东莞粤强基坑支护惠州基坑支护地基加固工程高压旋喷桩

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由于该项目已投产，车间内设备较多，考虑不搬迁设备、不停产加固方案为宜。综合比较，只能确定压密注浆处理方案。
压密注浆原理：
压密注浆是采用液压或气压方式，通过注浆管把浆液均匀注入土层，赶走原土层中水分或空气，并使土层变形，浆液将原土层松散颗粒和裂隙胶结成新的结合体，提高原土层承载力和压缩模量，起到地基加固作用。
采用压密注浆方案，在车间内部施工时，只要拉入注浆管，可在设备之间间隙处空地布孔、注浆，其余设备均在室外，生产设备不需搬迁，因此成本较低。

三、压力注浆施工设计
1、需处理基础的选定
该钢结构单层厂房，柱距6.800m、跨度30m、抗风柱柱距7.500m，相邻柱跨数94跨。以相邻柱不均匀沉降量差不超过3‰作为选定需处理基础的主要指标，第一批选定对沉降量大的24个柱基部位进行压力注浆，其余基础计划在沉降差减小后第二次处理。
加固的土层为基础底板以下4米内的土层，考虑沉降影响，加固的土层应为自室内地坪以下1.800~5.800m土层。
2、注浆设备选择
（1）两台SYB50型液压注浆泵；
（2）两套注浆管：均为Φ25×4无缝钢管，每节管长1.5m，两端有丝扣供连接。其中一节为带孔眼管，顶端有圆锥管尖，其作为第一节注浆管；
（3）灰浆搅拌机一台；
（4）与注浆管配套、连接注浆泵与注浆管高压输送胶管两套，每套长40米左右；
（5）配套电动地质钻孔机一台。 
3、压力注浆布管
柱基四周按梅花型布置双排压力注浆管，所布管点管距约1米，两排管排距约0.8米，内排管距离基础边约200mm布置。
每管点打入双管，双管间距100~200mm左右，一套管注水泥浆液，另一套管注水玻璃浆液。
4、压力注浆施工 
（1）压力注浆的施工工艺
压力注浆施工工序：钻孔→清管→打管→注浆→拔管→清管。
a、钻孔：电动钻孔机在布孔位置钻孔，钻至设计标高；
b、清管：注水清理胶管、无缝钢管，检查能否保证注浆通畅；
c、打管：分次按设计要求，将无缝钢管插至设计标高位置；
d、注浆：灰浆搅拌机搅拌水泥浆，吸入注浆泵内，通过胶管，注入无缝钢管。水玻璃则放入容器，加入另一台注浆泵。
压密注浆按先注浆外排、后注浆内排，按先外后内的顺序进行组织，内外排注浆间隔时间大于24小时。这样施工，外排管注浆后形成新的结合体挡墙，避免内排管注浆时在压力作用下浆体外溢，更加保证注浆效果。
外排管压力注浆：压力注浆应自上而下进行，这样使浆体分布均匀，且浆体不易外冒。故先钻孔深度至室内地坪以下5.8m，后打管。压力注浆自上而下，从室内地坪以下2.3m开始注浆，每往下500mm左右注浆一次，计注浆八次。
如果在设计压力的注浆过程中发生冒浆现象，注浆顺序改为跳孔注浆施工，或暂停一下等浆体固结后再施工。
内排管压力注浆：内排注浆管钻孔打管时，注浆管应斜入基础底板以下。其斜入的角度根据基础的宽度来确定。本工程基础3.5m×4m，故斜管进入基础约1.5m（-5.8m标高处）左右，压力注浆自上而下，注浆方法同外排管压力注浆。
如基础地面尺寸过大，可考虑在基础周边另增加一排注浆管，斜入基底注浆。或在基础面上钻孔，钻至持力土层，再打管注浆加固。
水泥浆液注浆、水玻璃注浆液基本同时注入，已达到促使水泥浆速凝作用。
水玻璃溶液灌注速度根据水玻璃消耗数量控制，水玻璃用量约占水泥重量的2%左右。而水玻璃溶液灌注速度又与灌浆压力、土层凝结状况有关，故现场需不时调节水玻璃注浆压力。
e、拔管：每孔注浆完成后随即安排拔管，以防止管孔堵塞，一般间歇时间不超过10分钟；
f、清管：当不能连续施工时，须立即对管道冲洗，防止胶结堵管，一般间歇时间不超过2小时。
（2）浆液要求
一套注浆泵注水泥浆液，水泥为PO32.5R、水灰比为1:1。
另一套注浆泵注水玻璃溶液，作为速凝剂。水玻璃溶液模数2.5左右，浓度40Be′。
（3）注浆压力
注浆压力选择以不破坏四周地坪、绿化带、道路为选择，如果发生冒孔现象，则影响注浆效果。
注浆压力国内没有相应技术标准，参照《地基处理》书中推荐美国ASCE规定的标准，一般注浆压力选择为作用面积范围土层自重的2倍左右。
在-2.3m标高注浆时，覆土厚度2.3m，土质地基土压力每米20KPa，上部覆土考虑45度扩散效应。
在-2.3m标高时，作用范围（棱台型）土的自重：
N= 1/3 ×[1×1+3.3×3.3+√—（1×1×3.3×3.3）]×2.3×20=232.9KN
每平方米土的自重压力0.23 Mpa，故对于外排管，打管深度自室内地坪以下2.3m时，注浆压力设计为0.5Mpa。
而注浆过程中，注浆的压力是变化的，《地基处理》书中介绍“在一般情况下每深1m压力增加20~50Kpa”，故每下降0.5m注浆时，压力设计选择增加0.02Mpa。
对于内排管，考虑上部基础自重，且四周土层以加固，其作用反力直接作用基础底面，注浆时以不冒浆为准，注浆压力可调高20%，初始注浆压力选择0.6Mpa左右，每下降0.5m，压力设计选择增加0.02Mpa。
（4）水泥用量：
本地区水泥粉喷桩处理淤泥质土层地基经验数据：置换率0.2左右，地基处理后承载力达到100~130KPa，每米土层水泥用量约55~60kg。参照此经验数据，对于外排管，本工程按每500mm厚土层注浆一次、水泥用量在30kg左右控制。
而内排管压密注浆后的效果，将直接改善基底持力层的强度，提高土层压缩模量，故水泥用量考虑适当提高15%左右。本工程在4.7m×5.2m作用范围内，内排布管16根，经计算按每500mm厚土层注浆一次、水泥用量在40kg左右控制。

四、后续施工
1、在第一批24个柱基加固完成后，每10天测量一次，发现已处理地基沉降速度明显下降，一个月后沉降基本为零，相邻柱沉降差逐渐减小，地基加固效果显著。三个月后，大部分柱相邻沉降差控制在跨度3‰以内，有16跨相邻柱沉降差在3~5‰之间；
2、3个月后，对未处理的柱基础、条基进行处理。采取沿柱基、条基周边布置两排压力注浆管同时进行处理的方式。管孔间距1米、排距0.8米，注浆方法同前；
3、安排钢结构施工单位对屋面钢结构进行仔细检查，对变形构件进行更换或加固；
4、安排土建单位对开裂墙体进行修补，防渗处理，重新抹灰，涂刷涂料。

五、加固后效果
该工程地基加固处理后已超过两年，后施工的墙体墙面完整，未发现明显裂缝，无渗漏现象。该工程在经历2008年初罕见雪灾后，又组织施工单位复查，该工程结构正常，故可以认为通过压密注浆方案对该工程成功地实现地基加固处理。