朱蘭洋　李書(shū)誼　孔令華　邵長(zhǎng)自　武迪元　崔雪峰

摘要：文章根據(jù)百靖高速公路坡洪服務(wù)區(qū)右幅綜合樓基底實(shí)際地質(zhì)情況，選用劈裂灌漿法進(jìn)行地基加固處理，計(jì)算選取合理經(jīng)濟(jì)的灌漿壓力和孔距，并對(duì)具體施工方法和工藝控制要點(diǎn)進(jìn)行闡述。灌漿后經(jīng)地基靜載荷試驗(yàn)檢測(cè)，地基加固效果良好，承載力滿足要求。

關(guān)鍵詞：百靖高速公路；坡洪服務(wù)區(qū)；灌漿加固；劈裂灌漿法；地基加固 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U416 文章編號(hào)：1009-2374（2015）09-0108-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0810

1 劈裂灌漿法原理

劈裂灌漿法就是在灌漿壓力作用下，向鉆孔泵送不同類型的流體，流體漿液克服地層的初始應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度，使地層沿垂直于小主應(yīng)力的平面上發(fā)生劈裂，引起地層結(jié)構(gòu)的破壞和擾動(dòng)，使地層中原有的孔隙或裂隙擴(kuò)張，或形成新的孔隙或裂縫，從而使低透水性地層的可灌性和漿液的擴(kuò)散半徑增大。此法所用的灌漿壓力相對(duì)較高。對(duì)于砂及砂礫石地基，可按照有效應(yīng)力的庫(kù)倫-莫爾破壞標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。在各向同性地層中，由于灌漿壓力的作用，將使砂礫石土的有效應(yīng)力減少。當(dāng)灌漿壓力PC達(dá)到下式標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，即發(fā)生破壞：

（1）

式中：

?——地基土的重度

——水的重度

h——灌漿段深度

——地下水位高度

k——主應(yīng)力比

式（1）所代表的破壞機(jī)理可用莫爾包絡(luò)線來(lái)解釋，隨著孔隙壓力的增加，有效應(yīng)力就逐漸減少至與破壞包絡(luò)線相切，地基土開(kāi)始劈裂。

2 工程概況

百靖高速公路附屬房建工程坡洪服務(wù)區(qū)位于主線K27+300～K27+700段落，地處廣西壯族自治區(qū)百色市田陽(yáng)縣境內(nèi)。

2.1 地質(zhì)概況

坡洪服務(wù)區(qū)地處巖溶峰叢谷地區(qū)域，地形起伏較大，地面高程551.61～572.89m，最大相對(duì)高差約21m，原地表植被稍發(fā)育。右幅綜合樓基礎(chǔ)位于填方區(qū)。場(chǎng)區(qū)地層主要為人工素填土、第四系全新統(tǒng)黏土、二疊系上統(tǒng)石灰?guī)r。

人工素填土為褐黃～灰色，中密稍濕，多以黏土為主，含大量角礫和碎石，成分為石灰?guī)r，層底標(biāo)高547.21～554.46m，層厚2.70～8.00m。

第四系全新統(tǒng)沖洪積黏土為褐黃～淺灰色，可塑～堅(jiān)硬，土質(zhì)均勻。根據(jù)土工試驗(yàn)結(jié)果該黏土為紅黏土或次生紅黏土。層底標(biāo)高544.07～572.02m，層厚0.30～10.90m。

二疊系上統(tǒng)石灰?guī)r為灰色～淺灰色，中等風(fēng)化，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，致密堅(jiān)硬，裂隙較發(fā)育，多閉合，巖芯呈短柱狀。層底標(biāo)高543.73～560.32m，層厚2.50～15.40m。

2.2 工程概況

坡洪服務(wù)區(qū)右幅綜合樓設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑層高為二層，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，基礎(chǔ)為獨(dú)立柱擴(kuò)大基礎(chǔ)，基底承載力特征值fak=200kPa。

右幅綜合樓基礎(chǔ)位于填方區(qū)，基礎(chǔ)開(kāi)挖后地質(zhì)驗(yàn)槽承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，為保證服務(wù)區(qū)長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)安全，決定對(duì)右幅基礎(chǔ)采用灌漿處理。

3 方法應(yīng)用

本次灌漿具體采用高壓劈裂灌漿方法，灌漿加固范圍為建筑物每邊基礎(chǔ)外擴(kuò)3m，灌漿深度為基礎(chǔ)底面以下至少5.0m，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回填土情況選取孔徑為110mm。

3.1 參數(shù)選擇

灌漿材料為普通硅酸鹽水泥漿，水灰比為1∶1，根據(jù)灌漿球形擴(kuò)散理論Maag公式（式2）來(lái)初步計(jì)算分析漿液的擴(kuò)散半徑，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際因素，最終通過(guò)試驗(yàn)選定孔距為1.5m，以保證灌漿處理后的地基連成一體。考慮漿液的均勻滲透，灌漿孔采用梅花形布置。

