论文部分内容阅读
【摘要】 分析劈裂式灌浆的运作机理，例举在填土地基加固中的应用案例，达到预期效果。
【关键词】注浆方法 ，土层加固 ，劈裂注浆 ，灌浆工艺， 灌浆效果
【 abstract 】 analysis in split the operational mechanism grouting, cited in filling the consolidation of the application of the land case, to achieve the expected effect.
【 key words 】 grouting method, soil reinforcement, fracturing grouting, grouting technology, grouting effect
中图分类号：TU4文献标识码：A 文章编号：
1、常用的注浆方法
常用的注浆方法有：花管注浆和单向阀管注浆两种施工方法。两种注浆法均可用于渗注浆，而劈裂注浆只能用单向阀管注浆法（上海市隧道公司的SPF工法）。在土壤渗透系数小于10-4cm/s时，一般的花管注浆就难奏效，而要采用单向阀管的劈裂注浆。实践证明，在地面以下的一定深度的土层加固和跟踪注浆加固中，劈裂注浆具有施工方便、效果较好的优点，是一般花管压密注浆无法代替的。
2、劈裂注浆工艺
劈裂注浆加固主要用于软土以及填土地基的整地或局部加固，大坝的防渗及深基坑在施工过程中出现地面沉降的加固，基坑渗水的堵漏。根据不同工地对压浆要求的不同可分为单液压浆和双液压浆法。一般单液压浆的配方有水泥、粉煤灰、膨润土等材料组成，而双液压浆则是在单液压浆配方中加入能使水泥快速凝固的水玻璃等材料，主要是快速封住裂隙，一般用于工程的抢险等紧急事件中。劈裂注浆在沿海地区应用较普遍，主要用于淤泥地层的加固处理。
劈裂灌浆的特点如下：
1、所需施工场地较小，不会对原有建筑物的稳定以及周围环境带来危害。
2、在松散的土层中，浆液可渗透至土颗粒的空隙中，加速土的固结，由于采用分段多次灌浆，确保加固的整体效果，同时起到良好的防渗止水作用。
3、相对其它加固处理方案工期短，效果好，造价相对较低。
4、施工技术要求相对较高，要求选择具有施工经验的专业施工单位。
劈裂注浆的施工工艺一般分以下四步：
（1） 钻孔孔径一般在φ80—100mm范围，钻孔垂直度误差小于1%，孔距一般在1.5m—1.2m左右（特殊土壤层例外），排列为梅花形。
（2） 孔内灌套壳料套壳料又称封闭泥浆，当钻孔到达设计浓度后从钻内灌入封闭泥浆，其作用是封闭单向阀管和钻孔壁之间的空隙，迫使从灌浆孔内开环，压出的浆液挤破套壳料注入四周土层。
（3） 在充满封闭泥浆的钻孔中插入单向阀管（劈裂注浆管）一般用内径φ40—60的塑料管，每隔33—50cm钻一组射浆孔（即每米2—3组）外包橡皮套，插入钻孔时管端封闭，管内充满水。
（4） 在封闭泥浆达到一定强度后，在单向阀管内插入双向密封注浆芯管进行分层注浆，首先加大压力使浆液顶开橡皮套，挤破套壳料，在土体产生劈裂，并沿着裂缝扩散，扩散范围受注浆压力、时间、浆液配比、土层特征等因素的影响，一般从底部每一米注浆一次，达到一定的压力后，提起一米再注浆，这样重复进行。注浆完成后，清洗管内残留浆液，以便于第二次重复注浆（单向阀塑料管即留在注浆后的土层中）。
3、工程实例分析
同升湖山庄白竹水乡别墅及土坝位于长沙市同升湖山庄东北侧，由于施工时未对基础下方填土进行加固处理，当雨季来临时，由于雨水的渗透浸泡作用，使得山庄大坝及74、75、76、78、79、80等栋别墅墙体出现开裂和局部地基沉降，根据别墅开裂及沉降程度的不同，我们决定采用以劈裂注浆为主，并结合静压灌浆的注浆方法，运用不同的布孔方式和注浆工艺流程对地基沉降部位进行加固处理。
3.1 孔位布置
