摘要：建筑物的地基稳定性和沉降是工程建设中最为重要的问题，故软土地基加固处理在施工过程中显得特别重要。如何解决软土地基承载力低下，预防地基沉降所带来的施工问题，袖阀管注浆法无疑是为软土地基加固带来了较为方便、直接、有效和经济的途径。在本文中将对如何在工程中成功应用这一技术，施工后如何进行质量检验进行详细的描述。
关键词：软土地基加固；袖阀管；注浆；加固
1.研究背景和意义
建筑之前如果地基不够坚固，不足以承载设计所需的荷载，为防止建筑后地基下沉拉裂造成建筑物坍塌，结构层不稳定等事故，需要对软地基进行处理，提高软地基的固结度和稳定性，以达到设计要求，这个过程就叫做软基处理。
从上实际50年代初期开始，就已经有了软基加固处理工程，那时候主要的加固方法为换土法。随着时代的发展和科技的进步，排水法（包括砂井预压法）和碎石桩法（或振冲置换法）作为主要技术出现在上世纪六七十年代。目前，软基加固处理的方法多种多样，具体可以分为排水固结法、注浆加固法、加筋法、置换法、挤密法以及强夯法等。软基加固处理在实际工程中应针对不同的地质条件选用合适的处理方法。
袖阀管注浆法是注浆加固法中最常用的施工工法，是一种很有效的地基加固处理方法。此方法最初由法国Soletanche灌浆公司首创并且开发利用，在上世纪90年代被引入我国，逐渐被推广应用到珠三角地带基坑帷幕、地基和坝区等加固工程中，拥有极为广阔的应用前景。该工法不仅使用于各种砂土，而且也可用作处理淤泥性黏土、粉质黏土、黏土和一般填土层，能够效果的控制地面沉降，达到加固地基的目的。
2.工程实例
2.1工程概况
本工程位于深圳机场扩建T3航站楼东、西指廊区域。
场地淤泥已经做过排水固结处理。地基处理进场时，主体结构已完成结构底板的施工。地基注浆加固区为多个小范围，较为分散。
2.2 场地软基处理方案
东、西指廊场地普遍分布5.0～5.6m厚的淤泥层，虽然已经做过堆载预压处理，但不能满足设备基础，直埋管线及特殊用房的使用要求。
结合本工程世纪施工条件，对设备基础，直埋管线及特殊用房范围下的淤泥层，采取袖阀管分层劈裂注浆加固方案，设计要点如下：
（1）施工顺序：在底板结构顶面钻孔——充填套壳料——下注浆管——分次注浆——注浆完毕——去掉上露袖阀管，钻孔补水泥浆；
（2）注浆孔采用三角形或正方形布置，布置间距1.5m×1.5m；
（3）注浆孔开孔直径110mm，垂直度偏差不大于1%；
（4）设计注浆顶标高为-1.5m，注浆范围为淤泥层、粘土层和回填土层，注浆长度约6.5～7.0m。
3 施工过程
3.1 施工设备及材料
施工设备：
YQ100E电动潜孔钻（配带冲击钻和三角钻）6台；电动气压机6台；BW-150型泥浆泵2台；泥浆搅拌机2台；注浆设备2套；
施工材料：
P.0.42.5R普通硅酸盐水泥；FDN-5复合型减水早强剂；袖阀管（带有出浆孔的及未带出浆孔的：33cm/节）。
3.2 钻孔
根据测量定位的注浆孔的位置，将YQ100E电动潜孔钻就位，使用冲击钻钻开面层的混凝土，钻孔深度2m，钻孔直径10cm。钻孔过程中要做好每一个孔的记录，为注浆作业提供参考数据。
3.3 安设袖阀管
在钻机钻孔完成之后，清理洞口的泥砂，先将带有出浆孔的袖阀管连接起来，管底连接好尖底，连接时拧紧连接端口，然后往钻孔里安设袖阀管。
3.4 封口
由于钻孔直径10cm，袖阀管直径5cm，因此在袖阀管安设完毕后，需要将孔口封闭。首先将废弃的水泥袋塞进钻孔中，然后在孔口浇筑上水泥浆，将孔口封闭。在水泥浆未凝固之前，不可进行下一施工操作。
3.5 注浆
注浆参数的确定：
①浆半径的确定。根据袖阀管理论模型，浆液在沙砾层中紊流运动，扩散半径r1的确定关系式如式（1-1）：
（1-1）
