微型钻孔注浆法在地基处理中的应用
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2 0 1 0 年第4 期 昆钢 科技 K u n g a n g K e j i 2 0 1 0 年9 月 微型钻孑 L 注浆法在地基处理中的应用 张锦雄(玉溪新兴钢铁有限公司)摘 要 在玉钢建设3 号转炉风机房的工程中,针对地基承栽力不够的情况,玉钢根据其地质情况,应用微型 钻孔注浆法对地基进行 处理,使地基 的承 载力达到 建筑施 工要 求。关键词 微 型钻孔注浆 地基 处理 Appl i c a t i on o f M i ni _-dril l i ng Gr out i ng Pi l e M e t hod f o r Gr ound Tr e a t m e nt Zh a n g J i n Xi o n g (Yu x i Xi n x i n g I r o n&S t e e l C o 。L t d )Abs t r a c t Ac c o r d i n g t o g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s,Yu g a n g a p p l i e d mi n i-d l i n g g r o u t i n g p i l e t o b a s e o f No 3 f a n r o o mi n o r d e r t o i mp r o v e b e a r i n g c a p a c i t y o f g r o u n d Th e b e a r i n g c a pa c i t y o f g r o u n d g o t t o b u i l di n g c o n s t r u c t i o n r e q ui r e me n t Ke y W o r ds mi n i d r i l l i n g;gro u t i n g p i l e;gro un d t r e a t me n t 1前 言 当天 然地 基 的承载 力达不 到 工程设 计要 求 时,要对地基进行处理。在提高地基承载力,改善其变 形性 质 或渗 透 性 质 而 采 取 的人 工 处 理 地 基 的 方 法 中,微型钻孑 L 注浆法是地基处理的一种常用方法,所用的主要设备微型钻孔机体积小、重量轻,在工 程施工中受场地的限制条件少,可用于处理淤泥质 土、流 塑、软 塑 或 可 塑 粘性 土、粉 土、砂 土、黄 土、素填土和碎石土等地基,也可用于原有建筑物 的地基加固。昆钢玉溪新兴钢铁股份公司(以下简 称玉钢)在处理新建3 号提钒转炉的风机房基础时,应用 了此方法。1 1 工程概况 玉钢炼 钢新 建 3 号 提钒转 炉 风机房 是在 原 1 号、2 号转炉风 机房的基础上延 伸5 m1 2 m的两跨厂 房,在厂房 内安装 一台新 的风机。该厂房地基原 设计采用砂夹石换填5 m后,形成承载力为2 0 0 k P a 的独立承台基础,厂房北面是原风机厂房,南面紧 临玉钢主公路,地下有一条2 m2 m的主排洪沟及 2 1 9 m m 5 3 0 ra m的5 条主供水管道。1 2 工程所在地地质情况 厂房 地质 情况 是:表层 为素 填土,其 次是 粉质 粘土,中间有粉砂层及粘土层,地下3 0 m左右有中风 化 白云岩,详细情况见表1。4 6 昆钢科技 2 0 1 0 年第4 期 2地基处理方案选择 2 1地基处理方法的选择 本工程地基处理基本可采用的方法:1)采用砂 夹石换填5 m后,形成承载力为2 0 0 k P a 的独立承台基 础;2)采用人工挖孔桩、锚杆静压桩、夹心深搅 桩;3)采用微型钻孔注浆法提高地基承载力,达到 设计要求。若 采用砂夹石换填,一是地下有 水管及排洪 沟,使换填工作难以实现,二是地点太小,压路机 很难进行有效压实,承载力最终将达不到2 0 0 k P a 的 设计要求。若采用人工挖孔桩,可达到设计要求,但根据 地勘资料及以前工程施工的情况,人孔桩要挖到3 0 多米才能到 中风化,并且 有两层 流砂,施工难度 大,且工期要3 O 天左右,费用约1 2 万元;锚杆静压 桩、夹心深搅桩由于施工场地太小,一是大型机械 无法进场,二是大型机械进场费用高,故不采用。