二级建造师

2K313023地基加固处理方法[了解]:

本条以地铁工程为主简要介绍明挖基(槽)坑地基加固处理技术。

一、基坑地基加固的目的与方法选择

(一)基坑地基加固的目的

(1)基坑地基按加固部位不同，分为基坑内和基坑外加固两种。

(2)基坑外加固的目的主要是止水，并可减少围护结构承受的主动土压力。

(3)基坑内加固的目的主要有：提高土体的强度和土体的侧向抗力.减少围护结构位移，保护基坑周边建筑物及地下管线;防止坑底土体隆起破坏;防止坑底土体渗流破坏;弥补围护墙体插入深度不足等。

(二)方法选择

(1)在软土地基中，当周边环境保护要求较高时，基坑工程施工前宜对基坑内祓动区土体进行加固处理，以便提高被动区土体抗力，减少基坑开挖过程中围护结构的变形。按平面布置形式分类，基坑内被动区加固形式主要有墩式加同、裙边加固、抽条加固、格栅式加固和满堂加固。采用墩式加固时，土体加固一般多布置在基坑周边阳角位置或跨中区域;长条形基坑可考虑采用抽条加固;基坑面积较大时，宜采用裙边加固;地铁车站的端头井一般采用格栅式加固;环境保护要求高，或为了封闭地下水时，可采用满堂加固。加固体的深度范围应从第二道支撑底至开挖面以下一定深度，考虑地表有施工机械运行需要时，也可以采用低水泥掺量加固到地面。

(2)换填材料加固处理法，以提高地基承载力为主.适用于较浅基坑，方法简单操作方便。

(3)采用水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆或其他方法对地基掺入一定量的固化剂或使土体固结，以提高土体的强度和土体的侧向抗力为主，适用于深基坑。

二、常用方法与技术要点

(一)注浆法

(1)注浆法是利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新，强度大、防水性能好和化学稳定性良好的“结石体”。

(2)注浆法所用的浆液是由主剂(原材料)、溶剂(水或其他溶剂)及各种外加剂混合而成。通常所提的注浆材料是指浆液中所用的主剂。外加剂可根据在浆液中所起的作用，分为固化剂、催化剂、速凝剂、缓凝剂和悬浮剂等。注浆材料有很多，其中，水泥浆材是以水泥浆液为主的浆液，适用于岩土加固，是国内外常用的浆液。

(3)在地基处理中，注浆工艺所依据的理论主要可分为渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆和电动化学注浆四类;其应用条件见表2K313023。

(4)注浆设计包括注浆量、布孔、注浆有效范嗣、注浆流量、注浆压力、浆液配方等主要工艺参数，没有经验可供参考时，应通过现场试验确定上述工艺参数。

(5)注浆加固土的强度具有较大的离散性·加固区的检验宜采用静力触探法，检验点数应满足相关规范要求。

(二)深层搅拌法

(1)深层搅拌法适用于加固饱和黏性土和粉土等地基。它利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基土强度和增大变形模量。根据固化剂掺入状态的不同，它可分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌两种。前者是用浆液和地基土搅拌，后者是用粉体和地基土搅拌。目前，喷浆型湿法深层搅拌机械在国内常用的有单、双轴、三轴及多轴搅拌机，喷粉搅拌机目前仅有单轴搅拌机一种机型。加固土有止水要求时，宜采用浆液搅拌法施工。

(2)水泥土搅拌法加固软土技术具有其独特优点：

1)最大限度地利用了原土。

2)搅拌时无振动、无噪声、无污染，可在密集建筑群中进行施工，对周围原有建筑物及地下沟管影响很小。

3)根据上部结构的需要，可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固形式。

4)与钢筋混凝土桩基相比，可节约钢材并降低造价。

(3)深层搅拌法施工步骤由于湿法和干法的施工设备不同而略有差异，具体见图

2K313023-2、图2K313023-3。其主要步骤应为：

1)搅拌机械就位、调平。

2)预搅下沉至设计加固深度。

3)边喷浆(粉)、边搅拌提升直至预定的停浆(灰)面。

4)重复搅拌下沉至设计加固深度。

5)根据设计要求，喷浆(粉)或仅搅拌提升直至预定的停浆(灰)面。

6)关闭搅拌机械。

在预(复)搅下沉时，也可采用喷浆(粉)的施工工艺，但必须确保全桩长上下至少再重复搅拌一次。

(4)采用深层搅拌法提高被动区土体抗力，又无法在紧贴围护墙体的位置形成固结体时，须采用注浆等辅助加固措施，对中间未加固的土体进行填充加固。

(5)采用深层搅拌法加固基坑内侧深层地基时，应注意施工对加固区上部土体的扰动，必要时采用低掺入比的水泥对加固区上部土体进行加固。

(三)高压喷射注浆法

(1)高压喷射注浆法对淤泥、淤泥质土、流塑或软塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基都有良好的处理效果，但对于硬黏性土，含有较多的块石或大量植物根茎的地基，因喷射流可能受到阻挡或削弱，使冲击破碎力急剧下降，造成切削范围小或影响处理效果。对于含有过多有机质的土层，其处理效果取决于固结体的化学稳定性。鉴于上述几种土的组成复杂、差异悬殊，高压喷射注浆处理的效果差别较大，应根据现场试验结果确定其适用程度。对于湿陷性黄土地基，也应预先进行现场试验。

