8.6水泥浆液灌注法
8.6.1一般规定
1.水泥浆液一般采用普通硅酸盐水泥为主剂,当有抗侵蚀或其他要求时,应使用特种水泥。
2.一般采用防渗标准、强度及变形标准及施工控制标准进行质量控制,施工前一般应进行灌浆试验。
3. 现场灌浆时,一般采用三角形或矩形布孔法。
4.地基允许灌浆压力的确定一般以不使地层结构破坏或仅发生局部和少量的破坏为基本原则,允许灌浆压力值宜通过现场灌注试验来确定。
8.6.2 水泥浆液灌注法加固设计要求
1. 浆液扩散半径确定
设计时应注意以下几点:
(1)进行现场试验时,要选择不同特点的地基,用不同的灌浆方法,以求不同条件下浆液的r 值。
(2)扩展半径并非最远的距离,而是能符合设计要求的扩展距离。
(3)在确定扩展半径时,要选择多数条件下可达到的数值,而不是取平均值。
(4)当有些地层因渗透性较小而不能达到r 值时,可提高灌浆压力或浆液的流动性,必要时还可在局部地区增加钻孔以缩小孔距。
2. 孔位布置
灌浆孔的布置原则是:应让浆液的注浆有效范围相互重迭,使被加固土体在平面和深度范围内连成一个整体。
(1)单排孔的布置
灌浆孔距可按下式计算
T 2
l =2r -42
式中:l ——灌注孔距
r ——浆液扩散半径
T ——灌浆体的设计厚度
(2)多排孔布置
当单排孔不能满足设计厚度的要求时,就要采用两排以上的多排孔。
3. 允许灌浆压力确定
灌浆压力值与地层土的密度、强度和初始应力、钻孔深度、位置及灌浆次序等因素有关,这些因素难以准确预知,因而宜通过现场灌注试验来确定。
4. 灌浆量的确定
灌注所需的浆液总用量Q 可参照下式计算
Q =1000K Vn
式中:Q—浆液总用量(L )
V —灌浆对象的土量(m 3)
n —土的孔隙率
K —经验系数
8.6.3材料要求
1. 灌浆工程所采用的水泥品种,应根据灌浆目的和环境水的侵蚀作用等设计确定。
2. 一般情况下,可采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,当有抗侵蚀或其他要求,应使用特种水泥,使用矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥时应得到设计许可。
8.6.4水泥浆液灌注法施工工艺要求及注意事项
1. 灌浆按逐渐加密原则进行,孔段耗浆量应随加密次序的增加而逐渐减少,在起始孔距布置正确的前提下,第二次序的耗浆量应比第一次序显著减少。
2. 注浆时应采用先外围,后内部的注浆方法;若注浆范围以外有边界约束条件(能阻挡浆液流动的障碍物),也可采用自内侧开始顺次往外侧的注浆方法。
8.6.5施工质量控制
1. 灌浆量施工控制标准
一般情况下注入理论耗浆量Q ,参照下式进行计算
Q =V n +m
式中:V——设计灌浆体积(m 3)
n ——土的孔隙率(%)
m ——无效的注浆量(m 3)
8.7单液硅化法
8.7.1一般规定
1. 单液硅化法适用于地下水位以上渗透系数为0.10~2.00m/d的湿陷性黄土地基;对酸性土和已渗入沥青、油脂及石油化合物的地基土,不宜采用单液硅化法。
2. 按灌注溶液的工艺,可分为压力灌注和溶液自渗两种。
3. 采用单液硅化法加固湿陷性黄土地基,应于施工前在拟加固的建(构)筑物附近进行单孔或多孔灌注溶液试验,确定灌注溶液的速度、时间、数量或压力等参数。
8.7.2单液硅化法设计要求
1. 灌浆量的确定
单液硅化法应由浓度为10%~15%的硅酸钠溶液渗入2.5%氯化钠组成。其相对密度宜为1.13~1.15,并不应小于1.10。
加固湿陷性黄土的溶液用量,可按下式估算
Q Vn d n 1a
式中Q —硅酸钠溶液的用量(m 3)
V —拟加固湿陷性黄土的体积(m 3)
n —地基加固前,土的平均孔隙率(%)
d n1—灌注时,硅酸钠溶液的相对密度
a —溶液填充空隙的系数,可取0.6~0.8
硅酸钠溶液的模数值宜为2.5~3.3,其杂质含量不应大于2%
2. 孔位布置
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0.8~1.2m ,溶液自渗宜为0.40~0.60m 。
(2)加固拟建的设备基础和建筑物的地基,应在基础底下按等边三角形满堂布置,超出基础底面的宽度,每边不得小于1m 。
(3)加固既有建筑物和设备基础的地基,应沿基础侧向布置,每侧不宜少于两排。
8.7.3材料要求
1. 硅酸钠溶液的模数值宜为2.5~3.3,其杂质含量不应大于2%。
2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。
8.7.4单液硅化法施工工艺要求及注意事项
1. 压力灌注溶液的施工步骤,应符合下列要求:
(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;
(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. 施工中应经常检查各灌注孔的加固深度、注入土中的溶液量、溶液的浓度和有无沉淀现象。采用压力灌注时,应经常检查在灌注溶液过程中,溶液有无从灌注孔冒出地面,如发现溶液冒出地面,应立即停止灌注,采取有效措施处理后再继续灌注。
4. 计算溶液量全部注入土中后,所有灌注孔宜用2:8灰土分层回填夯实。
5. 加固既有建(构)筑物或设备基础的地基时,灌注硅酸钠溶液过程中,应进行沉降观测,当发现建(构)筑物和设备基础的沉降突然增大或出现异常情况时,应立即停止灌注溶液,待查明原因并采取有效措施处理后,再继续灌注。
8.7.5质量检验
