浅谈地基基础施工与塌陷地基加固技术

本帖最后由 csccbjs 于 2015-6-17 19:34 编辑

关键词：地基基础；软卧层；塌陷；注浆加固。
对于煤矿塌陷区而言，地基处理有着至关重要的基础作用，而在地基处理中施工过程的控制及施工方法的好坏又起着关键的作用。目前，在对地基软基处理的过程中有多种处理的措施，其中最主要的有基底开挖换土法、砂砾垫层法、抛石挤淤法以及水泥深层搅拌桩这几种处理的方法。同时，如果有出现塌陷的区域，必须进行注浆加固。
一、地形、地貌
“怡购城”项目位于平煤七 矿塌陷区地基范围内，由于多年的淤泥沉积，雨水冲刷，大部分地基存在软基，其土质为淤泥土，属湖滩沉积类型， 根据钻探 揭露 结果，场地 20 .0m勘探深度内地层 按其成因类型、岩性及工程地质特性将其划分为 5 个工程地质单元层，现分述如下： 第⑴ 杂填土： 杂色,稍湿～湿,松散,以粉质粘土为主,含建筑垃圾、卵石及生活垃圾等。 第⑵ 层粉质粘土； 第⑶ 层粉质粘土； 第⑷ 层质粘土； 第⑸ 层粘土 的地质条件施工范围地层由上至下依次展开。由于完全为稠度稳定的泥炭在泥沼内的充满物，属第一类泥沼，其土质温度在0℃以上，不论含水量多少，深为2m的试坑，能保持垂直边坡5d不发生变形。
二 、 软基处理的方法
根据上述对软土性质及地貌、地形的描述，在施工中结合本标段的实际，采用以下4种方法处理软基。
（一）基底开挖换土法
此法是部分或全部挖去软弱土，用良好土换掉淤泥、软土的方法，在由于其表层为易于排水施工取材方便且无硬壳、淤泥土、层厚没有超过3m，所以进行开挖后，保证减小沉降量与填土的稳定。
1、开挖方式
a)由于其平均深度为1.9m，所以分别用挖掘机、人工和推土机将软弱土清运至地基范围外,并通过运土车运输到政府有关部门指定的垃圾场。
b)全部清除地基坡脚范围以内的软土，开挖边部呈台阶状再进行回填；将地基坡脚(含护坡道）范围内穿过沼泽地的地段软土清除，如图1
2、泥沼基底的换填
a)采用部分挖填的方法，在高度小于3m的地段，换填深度需超过2 m，横向换填底宽应等于地基面宽。
b)高度大于3m的地段，没有进行挖除。
c)采用齿墙式的断面，在表面淤泥干裂地段，即对两侧挖除基底的淤泥(每边挖3 m宽)，用砂砾换填。
d)在陡于1:10的淤泥横向坡度地段，进行整平处理。
3、 填筑及压实
b) 按照一般填筑方式在两侧沼泽与地基完全隔离的地段，进行了填筑，分层碾压着重控制好碾压遍数、含水量、护道坡、边坡的密实程度及碾压方式，与泥沼之间做好边沟的排水，确保不会受到冻害和水毁。
c)在不能完全隔离两侧沼泽与地基的地段，由于对地基底部软土进行清除后，缺乏砂砾材料，所以用砂石料设置透水性在一部分底面。
（二）砂砾垫层法
砂砾垫层法是铺砂垫层在基底，在自重的压力作用下，使软土中的水分加速固结和排水，对基底的淤泥强度进行提高，从而铺设密实稳定的地基。
1、铺筑形式
a）排水砂砾垫层
当D-02地块北施工区，清理修整底部的原地面后，因本区有3~4 m之间高度，根据软土层的压缩性和厚度，这段铺设厚度为1.0m的砂砾垫层，如图2。
b)换砂砾垫层
当D-02地块南施工区，以砂砾石垫层代替需要挖除表层软土的一部分，根据横向坡度及软土厚度大小等情况确定挖除数量及范围。
2、砂砾垫层材料的要求
采用了天然级配砂砾填料作为砂砾垫层材料，砾石最大粒径小于50 mm，强度为四级。



