梅州基础加固工程房屋加固单位

根据太沙基固结理论，饱和粘性土固结所需的时间和排水距离的平方成正比。为了加速土层固结，较有效的方法是增加土层排水途径，缩短排水距离。因此常在被加固地基中置入砂井、塑料排水板等竖向排水体，使土层中孔隙水主要从水平向通过砂井和部分从竖向排出，砂井缩短了排水距离，因而大大加速了地基的固结速率。 

　　1.2用排水固结原理加固地基的方法 

　　排水固结法的实施有两个方面，一是加载预压；另一是排水，即在地基中做排水通道，以缩短孔隙水渗流距离，加速地基土固结过程。 

　　1.2.1预压方法 

　　预压方法有堆载法、真空法、降低地下水位法等。在实际中，可单独使用一种方法，也可将几种方法联合使用。 

　　1）堆载预压法 

　　堆载预压法是工程上常用的有效方法，堆载一般用填土、砂石等散粒材料，当采用加载预压时必须控制加载速度，制定出分级加载计划，以防地基在预压过程中丧失稳定性，因而所需工期较长。 

　　2）真空预压法 

　　真空预压法是在需要加固的软粘土地基内设置砂井，然后在地面铺设砂垫层，其上覆盖不透气的密封膜，使与大气隔绝，通过埋设于砂垫层中的吸水管道，用真空装置进行抽气，将膜内空气排出，因而在膜内产生一个负压，促使孔隙水从砂井排出，达到固结的目的。 

　　真空预压法适用于一般软粘土地基，但在粘土层与透水层相间的地基，抽真空时地下水会大量流入，不可能得到规定的负压，故不宜采用此法。 

　　3）降低地下水位法 

　　地基土中地下水位下降，则土的自重有效应力增加，促使地基土体固结。 

　　降低地下水位法较适宜于砂或砂性土地基，也适用于软粘土层上存在砂或砂性土的情况。对于深厚的软粘土层，为加速其固结，可设置砂井，并采用井点降低地下水位。但降低地下水位，可能引起邻近建筑物基础的附加沉降，对此必须引起足够的重视。 

　　1.2.2排水方法 

　　排水方法是在地基中置入排水体，以缩短土层排水距离。竖向排水体可用就地灌筑砂井、袋装砂井、塑料排水板等做成。水平排水体一般由地基表面的砂垫层组成。当软粘土层较薄，或土的渗透性较好而施工期又较长时，可仅在地表铺设一定厚度的砂垫层，当加载后，土层中的孔隙水竖向流入砂垫层而排出。对于厚度大、透水性又很差的软粘土，需同时用水平排水体和竖向排水体构成排水系统，使土层孔隙水由竖向排水体流入水平排水体。 

　　一般工程应用总是综合考虑预压和排水两种措施，较常用的方法是砂井预压固结法。 

　　也可以用类似的机具将石灰粉末与地基土进行搅拌形成石灰土桩。石灰与土进行离子交换和凝硬作用而使加固土硬化。初步研究表明当一般石灰用量（按重量计）为10%~12%以内时，石灰土强度随石灰含量的增加而提高，对不排水抗剪强度为10kPa~15kPa的软粘土，石灰与土搅拌后的强度通常可达原土强度的10~15倍。但石灰含量**过12%后抗剪强度不再增大。 

　　无论是水泥土桩或石灰土桩都与四周原位土形成复合地基。故应采用复合地基理论进行分析。 

　　深层搅拌法用于处理比较软弱的地基，适用的土类为淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力特征值不大于120kPa的软粘土。 

　　1.3排水固结法施工 

　　1.3.1施工 

　　应用排水固结法加固软粘土地基，其施工顺序如下：1）铺设水平排水垫层；2）设置竖向排水体；3）埋设观测设备；4）实施预压；5）检查预压效果；6）若不满足设计要求，则更改设计至满足设计要求为止。从施工角度分析，要保证排水固结法的加固效果，主要要做好3个环节，即铺设水平排水垫层、设置竖向排水体、施加固结压力。 

　　1.3.2现场观测 

　　在采用排水固结法加固地基时，应根据现场观测资料分析地基在堆载预压过程中和竣工后的固结、强度和沉降的变化，其不仅是发展理论及评价处理效果的依据，同时也可及时防止因设计和施工的不完善而引起的意外工程事故。工程上通常应进行孔隙水压力观测、沉降观测、侧向位移观测等。 

