注浆法在处理既有建筑地基液化中的应用要素探索

蓝会宾

（中化（广西）地质勘查有限公司，广西 南宁 530001）

在建筑工程投入运营后，在各类因素的影响下会出现液化问题，从而影响上部结构的稳固性，缩减建筑工程的使用寿命。注浆法作业常用的加固方法，将其应用到建筑地基处理环节中，不仅可以加快既有建筑地基的加固速度，而且能够提升基础稳固性，减少地基沉降、建筑裂缝等问题。

1.1 基本定义

注浆法是指利用一定压力，将按照特定比例拌和好的浆液，通过注浆管道注入既定地层深度，浆液在压力作用下可以通过渗透、填充、挤密等途径向周围土层中进行扩散，和土层中颗粒充分融合在一起，等待其凝固后，会和土地一起形成一个稳固性较强的固体结构，以此提升土地的稳固性，满足相应的使用要求。

1.2 注浆目的

注浆法在应用中的主要目的如下：（1）对地层进行加固，拌和好的浆液注入地基中后，可以和土地关联在一起，组成新的固结结构，这样也可以对地基土地力学性质进行改善，以起到提升地基综合承载力的作用。（2）提高土层抗渗性，水泥浆固结后其密度也会提高，这样也可以防止地基出现漏水问题，避免水体对土层进行腐蚀。（3）修正地基偏差，水泥浆加固地基后，能够提升地基的承载力，这样也可以更好地承载上部荷载，减少不均匀沉降问题。（4）堵渗作用，在地下水比较丰富的区域，可以通过注浆来将水流截断，以此来改善工程的运行条件，减少水体对地基的腐蚀作用。（5）解决相应的病害问题，如边坡病害、特殊路段处理等，同时，也可以起到补强加固作用，提升地基的稳固性。

1.3 常用注浆材料

目前，在既有建筑地基液化处理中，经常使用的注浆材料如下：（1）悬浮性浆液，其是用水泥浆或黏土浆与水玻璃混合而成的一种浆液，它具有价格低、强度高和材料来源广的优点，既可以堵截流水，也可以处理防渗。（2）溶解性浆液，通常是指化学浆液，这种浆液是利用两种或者多种化学材料混合发生化学反应而形成的化学注浆材料。在这种浆液中，材料以分子和离子的状态存在，或者分解为一些微粒直径很小的溶胶，这些特点使溶解性浆液在理论上可以注入更小的裂隙中，起到良好的加固效果。（3）颗粒性浆液，是通过往水泥、矿渣、黏土、火山灰、砂子、石粉等材料加水或添加剂等搅拌形成的浆液。工程中常用的水泥浆、水泥砂浆、水泥黏土砂浆等统称为悬浊型浆液。这类浆液存在着固体颗粒大等缺点，因此，需要不停地搅拌使其流动悬浮在液体中，一旦停止搅拌或者流动速度较小时，固体颗粒就会分离出来，只适用于处理缝隙尺寸较大的地层。

1.4 注浆法分类

目前经常使用的注浆法如下：（1）静压注浆作业，该注浆方法在应用中的原理在于，借助一定的压力（气压、液压等）将搅拌好的浆液通过注浆管注入地基的土层中，浆液以渗透、填充、渗流、挤密和劈裂等方式在地基中运动，使浆液完全扩散到地基的土层中，此时，水泥浆会和土体充分融合在一起，形成稳固性较强、渗透性较低的固结体，以此来优化土体的力学性能，提高地基整体的承载力。（2）高压喷射注浆技术，该技术的应用原理是利用钻探机械工具将带有喷嘴的注浆管带至地基的预定位置，用高压设备把浆液射入地层内，使浆液与土体结合新的固结体，使地基的承载力得到提高，降低结构渗透性。

