摘要:昆明市度假区公安分局业务技术用房建设项目位于滇池边,该区域由填土、不同深度的泥炭土、液化土构成,该项目地下室承台均位于液化土层中,根据规范要求,应采取措施进行地基处理以消除液化沉陷。试桩时桩基承载力偏低,无法满足设计地基承载力的要求,因此需要对承台范围内的液化土进行地基加固,以满足设计要求及保证建筑安全。场地位置紧邻河岸,且场地周边均为深基坑支护,本文研究了在不影响周边道路河堤及保证基坑支护安全的前提下,对拟建场地地基液化土进行加固的施工技术。
关键词:压密注浆;地基液化;地基加固
一、项目概况
昆明市度假区公安分局业务技术用房建设项目位于环湖东路与前兴路交叉口西侧,西临金家河,东临环湖东路,总建筑面积约:11774.89平方米,其中地上建筑面积5437.17平方米,地下6337.72平方米,地下两层,地上三层结构。基础形式为旋挖桩基础。建设场地所处位置属于滇池盆地湖沼地貌,场地类别为三类。地面30m深度范围内存在大量的人工填土,淤泥质土液化土以及软土。土层液化程度为中等液化,其对地基基础稳定及上部结构抗震均会产生不利影响。根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010规定,甲乙类建筑在地基土中等液化时,应采取全部消除液化沉陷的工程措施。同时根据设计要求,需对承台周边及范围内进行地基处理,施工时采取基础抗液化措施;场地分布的填土,淤泥液化土以及软土对旋挖桩基承载力影响较大,亦需采取工程措施保证桩基安全,防止房屋的不均匀沉降。
二、地基液化土加固方法比选
针对该种地质情况,常规液化地基处理方法有置换法、加密法(振冲、振动加密、强夯、挤密碎石桩)、压密注浆等施工方法。
上述几种液化地基处理加固方法中,地基置换施工方法施工成本较大、工期较长,而且置换深度较深,使原支护基坑深度加大,基坑等级变化,相应支护桩、止水桩、内支撑结构均需相应增强,费用较大,相应工期增加较长;加密法机械振动较大,对道路,基坑支护桩及周边环境影响较大(紧挨金家河道);压密注浆加固法不需进液化土层进行开挖,不影响原支护设计。压密注浆处理后,可以提高液化土层的密实度,使底板下土层更均匀,减少整个底板的变形,发生地震时有抵抗液化的能力,且对现有路面破坏小,对基坑支护影响较小,而且施工周期较短,综上所述该项目采用压密注浆来进行地基处理较为合理。
三、压密注浆加固法概述
本方法是对淤泥质土液化土进行注浆从而来改良土性。注浆原理是利用导管把能固化的浆液注入土层空隙,以改善介质的物理力学性质,达到提高基础强度的目的。压密注浆采用振动钻机携带特制注浆头钻孔,直接利用钻杆作为注浆管分段注浆。与其他注浆技术相比,不需要打导孔、下花管、止浆等环节,大大提高了施工效率。压密注浆采用特殊材料,既有效地控制浆液凝胶时间,确保浆液的固结强度,又节省了水泥、水玻璃等注浆材料。
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四、注浆设计方案
本工程承台外围尺寸72.3*69.2m,压密注浆范围为承台外围尺寸每边加0.35m,即73.0*69.9m,液化土层注浆平面面积为5102.7m2,注浆深度10m,注浆体积51027m3。注浆孔间距为1.0m,孔径25mm,保证处理后液化土层的整体性。基坑内整个平面范围土体采用压密注浆处理,土方开挖至底板垫层底标高时开始压密注浆施工。
注浆浆液采用混合浆液,即水泥-水玻璃双液快凝浆液,水泥采用P.O42.5普通硅酸水泥,水灰比为0.5~0.6,加水泥量3%的水玻璃,浆液初凝时间为1-2小时。注浆每立方压密土层水泥用量150Kg。其他材料及用量根据现场试验试配。注浆压力为0.3-0.4mpa,根据地层变化可适当进行调整,注浆流量根据规范要求为7-10L/min。
1、注浆施工方法
1)根据场地地质情况本工程压密注浆采用振动堵头导管定注法进行施工。
2)注浆顺序:注浆先注外围,防止水泥浆外流;注浆时应跳注,相邻孔注浆间隙不小于3小时避免孔间窜浆。
3)当注浆孔边有水泥浆冒出应用水泥袋堵住,冒浆(窜浆)严重时应停注,待水泥浆稳定后再注至设计水泥用量。
4)注浆完工后用水泥袋将孔堵实防止冒浆,7天后再将水泥袋清除干净。
5)成孔钻头对准孔位后,采取回转钻进成孔的方法钻进。
2、施工注意事项
1)施工时周围基础及地面局部会冒浆、隆起,注意减小注浆压力。
2)施工过程严格观察注浆压力增大时浆液管路的变化情况,防止爆裂甩出,造成安全事故。
3)定时监测被加固地基周边道路环境及基坑支护的水平竖向变形,防止注浆过快、注浆压力过大对道路河岸及基坑支护的稳定造成不利影响。
3、注浆后检测
土层压密注浆后龄期达到14天以上,按设计方案要求采用地质钻机对土层进行钻孔取芯,以检查注浆后土体的改善情况。本工程检测结果显示压密注浆处理后的土体能够有效固结,整体连续,提高了液化土层的密实度,土层更均匀,具备了抵抗液化的能力,达到了设计要求。
五、结语
本施工方法是针对泥炭质土、液化软弱地层,采用压密注浆加固方法,在对周边环境及基坑支护影响很小的前提下,使得原来土体物理性质很差的泥炭质土、液化软弱土承载力,密实性大幅度提升,地基土液化指数降低很多。综上所述,该施工方法具有很好的推广运用价值及前景。
论文作者:史春生
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6