根据各建筑物的结构特征以及沉降开裂程度的不同，我们选用不同的注浆工艺和不同的孔位布置。
1、坝区：坝区主要是一条长约120m的公路，路基大部分已塌陷沉降，我们决定布置三排注浆孔，排距3.0m，空间距2.0m，其中上下游填土层较薄部位采用静压灌浆，中游填土层较厚处采用劈裂灌浆，灌浆材料采用水泥浆和水泥粘土浆结合。
2、74栋：离建筑物外墙0.5m布置一排注浆孔，孔间距2.0m。内墙沿墙基布置一排注浆孔，孔间距为2.0m，局部沉降较大处进行加密，灌浆材料为纯水泥浆，采用静压灌浆与劈裂灌浆相结合。
3、75栋:在外墙外布置两排注浆孔，排距1.0m，孔距2.0m, 灌浆材料为纯水泥浆，采用静压灌浆与劈裂灌浆相结合。
4、74、75栋之间：由于处于两个建筑物之间，空隙较大，而填土层较薄，我们决定采用孔间距3.0m，呈梅花型布置，灌浆材料为纯水泥浆，采用静压灌浆。
5、76栋: 局部离外墙0.5m布置一排注浆孔，排距1.0m，孔距3.0m，采用静压灌浆与劈裂灌浆相结合。
6、78栋: 局部离外墙0.5m布置一排注浆孔，排距1.0m，孔距3.0m，采用静压灌浆与劈裂灌浆相结合。
7、79栋: 局部离外墙0.5m布置一排注浆孔，排距1.0m，孔距3.0m，采用静压灌浆与劈裂灌浆相结合。
8、80栋: 局部离外墙0.5m布置一排注浆孔，排距1.0m，孔距3.0m，采用静压灌浆与劈裂灌浆相结合。
3.2 孔深控制
为了确保注浆效果，所有灌浆孔底均进入填土层下部老土1.0m。
3.3 浆液
根据现场具体情况，以及填土层的吃浆量，我们浆液的制作采用水泥浆和水泥粘土浆相结合，水灰比控制在0.6~1.0。
3.4 灌浆压力
为达到预期的注浆效果，同时为了避免注浆压力过大对地基产生的不良影响，我们把灌浆压力控制在0.2~0.5Mpa。
3.5 终灌标准
当满足下列条件之一时，即可终止灌浆：
1、灌浆水泥用量达到400~500kg/m。
2、灌漿压力控制上限达到0.5Mpa。
4 结 论
我们于2005年7月22日向业主方提交基础加固设计方案，经长沙同升房地产开发有限公司审查通过，于7月27日组织设备人员进场，7月30日正式开始施工，9月30日竣工，历时63天。在灌浆施工过程中，共计完成灌浆480孔，进尺7388.7ｍ，灌浆水泥综合用量达到1600多吨，我们均严格按照《施工方案》和《灌浆技术规范》进行施工。经有关部门对施工质量进行监督和抽样检查，工程的布孔、造孔、工艺操作、浆液性能、综合控制情况、各孔终止灌浆均达到标准，封孔、灌浆中出现的问题及其处理，基本上符合设计要求，灌浆效果较好。灌浆结束后，我们对部分注浆部位进行了抽芯检测和地基承载力检测，抽芯过程中我们发现，抽上来的芯样呈长柱状，填土颗粒由水泥块胶结在一起，结合性较好。同时，我们选取部分地段进行地基静载试验，经过灌浆后，形成的复合地基承载力达到了设计值。重要的是，灌浆过程中我们一直对74#别墅进行沉降观测，选取其西北角沉降量最大的部位进行观测，从5月18日～8月15日期间我们观测到其沉降量为12cm，到9月30日工程完工后，74#别墅不但终止了沉降，其整体上部结构反而向上抬升了4cm。由此可见劈裂式帷幕灌浆法满足设计要求，在同升湖山庄填土地基加固中应用效果良好。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关键词】注浆方法 ，土层加固 ，劈裂注浆 ，灌浆工艺， 灌浆效果
【 abstract 】 analysis in split the operational mechanism grouting, cited in filling the consolidation of the application of the land case, to achieve the expected effect.
