(完整版)注浆加固处理地基技术

1、注浆加固处理地基技术摘要：南方某城市一纺织织造车间在投入使用不到 6 个月时间里，厂房墙体出现裂 缝，且裂缝发展渐趋于扩大， 以致最后严重到柱间支撑发生损坏， 严重影响结构 安全，形成质量事故。后采取压密注浆技术进行地基处理，成功进行加固。本文就此实例探讨压密注浆加固处理地基技术，供同行参考。关键词 ：压密注浆 地基处理一、工程概况1、该工程地质情况：第一层为杂填土，厚度约 0.71 米，性能不稳定；第二层为粉质粘土层，厚度 0.50.8 米，压缩模量 4MPa，地基承载力特征 值 80Kpa；第三层为淤泥质土，厚度 1825 米，压缩模量 2MPa，地基承载力特征值 60Kpa；第四层为粘土

2、层，压缩模量 11MPa，地基承载力特征值 180Kpa；2、设计情况：该工程为两栋建筑面积均为 5360 平方米厂房，结构形式为单层双跨钢结构， 跨度 30 米，柱距为 6.8米，檐口高度 5.5米。基础为钢筋砼条形基础，基础埋深 1.6 米，基础持力层选用粉质粘土或淤泥质土层。 主体结构为轻型钢结构柱、 梁， 墙面、屋面均为彩板结构。3、施工情况；该项目为 4月份开工建设，同年 9月份投产使用，工程进度较快。 在施工过 程中，因业主要求，设计院出具设计变更，墙面彩板改为砼砌块。由于基础结构 早已完成，故设计院未对基础设计作任何修改。二、质量事故调查1、现场情况厂房内外墙体发生严重开裂， 局

3、部裂缝达到 10mm 以上，雨天墙面、 屋面泛 水处渗漏厉害次年 7 月上旬，因沉降不均匀导致一处柱间支撑 25 圆钢与连接板之间连 接焊缝破坏。2、沉降观测根据现场裂缝形状分析， 是由于工程不均匀沉降导致。 根据施工单位施工过 程中沉降观测资料看， 沉降较为均匀。 而交工后因未安排跟踪测量， 沉降观测资 料缺失。首先安排沉降观测，由于原沉降观测点已随主体结构变形或在厂区配套道 路、绿化施工中破坏，故本次测量直接测量钢柱柱脚钢板，每柱均测量出高程。 由于设计上钢柱脚标高一致，故可以直接得出相对高程差。根据测量结果， 相邻钢柱高程差普遍在 50mm 左右，而相邻柱最大高差竟然 达到 110mm，

4、同一栋建筑物柱脚之间最大高差为 220mm。3、事故原因调查分析（1）为片面追求经济化，设计较为简约，设计为软弱地基，而基础施工时 期为四 五月，正是南方多雨季节，对地基土扰动可能性很大，从而可能影响了 地基承载力；（2）因业主要求，墙面设计变更，增加荷载较多，基础设计未能相应调整；（3）施工单位片面追求工期，防止地基土扰动措施不足，全部机械开挖， 未能预留 300 厚土层人工开挖，可能影响了地基承载力；（4）施工单位交工后，业主单位自行安排结构吊顶，增加了建筑荷载；（5）织造针梭机无专门基础设计，其直接安装在砼地坪上。织造针梭机安 装后，多台机共同工作，轻微持续震动，可能导致地面下淤泥质土扰

5、动、轻微液 化、互相挤压，对建筑基础产生应力；（6）厂区及周边园区开工建设或投入使用后，雨、排水管线大量增加，场 地地下水位改变后恰在基础持力层标高左右，频繁抽排水可能对地基土产生扰 动。三、事故处理根据测量结果， 和业主方对裂缝开展情况汇报说明， 分析交工后经过十个月 时间沉降尚未稳定，根据建筑地基基础设计规范（ GB50007-2002）“ 5.3.4” 条要求，不符合相邻柱基沉降差 0.003L 的有 82 跨，占总跨数 94 跨的 87.2%， 现有变形已远超出规范要求， 钢结构已因此产生变形、 形成内应力， 必须立即进 行结构加固处理，以保证结构安全。由于该项目已投产， 车间内设备较