（三）、抛石挤淤法
此法是从中部向两侧在地基底抛投一定数量的片石，是一种强迫换土形式而将淤泥挤出地基的范围以外。此法施工无须清淤和抽水，简便易行。
1、施工要求
a)在施工前，要排除的软土(淤泥)的面积、深度进行测量，计算排淤量，换算出抛石密实程度、数量，抛石顶部要与淤泥层齐平或稍高。
设计坡脚宽度小于抛石层基脚宽度，应用较小石块填塞垫平，在片石抛出水面后，表面平整，碾压密实，顶部设置隔离层或不透水层，然后分层填筑。
b)在比两侧淤泥层高度低的抛石层地段，设置块(片)石护坡于坡脚，并进行压实在抛投片石顶部，整平后设置0.10m厚砂砾层和0.10m厚碎石层。
c)在平坦的软土底地层地段，逐渐进行抛石从地基中部向两侧，从两旁将淤泥挤出。
（四）水泥深层搅拌桩
水泥深层搅拌桩是作为固化剂的是水泥，在地基深处通过深层搅拌机械将固化剂和软土强制拌和均匀，使软土与水泥发生反应，增加地基密实度，形成水泥土加固体，提高地基复合承载力。
1、施工前的准备工作
一是做好场地排水，场地平整，清除杂草树根，高低不平处同填，压地机压实，方便机械设备的施工；二是根据施工设计图，测量放样，放样每根桩桩位，撒上石灰，打上竹钉，做好标志；三是搅拌机安装调试，对准测量放样的竹钉在搅拌机钻杆中心，确保偏差小于1%的垂直度；四是检查输送设备及水泥浆制作。施工前切实做好准备工作，按确定的施工工艺流程。
2、正式施工
确定的施工工艺参数、工艺流程根据室内配方试验确定的成桩试验和水泥掺入量，正式组织施工。采用二喷四搅工艺进行搅拌桩的施工，钻进地层时为避免深层搅拌机堵塞喷浆口，在钻进正循环到加固深度设计前，注浆泵钻进速度V＞1.2m/min，以0.1Mpa＜p＜0.2Mpa的压力喷浆。正式喷浆增加注浆泵压力0.2Mpa＜P＜0.4Mpa的压力，当钻进到设计加固深度后，同时反向工序提钻至工作面，提钻速度0.6m/min＜V＜0.8m/min。关闭注浆泵，到设计加固深度的正循环重复搅拌，钻进速度V＜1Dm/min并重复搅拌。以0.2Mpa＜P＜0.4Mpa的压力重复喷浆，打开注浆泵，同时反向工序提钻至工作面， 0.6Mpa＜P＜0.8Mpa的提钻速度。桩身施工完毕，关闭深层搅拌机和注浆泵，并移动到下一根桩工作面。
三、塌陷地基加固技术
对于塌陷地基的加固处理技术的确定，首要先要对现场的地基下沉情况进行勘察，然后根据勘察的实际情况在进行加固处理工艺的选择，以下就较为常见且非常有效的压力注浆法进行阐述。
（一）方案实施前，首先标注和测量原始水准点，加固过程中便于控制附加沉降，并做好观测记录。钻孔采用无水干钻法，先进行试注孔施钻，注浆时浇注试注孔，探明各类岩层的注量大小及可注性，为注浆工艺提供参考性数据。
（二）设计要求注浆实施按照外围孔注浆→内部孔注浆→条形混凝土基础加强注浆的顺序进行。
（三）钻孔时，先钻直孔，将直孔钻探情况作为进一步完善加固措施的依据;再通过对斜孔进行调整和补充，保证注浆与锚杆粘结能够有效发挥作用。
（四）采用多次加密循环注浆法、帷幕注浆技术等多种技术相结合的施工措施。注浆顺序为先浅后深，先西南后东北。注浆压力均达到0.4-0.5MPa来防止附加沉降，采取跳跃和分层施注，边注浆边观察各类岩层注浆过程中有无滑移迹象，便于施工中采取相应技术措施。
(五) 严格按操作规程进行，浆液配合比为，水泥:水:水玻璃=1:0.7:0.03。浆液配制严格按照配合比规定及填料顺序进行，不允许违规作业，浆液搅拌必须达到浓度均匀，开始边搅拌边排浆，排浆时搅拌机不能停机，搅拌浆液必须一次配料，排一次浆，排完后再行配料、再排浆，周而复始，严格禁止边排浆、边填料、边搅拌。
（六）按照压力注浆法的特殊性，施工中可能出现少量的附加下沉，本次注浆特别注意了 施工过程中对附加下沉的控制:1)采用分层少量多次的注入方法；2)采用远距离跳跃注浆法；3)适当延缓注浆周期，以确保注浆饱和，注浆过程中楼体稳定。
结束语
通过对地基软卧层的处理技术以及塌陷区域的注浆加固处理工艺，能够最大程度的改善地基基础环境，以保证工程的施工质量以及矿区的正常生产。
参考文献
[1] 李英姿.气泡混合轻质土在加固软土地基中的应用[J].岩土工程界，2008(04).
[2]高峰,韩明玉. 浅谈地基基础施工技术建筑中的探讨[J]. 科技致富向导,2011,30:409.