　　2灌浆法 

　　灌浆法是用液压或气压把能凝固的浆液注入有缝隙的岩土介质或物体中，以改善灌浆对象的物理力学性质，适应各类建筑工程的需要。下面主要介绍与地基处理有关的灌浆法。 

　　2.1灌浆的目的及应用 

　　灌浆的主要目的有： 

　　1）加固。提高岩土的力学强度和变形模量，增强基础与周围岩土介质之间的结合，提高地基承载力，减少地基压缩变形，保证土体稳定性； 

　　2）纠偏。使已发生不均匀沉降的建筑物恢复正常位置； 

　　3）防渗。降低岩土渗透性，减少渗流量，提高抗渗能力； 

　　4）堵漏。截断岩土中渗透水流。 

　　灌浆法适用于土木工程中的各个领域。 

　　2.2灌浆材料 

　　灌浆工程中所用的浆液是由主剂（原材料）、溶剂（水或其它溶剂）及各种外加剂混合而成，通常所说的灌浆材料，是指浆液中所用的主剂。 

　　灌浆材料常分为粒状浆材和化学浆材两个系统，其后再按材料的主要特点细分为不稳定粒状浆材、稳定粒状浆材、无机化学浆材和**化学浆材等四类。 

　　2.3灌浆理论 

　　在地基处理中，灌浆工艺的实施可有不同途径，其灌浆机理可归纳为四类，即渗入性灌浆（或称压力灌浆、渗透灌浆）、劈裂灌浆、压密灌浆和电动化学灌浆。 

　　2.3.1渗入性灌浆 

　　渗入性灌浆是指在灌浆压力作用下，浆液在不扰动和破坏地层结构的条件下渗入岩土缝隙的灌浆。浆液的渗入与水在土中渗透相似，灌浆压力相对较低。 

　　2.3.2劈裂灌浆 

　　劈裂灌浆是利用水力劈裂原理，用较大的灌浆压力，使浆液克服地层初始应力和抗拉强度，使其沿小主应力作用的平面上发生劈裂，人为地制造或扩大岩土缝隙，以提高低透水性地基的可灌性和注浆量，从而获得更为满意的灌浆效果。在土层中的劈裂灌浆机理可用有效应力的库仑―莫尔破坏准则说明。地层中由于灌浆压力的作用，将使砂砾石土的有效应力减小。当灌浆压力pe达到下式的条件时，将导致地层破坏： 

　　式中h-灌浆段深度；hw-地下水位高度；K-扣除浮力的小主应力与大主应力之比。 

　　上式所代表的破坏机理可用莫尔包线解释。由于孔隙水压力和灌浆压力使有效应力逐渐减小，较终应力圆与破坏包线相接，表明地层已开始劈裂。 

　高压旋喷法是在静压灌浆基础上，采用高压水流切割技术而发展起来的。在喷射的过程中，喷嘴是边旋转和提升，固体呈圆柱状，形成旋喷桩体，与周围土体形成复合地基，主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度，改善土的变形模量。近年来，由于高压旋喷法加固地基可靠，不会影响建筑物的正常使用功能，能在狭窄和较低矮的现场贴近建筑物施工，且具有施工机具简单、有较好的耐久性、施工简便、噪声小、无污染等特点，已逐渐成为了我国常用的地基处理方法之一。在此，本文就高压旋喷桩在建筑地基加固中的应用展开简要阐述，以供参考。 

　　2 高压旋喷法的工作机理 

　　高压旋喷法是利用钻机等设备，把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20-40Mpa左右的压力把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体。当能量大，速度快和呈脉动状的喷射流的动压**过土体结构强度时，土粘被切开，一部分细小的土粘随着浆液冒出水面，其余土粘在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下，同时借助注浆管的旋转和提升运动，使浆液把从土体上崩落下来的土搅拌混合，经一定时间的凝固，便在土中形成圆柱状的固结体，与周围土共同承受荷载。 

　　3高压旋喷注浆的施工准备工作 

　　3.1 高压旋喷注浆的工作参数 

　　一般，应根据具体工程成桩试验确定，可参照如下参数进行成桩试验。 

　　水灰比：1:1-1:1.5，比重：1.3-1.4t/m3； 

　　浆液喷射压力：35-38Mpa； 

　　提升速度：180-200mm/min； 

　　钻进旋转速度：22r/min； 

　　喷浆流量：60-70L/min； 

　　喷嘴直径：2.0mm； 

　　水泥掺量：不小于15%。 

　　3.2 施工机械设备 

　　在高压旋喷桩的施工作业中，施工机械设备有：20-50Mpa的高压泥浆泵；50Mpa、20Mpa的高压水泵；钻机；7Mpa泥浆泵；0.8Mpa，3m3/min的空气压缩机；20L/min泥浆搅拌罐；注浆管；Φ19-22mm工作压力的高压胶管。 

