表 8.2.2 压力硅化加固半径 渗透系数(m/d) 2~10 10~20 20~50 50~80 土的类型及加固方法 砂土(双液硅化法) 加固半径(m) 0.3~0.4 0.4~0.6 0.6~0.8 0.8~1.0 0.3~0.4 0.4~0.6 0.6~0.8 0.8~1.0 0.3~0.4 0.4~0.6 0.6~0.8 0.8~1.0 粉砂(单液硅化法) 0.3~0.5 0.5~1.0 1.0~2.0 2.0~5.0 黄土(单液硅化法) 0.1~0.3 0.3~0.5 0.5~1.0 1.0~2.0 5 注浆管的各排间距可取加固半径的 1.5 倍;注浆管的间距可取加固半径的 1.5~1.7 倍;
注 浆孔超出基础底面宽度不得少于 0.5m;分层注浆时,加固层的厚度可按注浆管带孔部 分的长度上下各 0.25 倍加固半径计算。
6 单液硅化法应由浓度为 10%~15%的硅酸钠(Na20·nSiO2)溶液,掺入 2.5%氯化钠组成。
加固湿陷性黄土的溶液用量,可按下式估算:
Q ?V nd ?
N1
式中
Q——硅酸钠溶液的用量(m3); V——拟加固湿陷性黄土的体积(m3); n ——地基加固前,土的平均孔隙率;
(8.2.2-1)
dN1——灌注时,硅酸钠溶液的相对密度; α——溶液填充孔隙的系数,可取 0.60~0.80。
7 当硅酸钠溶液的浓度大于加固湿陷性黄土所要求的浓度时,应将其加水稀释,加水量可按 下式估算:
d ? d Q ??? NN1? q
dN1 ?1
式中
Q′——稀释硅酸钠溶液的加水量(t);
dN——稀释前,硅酸钠溶液的相对密度;
q ——拟稀释硅酸钠溶液的质量(t)。
(8.2.2-2)
8 采用单液硅化法加固湿陷性黄土地基,灌注孔的布置应符合下列要求:
1) 灌注孔的间距:压力灌注宜为 0.80~1.20m;溶液自渗宜为 0.40~0.60m;
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2) 加固拟建的设备基础和建(构)筑物的地基,应在基础底面下按等边三角形满堂布 置,超出基础底面外缘的宽度,每边不得小于 1m;
3)加固既有建(构)筑物和设备基础的地基,应沿基础侧向布置,每侧不宜少于 2 排。 当
基础底面宽度大于 3m 时,除应在基础每侧布置 2 排灌注孔外,必要时,可在基础两侧 布置斜向基础底面中心以下的灌注孔或在其台阶上布置穿透基础的灌注孔,以加固基础底
面下的土层。
8.2.3 碱液注浆加固适用于处理地下水位以上渗透系数为 0.10~2.0m/d 的湿陷性黄土地基 ;
在自重湿陷性黄土场地采用时应通过试验确定其适应性。 8.2.4 碱液注浆加固设计应符合下列规定:
1 当 100 g 干土中可溶性和交换性钙镁离子含量大于 10mg·eq 时,可采用单液法,
即只灌注氢氧化钠一种溶液加固;否则,应采用双液法,即需采用氢氧化钠溶液与氯化钙 溶液轮番灌注加固。
2 碱液加固地基的深度应根据场地的湿陷类型、地基湿陷等级和湿陷性黄土层厚度, 并结合建筑物类别与湿陷事故的严重程度等综合因素确定。加固深度宜为 2~5m。
对非自重湿陷性黄土地基,加固深度可为基础宽度的 1.5~2.0 倍。 对Ⅱ级自重湿陷性黄土地基,加固深度可为基础宽度的 2.0~3.0 倍。
3 碱液加固土层的厚度 h,可按下式估算:
h=l+r (8.2.4-1)
式中 l——灌注孔长度,从注液管底部到灌注孔底部的距离(m);
r——有效加固半径(m)。
4 碱液加固地基的半径 r,宜通过现场试验确定。当碱液浓度和温度符合本规范第
8.3.3 条规定时,有效加固半径与碱液灌注量之间,可按下式估算:
V
r ? 0.6 nl ?103
(8.2.4-2)
式中 V——每孔碱液灌注量(L),试验前可根据加固要求达到的有效加固半径按式
(8.2.4-3)进行估算;
n——拟加固土的天然孔隙率。 当无试验条件或工程量较小时,可取 0.40~0.50m。
5 当采用碱液加固既有建(构)筑物的地基时,灌注孔的平面布置,可沿条形基础两侧或 单
