高压旋喷注浆法在厂房地基加固工程中的应用

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摘要：地基是一个建筑物最基础的部分，也是最重要的部分。随着技术的不断发展，现代工程已经有了很多先进的方法夯实地基，其中高压旋喷法就是一种很好的方法，在一些软土地基以及回填土地基中效果良好。厂房是一个企业生产的场所，其使用状况对正常的生产有很大影响，利用高压旋喷法可以保证地基的均匀，而且其操作简单，使用的工具也轻便，便已施工。目前，很多厂房的地基施工都是利用高压旋喷法，越来越多的工程开始尝试使用高压旋喷法。本文将结合实际的工程简单阐述高压旋喷注浆法在厂房地基加固工程中的应用和一些施工要点。 

关键词：高压旋喷法；厂房地基；加固；施工要点  中图分类号：k826.16文献标识码：a 文章编号：  近些年我国经济快速发展，建筑业也发展迅速，一方面得益于房地产市场的繁荣，另一方面各地的开发区兴起，大小厂房拔地而起，厂房施工也是主要的建筑工程。厂房的地基是工程的基础，由于一些企业的生产特点，往往造成强烈震动等恶劣的破坏行为，这加大了厂房地基的要求。高压旋喷注浆是最近比较流行的做法，由于其设备轻便，操作简单，快速高效，而且成本低，越来越的厂房地基施工采用此方法。对一些地质条件差的地方，例如淤泥、粘性土层、回填土等等，利用高压旋喷法施工的效果明显好于其他施工方法。    一、 高压旋喷注浆法的概述  高压喷射注浆法是在注浆法的基础上，应用高压喷射技术而发展起来的一项新的地基加固方法。此法于1970年始于日本，它是利用工程钻机钻孔作为导孔，将带有特殊喷嘴的喷射管插入设计处理深度后，用高压脉冲泵等高压发生装置，使浆液或水以20~40mpa的高压流从喷嘴中喷出，冲击切割土体。当能量大、速度快、呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时，土粒便从土体上剥落下来。一部分细小的土粒被喷射的浆液所置换，随着液流被带到土面上（俗称冒浆）。其余的土粒与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列。待浆液凝固后，便在土中形成一固结体，固结体的形状与喷射流移动方向有关。高压旋喷注浆法适用于处理淤泥、淤泥质粘土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。当土中含有较多的大粒径块石、坚硬粘性土、大量植物根茎时，应根据现场试验结果确定其适用与否。  由于高压喷射流是高能高速集中和连续地作用于土体上，压应力和冲蚀等多种因素总是同时密集在压应力区域内发生效应，因此，喷射流具有冲击切割破坏土体并使浆液与土搅拌混合的功能。单管喷射注浆使用浆液作为喷射流；一重管喷射注浆也以浆液作为喷射流，但在其外周裹着一圈空气流形成复合喷射流；三重管喷射法注浆，以水气为复合喷射流并注浆填空；多重管喷射注浆的高压水射流把土冲空以浆液填充。以上几种注浆法所使用的浆液都随时间增长而逐渐凝固硬化。  二、 高压旋喷注浆法的优点  由于将水泥土与原地基软土就地搅拌混合，因而可最大限度利用原土；对周围原有建筑的影响较小；可按照不同的地基土的性质及工程设计要求，合理选择，设计比较灵活；施工设备简单，管理方便，施工时无振动，无污染，可在密集的建筑群中进行施工，而且料源广阔，价格低廉；土体加固后重度变化不大，粘性土固结体比原状土轻约10%，但砂类土固结体可能比原状土重10%左右，基本上轻于或接近原状土的容量，较小的产生附加沉降；透气透水性差，固结体内虽有一定的孔隙，但这些孔隙并不贯通，为封密型，而且固结体有一层较致密的硬壳，其渗透系数相当高，具有一定的防渗功能；固结强度高，单桩承载力较高；与钢筋混凝土桩基比，节省了大量的钢材，降低了造价；根据上部结构的需要，可灵活采取垂直喷射或倾斜喷射或水平喷射，使之形成柱状、壁状、块状等加固形式。  高压喷射注浆用高达20~40mpa的压力，其冲击破坏土体的能量十分巨大，对粘性土和砂土都能冲切破坏。