壓密注漿技術

2024年2月9日發(作者：令加瓦)

壓密注漿在結構施工完畢情況下地基加固中的應用

一、壓密注漿原理

壓密注漿是利用較高的壓力對土體灌入濃度較大的水泥漿或化學漿液，注漿開始時漿液總是先充填較大的空隙，然后在較大的壓力下滲入土體孔隙。隨著土層孔隙水壓力升高而擠壓土體，直至出現剪切裂縫，產生劈裂，漿液隨之充填裂縫，形成漿脈，使得土體內形成新的網狀骨架結構。漿脈在形成過程中由于占據了土體中一部分空間，加上土層內孔隙被漿液所滲透，從而將土體擠密，構成了新的漿脈復合地基，改善了土體的強度和防滲性能，同時也改變了土體物理力學性質，提高了軟土地基的承載力。

在注漿管端部附近形成的漿泡，當漿泡的直徑較小時，灌漿壓力基本沿鉆孔的徑向擴展。隨著漿泡尺寸的逐漸增大，便產生較大的上抬力而使地面抬動。

壓密注漿常用于中砂地基及粘土地基中，黏土地基中若有適宜的排水條件也可采用。如遇排水困難可能在土體中引起高孔隙水壓力時，這就必須采取很低的注漿速率。壓密注漿可用于非飽和的土體，調整不均勻沉降以及在大開挖或隧道開挖時對鄰近土體進行加固。

圖1 壓密注漿原理圖

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二、壓密注漿施工流程及施工工藝

2.1 施工流程

圖2 壓密注漿施工流程

2.2 施工工藝

壓密注漿采用注漿管人工造孔施工，造孔結束直接注漿，減少了對土體的擾動，注漿管和土體密實接觸，確保能在固定的土層注漿，注漿段高可調，使漿液擴散均勻。本次注漿深度依據地勘報告注漿至回填土底部,實際以地勘報告為準，注漿深度從2.35-4.55m不等。

注漿孔縱橫向距離為@1500*1500mm,采用梅花型布置，且遇承臺、地梁、墻根部位按@1000*1000加密。注漿材料為水泥凈漿，水泥采用普通硅酸鹽32.5級水泥，水灰重量比為1:1~1.5。每米注漿量根據《地基處理手冊》公式

Q?k?v?n?1000

來進行計算確認。

壓密注漿必須遵循一定的順序，一般是先外側再內側，或是從一個方向向另一個方向進行。且注漿應隔孔注漿，這樣更有利于土體整體的擠密，使土體內部壓應力更均勻。

現場應根據注漿壓力和注漿速度及時調整注漿量，在沒有壓力或較小壓力情況下，可適當

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增加注漿量；壓力過高或發生冒漿時，應當立刻停止注漿，待查明原因后方可繼續注漿；如注漿遇到地下暗浜等情況，可能出現連續注漿1小時仍注不滿，此時暫停注漿，等待2-3小時水泥初步硬化后，在此孔附近重新開孔，重新注漿，直至冒漿。

三、主要施工工具及場地

壓密注漿主要施工器械及場地由以下部分組成：泥漿攪拌池、拌漿桶、注漿管、提管機、液壓注漿泵及其他輔助設備。

圖3 注漿管 圖4 液壓提管機

圖5 水泥拌漿桶

圖6液壓注漿泵

四、施工過程及質量控制

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4.1 準備

由于前期拆除的大量腳手架、模板以及機電材料占據場地，現場場地緊張，只能做簡單泥漿池，泥漿池尺寸為2m*2m*1.5m。現場采用挖掘機進行挖掘，并用人工修坡，拌漿桶及液壓注漿泵等設備環繞泥漿攪拌池布置。按每天水泥用量50t儲備水泥，泥漿池周圍配10m*10m水泥堆場。

4.2 施工

4.2.1布置注漿點、計算注漿量

根據現場實際情況布置注漿點，注漿點呈梅花狀布置，間距1.5m。參考地勘報告按照原土標高對現場劃分不同區域，根據不同區域的土層深度控制區域內注漿深度，原則上注漿必須進入持力層20cm。根據建筑物施工情況將點分為普通點以及遇承臺點兩種情況，普通點注漿到設計標高（根據場地起伏約2-5米），遇承臺點注漿到承臺頂（1.4m）。

圖7 分區域在圖紙上標注注漿點

每米注漿量計算：

根據《地基處理手冊》漿液用量Q?k?v?n?1000

v為土的體積，加固深度平均3m，單位體積為3.0。

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e，e為孔隙比，根據地質勘察報告及規范e取1.25

1?ee 則n??0.556

1?en為土的孔隨波逐流率n?k為經驗系數，雜填土和粘土k=0.3-0.5實取0.5

Q?k?v?n?1000?0.5×3×0.556×1000?834(L)

因現場成梅花形布置，孔間距1.5米，故每孔作用面積為0.325m。則每孔每米注漿量

Q?4.2.2 現場施工

施工初始由班組長放線、布置注漿點，并由項目專職質檢員核查注漿點排布方式及間距。直接利用注漿管造孔，注漿管由平板振動機振動下沉。每節注漿管1.2米，按照圖紙給定高度沉管。沉管完成后連接送漿管，每0.5m為一個注漿段，每段注漿量40-50L，每孔注漿量約300L，注漿壓力控制在0.3MPa，流量7～10L/min。注漿時應根據壓力和注漿速度及時調整注漿量，在沒有壓力或壓力較小的情況下，可適當增加注漿量；壓力過高或發生冒漿時，應當立刻停止注漿，待查明原因后方可繼續注漿，實際因部位不同注漿量不同。周圍開始冒漿時，停止注漿，此時由工人拔管0.5米再注漿，如此循環往復直到此孔注漿結束。

2834?0.325?90.35L

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圖8 已建廠房內部破碎地坪、下管注漿管

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圖9 注漿結束漿孔冒漿效果

五、壓密注漿在基礎處理中的優缺點分析

5.1 優點

壓密注漿機械設備較小，場地需求小，在已建工程、室內作業受場地限制的條件下具有較大優勢。并且由于施工簡便，壓密注漿可以迅速進行，適用于搶工期工程。

壓密注漿不僅可以加固房心回填土，對于新建建筑物，當基礎承載力不足時，可通過壓密注漿提高地基承載力；并且對于建筑物不均勻沉降也可通過壓密注漿改善薄弱土層，抬升建筑物，從而減少建筑物的不均勻沉降。

壓密注漿適用范圍廣，而且它的應用規模還在擴大，只要涉及地基處理類的各個領域都可以應用壓密注漿。具體的說壓密注漿適用于砂土、粉土、粘性土、淤泥質土、濕陷性黃土、素填土、以及風化巖等地基。無論在民用建筑、公共建筑、礦山隧道、市政公路等各個方面都有應用。

5.2 缺點

注漿技術雖然已具有豐富的工程實踐經驗，但理論發展從整體來看還遠遠落后于實踐，所以僅憑經驗進行設計與施工，很容易導致工程失敗。目前壓密注漿法還沒有確定的計算公式來

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確定應用壓密注漿即可達到某個固定承載力值的要求。一般當承載力要求較高時，則采用較高的注漿壓力，但注漿壓力太高時，極易發生爆管事故，且注入量也極小；并經檢查，注過漿的土層，漿液呈不規則結塊形狀，這樣在對地基土承載力均勻性要求較高的地坪、某些設備基礎等方面是否適用，還有待進一步研究。

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