灌浆加固法在既有建筑物软土地基施工中的应用

灌浆加固法在既有建筑物软土地基施工中的应用

陈观兴

关键词：灌浆加固法；软土地基施工

1引言

对于各种软土体基础上进行的建筑项目施工，往往会由于地基部分缺乏足够的承载力，而导致上层建筑物出现不均匀沉降的情况。灌浆加固法是工程地基加固最常用的方法之一，利用气压或液压配以填充渗透和挤密等方式，把能凝固的浆液均匀地注入岩土层中，驱走岩石裂隙中或泥土颗粒间的水分和气体，并以其自身填充，待硬化后即可将岩土胶结成一个整体，可以改善持力层受力状态和荷载传递性能，从而使地基得到加固，防止或减少渗透或不均匀沉降。为了能够提升灌浆加固施工技术，就要发挥灌浆加固特有的优越性能，并结合工程项目的实际情况来选择更好的加固技术。

2软土地基灌浆加固法技术概要

作为一种地基病害处理与加固措施，灌浆加固法技术将原来松散或开裂的材料凝聚成板块，可明显提高承载力，延长建筑使用寿命。和传统修复方法相比较，灌浆加固法技术不仅可以降低工程造价，同时建筑原有材料全部利用，具有显著环保意义。在对建筑物下部软土地基进行浇灌时，由于压力浆液在劈裂延伸和扩散过程中，会对团体造成挤压和充填，会导致原有的地基物理力学性质发生改变，从而提高地基的整体承载力，降低上方建筑物由于荷载作用而产生的沉降反应，达到对软土地基进行加固的目的。由于在土体结构内部灌入了可凝固的浆液，除了地基弹性发生改变之外浆液凝固后所占据的体积，也会使得原有土层的结构密度加大，提高了材料之间的密实程度，能够起到对上层建筑物的抬升效果。

3灌浆加固法在既有建筑物软土地基施工原理分析

3.1软土地基灌浆的力学机理软土地基灌浆过程中，可以认为其发生以下作用：软土在受压浆液的作用下液压开裂；瞬间固结的浆脉对土体产生割裂、挤密；渗入不同软土层层面未凝固的浆液向地层临空面方向产生张裂抬动，在地层的垂直方向产生拉应力。灌浆割裂和挤密的方向取决于软土的结构、所受的压力和密实度。软土在灌浆压力作用下，浆液总是沿某一小主应力作用面发展，因为沿这一方向耗费的能量最小。可灌性从好到难按以下顺序排列：淤泥层、淤泥质粘土、杂填土、软塑粘土层、砂层。同一软土层中也存在小主应力作用方面。

3.2静压灌浆法的工艺分析静压灌浆法作为最常用的加固处理方法之一，有效地解决了建于软土地基上的建筑物出现的地基承载力不足（超沉）、倾斜（不均匀沉降）等问题。它与一般渗透灌浆不同的是，它的浆液灌注和填充并不完全依赖被灌土体中的裂隙或颗粒的空隙，而是借助灌浆压力，使土体产生“液压开裂”，破坏土体原有结构，使浆液沿割裂面进入土体，并迅速凝固。同时，随着灌浆的连续进行，浆液对凝固体周围的土体进行压缩，土颗粒产生移动，重新排列，进而脱水密实。由于浆液的迅速凝固和高强度浆脉的不断“生长”，浆液与土质间产生新的接触界面，这种接触界面在压力下最易进浆。割裂-填充-挤压-固结-割裂这一过程循环往复，最后实现软土地基的加固目的。

4灌浆加固法在既有建筑物软土地基的应用

在工程的实际应用中，采用灌浆加固方式尤其是静态灌浆加固方式对地基部分进行加固时，需要结合土建工程实际情况进行不同的选择和设计，才能最大限度达到加固效果，彻底解决建筑物出现沉降的问题。