独基础周边各布置一排。当地基湿陷较严重时,孔距可取 0.7~0.9m,当地基湿陷较
轻时,孔距可适当加大至 1.2~2.5m。 6 每孔碱液灌注量可按下式估算:
(8.2.4-3)
V ? ??? r 2 (l ? r )n
式中 α——碱液充填系数,可取0.6~0.8; β——工作条件系
数,考虑碱液流失影响,可取 1.1。
8.2.5 采用高压喷射注浆、深层搅拌注浆加固设计可按本规范第七章有关章节规定进行。
8.3 施 工
8.3.1 水泥为主剂的注浆施工应符合下列规定:
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1 施工场地应预先平整,并沿钻孔位置开挖沟槽和集水坑。
2 注浆施工时,宜采用自动流量和压力记录仪,并应及时对资料进行整理分析。 3 注浆孔的孔径宜为 70~110mm,垂直度偏差应小于 1℅. 4 花管注浆法施工可按下列步骤进行: 1) 钻机与注浆设备就位;
2) 钻孔或采用振动法将花管置入土层;
3) 当采用钻孔法时,应从钻杆内注入封闭泥浆,然后插入孔径为 50mm 的金属共管。 4) 待封闭泥浆凝固后,移动花管自下向上或自上向下进行注浆。 5 压密注浆施工可按下列步骤进行: 1) 钻机与注浆设备就位;
2) 钻孔或采用振动法将金属注浆管压入土层;
3) 采用钻孔法时,应从钻杆内注入封闭泥浆,然后插入孔径为 50mm 的金属注浆管; 4) 待封闭泥浆凝固后,捅去注浆管的活络堵头,然后提升注浆管自下向上或自上向
下 对地层注入水泥-砂浆液或水泥-水玻璃双液快凝浆液。
6 封闭泥浆 7d 立方体试块(边长为 70.7mm 的抗压强度应为 0.3~0.5MPa,浆液粘度应为
80~90s。
7 浆液宜用 425 号或 525 号(P.O.32.5 或 P.O.42.5)普通硅酸盐水泥。
8 注浆时可掺用粉煤灰代替部分水泥,掺入量可为水泥重量的 20℅~50℅。 9 根据工程需要,可在浆液拌制时加入速凝剂、减水剂和防析水剂。 10 注浆用水不得采用 PH 值小于 4 的酸性水和工业废水。 11 水泥浆的水灰比可取 0.6~2.0,常用的水灰比为 1.0.
12 注浆的流量可取 7~10L/min,对充填型注浆,流量不宜大于 20L/min。
13 当用花管注浆和带有活堵头的金属管注浆时每次上拔或下钻高度宜为 0.5m。
14 浆体应经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始压注,并应在注浆过程中不停缓慢搅拌,搅
拌时间应小于浆液初凝时间。浆液在泵送前液压经过筛网过滤。
15 日平均温度低于 5℃或最低温度低于-3℃的条件下注浆时,应在施工现场采取措施,保
证浆液不冻结。
16 水温不得超过 30~35℃;并不得将盛浆桶和注浆管路在注浆体静止状态暴露于阳光
下, 防止浆液凝固。
17 注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行,并宜采用先外围后内部的注浆施工方法。当地下
水流速较大时,应从水头高的一端开始注浆。
18 对渗透系数相同的土层,首先应注浆封顶,然后由下向上进行注浆,防止浆液上冒。如
土层的渗透系数 随深度而增大,则应自下向上注浆。对互层地层,首先应对渗透性或 孔隙率大的地层进行注浆。
19 当既有建筑地基进行注浆加固时,应对既有建筑及其邻近建筑、地下管线和地面的沉
降、 倾斜、位移、和裂缝进行监测。并应采用多孔间隔注浆和缩短浆液凝固时间等措施,减 少既有建筑基础因注浆而产生的附加沉降。
8.3.2 硅化浆液注浆施工应符合下列规定:
1 压力灌浆溶液的施工步骤应符合下列规定:
1) 向土中打入灌注管和灌注溶液,应自基础底面标高起向下分层进行,达到设计深 度后,将管拔出,清洗干净可继续使用;
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2) 加固既有建筑物地基时,在基础侧向应先施工外排,后施工内排。 3) 灌注溶液的压力值由小逐渐增大,但最大压力不宜超过 200kPa。 2 溶液自渗的施工步骤,应符合下列要求:
