郝晓华

(太行建设开发有限公司,山西 阳泉 045000)

1 概述

山西省多为山区地形,故建筑物多在强夯或回填区域建楼,由于地基发生不均匀沉降变形,造成建筑物倾斜开裂,为终止地基土沉降变形及上部结构裂缝宽度继续发展,对地基进行双液注浆治理。地基注浆加固过程中及加固后建筑物墙体未发现有新的裂隙发育,通过沉降观测未发现建筑物有明显的沉降,取得了预期的加固效果。通过工程实践,经总结形成本工法,对既有建筑物的地基不均匀沉降造成建筑物倾斜和裂缝的危害治理具有借鉴意义。

2 工法特点

1)双液注浆工法可以广泛应用于软土地基及岩基断裂破碎带的加固工程中。

2)浆液具有良好的流动性、触变性和扩散性,浆液初凝快且具可调性能,能适时提高强度,可以缩短土体沉降稳定时间,能克服注浆中引起的扰动和软化效应。

3)该工法对地下工程施工控制地基不均匀沉降具有简单灵活、经济实效的明显效果。

4)双液注浆具有速凝性能,可以调节时间,缩短沉降周期,在瞬时间内起到强化和加固作用,比单液注浆更能达到控制地面建筑下沉的目的。

5)施工安全简便、快速、工期短、质量好、效果快。

3 适用范围

该工法适用于既有建筑物或拟建建筑物地基加固工程,改良地基提高地基承载力,控制沉降量、沉降差。

4 既有建筑物地基不均匀沉降注浆施工工法的技术原理和关键技术

4.1 技术原理

双液注浆主要具有克服注浆加固中引起的扰动和软化作用以及缩短固结沉降,控制沉降的特点,因此当双液浆及时充填到土体中的空隙时,由于浆液具有速凝并可在瞬时内初凝的特点,因此能起到强化和加固作用,同时注浆过程中浆液流失少而有效充填量提高,及时补充了由诸多原因造成的土体损失,同时当双液浆在充填土体中的空隙时,能对周围土体产生挤压并劈入土体的薄弱部位,形成交叉网状凝固体,增强了土的密实度和压缩模量,扩大了应力场,提高了承载力,减少了沉降量。

4.2 关键技术

1)对注浆孔进行专项设计,包括孔位、斜向倾角,由项目技术负责人、公司技术负责人层层把关,保证设计的科学性和可行性。

2)严格检查注浆材料的质量,控制注浆液水灰比,保证注浆液质量。

3)制定合理的施工工艺,注浆施工时先注建筑物外围孔再注建筑物内部孔,跳打注浆孔,分次注浆,逐渐加密,每间隔3个注浆孔进行跳打注浆。

5 施工工艺流程及技术要求

5.1 施工工艺流程

施工工艺流程见图1。

图1 施工工艺流程图

5.2 技术要求

1)注浆施工前应按设计单位提出的设计文件、岩土工程勘察资料及注浆质量检验标准等制定实施性的施工组织设计。

2)注浆孔分为垂直孔、斜向基础倾角20°孔、斜向基础倾角30°孔;垂直孔间隔 1.0 m,斜向孔间隔1.5 m。

3)注浆钻孔应采用钻机成孔,并标明注浆孔的设计角度,用倾斜尺、水准尺等工具进行调整钻机角度,定位准确、安装牢固。

4)注浆孔深度进入基础垫层下9.5 m,孔径为75 mm。

5)注浆材料由水、水泥和速凝剂(水玻璃)组成,施工用水应符合《混凝土拌合用水标准》;水泥选用普通硅酸盐水泥32.5;速凝剂选用符合国家质量要求的波美度为40℃水玻璃。

6)注浆浆液水灰比为1∶1.0~1∶1.3。在注浆过程中由于浆液中含水量较大,为了防止地基产生新的沉降,注浆与注水玻璃交替进行,使浆液尽快初凝。水玻璃用量为水泥用量的1/3。

7)注浆管选用满足10 kg/cm2压力钢管或塑料管,插入孔内时底部以上1.5 m长度内要钻网眼,并用胶布缠绕保护,然后再插入孔内,防止泥砂进入管内。

8)卡好封孔位置,封孔位置应在基础底以下,保证浆液进入基础底部,达到加固处理效果。封孔时,下端填入3 mm~5 mm石子至封孔位置,然后用中粗砂封填至孔口。

9)注浆时泵压控制在0.3 MPa~0.5 MPa之间。

10)控制好单孔注浆量,单孔注入水泥量通过现场试验确定。如发现泵压小,注入量大,应停止,进行检查,在排除浆液进入地下管沟等情况后,再进行注浆,防止跑、冒、滴、漏。