（2）

式中：

k——基礎(chǔ)填料的滲透系數(shù)（cm/s）

β——漿液粘度對(duì)水的粘度比

——灌漿壓力，cm水頭

——灌漿管半徑（cm）

n——基礎(chǔ)填料的孔隙率

灌漿壓力值一般控制在0.2～0.8MPa，每深1m增加20～50kPa。

3.2 施工方法

以現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)確定單孔灌漿量及設(shè)計(jì)壓力下的擴(kuò)散半徑，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整灌漿參數(shù)、孔距布置等。

灌漿順序遵循先外排帷幕，再內(nèi)排，最后注中間排，先下部后上部。為防止竄漿，按跳孔間隔方式，自下而上邊提升邊灌漿，每50cm提升一次。

灌漿鉆孔施工按灌漿程序，采用泥漿鉆進(jìn)，分序分段進(jìn)行。先對(duì)灌漿鉆孔統(tǒng)一編號(hào)并放樣，鉆孔時(shí)第一根管鉆入后上部預(yù)留10cm接入第二根，依次壓入至設(shè)計(jì)深度。下管時(shí)應(yīng)保持垂直，孔位偏差符合要求。

按照試驗(yàn)確定的單孔灌漿量，漿液采用泵送方式，以保證每米水泥摻入量及漿液不跑出為原則。在灌漿過(guò)程中對(duì)灌漿壓力的控制，結(jié)合吸漿率和漿液濃度一同考慮。當(dāng)吸漿率較小時(shí)，注稀漿，盡快升到規(guī)定的最大壓力；吸漿率較大時(shí)，注濃漿，逐漸升壓。灌漿初始?jí)毫?.10～0.30MPa，逐漸加大壓力至0.30～0.60MPa、最大壓力為0.80MPa。

漿液水灰比采用1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1四個(gè)等級(jí)，濃度變換遵循由稀到濃、逐級(jí)改變的原則。當(dāng)壓力保持不變，注入率持續(xù)減少或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變漿液濃度。當(dāng)某一濃度漿液注入量達(dá)300L或注入時(shí)間達(dá)1h，而壓力和注入率均無(wú)明顯改變時(shí)，漿液濃度提高一級(jí)。當(dāng)注入率大于20L/min時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況越級(jí)變濃。在規(guī)定的壓力下，孔段吸漿量小于0.3L/min時(shí)，延續(xù)20min即結(jié)束作為灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。灌漿結(jié)束后進(jìn)行機(jī)械壓漿封孔，壓漿濃度0.5∶1，至孔內(nèi)稀漿全部排出為止。

4 質(zhì)量檢測(cè)

質(zhì)量檢測(cè)在灌漿結(jié)束28d后進(jìn)行，采用地基靜載荷試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)選取3個(gè)點(diǎn)，采用方形剛性承壓板，壓重反力平臺(tái)裝置，壓重平臺(tái)的重量大于最大加載值的1.2倍。最大加載值不小于設(shè)計(jì)處理后地基承載力特征值（200kPa）的兩倍。

試驗(yàn)最大加載值為400kN/m2，分級(jí)按50、100、150、200、250、300、350、400kN/m2八級(jí)分級(jí)進(jìn)行。每級(jí)加載后，按間隔10min、10min、10min、15min、15min，以后為每隔0.5h測(cè)讀一次沉降量，當(dāng)在連續(xù)2h內(nèi)，每小時(shí)的沉降量小于0.1mm時(shí)，則認(rèn)為已趨穩(wěn)定，可加下一級(jí)荷載。

各試驗(yàn)點(diǎn)的地基承載力特征值取壓力-沉降曲線上比例界限所對(duì)應(yīng)的荷載值和極限荷載一半中的較小值，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出實(shí)測(cè)地基承載力特征值。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，灌漿處理后的地基承載力特征值滿足要求。

5 結(jié)語(yǔ)

筆者根據(jù)百靖高速公路坡洪服務(wù)區(qū)右幅綜合樓基礎(chǔ)底部填方區(qū)的實(shí)際地質(zhì)情況，比較目前基礎(chǔ)處理常用的各種灌漿方法，并考慮到房建服務(wù)區(qū)長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)安全，最終決定選用劈裂灌漿法進(jìn)行本工程的綜合樓建筑物基底加固。經(jīng)過(guò)灌漿后的質(zhì)量檢測(cè)，加固效果較好，基底承載力滿足要求。

本文仔細(xì)研究劈裂灌漿法原理，根據(jù)灌漿壓力等參數(shù)計(jì)算漿液的影響半徑，最終確定了合理、經(jīng)濟(jì)的灌漿孔距，并對(duì)灌漿過(guò)程中的施工質(zhì)量控制提出了可行的方法和建議，確保地基加固取得預(yù)期效果。因?yàn)樗剿蓿疚倪€有很多待深入研究的地方。劈裂灌漿的理論、工藝參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)施工控制方法將在以后的工程實(shí)踐中進(jìn)一步創(chuàng)新和完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 龔曉南.地基處理手冊(cè)（第三版）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[2] 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2011）[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

作者簡(jiǎn)介：朱蘭洋（1983-），男，山東臨沂人，中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司施工經(jīng)理，工程師，碩士，研究方向：基礎(chǔ)工程處理。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）endprint