【 key words 】 grouting method, soil reinforcement, fracturing grouting, grouting technology, grouting effect
中图分类号：TU4文献标识码：A 文章编号：
1、常用的注浆方法
常用的注浆方法有：花管注浆和单向阀管注浆两种施工方法。两种注浆法均可用于渗注浆，而劈裂注浆只能用单向阀管注浆法（上海市隧道公司的SPF工法）。在土壤渗透系数小于10-4cm/s时，一般的花管注浆就难奏效，而要采用单向阀管的劈裂注浆。实践证明，在地面以下的一定深度的土层加固和跟踪注浆加固中，劈裂注浆具有施工方便、效果较好的优点，是一般花管压密注浆无法代替的。
2、劈裂注浆工艺
劈裂注浆加固主要用于软土以及填土地基的整地或局部加固，大坝的防渗及深基坑在施工过程中出现地面沉降的加固，基坑渗水的堵漏。根据不同工地对压浆要求的不同可分为单液压浆和双液压浆法。一般单液压浆的配方有水泥、粉煤灰、膨润土等材料组成，而双液压浆则是在单液压浆配方中加入能使水泥快速凝固的水玻璃等材料，主要是快速封住裂隙，一般用于工程的抢险等紧急事件中。劈裂注浆在沿海地区应用较普遍，主要用于淤泥地层的加固处理。
劈裂灌浆的特点如下：
1、所需施工场地较小，不会对原有建筑物的稳定以及周围环境带来危害。
2、在松散的土层中，浆液可渗透至土颗粒的空隙中，加速土的固结，由于采用分段多次灌浆，确保加固的整体效果，同时起到良好的防渗止水作用。
3、相对其它加固处理方案工期短，效果好，造价相对较低。
4、施工技术要求相对较高，要求选择具有施工经验的专业施工单位。
劈裂注浆的施工工艺一般分以下四步：
（1） 钻孔孔径一般在φ80—100mm范围，钻孔垂直度误差小于1%，孔距一般在1.5m—1.2m左右（特殊土壤层例外），排列为梅花形。
（2） 孔内灌套壳料套壳料又称封闭泥浆，当钻孔到达设计浓度后从钻内灌入封闭泥浆，其作用是封闭单向阀管和钻孔壁之间的空隙，迫使从灌浆孔内开环，压出的浆液挤破套壳料注入四周土层。
（3） 在充满封闭泥浆的钻孔中插入单向阀管（劈裂注浆管）一般用内径φ40—60的塑料管，每隔33—50cm钻一组射浆孔（即每米2—3组）外包橡皮套，插入钻孔时管端封闭，管内充满水。
（4） 在封闭泥浆达到一定强度后，在单向阀管内插入双向密封注浆芯管进行分层注浆，首先加大压力使浆液顶开橡皮套，挤破套壳料，在土体产生劈裂，并沿着裂缝扩散，扩散范围受注浆压力、时间、浆液配比、土层特征等因素的影响，一般从底部每一米注浆一次，达到一定的压力后，提起一米再注浆，这样重复进行。注浆完成后，清洗管内残留浆液，以便于第二次重复注浆（单向阀塑料管即留在注浆后的土层中）。
3、工程实例分析
同升湖山庄白竹水乡别墅及土坝位于长沙市同升湖山庄东北侧，由于施工时未对基础下方填土进行加固处理，当雨季来临时，由于雨水的渗透浸泡作用，使得山庄大坝及74、75、76、78、79、80等栋别墅墙体出现开裂和局部地基沉降，根据别墅开裂及沉降程度的不同，我们决定采用以劈裂注浆为主，并结合静压灌浆的注浆方法，运用不同的布孔方式和注浆工艺流程对地基沉降部位进行加固处理。
3.1 孔位布置
根据各建筑物的结构特征以及沉降开裂程度的不同，我们选用不同的注浆工艺和不同的孔位布置。