2.1 明确注浆设计原则

开展注浆设计时，应遵循以下设计原则：（1）便捷性原则，所有注浆工作的展开都需要具备较强的便捷性，以此确保注浆效果的合规性；
（2）适用性原则，所拟定的注浆计划，需要和既有建筑所在区域地质条件想契合，而且在处理液化问题时所使用的注浆材料也需要和周围环境相契合，以提高最终的作业效果；
（3）可行性原则，所拟定的注浆参数需要非常容易确定，而且在此条件下，所拟定的注浆方案也需具备较强可行性，从而为后续施工活动的有序展开奠定良好的基础；
（4）经济性原则，在满足基础要求的基础上，也需要做好材料、技术、人员经济性考量，从而将注浆方案实施成本控制在合理范围内，以提高项目实施结果的经济性；
（5）环保性原则，在实际应用中所选的材料、技术应满足环保要求，禁止使用有毒、污染性材料参与施工。

2.2 合理选择注浆方法

在对既有建筑地基液化问题进行处理时，选择合理的注浆方法也是基础的工作内容，所选方法的合理性也直接影响到最终的处理效果。在具体筛选出应结合注浆目的来筛选注浆方法，具体要点如下：（1）为了提升其抗渗性，会使用水泥浆、黏土浆、AC-MC浆、酸性水玻璃作为施工原材料，可选的施工技术包括电动化学注浆技术、高喷注浆技术等；
（2）注浆目的是为了加固土层，那么在施工时则会选择环氧浆液、水泥浆、碱液水泥浆、甲凝浆液来作为施工原材料，可选的施工技术包括电动化学注浆技术、高喷注浆技术等；
（3）注浆目的是为了解决土层渗漏问题，那么，在施工时则会选择水玻璃浆液、沥青浆液、水泥浆作为施工原材料，可选的施工技术为渗透注浆技术，以提高注浆结果的可靠性。

2.3 确定注浆材料配比

完成上述工作内容后，进入确定注浆材料配比环节，该环节的作业质量也将直接影响注浆结果的可靠性。从实际应用情况来看，在对注浆材料配比进行确定时，需注意以下几点：（1）对于已有建筑地基液化情况进行梳理，了解其液化状态、深度、范围等参数，同时，对于上部荷载和周围地质条件进行整理，根据整理结果来初步确定注浆材料的强度、水灰比等参数；
（2）注浆材料配比会在实验室内完成，并且在实验应用中也会做好适配工作，即制作相应的试配件，判断注浆材料配比的合理性，对于不合理的内容也会及时采取措施进行处理，从而提高配比结果的合理性；
（3）在现场应用过程中，也会根据实际情况来调整配合比例，使其可以更好地满足现场施工要求，提高注浆结果的合理性。

2.4 注浆孔测量放样

完成上述工作后，进入注浆孔测量放样环节，在具体实践中应注意以下内容：（1）做好设计图纸的深入梳理，了解所需布设注浆孔的相对位置、具体数量等参数，确定测量放样的起始点位置，考虑到已有建筑会给放样过程带来一定影响，因此会适当增加测量放样数量，更好地满足测量放样要求；
（2）选择恰当的基准点，对于基准点坐标参数进行校核，等待其参数满足要求后，会通过引测的方式放样其他控制点，在具体的测量活动中，也会通过梅花形来进行放样，放样时也会根据情况对所有放样孔进行编号，编号内容包括区域、位置、顺序等；
（3）在编号工作结束后也会按要求对其进行质量复查，查看编号内容的匹配度和准确度，及时修正错误编号，以此来为后续施工活动的展开奠定基础。另外，所有的注浆孔都会在放样时做好加固和标记，即利用短钢筋、红色油漆来标记注浆孔，从而为后续施工活动的展开奠定良好的基础，提高注浆结果的可靠性。

2.5 注浆孔钻进施工

在进入注浆孔钻进施工环节后，也需注意以下内容：（1）做好钻孔区域的平整和补强工作，将表面附着的杂物、种植的花草进行清除，清除后对表面进行平整，并且对于不足的位置会对其进行补强，从而为钻机设备的安装应用创造良好条件；
（2）在钻机安装前，需要对钻机设备参数进行校核与调试，如果发现异常波动问题，就需要及时更换钻机设备，均合格后按要求进行安装，钻杆和放样点偏差不超过5mm；
（3）在钻杆钻进过程中，需要严格控制钻进速度，考虑到已有建筑地基液化会影响地基稳定性，因此，在应用中也需要对钻进速度进行调整，如初始状态下需要将钻进速度调整到0.5～0.6m/h，利用旋转钻机来维持一边出渣、一边钻进的工作；
（4）在钻机到达既定标高后，开始进行清孔作业，待底部沉渣厚度达到标准要求后，会对其进行保护，待满足要求后展开后续注浆作业。