若采用微型钻孔注浆法,将地基承载力提高到 1 8 0 k P a,再将风机房 的独立柱基基础适当扩大,可 达到柱基 的设计要求,按此施工,工期1 0 天,费用 也可控 制在 1 2 万元左右。因此,玉钢决定采用微型钻孑 L 注浆法处理此地 苯 2 2 微型钻 孔注浆法的理论及设 计 2 _ 2 1微型钻孔注浆法的理论计算 微 型 钻 孑 L 注 浆 法 的 理 论 设 计 主 要 是 参 照 J G J 7 9 2 0 0 2 建筑地基处理技术规范上水泥粉煤灰 碎石桩法的设计原理及公式(1)、公式(2)。微型钻孔(碎石钢管)注浆(桩)复合地基承 载力特征值设计时可按式(1)估算。L p k=mR A p+3 r 1 蛾(1)单桩竖向承载力特征值R a 当无单桩载荷试验资 料时,可按式(2)估算。R u pZ,i=l n q m i+q p A p 2 2 2 微型钻孔注 浆法的设计 玉 钢新建 3 号 提钒转 炉风机 房延长 的两跨 厂 房,共有4 个独立柱基,中间的两个柱基底面尺寸 是3 8 m 3 4 m,边上两个柱基的底面尺寸是 5 瑚 2 3 m,由于基础一边有供水管道,一边有排洪沟,所以做 成细长形,碎石钢管桩中心距7 0 0 m m,桩径1 5 0 m m,桩长7 5 0 0 mm,则中间柱基每个需布置3 0 个微型钻 孔,边上柱基每个需布置2 1 个微型钻孔,微型钻孔 注浆详见图1。2 0 1 0 年第4 期 张锦雄:微型钻孔注浆法在地基处理 中的应用 回 浆 放 气 2 5 中1 5 0 n 的微型 钻 孔 内填碎 石 深 约 7 5 m 图1微型钻孔注浆桩示意图 Fi gur e 1 Sc hem a t i c D i a g r a m of M i ni d r i l l i ng Gr outing PRe 根据公式(1)、公式(2)及假设,计算得中 间柱基 的复合 地基承载力 为:=2 9 0 9 k P a,边上柱 基的复合地基承载力 为f s p k=2 6 6 4 k P a。可见,其2 6 6 4 k P a 承载力 已比设计值1 8 0 k P a 大 1 5 倍,2 9 0 9 k P a 承载力 比设计值1 8 0 k P a 大1 6 倍,由 于本工程 只有 4 个独立 柱基,不是 大面积基础,并且 没有试验数据,故预留一定的安全系数,完全可按 此设计施工。3 微 型钻孔 注浆法的实际应 用 微型钻孑 L(碎石钢管)注浆桩具体可按以上图 示施 工,施工 完成后,要 求在 施工 主体 时对其 柱子 做沉降观测,以检验复合地基的地耐力是否达到设 计要求。3 1微型钻孔(碎石钢管)注 浆桩 的施-r J l 序 开挖基坑至基底标高一微型钻机成孑 L 一放 4 8 注浆钢管一投放过筛碎石与安放 2 5 的回浆管一砂 浆 固定 注浆 管 与 回浆管 一施 3 2 C 1 0 砼垫 层一 施 工钢 筋混泥土的基础一砼养护一从注浆管浇灌水泥粉煤 浆,至回浆管排出浆一堵死 回浆管加压注浆(加压 No 3 MP a)一 封堵注浆管。3 2 重要的施工参数 水泥与粉煤灰的比例为8:2,水灰比为1 0,砂 浆机的压力要加到0 3 MP a。3 3 主要施工楼械 包括:微 型钻孑 L 机、砂浆拌合机、砂浆压力 机、电焊机等。4 结 论 在玉钢的工程建设中,有3 个工程项 目应用了微 型钻孑 L 注浆法对地基进行处理,一是铁路编组站的 机车修理间,在2 0 0 5 年3 月份完工;二是炼铁喷煤工 程 的煤棚,在2 0 0 7 年5 月份 完工,三是 提钒炼 钢3 号 转炉新 增风机房,2 0 0 8 年 1 2 月份完工。3 个工程项 目 在不 同的时期、不 同的地点施工完成,经过在施工 过程 中及施工完成后进行沉降观测,三个项 目总的 沉降量均在0 2 5 m m之间,并在使用过程中,未发现 裂纹及质量问题,现三个建筑物均完好。通过工程实例及理论计算,充分说明了在工程 建设中,对于软性地基,当地耐力达不到设计要求 时,可以根据其地质情况,应用微型钻孑 L 注浆法对 其进行处理,形成复合地基,从而提高地耐力,达 到建筑施工设计要求。
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