6、多， 考虑不搬迁设备、 不停产加固方案为 宜。综合比较，只能确定压密注浆处理方案。压密注浆原理： 压密注浆是采用液压或气压方式， 通过注浆管把浆液均匀注入土层， 赶走原 土层中水分或空气， 并使土层变形， 浆液将原土层松散颗粒和裂隙胶结成新的结 合体，提高原土层承载力和压缩模量，起到地基加固作用。采用压密注浆方案， 在车间内部施工时， 只要拉入注浆管， 可在设备之间间 隙处空地布孔、注浆，其余设备均在室外，生产设备不需搬迁，因此成本较低。三、压力注浆施工设计1、需处理基础的选定该钢结构单层厂房，柱距 6.800m、跨度 30m、抗风柱柱距 7.500m，相邻柱 跨数 94 跨。以相邻柱不均匀沉

7、降量差不超过 3作为选定需处理基础的主要指 标，第一批选定对沉降量大的 24 个柱基部位进行压力注浆，其余基础计划在沉 降差减小后第二次处理。加固的土层为基础底板以下 4 米内的土层，考虑沉降影响，加固的土层应为 自室内地坪以下 1.8005.800m 土层。2、注浆设备选择（1）两台 SYB50 型液压注浆泵；（2）两套注浆管：均为 25×4 无缝钢管，每节管长 1.5m，两端有丝扣供 连接。其中一节为带孔眼管，顶端有圆锥管尖，其作为第一节注浆管；（3）灰浆搅拌机一台；（4）与注浆管配套、连接注浆泵与注浆管高压输送胶管两套，每套长40米左右；（5）配套电动地质钻孔机一台。3、压力注

8、浆布管柱基四周按梅花型布置双排压力注浆管， 所布管点管距约 1 米，两排管排距 约 0.8 米，内排管距离基础边约 200mm 布置。每管点打入双管，双管间距 100200mm 左右，一套管注水泥浆液，另一套 管注水玻璃浆液4、压力注浆施工（1）压力注浆的施工工艺 压力注浆施工工序：钻孔清管打管注浆拔管清管。a、钻孔：电动钻孔机在布孔位置钻孔，钻至设计标高；b、清管：注水清理胶管、无缝钢管，检查能否保证注浆通畅；c、打管：分次按设计要求，将无缝钢管插至设计标高位置；d、注浆：灰浆搅拌机搅拌水泥浆，吸入注浆泵内，通过胶管，注入无缝钢 管。水玻璃则放入容器，加入另一台注浆泵。压密注浆按先注浆外排、

9、 后注浆内排， 按先外后内的顺序进行组织， 内外排 注浆间隔时间大于 24 小时。这样施工，外排管注浆后形成新的结合体挡墙，避 免内排管注浆时在压力作用下浆体外溢，更加保证注浆效果。外排管压力注浆： 压力注浆应自上而下进行， 这样使浆体分布均匀， 且浆体 不易外冒。故先钻孔深度至室内地坪以下 5.8m，后打管。压力注浆自上而下， 从室内地坪以下 2.3m 开始注浆，每往下 500mm左右注浆一次，计注浆八次。如果在设计压力的注浆过程中发生冒浆现象，注浆顺序改为跳孔注浆施工， 或暂停一下等浆体固结后再施工。内排管压力注浆： 内排注浆管钻孔打管时， 注浆管应斜入基础底板以下。 其 斜入的角度根据基

