1、復合注漿法的概念及其特點隨著我國基本建設事業(yè)的不斷發(fā)展,樁基礎在建筑工程中得到了廣泛的應用。但由于受勘察布孔的局限性影響,或施工方法的不當,許多樁基的承載力達不到設計的要求需要加固處理。同時,我國大量的既有建筑物樁基出現(xiàn)質(zhì)量問題需要進行加固。單一的注漿技術因其固有的缺陷,已滿足不了各種復雜條件下的工程需要。如何有效的提高該類樁的承載力是擺在我們工程技術人員面前的一個難題。復合注漿法是將靜壓注漿法和高壓旋噴注漿法進行時序結合發(fā)揮兩種注漿技術優(yōu)勢的一種新型注漿技術。實際工程中是先采用高壓旋噴注漿成樁柱體,再采用靜壓注漿增強旋噴效果,擴散加固漿液,防止固結收縮,消除注漿盲區(qū)。將復合注漿方法應用在樁基礎加固中,能充分發(fā)揮靜壓注漿法和高壓旋噴注漿法的優(yōu)點,克服其缺點,適用地層范圍廣、加固效果好,保證了加固的成功率和安全性。
復合注漿法的特點如下:
(1) 復合注漿法適用地層范圍廣,既適用于加固滲透性大的砂卵石層,又可適用于滲透性較差的粘土、粉土和粉細砂層及淤泥等軟弱土層,還可以用來加固巖溶地層的地下溶洞。
(2) 復合注漿法漿液擴散范圍大,不僅對高壓噴射流噴射破壞土體的極限范圍之內(nèi)土體進行轉(zhuǎn)換加固,而且對噴射破壞土體的極限范圍之外的土體以充填、滲透、擠密和劈裂等方式進行注漿加固,在成樁的同時對地基土有灌漿加固作用。
(3) 復合注漿法能定向定位定深度,能形成連續(xù)的圓柱狀的旋噴樁體,旋噴樁體頂部無收縮,與樁砼結合緊密;能直接承受上部荷載,承載力較高。該法
注漿形成的固結體強度可根據(jù)設計需要進行調(diào)節(jié),其強度范圍為5～30 MPa ,與只用高壓噴射注漿形成的固結體相比,復合注漿法形成的連續(xù)的圓柱狀的旋噴樁體,其各方面的性質(zhì)都有了提高。
(4) 復合注漿法鉆孔施工口徑較小,對既有建筑物基礎和地面損害和擾動小,可調(diào)節(jié)漿液的凝固時間,施工期建筑物附加沉降小。經(jīng)濟可靠,耐久性好。
(5) 復合注漿法施工簡便,施工機具適合既有建筑物狹窄和低矮的現(xiàn)場施工,施工時基本無噪音,材料對環(huán)境無污染,可滿足辦公和生活要求并保護環(huán)境。
2 復合注漿法加固缺陷樁基的工藝技術
2. 1 施工工藝
復合注漿法加固缺陷樁基的施工工藝流程如圖1 所示,具體技術措施如下:
(1) 注漿鉆孔施工:對樁基的樁身缺陷或樁底持力層缺陷進行加固時,先采用地質(zhì)鉆機在樁中進行鉆孔抽芯或在
樁側進行鉆孔,對樁身缺陷加固時需在樁中鉆孔抽芯至缺陷位置以下1 m 左右,對樁底持力層缺陷加固時需根據(jù)設計樁底持力層要求從中或樁側鉆孔抽芯至完整持力層以下3 m 左右。鉆孔孔徑一般開孔為110 mm 或101 mm ,終孔直徑為101 mm或91 mm ,鉆孔垂直度保證< 1 %。