11)注浆施工顺序,先注建筑物外围孔再注建筑物内部孔,跳打注浆孔、分次注浆,逐渐加密,每间隔3个注浆孔进行跳打注浆。

5.3 沉降观测

从施工开始前至施工结束后,采用传统方式和现代方式相结合的方法来进行沉降观测。传统方式采用贴麻纸或嵌石膏的方法,施工人员每天观测,直观的获知基础是否变形。现代方式采用高精度电子水准仪测量,周期性读取数据,便于对沉降进行量化分析。

1)贴麻纸或嵌石膏。施工开始时,在建筑物的不同方位选择观测点,主要是裂缝,在不同位置的裂缝上贴麻纸或嵌石膏,根据麻纸或石膏是否开裂、开裂程度来判断基础是否变形、变形大小。施工期间可能产生一些附加沉降,属正常现象,但沉降过大需分析原因,采取相应措施。施工结束后,同样采用对裂缝贴麻纸或嵌石膏的方法来判断基础是否稳定。

2)电子水准仪测量。施工开始前,选择沉降观测点,安装高精度电子水准仪(误差在0.3 mm以内)。对拟加固建筑物进行为期3 d的沉降观测,获取拟加固建筑物基础在加固前的变形情况。

整个施工过程中安排专人观测,每3 d读取一次数据,掌握建筑物基础在加固过程中的变形情况。

施工结束后,每周读取一次数据,观测周期2个月,掌握建筑物基础在加固后的变形情况,用于对加固效果进行评价。

6 质量控制

6.1 质量标准

本工法主要执行以下质量标准:

1)《建筑地基处理技术规范》;2)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》;3)《地基与基础工程施工及验收规范》;4)《建筑地基基础设计规范》;5)相关规定的有关要求。

6.2 质量要求

1)建立以项目经理为主的质量保证体系,建立自检、互检、专业质检质量管理责任制,将质量保证纳于组织管理体系中,做到全员、全过程、全方位讲质量、抓质量。

2)加强施工原材料管理,严把原材料质量关。凡进场材料都要进行抽样试验,合格后方可使用,没有出厂合格证及试验合格报告的材料严禁使用。

3)施工过程中严把质量关,上一道工序视下一道工序为用户,下一道工序视上一道工序为产品,决不把不合格工序带入下一道工序中。

4)各类设备应就近安装固定管线,不宜搞得过长,以防压力和流量消耗。

5)钻机成孔插入注浆管后应封堵孔口及附近的地面裂缝以防冒浆。

6)注浆过程中应注意控制压力和流量,根据土层特性和加固目的选用不同注浆参数,确定流量压力和注浆量。

7)施工时要做好钻孔和注浆记录,特别是注浆压力、浆液配比、注浆量始(终)灌时间、注浆段起止深度。

7 环保措施

施工区域属生活住宅区,为保证施工中少扰动环境,给居民少带来不便,施工中制定如下措施:

1)现场要搞好文明施工管理,场区内的各种材料设备分类存放,做到堆放有序,整齐清洁。2)工地道路应确保畅通,给住户留出行车与行人通道。3)严格遵守国家和地方的有关控制环境污染的法规,并制定污水废水处理措施,做到达标排放。4)施工机械的废油料必须集中存放,并做好废油的利用工作,禁止随意乱倒污染环境。5)治理一处清理一处,不乱堆乱放废弃物,及时排除清运。6)施工人员应严格遵守小区的各项规章制度。7)撤场时要做到工完料尽场地清。

8 效益分析

双液注浆工艺是在软土地基注浆加固的基础上有了新的发展和突破,该工艺克服了注浆过程中引起的土体扰动软化效应,并能使土体沉降稳定时间大大缩短。本次由于地基不均匀沉降造成建筑物下沉,采用双液注浆后,建筑物墙体未发现有新的裂隙发育,通过沉降观测未发现建筑物有明显沉降,达到了预期的加固效果,保证了建筑物在服务期内的安全使用,其中的经济效益和社会效益都是十分明显的。

9 应用效果

阳泉市御康山庄会所、216号别墅,位于阳泉市开发区宁波路西侧,2006年建成,在使用过程中,由于地基土发生不均匀沉降变形,2007年开始发现墙体和楼层地面出现裂缝,2010年10月~2010年12月,通过采用既有建筑物地基不均匀沉降注浆施工工法,对建筑物进行了处理。注浆加固结束后,通过沉降倾斜观测,未发现建筑物有明显沉降,取得了预期的加固效果。