淺談地基基礎施工與塌陷地基加固技術

1.王勝堯      2.王水成

1,河南名門地產（平頂山）有限公司  

2.中國平煤神馬能源化工集團天宏焦化公司   河南  平頂山  467000

 

摘要：本文通過對軟地基的危害進行闡述，對礦區地基軟臥層換土處理工藝以及造成塌陷后的注漿加固處理技術進行分析，以資參考。

關鍵詞：地基基礎；軟臥層；塌陷；注漿加固。

對于煤礦塌陷區而言，地基處理有著至關重要的基礎作用，而在地基處理中施工過程的控制及施工方法的好壞又起著關鍵的作用。目前，在對地基軟基處理的過程中有多種處理的措施，其中最主要的有基底開挖換土法、砂礫墊層法、拋石擠淤法以及水泥深層攪拌樁這幾種處理的方法。同時，如果有出現塌陷的區域，必須進行注漿加固。

一、地形、地貌

“怡購城”項目位于平煤七礦塌陷區地基范圍內，由于多年的淤泥沉積，雨水沖刷，大部分地基存在軟基，其土質為淤泥土，屬湖灘沉積類型，根據鉆探揭露結果，場地20.0m勘探深度內地層按其成因類型、巖性及工程地質特性將其劃分為5個工程地質單元層，現分述如下：第⑴雜填土：雜色,稍濕～濕,松散,以粉質粘土為主,含建筑垃圾、卵石及生活垃圾等。第⑵層粉質粘土；第⑶層粉質粘土；第⑷層質粘土；第⑸層粘土的地質條件施工范圍地層由上至下依次展開。由于完全為稠度穩定的泥炭在泥沼內的充滿物，屬第一類泥沼，其土質溫度在0℃以上，不論含水量多少，深為2m的試坑，能保持垂直邊坡5d不發生變形。

二、軟基處理的方法

根據上述對軟土性質及地貌、地形的描述，在施工中結合本標段的實際，采用以下4種方法處理軟基。

（一）、基底開挖換土法

此法是部分或全部挖去軟弱土，用良好土換掉淤泥、軟土的方法，在由于其表層為易于排水施工取材方便且無硬殼、淤泥土、層厚沒有超過3m，所以進行開挖后，保證減小沉降量與填土的穩定。

1、開挖方式

a)由于其平均深度為1.9m，所以分別用挖掘機、人工和推土機將軟弱土清運至地基范圍外,并通過運土車運輸到政府有關部門指定的垃圾場。

b)全部清除地基坡腳范圍以內的軟土，開挖邊部呈臺階狀再進行回填；將地基坡腳(含護坡道）范圍內穿過沼澤地的地段軟土清除，如圖1。

 

圖1 地基開挖

2、泥沼基底的換填

a)采用部分挖填的方法，在高度小于3m的地段，換填深度需超過2 m，橫向換填底寬應等于地基面寬。

b)高度大于3m的地段，沒有進行挖除。

c)采用齒墻式的斷面，在表面淤泥干裂地段，即對兩側挖除基底的淤泥(每邊挖3 m寬)，用砂礫換填。

d)在陡于1:10的淤泥橫向坡度地段，進行整平處理。

3、填筑及壓實

b) 按照一般填筑方式在兩側沼澤與地基完全隔離的地段，進行了填筑，分層碾壓著重控制好碾壓遍數、含水量、護道坡、邊坡的密實程度及碾壓方式，與泥沼之間做好邊溝的排水，確保不會受到凍害和水毀。

c)在不能完全隔離兩側沼澤與地基的地段，由于對地基底部軟土進行清除后，缺乏砂礫材料，所以用砂石料設置透水性在一部分底面。

（二）、砂礫墊層法

砂礫墊層法是鋪砂墊層在基底，在自重的壓力作用下，使軟土中的水分加速固結和排水，對基底的淤泥強度進行提高，從而鋪設密實穩定的地基。

1、鋪筑形式

a）排水砂礫墊層

當D-02地塊北施工區，清理修整底部的原地面后，因本區有3~4 m之間高度，根據軟土層的壓縮性和厚度，這段鋪設厚度為1.0m的砂礫墊層，如圖2。

b)換砂礫墊層

當D-02地塊南施工區，以砂礫石墊層代替需要挖除表層軟土的一部分，根據橫向坡度及軟土厚度大小等情況確定挖除數量及范圍。

2、砂礫墊層材料的要求

采用了天然級配砂礫填料作為砂礫墊層材料，礫石最大粒徑小于50 mm，強度為四級。

 

 