(2) 建立孔口注漿裝置: 注漿鉆孔施工完成以后,在注漿孔口建立注漿裝置?？卓谧{裝置采用預埋設的方式固定在樁頂注漿孔口,采用水泥漿或水泥水玻璃漿液將孔口裝置與鉆孔之間的間隙固定密封。孔口注漿裝置既要滿足靜壓注漿要求又要滿足高壓旋噴注漿管可以從其中下鉆的要求。
(3) 采用高壓旋噴方式噴射清水進行沖洗擴孔:孔口注漿裝置埋設1～2 天后,先采用高壓旋噴方式噴射清水對缺陷位置進行沖洗,噴射清水時需按設計規(guī)定的工藝參數(shù)(噴射壓力、提升速度、旋轉(zhuǎn)速度)進行噴射,將注漿管分段下入孔底,每段注漿鉆桿需連接緊密并采用麻絲密封。旋噴清水采用從下而上的方式。旋噴清水一般采用單管旋噴注漿方式,清水一般噴射1～3 遍,經(jīng)噴射清水后,可擴大噴射直徑和增加固結體的強度。
(4) 采用高壓旋噴注漿方式進行注漿:按要求進行清水噴射洗孔和擴孔后,再采用高壓旋噴注漿方式進行旋噴注漿。將注漿管分段下入孔底后,從下而上進行旋噴注漿,旋噴注漿一般采用單管旋噴注漿方式。
(5) 采用靜壓注漿方式進行注漿:高壓旋噴注漿結束后,利用孔口注漿裝置封住孔口進行靜壓注漿。靜壓注漿開始時采用較稀的漿液和較低的注漿壓力,隨后逐漸增加漿液濃度及加大注漿壓力,直至設計注漿量和注漿壓力為止。一般靜壓注漿在漿液終凝前需進行2～3 次灌注。靜壓注漿可以采用單液也可采用雙液注漿。
(6) 封孔:靜壓注漿結束后,若注漿孔口冒漿,需對孔口進行封閉處理,防止?jié){液流出;若注漿結束后孔內(nèi)漿液有流失,需補灌漿液到注漿孔內(nèi)漿液飽滿為止。
2. 2 復合注漿法的漿液材料
(1) 主劑:采用水泥漿為主劑,對既有建筑物地基加固注漿時水泥一般采用425 # 早強型硅酸鹽水泥。對樁基礎缺陷進行加固補強注漿時,為了獲得較高的固結體強度,采用高標號的525 # 普通硅酸鹽水泥。
(2) 外加劑: 常用外加劑為速凝劑、早強劑等。速凝劑常采用水玻璃,水玻璃加量一般為水泥用量的2 %～4 %。采用雙液進行靜壓注漿時,水玻璃用量可為水泥用量的10 %～100 %。早強劑為氯化鈣和三乙醇胺,用量一般為水泥用量的2 %～4 %。
復合注漿法的特點如下:
(1) 復合注漿法適用地層范圍廣,既適用于加固滲透性大的砂卵石層,又可適用于滲透性較差的粘土、粉土和粉細砂層及淤泥等軟弱土層,還可以用來加固巖溶地層的地下溶洞。
(2) 復合注漿法漿液擴散范圍大,不僅對高壓噴射流噴射破壞土體的極限范圍之內(nèi)土體進行轉(zhuǎn)換加固,而且對噴射破壞土體的極限范圍之外的土體以充填、滲透、擠密和劈裂等方式進行注漿加固,在成樁的同時對地基土有灌漿加固作用。
(3) 復合注漿法能定向定位定深度,能形成連續(xù)的圓柱狀的旋噴樁體,旋噴樁體頂部無收縮,與樁砼結合緊密;能直接承受上部荷載,承載力較高。該法
注漿形成的固結體強度可根據(jù)設計需要進行調(diào)節(jié),其強度范圍為5～30 MPa ,與只用高壓噴射注漿形成的固結體相比,復合注漿法形成的連續(xù)的圓柱狀的旋噴樁體,其各方面的性質(zhì)都有了提高。
(4) 復合注漿法鉆孔施工口徑較小,對既有建筑物基礎和地面損害和擾動小,可調(diào)節(jié)漿液的凝固時間,施工期建筑物附加沉降小。經(jīng)濟可靠,耐久性好。
