摘要:郭家河煤礦施工措施井設(shè)備基礎(chǔ)由于地基承載力不夠和黃土沉陷性出現(xiàn)沉降開裂,本文通過采用高壓噴射注漿(旋噴注漿方法)和靜壓注漿(劈裂注漿方法)復(fù)合技術(shù)進(jìn)行治理,治理后的基礎(chǔ)沉降得到有效的控制。在后期的沉降觀測中,說明通過該方案處理的基礎(chǔ)沉降,在11天后基礎(chǔ)沉降趨于平穩(wěn)。
關(guān)鍵詞:基礎(chǔ)加固旋噴注漿加固技術(shù) 沉降開裂
中圖分類號:TM641文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)06(b)-0000-00
引言
郭家河煤礦位于陜西省寶雞市麟游縣天堂鎮(zhèn)塬子坪村,其風(fēng)井工業(yè)廣場在建工程包括通風(fēng)機(jī)房、回風(fēng)立井、施工措施井、變電室、控制室、制氮車間、空壓機(jī)房等建(構(gòu))筑物,基礎(chǔ)形式分別為鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和素混凝土條形基礎(chǔ),目前其絞車基礎(chǔ)、穩(wěn)車基礎(chǔ)及其井架基礎(chǔ)均出現(xiàn)了不同程度的沉降和開裂。措施立井3.5m絞車、穩(wěn)車群基礎(chǔ)、風(fēng)井北部穩(wěn)車基礎(chǔ)、措施立井西側(cè)2個井架腿基礎(chǔ)沉降開裂較嚴(yán)重,經(jīng)觀測,5天內(nèi)最大沉降達(dá)88mm,設(shè)備基礎(chǔ)開裂裂縫寬度最大達(dá)20mm以上,且有繼續(xù)發(fā)展趨勢,若不采取措施及時(shí)加固處理,破壞程度將進(jìn)一步加重,將會給后期的繼續(xù)施工及其安全造成嚴(yán)重的威脅。
1 場地巖土工程條件
整個場地地基由黃土和填土組成,屬于不均勻地基,黃土濕陷性等級為Ⅰ級,為非自重濕陷性黃土場地。具體見表1。①層:回填土,處于松散狀態(tài),性質(zhì)不均勻,厚度及密度變化大,堆積時(shí)間短,工程性質(zhì)差,具有濕陷性,高壓縮性,承載力低,不能作為建筑物地基持力層,若作為建筑物持力層,其容易導(dǎo)致建筑物基礎(chǔ)的不均勻沉降。②層:黃土,中壓縮性,強(qiáng)度高,可作為一般建筑物的地基持力層。
2 基礎(chǔ)沉降破壞原因分析
根據(jù)基礎(chǔ)的沉降破壞特征結(jié)合地層的工程地質(zhì)性質(zhì),初步分析郭家河煤礦風(fēng)井工業(yè)廣場基礎(chǔ)產(chǎn)生沉降和破壞的原因主要是地基承載力不夠和黃土濕陷性造成的,其主要表現(xiàn)在以下幾個方面:①該工業(yè)廣場自然地面起伏很大,場地平整時(shí),場地北部東側(cè)地段為切方,其余大部分為填方,且填方厚度極大,從地基土組成來看,填土和黃土性質(zhì)差異極大且層位起伏很大,東部切方區(qū)局部為黃土地基,其余大部分為填土地基,場地地基屬于不均勻地基,其基礎(chǔ)形式不宜采用天然地基,而目前的基礎(chǔ)大部分位于這種不均勻天然地基上。②目前發(fā)生明顯沉降及破壞的基礎(chǔ)西側(cè)是填土形成的松散邊坡,由于邊坡臨空面的存在,為基礎(chǔ)地層發(fā)生側(cè)向位移提供了空間條件,很容易使得基礎(chǔ)在重力作用下發(fā)生側(cè)向位移。③該場地為非自重濕陷性黃土場地,濕陷性等級為Ⅰ級,黃土濕陷性也是造成該場地基礎(chǔ)發(fā)生沉降變形的原因之一。
3 加固方案