　　4 高压旋喷桩施工工艺 

　　4.1 高压旋喷桩施工工艺流程 

　　高压旋喷桩施工工艺流程为：定桩位→钻机就位→清水压力钻进成孔→旋喷成桩→孔口补浆→成桩→移动钻机，进行下一桩体施工→补浆。 

　　4.2 施工要点 

　　4.2.1 定位：钻机就位时先使钻头对准桩位标志中心，然后进行钻杆的双向调平，之后，再次调整对中，较后再精确调平。要求桩位垂直度误差不**过1.5%，对中误差小于2cm。在施工过程中应随时复核桩位。 

　　4.2.2 钻进操作 

　　1.采用 SH30-A型钻机或 YXZ-80全液压锚同钻机成孔，孔径100mm。 

　　2.成孔过程中应控制好钻杆垂直度，要求应严格控制在L/100内，以免影响单桩承载力；成型的孔口用PVC管护壁。 

　　3.在钻进的过程中，在桩身不同深处会采用不同的泵压、上升和下钻速度，因此应严格按深度记录仪上显示的深度采用不同的参数进行控制。 

　　4.2.3 喷射成桩 

　　1.采用三管式压力注浆机压浆，正式成桩前应先进行试喷。 

　　2.成桩时先将注浆管头下旋至成孔深度，并保证注浆管接头密封良好且喷嘴不被堵塞。 

　　3.灰浆的制作：选用优质425#普通硅酸盐水泥，水灰比1：1，根据每根桩的灰浆用量，提前制作，并经充分搅拌，搅拌时间少于15min的不得使用，**过初凝时间的浆液也不得使用；灰浆经过两道过滤网的过滤，以防喷嘴发生堵塞；抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌。 

　　4.在喷射过程中，要求喷射压力不低于25MPa；钻杆转速控制在 l8- 22转/min，喷射时注浆管由孔底向上慢提，提速180mm/min，提升至桩**1m处再降速旋喷至桩**。 

　　5.当喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20-40Mpa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。 

　　6.当旋喷管提升接近桩**时，应从桩**以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩**停浆面。 

　　7.在喷浆的过程中，每根桩喷浆过程均须连续进行，不得人为中断，如因停电等特殊原因造成输浆中断，必须将喷浆口下沉至停浆点0.5m以下，待回复输浆时，再喷浆提升。喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm。 

　　8.旋喷桩的桩长和桩径必须符合设计要求，要求桩径的偏差为200mm，桩径≤50mm。 

　　9.注浆过程中若出现压力骤降、骤升、冒浆异常等情况时，应立即停止注浆，查明原因并采取措施及时处理后方可恢复注浆。 

　　10.旋喷作业完成后，会有水泥浆冒出地面，应将该浆液回灌到桩孔中，直到液面不再下沉为止。 

　　4.2.4 移位。移动桩机进行下一根桩的施工。 

　　4.2.5 孔口补浆。在喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作业，一般均有不同程度的收缩，使固结体**部出现凹穴。因此，注浆体初凝下沉后，应立即用同水灰比为1.0的水泥浆回灌。回灌高度需高出设计桩**标高。 

　　4.2.6 开挖检查：为掌握施工参数在各个区域内适用情况，在地质探孔代表区区域内均开挖4.5米至桩头处进行实测实量，以便对施工进行动态管理。这是保证施工质量的一道重要工序，它可以很直观地反映桩体施工情况，以便随时调整参数。虽说它并不属施工工艺内容，但应把它做为一道必不可少的工序，一项质量保证措施予以充分重视。 

　　5 成桩质量验收 

　　5.1 高压旋转桩的质量验收，主要为：（1）水泥的外掺剂质量，必须符合设计及规范要求；（2）水泥的品质、标号、用量、水泥的水灰比，必须符合设计要求；（3）旋喷桩的桩体强度和完整性，必须符合设计要求；旋喷桩的长度、直径、平面位置、垂直度和桩**标高，必须符合设计要求和施工规范规定；（4）桩位允许偏差≤5mm；（5）垂直度允许偏差≤1.5%桩长；（6）成桩深度允许偏差200mm；（7）注浆压力符合成桩试验确定的参数指标（宜大于25Mpa）；（8）桩径允许偏差≤50mm（9）桩身中心允许偏差≤0.2D（D为桩径）；（10）旋喷桩28天龄期无侧限抗压强度须满足设计要求，抽检数为2%，且并不小于2根，要求其无侧限抗压强度不得小于设计要求；（11）高压旋喷桩作为地基处理措施时，应按照《建筑地基处理技术规范》进行符合地基质量验收及单桩荷载试验，且按规范要求进行抽芯检测，要求其质量合格率达到**。