式中：t —— 注浆时间，s；
k —— 砂土的渗透系数，cm/s；
v —— 浆液的运动粘滞洗漱，cm/s；
h1 —— 注浆压力，MPa；
r0 —— 注浆管半径，cm；
de —— 被灌入土体的有效粒径，cm；
n —— 砂土的孔隙率。
根据资料和现场试验，粗算出r1 =1.5m，其有效影响半径为0.75m。
②注浆配合比的确定：根据设计院设计规定，本工程注浆浆液水灰比为0.45~1.0，经过现场注浆前试验，第一次注浆时选用0.50的水灰比进行浆液配置，第二次注浆时选用0.65的水灰比，第三次选用0.80的水灰比。这是考虑到注浆区域的不用和注浆土体的成分而在不同的时间段采用不同的水灰比。
③注浆压力的确定：根据设计院设计规定：本工程注浆过程中袖阀管所能承受的最大压力不能超过3.0MPa。该法在本工程中采用分次注浆的注浆工法：第一次注浆时注浆压力应控制在2.4~3.0MPa；第二次注浆时注浆压力应控制在1.8~2.4MPa；第三次注浆时注浆压力应控制在1.2~1.8MPa。
④注浆量的确定：根据设计院设计规定：注浆区域中每米袖阀管需注入水泥量180Kg。在实际注浆过程中，由于对注浆区域地貌的土层土体的不确定性，注浆量大于设计注浆量。每步距的注浆量Q确定关系式如式（1-2）所示：
（1-2）
式中：Q —— 每步距注浆量，L；
R —— 浆液扩散半径，为0.75m；
L —— 注浆步距，为2m；
n —— 岩层孔隙率，根据资料所知，取20%；
α—— 浆液在地层中的有效填充系数，一般为0.3~0.9，取平均数0.6；
β—— 注浆损耗系数，一般为0.1~0.4，取平均数0.25。
由公式计算出实际注浆量平均为265Kg/m，超出设计注浆量。
因此，在注浆过程中应控制注浆标准而停止注浆，而不是根据设计注浆量来进行，所以在注浆过程中，水泥用量需充足。
4 施工结果与检测
4.1 施工结果
本次软基处理一共完成钻孔和注浆3078个。其中钻孔和下袖阀管长度共计40475m；注浆长度共计20776m；总共灌入水泥5505t。从灌入水泥量和单位灌入量的数据分析，软基处理过的区域地层土体空隙均有大幅度的减少，从而说明了此需软基处理的区域的可灌入性。
4.2 施工检测
注浆质量检测采用标贯试验进行检测，要求淤泥层注浆处理后的标贯平均值不小于5击，最小值不小3击，检验时间宜在注浆完成28天后进行，检测数量不小于5孔。
标贯试验结果为：软基处理过的区域标贯击数平局值有7击，最小值5击，最大值9击。从表1和试验结果表面，软基处理过的区域地基承载力远大于设计的地基承载力，符合设计要求。
表1：标贯试验击数与粘性土地基承载力标准值关系表
5 结论
（1）袖阀管注浆法加固软土地基，在技术上可行的，在施工质量和处理效果上是好的，对软土地基的承载力和稳定性而言将得到较大的提高；
（2）选择袖阀管注浆法，相比于其他的比如排水固结法、注浆加固法、加筋法、置换法、挤密法以及强夯法等地基处理方法，不但技术上可行、经济上合理、工期缩短，而且极大地减少了环境污染问题；
（3）袖阀管注浆法具有分次、分段、定深、定量、间歇性、多次灌浆等特点，无论在注浆效果或者是在经济效益上都可以称得上较理想的注浆方法。
参考文献：
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[5]刘正峰．地基与基础工程新技术使用手册．北京：海潮出版社，2000．
论文作者:王晓君
论文发表刊物:《基层建设》2015年29期
论文发表时间:2016/9/19
标签：注浆论文; 地基论文; 钻孔论文; 水灰比论文; 工程论文; 浆液论文; 淤泥论文; 《基层建设》2015年29期论文;