針對設(shè)備基礎(chǔ)不均勻地基和非自重濕陷性黃土可以采用靜壓注漿加固方案,以提高原基礎(chǔ)地基承載力、消除黃土濕陷性。針對設(shè)備基礎(chǔ)周邊不均勻地基、非自重濕陷性黃土及現(xiàn)有邊坡臨空面對設(shè)備基礎(chǔ)產(chǎn)生的不良作用,采用高壓旋噴注漿形成重力式擋墻的處理方案,以限制基礎(chǔ)發(fā)生側(cè)向位移并提高廣場地基承載力、消除黃土濕陷性。靜壓注漿鉆孔間距1.2m,梅花形布置,注漿壓力0.3MPa,水灰比1:1,漿液流量30~40L/min;高壓旋噴注漿采用三重管法,鉆孔間距1.2m,梅花型布置,注漿壓力38MPa,水灰比0.6:1,提升速率不大于8cm/min,水泥摻量不小于500kg/m。注漿材料采用普通硅酸鹽水泥,可添加少量加快固結(jié)速度的外加劑。靜壓注漿孔和高壓旋噴注漿孔深度均約8~10m,并進(jìn)入②層土不少于1m。具體方案平面布置見圖1~6。施工順序先基礎(chǔ)底部靜壓注漿施工,后高壓旋噴注漿施工;基礎(chǔ)底部靜壓注漿施工先外后里;高壓旋噴注漿施工由西側(cè)向東側(cè)逐排施工。
4 施工中關(guān)鍵技術(shù)
(1)減少孔口冒漿,提高注漿效果。選取適當(dāng)?shù)奶坠茏髯o(hù)壁管,在灌漿前將它下至孔口下1~2m深處,以防止孔口塌落,減少孔口冒漿,而且更重要的是頂部漿液壓力由護(hù)壁管承擔(dān),以推遲或防止地基表面劈裂,起到“內(nèi)劈外不劈”的作用,使?jié){液在地基內(nèi)處于封閉狀態(tài),因而可施加較大的灌漿壓力,促使?jié){液析水固結(jié);同時(shí)當(dāng)孔口壓力消失后,地基頂部所產(chǎn)生的回彈壓力較大,有利于提高漿液的固結(jié)速率和漿體的密實(shí)度。施工過程中證明,下護(hù)壁管使注漿影響范圍上下基本一致,效果較好,否則,地基表面很快被劈裂,不但孔口壓力無法施加,而且孔口冒漿非常嚴(yán)重。(2)消除凝結(jié)體頂部凹穴。當(dāng)采用水泥漿液進(jìn)行高壓旋噴時(shí),在漿液與土攪拌混合后的凝固過程中,由于漿液析水作用,一般均有不同程度的收縮,造成在凝結(jié)體頂部出現(xiàn)一個凹穴,凹穴的深度隨土質(zhì)、漿液的析出性、凝結(jié)體的直徑和旋噴樁長等因素而不同,一般深度在 0.3~1.0m 之間。這種凹穴現(xiàn)象,對于地基加固是極為不利的,必須采取措施予以消除。采用兩次注漿的方法較為有效,即旋噴注漿完成后,凝結(jié)體的頂部與構(gòu)筑物基礎(chǔ)的底部之間有間隙,在原旋噴孔位上,進(jìn)行第二次注漿,漿液應(yīng)為不收縮或具有膨脹性的材料。(3)鉆孔時(shí)如遇塌孔可視情況分段灌漿。即在塌孔時(shí)先灌上段,漿材初凝后再鉆掃孔,向下鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度,并進(jìn)行下一段灌漿。
5 效果分析
經(jīng)過一個月施工,措施井設(shè)備基礎(chǔ)沉降和開裂得到有效控制。施工結(jié)束后進(jìn)行了1個月的變形監(jiān)測,11天后沉降趨于穩(wěn)定。監(jiān)測數(shù)據(jù)見圖。
6 結(jié)論
通過郭家河煤礦施工措施井設(shè)備基礎(chǔ)沉降災(zāi)害采用高壓旋噴注漿和靜壓注漿相結(jié)合的方法,基礎(chǔ)的沉降災(zāi)害得到有效的控制,在后期的沉降觀測中,說明通過該方案處理的基礎(chǔ)沉降,在11天后基礎(chǔ)沉降趨于平穩(wěn)。
?、佟咀髡吆喗椤浚簞⒑槿A(1976—),男,畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)巖土工程專業(yè),主要從事巖土工程、工程管理等