1) 在基础侧向,将设计布置的灌注孔分批或全部打(或钻)至设计深度;
2) 将配好的硅酸钠溶液注满各灌注孔,溶液面宜高出基础底面标高 0.50m,使溶
液自行渗入土中;
3) 在溶液自渗过程中,每隔 2~3h,向孔内添加一次溶液,防止孔内溶液渗干。 3 计算溶液量全部注入土中后,所有注浆孔宜用 2:8 灰土分层回填夯实。 8.3.3 碱液注浆施工应符合下列规定:
1 灌注孔可用洛阳铲、螺旋钻成孔或用带有尖端的钢管打入土中成孔,孔径为 60~
100mm,孔中填入粒径为 20~40mm 的石子,直到注液管下端标高处,再将内径 20mm 的注液管插入孔中,管底以上 300mm 高度内填入粒径为 2~5mm 的小石子,其上用 2:8
灰土填入并夯实。
2 碱液可用固体烧碱或液体烧碱配制,加固 1m3 黄土需要 NaOH 量约为干土质量 的 3%,即 35~45kg。碱液浓度不应低于 90g/L,常用浓度为 90~100g/L。双液加固时, 氯化钙溶液的浓度为 50~80g/L。
3 配溶液时,应先放水,而后徐徐放人碱块或浓碱液。溶液加碱量可按下列公式 计算:
1)采用固体烧碱配制每1m3液度为M的碱液时,每1m3水中的加碱量为:
式中 Gs ——每1ms碱液中投入的固体烧碱量(kg); M——
配制碱液的浓度(g/L),计算时将g化为kg; P——固体烧碱中,NaOH含量的百分数(%)。
1000M Gs ?
P
(8.3.3-1)
2)采用液体烧碱配制每 1m3 浓度为的碱液时,投入的液体烧碱量V1 为:
加水量V2 为:
式中 V——液体烧碱体积(L);
V ?1000 M 1
d N N
V ?1000(1 ? M ) 2
d N N
(8.3.3-2)
(8.3.3-3)
V2 ——加水的体积(L); dN——液体烧碱的相对密度; N——液体烧碱的质量分数。
4 应在盛溶液桶中将碱液加热到 90℃以上才能进行灌注,灌注过程中桶内溶液温度应 保持不低于 80℃。
5 灌注碱液的速度,宜为 2~5L/min。
6 碱液加固施工,应合理安排灌注顺序和控制灌注速率。宜间隔 1~2 孔灌注,并分段 施工,相邻两孔灌注的间隔时间不宜少于 3d。同时灌注的两孔间距不应小于 3m。
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7 当采用双液加固时,应先灌注氢氧化钠溶液,间隔 8~12h 后,再灌注氯化钙溶液, 后者用量为前者的 1/2~1/4。
8.4 质 量 检 验
8.4.1 水泥为主剂的注浆加固质量检验应符合下列规定:
1 注浆检验时间应在注浆结束 28d 后进行。可选用标准贯入、轻型动力触探或 静力触探对加固地层均匀性进行检测。
2 应在加固土的全部深度范围内每隔 1m 取样进行室内试验,测定其压缩性、强度 或渗透性。
3 注浆检验点可为注浆孔数的 2%~5%。当检验点合格率小于或等于 80%,或虽大 于 80%但检验点的平均值达不到强度或防渗的设计要求时,应对不合格的注浆区实施重 复注浆。
8.4.2 硅化注浆加固质量检验应符合下列规定:
1 硅酸钠溶液灌注完毕,应在 7~10d 后,对加固的地基土进行检验。
2 必要时,尚应在加固土的全部深度内,每隔 1m 取土样进行室内试验,测定其 压缩性和湿陷性。
8.4.3 碱液加固质量检验应复合下列规定:
1 碱液加固施工应作好施工记录,检查碱液浓度及每孔注入量是否符合设计要求。 2 可通过开挖或钻孔取样,对加固土体进行无侧限抗压强度试验和水稳性试验。取样 部位应在加固土体中部,试块数不少于 3 个,28d 龄期的无侧限抗压强度平均值不得低于 设计值的 90%。将试块浸泡在自来水中,无崩解。当需要查明加固土体的外形和整体性时, 可对有代表性加固土体进行开挖,量测其有效加固半径和加固深度。
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