2.6 注浆参数控制

为了确保最终的注浆效果，需要做好注浆参数控制工作，具体的作业内容如下：（1）确定注浆时的具体压力，考虑到地基已经处于液化的状态，因此为确保具体的注浆质量，会利用砂层计算公式进行计算，具体的计算公式如下：P=K·（0.75T+chQ），式中，P表示注浆时的压力数值，MPa；
K表示和注浆次序相关的计算系数，为一常数值，可翻阅相关表格进行确定；
T表示覆盖层的具体厚度，m；
c表示注浆方式系数，一般从上到下会取0.8来参与计算，而从下到上则会取0.6来参与计算；
Q表示地层因素系数，具体数值会参考标准进行计算，常见取值为0.5～1.5；
h表示注浆区域的具体标高，计量单位为m。将相应数值带入其中，可以得到该注浆区域的注浆压力范围。（2）计算注浆后的扩散半径，针对液化的地基，为提高地基基础的稳固性，多利用渗透注浆法进行处理，此过程中也需要对注浆后扩散半径进行计算，多借助渗透理论来进行计算，具体的计算公式如下：R=（3kh0r0t/αn），式中，R表示注浆后浆液的扩散半径，m；
t表示注浆时所用时间，min；
k表示土层的渗透系数，cm·s；
α表示水泥浆液和水之间黏度比值，其数值为一常数，多取值0.1～0.3范围内数值；
h0表示注浆压力的水头参数，cm；
r0表示注浆管道的半径参数，cm；
n表示注浆层土层的孔隙率参数，%。将相关数值代入到其中后，可以得到具体的数值，以满足后续应用所需。

2.7 进行注浆效果检测

完成上述工作内容后，进入到注浆效果检测环节，在具体的作业活动中应注意以下内容：（1）对于加固结果会利用静压力荷载试验法来进行操作，为了确保注浆结果的可靠性，在实际应用中也需要做好加压等级的设计工作，例如，可以将50kPa作为一个荷载加压等级，每个加压等级持续时间为15min，同时，根据所得数值来确定最大值，以获取可靠的分析数据。（2）每次荷载加压过后对沉降量数据进行统计，为了提高数据的直观性，也会制作相应的曲线图，根据前期获取数据可以得知安全范围值，在曲线图中进行标记，随后对该数值进行客观评价，待满足要求后可以判断此次注浆处理结果的合理性，不满足要求的内容也会及时采取措施进行处理，以提高地基基础的稳固性。

3.1 做好基础准备工作

通过做好基础准备工作，可以为后续施工活动的顺利推进奠定良好的基础，以提高注浆法应用结果的可靠性。从实践情况来看应注意以下内容：（1）做好该地区基础资料的整理工作，内容包括地基液化程度、地质情况、已有地下管线分布、以往建筑资料等，对于这些资料进行处理，从而为注浆法相关应用参数奠定基础。（2）做好材料的准备工作，根据前期得到的相关数据，对于材料进行选择，基于实际情况需做好材料计划的制定工作，严格按要求完成采购任务，并且搭配进场质量检查制度、临检制度、抽检制度来确保使用材料的统一性，确保施工活动的有序进行。（3）做好施工组织的筛选工作，在工程开始前，也需要提前做好技术交底工作，帮助其明确相应的操作内容和质量要求，按要求展开施工操作，以提高作业结果的合理性与可靠性。