1、坝区：坝区主要是一条长约120m的公路，路基大部分已塌陷沉降，我们决定布置三排注浆孔，排距3.0m，空间距2.0m，其中上下游填土层较薄部位采用静压灌浆，中游填土层较厚处采用劈裂灌浆，灌浆材料采用水泥浆和水泥粘土浆结合。
2、74栋：离建筑物外墙0.5m布置一排注浆孔，孔间距2.0m。内墙沿墙基布置一排注浆孔，孔间距为2.0m，局部沉降较大处进行加密，灌浆材料为纯水泥浆，采用静压灌浆与劈裂灌浆相结合。
3、75栋:在外墙外布置两排注浆孔，排距1.0m，孔距2.0m, 灌浆材料为纯水泥浆，采用静压灌浆与劈裂灌浆相结合。
4、74、75栋之间：由于处于两个建筑物之间，空隙较大，而填土层较薄，我们决定采用孔间距3.0m，呈梅花型布置，灌浆材料为纯水泥浆，采用静压灌浆。
5、76栋: 局部离外墙0.5m布置一排注浆孔，排距1.0m，孔距3.0m，采用静压灌浆与劈裂灌浆相结合。
6、78栋: 局部离外墙0.5m布置一排注浆孔，排距1.0m，孔距3.0m，采用静压灌浆与劈裂灌浆相结合。
7、79栋: 局部离外墙0.5m布置一排注浆孔，排距1.0m，孔距3.0m，采用静压灌浆与劈裂灌浆相结合。
8、80栋: 局部离外墙0.5m布置一排注浆孔，排距1.0m，孔距3.0m，采用静压灌浆与劈裂灌浆相结合。
3.2 孔深控制
为了确保注浆效果，所有灌浆孔底均进入填土层下部老土1.0m。
3.3 浆液
根据现场具体情况，以及填土层的吃浆量，我们浆液的制作采用水泥浆和水泥粘土浆相结合，水灰比控制在0.6~1.0。
3.4 灌浆压力
为达到预期的注浆效果，同时为了避免注浆压力过大对地基产生的不良影响，我们把灌浆压力控制在0.2~0.5Mpa。
3.5 终灌标准
当满足下列条件之一时，即可终止灌浆：
1、灌浆水泥用量达到400~500kg/m。
2、灌漿压力控制上限达到0.5Mpa。
4 结 论
我们于2005年7月22日向业主方提交基础加固设计方案，经长沙同升房地产开发有限公司审查通过，于7月27日组织设备人员进场，7月30日正式开始施工，9月30日竣工，历时63天。在灌浆施工过程中，共计完成灌浆480孔，进尺7388.7ｍ，灌浆水泥综合用量达到1600多吨，我们均严格按照《施工方案》和《灌浆技术规范》进行施工。经有关部门对施工质量进行监督和抽样检查，工程的布孔、造孔、工艺操作、浆液性能、综合控制情况、各孔终止灌浆均达到标准，封孔、灌浆中出现的问题及其处理，基本上符合设计要求，灌浆效果较好。灌浆结束后，我们对部分注浆部位进行了抽芯检测和地基承载力检测，抽芯过程中我们发现，抽上来的芯样呈长柱状，填土颗粒由水泥块胶结在一起，结合性较好。同时，我们选取部分地段进行地基静载试验，经过灌浆后，形成的复合地基承载力达到了设计值。重要的是，灌浆过程中我们一直对74#别墅进行沉降观测，选取其西北角沉降量最大的部位进行观测，从5月18日～8月15日期间我们观测到其沉降量为12cm，到9月30日工程完工后，74#别墅不但终止了沉降，其整体上部结构反而向上抬升了4cm。由此可见劈裂式帷幕灌浆法满足设计要求，在同升湖山庄填土地基加固中应用效果良好。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。