10、础的宽度来确定。本工程基础3.5m× 4m，故斜管进入基础约1.5m（-5.8m 标高处）左右，压力注浆自上而下，注浆方法同外排管压力注浆。如基础地面尺寸过大， 可考虑在基础周边另增加一排注浆管， 斜入基底注浆。 或在基础面上钻孔，钻至持力土层，再打管注浆加固。水泥浆液注浆、水玻璃注浆液基本同时注入，已达到促使水泥浆速凝作用。 水玻璃溶液灌注速度根据水玻璃消耗数量控制， 水玻璃用量约占水泥重量的 2%左右。而水玻璃溶液灌注速度又与灌浆压力、土层凝结状况有关，故现场需 不时调节水玻璃注浆压力。e、拔管：每孔注浆完成后随即安排拔管，以防止管孔堵塞，一般间歇时间 不超过 10 分钟；f、清

11、管：当不能连续施工时，须立即对管道冲洗，防止胶结堵管，一般间 歇时间不超过 2 小时。（2）浆液要求一套注浆泵注水泥浆液，水泥为 PO32.5R、水灰比为 1:1。另一套注浆泵注水玻璃溶液，作为速凝剂。水玻璃溶液模数 2.5 左右，浓度 40Be。（3）注浆压力 注浆压力选择以不破坏四周地坪、 绿化带、道路为选择，如果发生冒孔现象， 则影响注浆效果。注浆压力国内没有相应技术标准，参照地基处理书中推荐美国 ASCE 规定的标准，一般注浆压力选择为作用面积范围土层自重的 2 倍左右。在-2.3m 标高注浆时，覆土厚度 2.3m，土质地基土压力每米 20KPa，上部覆 土考虑 45 度扩散效应。在-

12、2.3m 标高时，作用范围（棱台型）土的自重：N= 1/3 ×1×1+3.3×3.3+（1×1×3.3×3.3） ×2.3×20=232.9KN 每平方米土的自重压力 0.23 Mpa，故对于外排管，打管深度自室内地坪以 下 2.3m 时，注浆压力设计为 0.5Mpa。而注浆过程中，注浆的压力是变化的， 地基处理书中介绍“在一般情况 下每深 1m 压力增加 2050Kpa”，故每下降 0.5m 注浆时，压力设计选择增加 0.02Mpa。对于内排管， 考虑上部基础自重， 且四周土层以加固， 其作用反力直接作用 基础底

13、面，注浆时以不冒浆为准，注浆压力可调高20%，初始注浆压力选择0.6Mpa 左右，每下降 0.5m，压力设计选择增加 0.02Mpa。（4）水泥用量： 本地区水泥粉喷桩处理淤泥质土层地基经验数据：置换率 0.2 左右，地基处 理后承载力达到 100130KPa，每米土层水泥用量约 5560kg。参照此经验数据， 对于外排管，本工程按每 500mm厚土层注浆一次、水泥用量在 30kg 左右控制。而内排管压密注浆后的效果， 将直接改善基底持力层的强度， 提高土层压缩 模量，故水泥用量考虑适当提高 15%左右。本工程在 4.7m×5.2m 作用范围内， 内排布管 16 根，经计算按每 50

14、0mm厚土层注浆一次、水泥用量在 40kg 左右控 制。四、后续施工1、在第一批 24 个柱基加固完成后，每 10 天测量一次，发现已处理地基沉 降速度明显下降， 一个月后沉降基本为零， 相邻柱沉降差逐渐减小， 地基加固效 果显著。三个月后，大部分柱相邻沉降差控制在跨度 3以内，有 16 跨相邻柱 沉降差在 35之间；2、3 个月后，对未处理的柱基础、条基进行处理。采取沿柱基、条基周边 布置两排压力注浆管同时进行处理的方式。管孔间距 1米、排距 0.8米，注浆方 法同前；3、安排钢结构施工单位对屋面钢结构进行仔细检查，对变形构件进行更换 或加固；4、安排土建单位对开裂墙体进行修补，防渗处理，重新抹灰，涂刷涂料。五、加固后效果 该工程地基加固处理后已超过两年， 后施工的墙体墙面完整， 未发现明显裂 缝，无渗