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岩土研究院

工程实例-地基单液硅化加固

269 2022-01-24 11:08:47

一、工程概况

某焦化厂回收车间洗氨、洗萘、洗苯塔罐群是由 5个直径1.5m、高 23m 的钢贮罐组成,基础为整体现浇钢筋混凝十,基底宽 4m、长 15m。埋深 2m。基础下为 30kcm 厚灰土垫层.总荷载约4200kN。由于附近排水沟积水外流,渗入基础下土层,导致地基大范围湿陷,基础最大沉降 30cm。由于沉降不均匀,造成塔罐倾斜,塔顶偏移 15am,使回收工艺生产无法正常进行。

二、地质条件

该场地位于渭北石川河东岸Ⅱ级阶地上,背靠黄土塬,黄土层厚 16.6m,下伏卵石层。建厂时的工程地质勘察将该场地评价为Ⅲ级自重湿陷性黄土地基(根据黄土规范 BIG 20—66评价标准),严重浸水后局部地基湿陷性已降为工~Ⅱ级,表4.8-11为地基加固前在塔罐基础周围补勘的4 个钻孔资料。由表中所列数据可见,地基浸湿很不均匀。湿陷性土层厚度为 10.4~13.9m,其地质剖面示于图4.8-13中。


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三、加固试验

在加固现场进行了单、双液硅化加固试验。试验用的水玻璃模数为2.6~2.8,浓度为19~22°Be,氯化钙溶液浓度为15°Be,两种溶液体积比为1∶0.5。试验测得硅化加固体无侧限抗压强度平均值单液法为380~440kPa,双液法为430~670kPa,充盈系数平均值为0.57。试块在水中浸泡 20 天强度基本无变化,湿陷性完全消除。

四、加固设计

虽然通过试验表明,双液法加固强度比单液法高,但由于双液法施工中易造成堵管,而过高强度在工.程上必要性不大,因此本工程最终选定采用19°Be水玻璃溶液的单液法加固。

根据场地地质条件及构筑物荷载情况,设计加固深度自灰垫层往下为 4.4m,距地表6.7m,该深度处附加压力与自重压力比值为0.15,已达压缩层下限。黄地基的湿陷可划分为由自重压力引起的自重湿陷及由附加压力引起的外荷湿陷,一般外荷湿陷影响深度均不超过压缩层深度,所以上述加固深度相当于外荷湿陷范围已全部得到加固。根据本场地加固试验结果,近似取每一灌注孔平均加固半径为0.4m,注浆管带孔眼部分长1.0m,共分4个加固层,每层厚1.1m,由于每层注浆可沿花管上下外渗一定范围,故各加固层之间略有重叠。灌注孔孔距0.7m,各孔之间也有重叠,这样上下左右可形成一片连续的加固体。灌注孔沿基础周边布置一排,设计共布孔52个,具体位置如图4.8-14 所示。

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五、加固施工

灌注管的埋设采用三角架通过定滑轮由人工拉锤击入预定孔位土层中。注浆是自上而下地分层进行的、这样可以防止自下而上进行时,由于拨管引起的管壁与十层间松动而造成的浆液外冒现象。当灌注管打入第一层深度后即进行灌注,达到设计注人量后再继续锤击灌注管使之进入第二层,如此循环作业,直到第 4层灌完为止。因地基存在湿陷裂隙,为弥补跑浆造成的溶液流失,在灌注第 4层时,将溶液注人量造当提高到215L。最后施工的是位于各塔罐之间的14、15、24.25、34、35、44、45号共8个孔位,这8个孔从上至下只灌注了3层,但将第3层注浆量提高到 1000L,以尽可能扩大加固范围。

此外,有 4 个灌注孔在压力很低情况下进浆速度很快,估计是孔周围存在裂隙或空洞,为保证加固质量,补灌了水灰比为1∶1的纯水泥浆 550L。

本工.程总计注人 41°Be水玻璃 25t.加固土体积128m³,平均每加固 1m³黄十约需水玻璃200kg。

六、加固效果

加固前在塔罐基础上共设置了10个沉降观测点,如图 4.8-14所示。加固施工完成时测得基础平均附加下沉为13.4mm,最大附加下沉量为 13mm.各沉降观测点之间差异沉降较小。试验时所取的土试样浸泡在水中历时7年仍完好无损,无崩解现象。

加固后对塔罐体垂直度进行了校正,至今生产一直正常进行。