(2)高压喷射有旋喷(固结体为圆柱状)、定喷(固结体为壁状)、和摆喷(同结体为扇状)等三种基本形状，它们均可用下列方法实现(见图2K313023-4)：

1)单管法：喷射高压水泥浆液一种介质。

2)双管法：喷射高压水泥浆液和压缩空气两种介质。

3)三管法：喷射高压水流、压缩空气及水泥浆液三种介质。

由于上述三种喷射流的结构和喷射的介质不同，有效处理长度也不同，以j三管法最长，双管法次之，单管法最短。实践表明，旋喷形式可采用单管法、双管法和三管法中的任何一种方法。定喷和摆喷注浆常用双管法和三管法。

(3)高压旋喷桩加固体的有效直径或范围应根据现场试验或工程经验确定。当用于止水帷幕时，加固体的搭接应大于750px。

(4)高压喷射注浆的施工参数应根据土质条件、加固要求通过试验或根据工程经验确定，并在施工中严格加以控制。单管法及双管法的高压水泥浆和三管法高压水的压力应大于20MPa。高压喷射注浆的主要材料为水泥，对于无特殊要求的工程，宜采用强度等级为42.5级及以上的普通硅酸盐水泥。根据需要可加入适量的外加剂及掺合料。外加剂和掺合料的用量，应通过试验确定。水灰比通常取0.8～1.5，常用为1.0。

(5)高压喷射注浆的全过程为钻机就位、钻孔、置人注浆管、高压喷射注浆和拔出注浆管等基本工序。泵及空压机的压力、流量、水灰比及提升速度等施工参数一经确定后应严格执行，并应保证钻孔的垂直度。施工结束后应立即对机具和孔口进行清洗。在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆异常时，应查明原因并及时采取措施。

(6)高压喷射注浆加固的检验，应根据工程要求有所区别。用于基坑侧壁挡水时，应做好开挖期间的监测，准备好应对局部渗漏的堵漏措施。

(四)加固体水泥掺量与加固体强度

在采用上述各种施工方法加固土体前，应根据开挖深度和环境保护等级确定加固的固化剂掺量和强度技术指标。加固体材料技术指标，包括加固体材料强度指标(水泥标号)、水泥掺量、加固体龄期、加固体强度等。加固时水泥(固化剂)掺人量，是以每立方米被加固软土所拌的水泥重量计。加固体的强度取决于水泥掺量和龄期，其能掺人土中的固化剂含量因施工工法的不同而有所区别，对水泥固化剂而言，常用的水泥种类为普通硅酸盐水泥、矿渣水泥。基坑土体加同时的固化剂掺量和强度指标，受施工工法的限制.其能掺人土中的固化剂含量因施工工法的不同而有所区别，有关加固工法的水泥掺量及加固体强度一般如下：

(1)注浆加固时水泥掺入量不宜小于120kg/m3，水泥土加固体的28d龄期无侧限抗压强度比原始土体的强度提高2-3倍。

(2)双(单)轴水泥土搅拌桩的水泥掺入量不宜小于230kg/m3，水泥土加固体的28d龄期无侧限抗压强度不宜低于0.6MPa。

(3)三轴水泥土搅拌桩的水泥掺人量不宜小于360kg/m3，水泥土加固体的28d龄期无侧限抗压强度不宜低于0.8MPa。

(4)旋喷加固时水泥掺入量不宜小于450kg/m3，水泥土加固体的28d龄期无侧限抗压强度不宜低于1.0MPa。

上述水泥掺量及其强度的关系不是绝对的，因地层条件和环境保护要求有别。在同化剂种类和掺人量相同的情况下，浆液喷搅时，土的天然含水量越低，加固土的强度越高。此外，不同种类的土在相同的水泥掺人量条件下，两者的加同体强度有差别，但其强度随土中含水量增大而减少的递减率比较接近。对有少量有机质含量和淤泥质黏土层厚度较大的地段及暗浜、杂填土、松散砂、淤泥质土或流塑状土等处，应适当增加水泥掺量，或通过加固试验确定。对重要复杂的基坑工程或基坑比较深且环境保护要求高的基坑工程，应进行现场加固试验确定其适应性，合理确定加固方法和加固强度。

（责任编辑：zyc）

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