本站原创关键词：压力灌浆 膏浆帷幕 地基加固 管袋止浆
一、工程概况
该综合节能技改工程烟囱原设计高度为100m，结构基础采用钢架支撑接构，直径为16m，对差异沉降敏感程度高。场内地层分布为：人工填土层、第四系全新统洪积层和白垩系下统罗镜摊组砂岩层。该场由于地下水含量较丰富，地基开挖施工时又遇到大范围降雨，造成施工周围部分地层出现塌方现象，且采用超挖毛石作为填料进行充填处理，造成了基底结构碾压未达到密实效果。通过基底垫层浇筑后进行的浅层平板荷载试验结果表明，该场地地基承载力特征值较为低下，与工程设计要求的地基承载力特征值250kPa差距较远，无法满足设计要求。
二、加固处理方案
1、原因分析。根据当地地质资料客观分析和结合现场开挖施工情况来看，造成该场地地基承载力低的原因主要有以下几个方面。
（1）细微粒料被水流流动冲刷而产生流失造成地基土体不密实。由于场地地下水含量丰富且地下水较高，导致原地基和回填土部分细小颗粒被水流带走，形成基底架空结构现象。这为地基不密实及基底结构安全质量带来隐患。
（2）超挖毛石作为填料进行充填施工未碾压夯实。经现场勘查发现，原工程施工时现场回填时由于受地质结构、自然环境、气候因素等条件制约和影响，毛石回填部分未采用专门的雅诗机械进行分层碾压夯实。
（3）地基土中含有少粉质黏土夹层。地基土层内含有含夹层，该层为粉质黏土，遇水流渗流等因素影响，承载力特征值仅为130kPa，远远达不到设计标准。
（4）塌方的粉（砂）土未清理干净。地基开挖时由于遭遇连续降雨，部分塌方的粉（砂）土均处于饱和状态，受施工场地等条件限制，塌方的粉（砂）土未清理干净。
2、加固处理方案。
（1）加固处理难点。提高地基承载力的方法主要有换算、改变基础形式及压力灌浆等。受施工场地、工期等限制，分析认为采用压力灌浆较合适该场地的地基加固处理。因为在一定的灌浆压力下，浆液能对周围土体产生挤密作用，提高土体密实度。
1）无盖重。该烟囱地基由于上部结构开挖以达到设计高程，灌浆过程中灌浆无盖重，因此灌浆压力受到影响，所以造成了出现串浆、跑浆以及冒浆现象，灌浆压力达不到要求。
2）地下水丰富。由于场地地下水含量丰富且地下水位高，而与此同时其他施工段正进行抽水作业，导致灌浆施工时浆液被水流带走和稀释。
3）成孔困难。由于持力层为圆砾夹卵石层，钻孔时易塌孔，需要采用可靠的护壁措施。
4）工期紧张。烟囱地基加固处理的施工工期只有12天时间。
（2）加固处理方案。为了解决以上难题，保证灌浆效果，本工程的加固处理方案为：首先在基础的外边线布置一排帷幕灌浆孔，形成封堵帷幕；其次在整个基础上均匀布置灌浆表层孔，以形成灌浆盖重；最后布置两排固结浅孔和一排固结深孔，提高地基承载力，均匀化地层。帷幕孔、盖重表层孔和固结孔均分两序施工。设置帷幕灌浆孔的目的一方面时止水，另一方面是为防止固结灌浆时浆液扩散太远，造成浆液的不必要浪费。
1）灌浆浆液选择。灌浆技术的核心时灌浆材料和其相应的施工工艺，不同的地层需要选用不同的灌浆材料。水泥浆液由于材料来源广，结石体强度高，是最常用的灌浆材料，但对有一定流速的富水地层灌浆，普通水泥浆液易被水流稀释、带走，造成浆材浪费，且不能形成有效的止水帷幕。
水泥膏浆是在水泥浆中掺入大量的黏土、膨润土、粉煤灰等掺合料而构成的低水灰比的膏状浆液，其基本特征是浆液的初始剪切屈服强度尅克服浆液本身重力的影响，具有自堆积性、抗水流冲释性和触变性，可防止浆体流失过远，减少浆材的不必要浪费。但普通水泥膏浆中膨润土等掺合料用量大，有些地方无合适掺合料，且需要专门的泥浆制浆设备，施工工艺复杂。本工程的帷幕灌浆防渗拟采用掺外加剂的新型水泥膏浆，外加剂的掺量为水泥量的1%～3%，直接添加到水泥浆液中制成膏浆，施工工艺简单。
2）灌浆孔布置。为保证整体灌浆效果，灌浆孔沿着烟囱基础均匀不满，目的是通过钻孔灌浆提高地基的整体承载力，均化地层，可根据实际灌浆情况适当调整孔位布置。
3）灌注工艺。采用自下而上、分段、纯压式灌浆方法，其工艺流程为：钻孔至设计孔深（跟管）→安装灌浆盖头→灌注第一段→达到结束标准后，向上拔套管0.5m→灌注下一段、、、、、、灌注最上一段→封孔→下一孔。
4）钻孔。为防止钻进过程中的塌孔，采用风动钻机跟管钻进成孔，孔径110mm。
5）灌浆次序。先进性膏浆帷幕孔灌浆，待形成有效的防渗帷幕后再进行盖重表层孔灌溉，最后进行固结灌浆。灌浆时先灌注外周孔，再灌内周孔。在同一圆孔中，先灌注I序孔，再灌注II序孔。
6）盖重表层孔止浆。该工程设计处理的关键是要形成有效的灌浆盖重。为此，在固结灌浆前先进源于：毕业设计论文格式www.808so.com
性盖重表层灌浆，通过对水泥浆液的挤密、劈裂及与土体的交接的方法形成灌浆的有效盖重。盖重表层孔的止浆技术将直接影响到灌浆盖重的形成，而由于被灌土体为散粒体，一般的灌浆塞不能满足要求。为此，参考借鉴了裸露岩体的孔口止浆工艺，采用管袋孔口止浆技术，将管袋加工成直径140mm，长度0.6m的孔口止浆塞。
7）结束标准。原则上采用控制灌浆压力和灌浆量的双限标准控制，以充分体现加固和匀化地基的目的；如果地面产生较严重有害抬动和出现裂缝扩散等现象，在采取降压限制灌浆量等措施无效后，必须立即停止灌浆，等待已灌浆液凝固后在其灌浆施工段附近重新钻孔进行补充灌浆，进行补充灌浆时也应注意对原有钻孔孔位及结构层的影响。
8）抬动观测。在采取灌浆施工过程中对结构物进行抬动观测，以便记录和实时掌握灌浆过程中被灌地层的结构变化以及抬动情况，如一经发现有抬动现象且判定为对结构层的有害抬动，应立即采取措施保持灌浆压力的稳定，必要时应减小灌浆压力以防止结构层坍塌，如果现场抬动现象严重，应立即停止灌浆施工作业，结束这一施工段的灌浆工作，待其结构层内已有浆液凝固硬化后再进行补充灌浆。
三、结束语
对于无盖重且地下水丰富的地基灌浆加固工程，采用“膏浆帷幕封堵、表层孔灌浆形成盖重，最后固结灌浆”的处理方案是可行的，采用跟管钻进、一次性成孔、自下而上分段灌浆的施工工艺合理、可靠，保证了灌浆处理效果，可为类似工程提供给参考和借鉴作用。