地基基础加固注浆
注浆加固法(grouting)是利用液压、气压或电化学原理,把某些能因化的浆液注入土体孔隙或岩石裂隙中,将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体,能显着改善土的物理学性能及水理性能的一种加固方法。
注浆法(亦称灌浆法)是由法国工程师1802年首创。随着水泥的发明,水泥注浆法广泛地应用于建筑工程中。1886年出现了化学灌浆法,从此以后,灌浆材料及藻浆技术逐渐得到改进和发展,应用范围也逐渐扩大。现在,注浆法已广泛应用于房屋地基加固与纠偏、铁道公路路基加固、矿井堵漏、坝基防渗、隧道开挖等工程中。工程应用注浆法加固的主要目的如下:
浆液材料
注浆加固中所用的浆液是由主剂(原材料)、溶剂(水或其他溶剂)及各种外加剂混和而成，通常所指的灌浆材料是指浆液中所用的主剂。灌浆材料常分为粒状浆材和化学浆材,而按材料的不同特点又可分为不稳定浆材、稳定浆材、无机化学浆材及有机化学浆材四类。
注浆加固机理
注浆法加固和改良土体主要有以下三种作用
一、化学胶结作用
不论是料状浆材或化学浆材,都具有能产生胶结力
的化学反应,把岩石或土粒粘在一起,从而使岩土的整体
结构得到加强。
二、惰性充填作用
填充在岩石裂隙及土体孔隙中的浆液凝固后,因具有不同程度的刚性和强度而能改变岩层
及土体对外力的反应机制。使岩土的变形受到约束。
三、离子交换作用
浆液在化学反应过程中,某些化学剂能与岩山中的元素进行离子交换,从而形成物理力学性
质更好的物质。
注浆加固设计
注浆加固设计内容主要包括以下几个方面:
一、注浆标准
指设计者要求地基注浆后应达到的质量指标,
随着加固目的和要求的不同而变化。例如对于湿
陷性黄土首先要求消除其湿陷性;而对于杂填土或
软土则要求提高地基承载力和降低压缩性;
二、灌浆材料
包括浆材种类和浆液配方设计;
三、加固范围
包括加固深度/长度和宽度;
四、浆液有效加固半径
指浆液在设计压力下所能达到的藻注孔中心至有效加固体边缘的平均距离;
五、根据浆液有效加固半径和灌浆体设计厚度,确定合理的间距、排距和排数;
六、注浆压力
规定不同深度的允许最大灌浆压力,既要尽可能扩大有效加固半径,又要以不破坏地基或上部
结构为原则。
注浆质量检验
注浆效果评估可通过静力或动力角探试验确定加固土密实度及强度的变化,钻孔取样测定加加固土的抗压强度,开部量测加固体外形尺寸,静载荷试验或浸水载荷试验确定加固土体承载力及湿陷性消除效果等。必要时还可通过钻孔弹性波试验测定加固土体动弹性模量和剪切模量,或用电探法与放射性同位素法测定浆液注入范围等。
基础灌浆加固
当基础由于机械损伤、不均匀沉降或冻胀等原因引起开裂或损坏时，可采用灌浆（亦称注浆)法加固基础 施工时可在基础中钻孔,注浆管的倾角一般不超过60,孔径应比注浆管的直径大2-3mm,在孔内放置直径25mm的注浆管,孔距可取0.5-1.0m。对单独基础每边打孔不应少于2个,浆液可由水泥浆或氧树脂等制成,注浆压力可取0.2-0.6Mpa,当15分钟内水泥浆未被吸收则应停止注浆,注浆的有效直径约为0.6-1.2m。对条形基础施工应沿基础纵向分段进行,每段长度可取2.0-2.5m。对有局部开裂的砖基础,当然也可采用钢筋混凝土梁跨越加固。
加大基础底面
当既有建筑的基础产生裂缝或基底面积不足时,可用混凝土套或钢筋混凝土套加大基础。当原条形基础承受中心荷载时,可采用双面加宽;对单独柱基础加固可沿基础底面四边扩大加固。当原基础承受偏心荷载时,式受相邻建筑基础条件限制、或为不影响室内正常使用时，可用单面加宽基础。当采用混凝土套式钢筋混凝土套时,应注意以下几点施工要求:
一、为使新旧基础牢固联结,在灌注混凝土前应将原基础凿毛并刷洗干净,再涂一层高标号水泥砂浆,沿基础高度第隔一定距离应设置锚固钢筋;也可在墙脚式圈梁钻孔穿钢筋,再用SW2100植筋胶填满,穿孔钢筋须与加固筋焊牢。
二、对加套的混凝土或钢筋混凝土的加宽部分，其地上应铺设的垫料及其厚度，应与原基础垫层的材料及厚度相同,使加套后的基础与原基础的基底标高和应力扩散条件相同和变形协调;
三、对条形基础应按1.5-2.0m划分成许多单独区段，分别进行分批、分段、间隔施工，决不能在基础全长挖成连续的坑槽和使全长上地基暴露过久，以免导致地基土浸泡软化，使基础随之产生很大的不均匀沉降。
基础加深
如经验算原地基承载力和变形不能满足规范要求时,除了可采用将基底加宽外,尚可将基础落深在较好的新持力层上的托换加固方法。这种托换加固方法国外称为墩式托换(Pier Underpinning),亦有称坑式托盘(Pier Underpinning)。墩式托换基础施工步骤墩式托换适用于土层易于开挖;开挖深度范围内无地下水,或虽地下水但采取降低地下水位措施较为方便者,因为它难以解决在地下水位以下开挖后会产生土的流失问题,所以一般坑深和托换深度一般都不大;既有建筑物的基础最好是条形基础,亦即该基础可在纵向对荷载进行调整起梁的作用。
墩式托换的优点是费用低、施工简便，由于托换工作大部分是在建筑物的外部进行，所以在施工期间仍可使用建筑物。缺点是工期较长；由于建筑物的荷重被置换到新的地基土上，对被托换建筑物而言，将会产生一定附加新的沉降，这是类似于其他托换方法而不能完全避免。
锚杆静压桩
锚杆静压桩是锚杆和静力压桩两项技术匚妙结合而形成的一种桩基施工新工艺,是一项地基加固处理新技术,加固机理类同于打入桩及大型压入桩,受力直接和清晰。但施工工艺既不同于打入桩,也不同于大型压入桩,在对施工条件要求及"文明清洁施工"方面明显优越于打入桩及大型压入桩。其工艺是对需进行地基基础加固的既有建筑物基础上按设计开凿压桩也和锚杆孔,用粘结剂埋好锚杆,然后安装压桩架与建筑物基础连为一体,并利用既有建筑物自重作反力,用千斤顶将预制桩段压入土中,桩段间用硫磺胶泥或焊接连接。当压入深度达到设计要求后,将桩与基础微膨胀混凝土浇注在一起,桩即可受力,从而达到提高地基承载力和控制沉降的目的。既有建筑物地基基础加固采用锚杆静压桩工法,主要可用于托换加固和纠偏加固工程中。工程实躏表明,加固工程中使用该工法与其他工法相比,具有以下明显优点:一、保证工程质量二、做到文明清洁施工三、施工条件要求低四、对既有倾斜的目的特别在完成难度很大的工程中,显示出了无比的优越性。