（三）、拋石擠淤法

此法是從中部向兩側在地基底拋投一定數量的片石，是一種強迫換土形式而將淤泥擠出地基的范圍以外。此法施工無須清淤和抽水，簡便易行。

1、施工要求

a)在施工前，要排除的軟土(淤泥)的面積、深度進行測量，計算排淤量，換算出拋石密實程度、數量，拋石頂部要與淤泥層齊平或稍高。 設計坡腳寬度小于拋石層基腳寬度，應用較小石塊填塞墊平，在片石拋出水面后，表面平整，碾壓密實，頂部設置隔離層或不透水層，然后分層填筑。

b)在比兩側淤泥層高度低的拋石層地段，設置塊(片)石護坡于坡腳，并進行壓實在拋投片石頂部，整平后設置0.10m厚砂礫層和0.10m厚碎石層。

c)在平坦的軟土底地層地段，逐漸進行拋石從地基中部向兩側，從兩旁將淤泥擠出。

（四）、水泥深層攪拌樁

   水泥深層攪拌樁是作為固化劑的是水泥，在地基深處通過深層攪拌機械將固化劑和軟土強制拌和均勻，使軟土與水泥發生反應，增加地基密實度，形成水泥土加固體，提高地基復合承載力。

1、施工前的準備工作

一是做好場地排水，場地平整，清除雜草樹根，高低不平處同填，壓地機壓實，方便機械設備的施工；二是根據施工設計圖，測量放樣，放樣每根樁樁位，撒上石灰，打上竹釘，做好標志；三是攪拌機安裝調試，對準測量放樣的竹釘在攪拌機鉆桿中心，確保偏差小于1%的垂直度；四是檢查輸送設備及水泥漿制作。施工前切實做好準備工作，按確定的施工工藝流程。

2、正式施工

   確定的施工工藝參數、工藝流程根據室內配方試驗確定的成樁試驗和水泥摻入量，正式組織施工。采用二噴四攪工藝進行攪拌樁的施工，鉆進地層時為避免深層攪拌機堵塞噴漿口，在鉆進正循環到加固深度設計前，注漿泵鉆進速度V＞1.2m/min，以0.1Mpa＜p＜0.2Mpa的壓力噴漿。正式噴漿增加注漿泵壓力0.2Mpa＜P＜0.4Mpa的壓力，當鉆進到設計加固深度后，同時反向工序提鉆至工作面，提鉆速度0.6m/min＜V＜0.8m/min。關閉注漿泵，到設計加固深度的正循環重復攪拌，鉆進速度V＜1Dm/min并重復攪拌。以0.2Mpa＜P＜0.4Mpa的壓力重復噴漿，打開注漿泵，同時反向工序提鉆至工作面， 0.6Mpa＜P＜0.8Mpa的提鉆速度。樁身施工完畢，關閉深層攪拌機和注漿泵，并移動到下一根樁工作面。

三、塌陷地基加固技術

   對于塌陷地基的加固處理技術的確定，首要先要對現場的地基下沉情況進行勘察，然后根據勘察的實際情況在進行加固處理工藝的選擇，以下就較為常見且非常有效的壓力注漿法進行闡述。

（一）、方案實施前，首先標注和測量原始水準點，加固過程中便于控制附加沉降，并做好觀測記錄。鉆孔采用無水干鉆法，先進行試注孔施鉆，注漿時澆注試注孔，探明各類巖層的注量大小及可注性，為注漿工藝提供參考性數據。

（二）、設計要求注漿實施按照外圍孔注漿→內部孔注漿→條形混凝土基礎加強注漿的順序進行。

（三）、鉆孔時，先鉆直孔，將直孔鉆探情況作為進一步完善加固措施的依據;再通過對斜孔進行調整和補充，保證注漿與錨桿粘結能夠有效發揮作用。

（四）、采用多次加密循環注漿法、帷幕注漿技術等多種技術相結合的施工措施。注漿順序為先淺后深，先西南后東北。注漿壓力均達到0.4-0.5MPa來防止附加沉降，采取跳躍和分層施注，邊注漿邊觀察各類巖層注漿過程中有無滑移跡象，便于施工中采取相應技術措施。

(五)、嚴格按操作規程進行，漿液配合比為，水泥:水:水玻璃=1:0.7:0.03。漿液配制嚴格按照配合比規定及填料順序進行，不允許違規作業，漿液攪拌必須達到濃度均勻，開始邊攪拌邊排漿，排漿時攪拌機不能停機，攪拌漿液必須一次配料，排一次漿，排完后再行配料、再排漿，周而復始，嚴格禁止邊排漿、邊填料、邊攪拌。

（六）、按照壓力注漿法的特殊性，施工中可能出現少量的附加下沉，本次注漿特別注意了施工過程中對附加下沉的控制:1)采用分層少量多次的注入方法；2)采用遠距離跳躍注漿法；3)適當延緩注漿周期，以確保注漿飽和，注漿過程中樓體穩定。

結束語

通過對地基軟臥層的處理技術以及塌陷區域的注漿加固處理工藝，能夠最大程度的改善地基基礎環境，以保證工程的施工質量以及礦區的正常生產。

參考文獻

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[2]高峰,韓明玉. 淺談地基基礎施工技術建筑中的探討[J]. 科技致富向導,2011,30:409.