致浪费。如果压力灌浆过多，还会使得地面出现隆起的现象物。灌浆压力由实际情况来确定，与泥浆结合，根据回填土层的特点和类似工程的既往处理经验，将注浆压力分别设为0.2-0.3MPa和0.3-0.4Mpa;内排顺序孔为0.4-0.5Mpa压力灌浆，Ⅱ排顺序孔为0.5-0.6MPa。

3.6 结束的标准

灌浆压力和灌浆量双重标准原则上控制灌浆终了标准，并在一定情况下满足灌浆价值规律（即GIN法），能够在最大程度上表现出强化均匀的目的。在详细的操作中应该注意：（1）如果没有明显的串，跑，灌浆现象，那么要求以灌浆结束端压结束灌浆，以确保浆液扩散半径保持在可控的范围之内，并希望在一定的灌浆压力下起到一定的作用。压实，压实对地层的影响，能够达到提高地基的承载力和均匀地层的目的。（2）在发生串，跑，灌浆现象之后，若發生间歇，停浆等有效措施将会失效，那么注浆就会结束，有必要进行加固。（3）如果地面或建筑物在地面上抬起，若发生裂缝，在使用限制压力无效后，应立即停止灌注，有必要将钻孔进行强化。

3.7 灌浆次序

根据灌浆孔的布置，灌浆顺序应先填充一个顺序孔，然后再填充两个顺序孔，以形成有效的秩序，避免在填充内孔时过多的泥浆扩散和不必要的浪费。内排孔的灌注也是第一个顺序孔，然后是第二个顺序孔。

3.8 观测

灌浆过程中进行观测，实时高度变化，注意地面，以便了解灌浆层所承载的情况，并及时检查建筑物表面和灌浆过程中建筑物的承载情况地面上，万一有有害情况，应立即采取措施限制压力，限制减少携带，若抬动严重，应停止注浆施工工作，结束注浆周期，必要时在凝结灌注后加固再入。

3.9 特殊处理

（1）如果在钻孔过程中无法形成较大的卵石或石头，请在附近的地方重新钻孔。（2）在进行孔灌浆，表面灌浆，两孔灌浆和表面提升或开裂的情况下，在标准结束之前可以把压力降低或者采用间歇性灌浆的方法。（3）在灌浆过程中，如果在无压条件下，常压下流量忽然增加或者流量过大，灌浆应该立刻停止，并在找到原因后继续施工。（4）在灌浆过程中，如果料浆消耗大的孔段，则应采取间歇性凝固或压力，限流等措施。

4 结束语

带电作业培训基地车库的平均每米干灰消耗量为241.8kg，对于回填基础，该注入量非常大，表明地层具有较大的孔隙度，与正常情况相符。在早期有很大的沉降。根据范江孔口灌浆施工过程以及地表和细绳周围的孔口，风险浆液和断裂情况以及情况分析，在加固基础范围内，土壤中已注满灌浆材料，部分浆液已灌浆。由于进入土的加固范围之外，因此回填注浆施工后的地基加固间隙已被完全填满。灌浆处理后不再发生回填土基的不均匀沉降。通过将厚水泥浆倒入回填土层中，可以填满土壤团块的孔隙，并挤压和加固土壤团块。泥浆均匀地渗透和压缩土壤团块，均匀固结，这是由于压力的作用，同时，也大大提高了回填土的强度和整体稳定性。狭窄施工空间内的注浆问题被小型轻型凿岩机成功解决。同时采用注浆泵浇注浓缩水泥浆，效果较好，也能够提高材料的利用率。各个沉降点观测数据表明，不均匀沉降不会在循环水泵房附属车间地基发生，该加固方案可行，可靠，低水水泥浆注浆技术是回填土基础不均匀沉降，加固的有效途径。为以后的类似项目起到参考作用。固结灌浆已广泛用于水利建筑和其他建筑领域，但很少用于弃土工程项目的大面积加固和回填。在检测到动态触地，声波测试，压实测试和负载测试后，动态触地的锤击破坏次数远大于负载测试，认识到渗透注浆处理的复合地基承载力尚未充分开发，具有很大的潜力。

参考文献：

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