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. 单液硅化法处理后的地基竣工验收时,承载力及其均匀性应采用动力触探或其他原位测试检验。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。
3. 地基加固结束后,尚应对已加固地基的建(构)筑物或设备基础进行沉降观测,直至沉降稳定,观测时间不应少于半年。
8.8碱液法
8.8.1一般规定
1. 碱液法适用于处理地下水位以上渗透系数为0.10~2.00m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地采用碱液法时,应通过试验确定其适用性。
2. 采用碱液法加固湿陷性黄土地基,应于施工前在拟加固的建(构)筑物附近进行单孔或多孔灌注溶液试验,确定灌注溶液的速度、时间、数量或压力等参数。
8.8.2碱液法设计要求
1. 当100g 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
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。
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:
V =αβπr ∙2 1+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
8.8.3碱液法施工工艺要求及注意事项
1. 碱液可用固体烧碱或液体烧碱配制,加固1m 3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,以90~100g/L为宜。
2. 双液加固时,氯化钙溶液的浓度应为50~80g/L。
3. 配溶液时,应先放水,而后慢慢放入碱块或浓碱液。
4. 应在盛溶液桶中将碱液加热到90℃以上再进行灌注,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。
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. 施工中应防止污染水源,并应安全操作。
8.8.4质量检验
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。施工中每间隔1~3d,应对既有建筑物的附加沉降进行观测。
2. 碱液加固地基的竣工验收,应在加固施工完毕28d后进行。
3. 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。
3. 地基经碱液加固后应继续进行沉降观测,观测时间不得少于半年,按加固前后沉降观测结果或用触探法检测加固前后土中阻力的变化,确定加固质量。
8.6水泥浆液灌注法
8.6.1一般规定
1.水泥浆液一般采用普通硅酸盐水泥为主剂,当有抗侵蚀或其他要求时,应使用特种水泥。
2.一般采用防渗标准、强度及变形标准及施工控制标准进行质量控制,施工前一般应进行灌浆试验。
3. 现场灌浆时,一般采用三角形或矩形布孔法。
4.地基允许灌浆压力的确定一般以不使地层结构破坏或仅发生局部和少量的破坏为基本原则,允许灌浆压力值宜通过现场灌注试验来确定。
8.6.2 水泥浆液灌注法加固设计要求
1. 浆液扩散半径确定
设计时应注意以下几点:
(1)进行现场试验时,要选择不同特点的地基,用不同的灌浆方法,以求不同条件下浆液的r 值。
(2)扩展半径并非最远的距离,而是能符合设计要求的扩展距离。
(3)在确定扩展半径时,要选择多数条件下可达到的数值,而不是取平均值。
(4)当有些地层因渗透性较小而不能达到r 值时,可提高灌浆压力或浆液的流动性,必要时还可在局部地区增加钻孔以缩小孔距。
2. 孔位布置
灌浆孔的布置原则是:应让浆液的注浆有效范围相互重迭,使被加固土体在平面和深度范围内连成一个整体。
(1)单排孔的布置
灌浆孔距可按下式计算
T 2
l =2r -42
式中:l ——灌注孔距
r ——浆液扩散半径
T ——灌浆体的设计厚度
(2)多排孔布置
当单排孔不能满足设计厚度的要求时,就要采用两排以上的多排孔。
3. 允许灌浆压力确定
灌浆压力值与地层土的密度、强度和初始应力、钻孔深度、位置及灌浆次序等因素有关,这些因素难以准确预知,因而宜通过现场灌注试验来确定。
4. 灌浆量的确定
灌注所需的浆液总用量Q 可参照下式计算
Q =1000K Vn
式中:Q—浆液总用量(L )
V —灌浆对象的土量(m 3)
n —土的孔隙率
K —经验系数
8.6.3材料要求
1. 灌浆工程所采用的水泥品种,应根据灌浆目的和环境水的侵蚀作用等设计确定。
2. 一般情况下,可采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,当有抗侵蚀或其他要求,应使用特种水泥,使用矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥时应得到设计许可。
8.6.4水泥浆液灌注法施工工艺要求及注意事项
1. 灌浆按逐渐加密原则进行,孔段耗浆量应随加密次序的增加而逐渐减少,在起始孔距布置正确的前提下,第二次序的耗浆量应比第一次序显著减少。
2. 注浆时应采用先外围,后内部的注浆方法;若注浆范围以外有边界约束条件(能阻挡浆液流动的障碍物),也可采用自内侧开始顺次往外侧的注浆方法。
8.6.5施工质量控制
1. 灌浆量施工控制标准
一般情况下注入理论耗浆量Q ,参照下式进行计算
Q =V n +m
式中:V——设计灌浆体积(m 3)
n ——土的孔隙率(%)