凡是高压水射流能冲动土粒的土，都能进行高压喷射注浆加固，只要按照正确的顺序施工，使用优质水泥等注浆材料和采用恰当喷射技术参数以及合理的设计，即可获得优良的加固地基和防渗帏幕墙。旋喷复合地基由多个不相连的旋喷桩组成。旋喷时其主体为有一定直径和体形的旋喷桩，还有一部分连在旋喷桩外面的支体，支体是因土的裂缝造成，其数量、粗细（厚薄）和长短与土的裂隙状况及喷射技术参数有关。也就是说，旋喷复合地基不但有旋喷桩，在桩之间的土中还有若干支体固结体，它们在一定程度上改善了桩间土的物理力学性能，从而加大了复合地基的承载力，减小了地基的沉降量。  三、 应用举例  （一） 工程概况  某工程的原料车间，地上五层，建筑高度23.5m，工程采用框架—剪力墙结构，基础为筏板基础，结构安全等级二级，抗震设防烈度为7度。  （二） 地基加固处理方案  因该工程地基岩土性质复杂，原设计利用中密或密实卵石层作为地基持力层，采用对局部细砂或稍密卵石层用级配砂卵石换填的处理办法，要求承载力特征值达300千帕，变形模量不小于25千帕。由于地基开挖后，发现持力层仍有细砂和松散卵石的透镜体，其均匀性太差，开挖换填易发生坍塌，为了达到设计要求，我们比较了换填砂石法、 桩法、注浆加固、高压旋喷注浆法、钢管桩等地基加固处理方案，最终为本工程选择了高压旋喷注浆法复合地基处理办法。主体结构设计要求复合地基承载力特征值达300千帕，设计平面布置1100根旋喷桩，桩径0.45m，桩间距1.5m，三角形布置。旋喷桩对基底下细砂层或稍密卵石层进行加固，以中等密实卵石层为桩端持力层，桩进入中等密实卵石层0.5m以上，为满足桩端承载力和桩侧摩擦阻力值，桩长大于4.5m。桩顶设置 厚级配砂卵石褥垫层300，垫层上设1.4m厚钢筋混凝土筏板基础。  （三） 旋喷桩施工  施工工艺包括测量放孔、动力触探引孔、击入喷头及旋喷管、自孔底至基底高压旋喷 孔口补浆、浆体养护、加固效果检测、褥垫层施工。根据该工程旋喷桩平面布置图，用经纬仪测放各旋喷桩位置。在施工过程中，随时复核桩位，以保证桩位的准确。采用动探（型钻机）成孔。成深度 根据方案并结合现场施工情况进步确定，确保喷头进入稳定的桩端持力层。厂房地区的地质特点是稍密或中密、密实卵石层埋藏较浅，承载力高，变形小，是较好的建构筑基础持力层。但由于卵石层中常夹有砂和松散卵石的透镜体等无规律的软弱下卧层，形成不均匀的地基，持力层的承载力和压缩模量满足不了设计要求，就必须对软弱下卧层进行处理。一般采用换填砂石法、桩法、注浆加固、高压旋喷注浆法、钢管桩等方法进行地基处理。高压旋喷注浆法在四川双流某公司科研办公大楼的实际应用，对处理该地基软弱下卧层是安全经济有效的，特别是对于该工程在大开挖后，发现持力层地基土满足不了设计要求的情况，采用高压旋喷注浆法进行处理提高施工工效效果更好。  结束语  根据以往工程经验，现在某些厂区往往会位于比较偏远的地方，而且地质条件差，这对于厂房的建设尤其是地基部分，带来很大的困难。土质软以及回填土的客观存在，是困扰基础设计和施工地基的一个难点，高压旋喷法作为现在比较流行的一种地基加固方法，由于优势明显，被许多设计单位所采用，也得到了绝大多数建设单位的认可，本文结合一个实际的工程，通过介绍施工过程，简单介绍高压旋喷注浆法在厂房地基加固工程中的应用和一些施工要点，希望对同行有所帮助。  参考文献：  （1）地基处理工程实例应用手册[m] ．中国建筑工业出版社，1998，8．  （2）刘秋文．高压旋喷注浆法在特殊地基处理中的应用[j] ．水运工程，1999(5) ．  （3）朱庆林，林培源，郎伯清．旋喷注浆加固地基技术[m] ．中国铁道出版社．1984．  （4）龚晓南．复合地基设计和施工指南[m] ．人民交通出版社．2003．  （5）贾国平，黄英渡．地基处理经验集萃[m] ．中国电力出版社，1996．  （6）时晓艳．建材质量检测技术与质量控制[j] ．中国新技术新产品，2010，(8)．  注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。