4.1围封在灌浆加固中的应用

工作人员采用设备对地基进行灌浆加固，通常采用的方式为在原建筑物基础的周围，打孔灌浆，由于受到建筑物的荷载作用，在建筑物下方的地基土强度要远比周边区域的土壤强度更大。如果想要对建筑物周边已打孔的地基进行灌浆加固处理，传统的灌浆方式只会加强灌浆的强度和密度更低区域，对于处于建筑物下方的土基础缺乏加固效果。如果没有对该区域进行提前的处理，那么在灌浆过程中不需要太大的灌浆压力就会使得浆液沿着裂缝向四周蔓延，浪费大量的灌浆材料，并且在最后收获加固效果时，往往收效甚微。基于上文的原理分析，我们可以知道在对淤泥质软土地基进行灌浆处理时为了能够提高浆液的使用效率，就需要对其所需加固的地基范围进行灌注。在进行静压灌浆加固的过程中，工作人员首先对带加固的区域进行围封处理[1]，围封处理设计的目的是剪断，灌浆地基与外围弱土区之间的联系，使灌浆材料能够被留在加固区域内，不会向外扩散，导致浆液材料浪费。

在实际施工中，需要在外围进行围挡，确保灌浆区域与外部土层之间的联系被切割断开。由于对土体进行加固，并提高了土体结构之间的密实程度，使得原先的沉降区域能够对上层建筑物起到抬升作用，在对建筑物地基进行加固时，采用高压喷射灌浆技术，对需要加固的区域外围构造有一定强度，能够阻止土体侧移的地下围封挡墙，围封挡墙除了实现对浆液扩散区域进行限制以外，也能够使土体侧移程度受到限制，防止在加固过程中出现土体侧移而导致加固作业难度增加。

4.2灌浆加固中的注意事项

4.2.1浆液选择灌浆作业所选择的浆液材料一般为粘稠状态，由于灌浆泵泵送能力有限，所以一般采用水泥浆掺入粉煤灰的方式，使得凝结体的强度大幅度降低，浆液流动性更好，更容易流入更多的范围内。虽然粉煤灰材料的加入会降低浆液的强度，但是此时浆液的强度仍要比周边的土壤材料更好，所以依然能够起到加固土体结构的作用，通过对基土的多次大量灌注，以基土强度的大幅度提高来弥补浆脉的强度降低影响。根据相关施工经验，目前在进行加固作业时，工作人员常用的水泥和粉煤灰的比例为1：2。在该比例下调配生成的灌浆材料，无论是流动性还是最终形成的强度，都能够较好的实现施工效果，所以在大部分施工区域内都得到了沿用[2]。

4.2.2土体排水现象多次灌浆后，通过劈裂进入到主体结构内部的浆液，在凝固之后体积收缩，在凝结过后会原有的土质材料结合，由于凝固后的浆液成形材料的硬度要远远大于周边的软土地基而且由于浆液分布较为分散，在各个区域内都有浆液凝固现象的发生，并在地下结构中形成交错纵横的排水通道，在土体结构中排出的和浆液凝固析出的水分，通过这些通道进入到灌浆外观，从管口排出，减少路基的含水量，提高最大压实度。

4.3灌浆加固中的施工控制

4.3.1重复灌浆在软土较厚的孔段，为增强注浆效果，往往在第一次灌浆中使之在一定浆压作用的范围内形成一道不规则帷幕，再冲洗灌浆孔进行二次灌浆，使浆液充分而有效地填充。

4.3.2采用先下后上分层灌浆即成孔后灌浆管下落至孔底，并由孔底开始灌浆，而后一边灌浆一边上拔灌浆管，使浆液从孔底开始扩散，以利于加固软土。

4.3.3灌浆速度灌浆速率大时，应减少灌浆压力或间隙灌注。压力小且灌浆速率大时，减小水灰比，加大水玻璃掺量。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。每段灌浆量应严格按设计进行，跑浆时应采取措施确保灌浆量满足设计要求。

5结语

实践证明，采用灌浆加固法处理既有建筑物软土地基，保证了工程质量、降低造价，施工速度快，取得较好的经济效益和社会效益。而围封加固法作为灌浆加固法中一个施工方法，有效地对出现倾斜、超沉等问题的建筑物进行纠偏加固处理，解决了单一采用静压灌浆法加固既有建筑物软土地基施工中存在的难题。

参考文献：

[1]张贻昌.灌浆加固法在既有建筑物软土地基中的应用探讨[J].中国科技纵横，2012，（4）：70-70.

[2]石红，武巧维.灌浆加固法在既有建筑物软土地基施工中的应用浅析[J].中小企业管理与科技，2010，（16）：165-166.