m ——无效的注浆量(m 3)
8.7单液硅化法
8.7.1一般规定
1. 单液硅化法适用于地下水位以上渗透系数为0.10~2.00m/d的湿陷性黄土地基;对酸性土和已渗入沥青、油脂及石油化合物的地基土,不宜采用单液硅化法。
2. 按灌注溶液的工艺,可分为压力灌注和溶液自渗两种。
3. 采用单液硅化法加固湿陷性黄土地基,应于施工前在拟加固的建(构)筑物附近进行单孔或多孔灌注溶液试验,确定灌注溶液的速度、时间、数量或压力等参数。
8.7.2单液硅化法设计要求
1. 灌浆量的确定
单液硅化法应由浓度为10%~15%的硅酸钠溶液渗入2.5%氯化钠组成。其相对密度宜为1.13~1.15,并不应小于1.10。
加固湿陷性黄土的溶液用量,可按下式估算
Q Vn d n 1a
式中Q —硅酸钠溶液的用量(m 3)
V —拟加固湿陷性黄土的体积(m 3)
n —地基加固前,土的平均孔隙率(%)
d n1—灌注时,硅酸钠溶液的相对密度
a —溶液填充空隙的系数,可取0.6~0.8
硅酸钠溶液的模数值宜为2.5~3.3,其杂质含量不应大于2%
2. 孔位布置
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0.8~1.2m ,溶液自渗宜为0.40~0.60m 。
(2)加固拟建的设备基础和建筑物的地基,应在基础底下按等边三角形满堂布置,超出基础底面的宽度,每边不得小于1m 。
(3)加固既有建筑物和设备基础的地基,应沿基础侧向布置,每侧不宜少于两排。
8.7.3材料要求
1. 硅酸钠溶液的模数值宜为2.5~3.3,其杂质含量不应大于2%。
2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。
8.7.4单液硅化法施工工艺要求及注意事项
1. 压力灌注溶液的施工步骤,应符合下列要求:
(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;
(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. 施工中应经常检查各灌注孔的加固深度、注入土中的溶液量、溶液的浓度和有无沉淀现象。采用压力灌注时,应经常检查在灌注溶液过程中,溶液有无从灌注孔冒出地面,如发现溶液冒出地面,应立即停止灌注,采取有效措施处理后再继续灌注。
4. 计算溶液量全部注入土中后,所有灌注孔宜用2:8灰土分层回填夯实。
5. 加固既有建(构)筑物或设备基础的地基时,灌注硅酸钠溶液过程中,应进行沉降观测,当发现建(构)筑物和设备基础的沉降突然增大或出现异常情况时,应立即停止灌注溶液,待查明原因并采取有效措施处理后,再继续灌注。
8.7.5质量检验
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. 单液硅化法处理后的地基竣工验收时,承载力及其均匀性应采用动力触探或其他原位测试检验。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。
3. 地基加固结束后,尚应对已加固地基的建(构)筑物或设备基础进行沉降观测,直至沉降稳定,观测时间不应少于半年。
8.8碱液法
8.8.1一般规定
1. 碱液法适用于处理地下水位以上渗透系数为0.10~2.00m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地采用碱液法时,应通过试验确定其适用性。
2. 采用碱液法加固湿陷性黄土地基,应于施工前在拟加固的建(构)筑物附近进行单孔或多孔灌注溶液试验,确定灌注溶液的速度、时间、数量或压力等参数。
8.8.2碱液法设计要求
1. 当100g 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
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。
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:
V =αβπr ∙2 1+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
8.8.3碱液法施工工艺要求及注意事项
1. 碱液可用固体烧碱或液体烧碱配制,加固1m 3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,以90~100g/L为宜。
2. 双液加固时,氯化钙溶液的浓度应为50~80g/L。
3. 配溶液时,应先放水,而后慢慢放入碱块或浓碱液。
4. 应在盛溶液桶中将碱液加热到90℃以上再进行灌注,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。
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. 施工中应防止污染水源,并应安全操作。
8.8.4质量检验
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。施工中每间隔1~3d,应对既有建筑物的附加沉降进行观测。
2. 碱液加固地基的竣工验收,应在加固施工完毕28d后进行。
3. 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。
3. 地基经碱液加固后应继续进行沉降观测,观测时间不得少于半年,按加固前后沉降观测结果或用触探法检测加固前后土中阻力的变化,确定加固质量。