3.2 加强注浆设备养护

通过加强注浆设备养护，能够维持设备稳定的工作状态，减少设备因素对注浆结果的干扰性。从实践情况来看，应注意以下内容：（1）做好该地区注浆设备基础资料的整理工作，内容包括注浆设备体积、运行功率等，对于这些资料进行处理，以此为基础来完成设备养护计划的拟定工作，细化设备养护计划中的相关内容，包括养护周期、养护内容、养护要求等，以提高养护计划的指导性。（2）在每日工作结束后，都需要按要求对注浆设备进行清洗，除了清洗外部杂质外，还需要对管道进行冲洗，直到管道流出水体为清水后，完成注浆处理工作。（3）在设备养护计划的落实中，也需要做好反馈资料的整理，并且随着使用时间的延长也会对计划内容进行调整，以此提高所拟定设备养护计划的应用价值，提高养护设备工作状态的合理性。

3.3 做好节点质量管理

通过做好节点质量管理，可以确保各节点作业质量的合理性，以提高注浆法最终的应用效果。从实践情况来看，应注意以下内容：（1）做好注浆法应用过程的梳理工作，明确不同工作顺序中所需要注意的内容，以此为基础来完成节点质量管理计划的拟定工作，细化计划中的相关内容，包括质量管理要求、风险预防措施等，以提高质量管理计划的指导性。（2）在计划落实过程中，需要做好相应的监督工作，在实际应用中会组建高水平管理队伍，对于整个施工过程进行监督，以此提高计划应用过程的合理性，同时，也可以减少施工问题的发生，提高作业结果的合理性。

3.4 加强人员能力培训

通过加强人员能力培训，能够为注浆法的顺利实施提供人力保障，以提高施工技术的应用效果。从实际应用情况来看，应注意以下内容：（1）做好施工队伍的选择工作，在地基液化后会对建筑稳固性带来一定影响，在对其进行注浆加固时也需要考虑众多内容，需要匹配专业施工队伍参与施工，以提高所得施工结果的合理性。借助量化评估体系，对于所有人员的能力进行科学评估，以此得到准确的评估结果，组建高水平施工管理队伍。（2）在施工队伍正式开展工作前，也需要对其进行系统培训，培训内容涉及安全操作知识、理论知识、技术知识等，同时在培训工作结束后也会第一时间展开能力测试，测试合格者可以进入作业现场进行施工。另外，一些技术岗位人员也需具备相应的从业资格证书，以此提高作业过程的有序性，减少人为因素带来的干扰。

3.5 冬季注浆施工保护

做好冬季注浆施工保护，可以减少季节因素带来的施工影响，提高施工结果的可靠性。从实际作业情况来看：（1）需要做好施工管理工作，对于施工现场的路面，需要提前做好防滑处理，确保道路工程处于畅通的状态。（2）在注浆材料完成拌和后要及时使用，并且在运输时也要做好保温工作，避免注浆材料冻结问题。（3）对于现场施工温度进行监测，避免最低温度下进行施工。（4）在注浆施工过程中，应选择恰当位置进行保温养护，确保注浆法应用结果的合理性，提高地基整体的稳固性。

3.6 做好施工过程管理

通过做好施工过程管理，能够及时发现施工时存在的隐患问题，及时采取措施进行处理，确保注浆法应用结果的合理性。

从实际应用情况来看：（1）根据设计要求，进行一系列钻孔和跳灌，从外到内形成孔洞。一般情况分为2～3个顺序，当条件允许时，可以按1个顺序完成。（2）如果钻孔的深度不超过5.0m，那么，此时可以借助钻孔填充法来进行处理，并且在注浆施工过程中，需要利用浆液塞封堵孔口，等待浆液均匀后再进行使用，以提高施工结果的合理性与可靠性。

综上所述，做好基础准备工作，可以为后续施工活动的顺利推进奠定良好基础，加强注浆设备养护，能够维持设备稳定的工作状态，做好节点质量管理，可以确保各节点作业质量的合理性，加强人员能力培训，能够为注浆法的顺利实施提供人力保障，冬季注浆施工保护，可以减少季节因素带来的施工影响，做好施工过程管理，能够及时发现施工时存在的隐患问题。通过梳理注浆法应用过程中需注意的内容，对于加快工程作业进度，提高作业结果合理性有着积极的意义。