(5) 復合注漿法施工簡便,施工機具適合既有建筑物狹窄和低矮的現(xiàn)場施工,施工時基本無噪音,材料對環(huán)境無污染,可滿足辦公和生活要求并保護環(huán)境。
2 復合注漿法加固缺陷樁基的工藝技術
2. 1 施工工藝
復合注漿法加固缺陷樁基的施工工藝流程如圖1 所示,具體技術措施如下:
(1) 注漿鉆孔施工:對樁基的樁身缺陷或樁底持力層缺陷進行加固時,先采用地質(zhì)鉆機在樁中進行鉆孔抽芯或在
樁側進行鉆孔,對樁身缺陷加固時需在樁中鉆孔抽芯至缺陷位置以下1 m 左右,對樁底持力層缺陷加固時需根據(jù)設計樁底持力層要求從中或樁側鉆孔抽芯至完整持力層以下3 m 左右。鉆孔孔徑一般開孔為110 mm 或101 mm ,終孔直徑為101 mm或91 mm ,鉆孔垂直度保證< 1 %。
(2) 建立孔口注漿裝置: 注漿鉆孔施工完成以后,在注漿孔口建立注漿裝置?？卓谧{裝置采用預埋設的方式固定在樁頂注漿孔口,采用水泥漿或水泥水玻璃漿液將孔口裝置與鉆孔之間的間隙固定密封。孔口注漿裝置既要滿足靜壓注漿要求又要滿足高壓旋噴注漿管可以從其中下鉆的要求。
(3) 采用高壓旋噴方式噴射清水進行沖洗擴孔:孔口注漿裝置埋設1～2 天后,先采用高壓旋噴方式噴射清水對缺陷位置進行沖洗,噴射清水時需按設計規(guī)定的工藝參數(shù)(噴射壓力、提升速度、旋轉(zhuǎn)速度)進行噴射,將注漿管分段下入孔底,每段注漿鉆桿需連接緊密并采用麻絲密封。旋噴清水采用從下而上的方式。旋噴清水一般采用單管旋噴注漿方式,清水一般噴射1～3 遍,經(jīng)噴射清水后,可擴大噴射直徑和增加固結體的強度。
(4) 采用高壓旋噴注漿方式進行注漿:按要求進行清水噴射洗孔和擴孔后,再采用高壓旋噴注漿方式進行旋噴注漿。將注漿管分段下入孔底后,從下而上進行旋噴注漿,旋噴注漿一般采用單管旋噴注漿方式。
(5) 采用靜壓注漿方式進行注漿:高壓旋噴注漿結束后,利用孔口注漿裝置封住孔口進行靜壓注漿。靜壓注漿開始時采用較稀的漿液和較低的注漿壓力,隨后逐漸增加漿液濃度及加大注漿壓力,直至設計注漿量和注漿壓力為止。一般靜壓注漿在漿液終凝前需進行2～3 次灌注。靜壓注漿可以采用單液也可采用雙液注漿。
(6) 封孔:靜壓注漿結束后,若注漿孔口冒漿,需對孔口進行封閉處理,防止?jié){液流出;若注漿結束后孔內(nèi)漿液有流失,需補灌漿液到注漿孔內(nèi)漿液飽滿為止。
2. 2 復合注漿法的漿液材料
(1) 主劑:采用水泥漿為主劑,對既有建筑物地基加固注漿時水泥一般采用425 # 早強型硅酸鹽水泥。對樁基礎缺陷進行加固補強注漿時,為了獲得較高的固結體強度,采用高標號的525 # 普通硅酸鹽水泥。
(2) 外加劑: 常用外加劑為速凝劑、早強劑等。速凝劑常采用水玻璃,水玻璃加量一般為水泥用量的2 %～4 %。采用雙液進行靜壓注漿時,水玻璃用量可為水泥用量的10 %～100 %。早強劑為氯化鈣和三乙醇胺,用量一般為水泥用量的2 %～4 %。