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2013年结构工程师考试辅导:湿陷性黄土地基注浆加固实例
1、工程概况
某住宅楼建于1992年，高17.00m，6层，东西长66 .8m，南北宽12.80m，5个单元，砖混结构，毛石基础，基础埋深-2.80m.在使用期间，发现房屋部分墙体出现裂缝，随后裂缝继续发展。经现场勘测，确定为地下水管开裂发生漏水，地基受水浸泡发生不均匀沉降，导致局部墙体开裂。
2、地质概况
①层杂填土，杂色～黄褐色，主要由粉土组成，含碎砖及煤渣，松散，层厚1.4～1.8m;
②层新近沉积黄土状粉质黏土，褐黄色，可塑～软塑，土质不均，具有垂直节理和大孔隙，含姜石，层厚1.80～5.30m;
③层新近沉积黄土状粉土，黄褐色，土质不均，湿，稍密，含姜石，强度低，韧性低，层厚1.60～2.70m;
④层粉质黏土，褐红～赤褐色，土质均匀，含姜石及铁锰结核，可塑，层厚6.70～9.80m.
以下为⑤层残积土和⑥层全风化岩。基础主要坐于第②层土上，局部坐落于③层土上，在水平方向上，持力层及下卧层局部接近10%，为不均匀地基。
通过勘探、原位测试及室内土工试验，确定该地基湿陷系数为0.023～0.054，湿陷土层深度8.00m.从地坪1.50m下计算湿陷量，总湿陷量为344.3mm，属Ⅱ级非自重湿陷性地基。
3、地基加固方案
为提高湿陷地基的力学强度和抗变形能力，根据地质勘察资料和地基沉陷情况，确定采用注浆法加固地基。
3.1 注浆技术参数
本次注浆以P.S 32.5级水泥为固化剂，浆液配比结合水泥进行现场试配，水灰比确定为0.6～0.7;为提高浆液的结石率，掺入2%的水玻璃;为改善浆液的流动性，掺入2%的泵送剂，UEA膨胀剂掺入量为水泥用量的10%。经计算，注浆压力控制在0.3～1.5 MPa，注浆深度为6.00m.
3.2 注浆加固设备
①成孔设备：工程冲击钻2台，岩心钻机2台，人工冲击锤2套。
②注浆设备：注浆高压泵1台，浆液搅拌机1台。
③配套设备：高压注浆胶管、注浆花管、储浆池、水箱、电源线、控制箱、台秤等。
3.3注浆加固主要材料：P.S 32.5级水泥、水玻璃、UEA膨胀剂、泵送剂。
3.4 注浆顺序，先外围后室内，间歇对称注浆。
3.5沉降观测
注浆前设置沉降观测点12个，注浆过程中控制注浆速度并随时进行观测，注浆期间每日进行沉降观测1次，注浆完成后每2日观测1次，一旦出现沉降过大或出现不均匀沉降，应立即停止注浆并进行相应处理。
3.6 施工控制
①注浆速率大时，应减少注浆压力或间隙灌注。
②压力小且注浆速率大时，减小水灰比，加大水玻璃掺量。
③施工时，注意观察地面变化情况，注意地面管道周围及地下井口的变化情况，对钻孔冒浆、串浆者处理后再注，发现地面起鼓或开裂以及管道周围、地下井口冒浆时停注。
4、施工工艺
工艺流程：布孔→钻孔→埋设注浆管→封孔→浆液试配→注浆→封管
①布孔：定位放线，注浆布孔图参见图1，对注浆孔进行编号。根据结构实体尺寸，可适当调整孔位，以避开障碍物。
图1 住宅楼单元结构注浆孔位布置图
②钻孔：室内地面应先将硬化地面用水钻钻透。钻孔直径为45～60mm，深度为8～8.5m，成孔后，对成孔深度进行核验。
③埋设注浆管：在注浆管底部2m范围内打花眼，以便浆液向四周扩散。注浆管下端宜脱开孔底0.3～0.6m，避免注浆管端头被泥土堵塞。
④封孔：钻孔封口深度为2～2.5m，安装时在上部封口处用7～10cm宽的编织袋封圈，封圈不到位时可用钢筋捅入预定位置，注浆管露出地面15cm左右，然后钻孔内倒入拌好的水泥水玻璃浆封口，养护48h后即可灌注。
⑤浆液试配：每罐加入200kg水泥，按比例掺入外加剂，搅拌时间1.5～2.5min.浆液搅拌均匀后，通过滤网进入储浆池，用筛子捞出浆液内杂物。
⑥注浆：将吸浆管放入储浆池，检查各管路连接好后，开动注浆泵，缓缓加压，增大进浆量，注意压力变化。在注浆过程中，应设立专人不断搅动储浆池中的浆液，密切注意压力表、吸浆量及孔口周围情况的变化，一旦出现堵管现象，应立即停止注浆，清洗疏通注浆管后再注。
⑦封管：注浆结束后，拆开孔中管与地面移动注浆管接口，并迅速用木塞将管口堵塞，减少回浆量。解开导浆管时，小心注浆管内浆液带压喷出，射在人的面部。
5、质量检验
本工程注浆除完成原方案226个孔外，为进一步提高注浆效果，特在该楼外围新增注浆孔38个，注浆孔总数达到264个，总注浆量为209.3t，平均0.793t/孔。根据沉降观测记录，施工期间该楼沉降观测点最大沉降量为4.59mm，未出现地基沉降过大和不均匀沉降现象。
为检验地基加固效果和地基注浆后的承载力情况，该注浆地基采用标准贯入试验进行检测。从-2.50m开始，每隔1.00m作一次标贯。
检测结果：根据标贯击数统计结果，按照《河北省建筑地基承载力技术规程(试行)》(DB13(J)/T48-2005)规定，确定注浆后地基承载力为200kPa.可见，加固后的地基承载力明显提高。
6、结束语
通过实际工程，在采用注浆法加固非自重湿陷性地基方面，做了有益的实践，其关键在于注浆的顺序及加强在注浆期间的沉降观测以指导施工。注浆法具有以下优点：
(1)施工简便，节省劳力。
(2)所用设备简单，施工质量易于保证。
(3)加固效果明显，安全可靠。
(4)费用较低，经济合理。
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