复合注浆技术在郭家河煤矿施工措施井设备基础加固中的应用

　　郭家河煤矿位于陕西省宝鸡市麟游县天堂镇塬子坪村,其风井工业广场在建工程包括通风机房、回风立井、施工措施井、变电室、控制室、制氮车间、空压机房等建(构)筑物,基础形式分别为钢筋混凝土独立基础和素混凝土条形基础,目前其绞车基础、稳车基础及其井架基础均出现了不同程度的沉降和开裂。措施立井3.5m绞车、稳车群基础、风井北部稳车基础、措施立井西侧2个井架腿基础沉降开裂较严重,经观测,5天内最大沉降达88mm,设备基础开裂裂缝宽度最大达20mm以上,且有继续发展趋势,若不采取措施及时加固处理,破坏程度将进一步加重,将会给后期的继续施工及其安全造成严重的威胁。

　　1 场地岩土工程条件

　　整个场地地基由黄土和填土组成,属于不均匀地基,黄土湿陷性等级为Ⅰ级,为非自重湿陷性黄土场地。具体见表1。①层:回填土,处于松散状态,性质不均匀,厚度及密度变化大,堆积时间短,工程性质差,具有湿陷性,高压缩性,承载力低,不能作为建筑物地基持力层,若作为建筑物持力层,其容易导致建筑物基础的不均匀沉降。②层:黄土,中压缩性,强度高,可作为一般建筑物的地基持力层。

　　2 基础沉降破坏原因分析

　　根据基础的沉降破坏特征结合地层的工程地质性质,初步分析郭家河煤矿风井工业广场基础产生沉降和破坏的原因主要是地基承载力不够和黄土湿陷性造成的,其主要表现在以下几个方面:①该工业广场自然地面起伏很大,场地平整时,场地北部东侧地段为切方,其余大部分为填方,且填方厚度极大,从地基土组成来看,填土和黄土性质差异极大且层位起伏很大,东部切方区局部为黄土地基,其余大部分为填土地基,场地地基属于不均匀地基,其基础形式不宜采用天然地基,而目前的基础大部分位于这种不均匀天然地基上。②目前发生明显沉降及破坏的基础西侧是填土形成的松散边坡,由于边坡临空面的存在,为基础地层发生侧向位移提供了空间条件,很容易使得基础在重力作用下发生侧向位移。③该场地为非自重湿陷性黄土场地,湿陷性等级为Ⅰ级,黄土湿陷性也是造成该场地基础发生沉降变形的原因之一。

　　3 加固方案

　　针对设备基础不均匀地基和非自重湿陷性黄土可以采用静压注浆加固方案,以提高原基础地基承载力、消除黄土湿陷性。针对设备基础周边不均匀地基、非自重湿陷性黄土及现有边坡临空面对设备基础产生的不良作用,采用高压旋喷注浆形成重力式挡墙的处理方案,以限制基础发生侧向位移并提高广场地基承载力、消除黄土湿陷性。静压注浆钻孔间距1.2m,梅花形布置,注浆压力0.3MPa,水灰比1∶1,浆液流量30～40l/min;高压旋喷注浆采用三重管法,钻 孔 间 距 1.2m,梅 花 型 布 置 ,注 浆 压 力3 8 M P a , 水 灰 比 0 . 6∶1 , 提 升 速 率 不 大 于8cm/min,水泥掺量不小于 500kg/m。注浆材料采用普通硅酸盐水泥,可添加少量加快固结速度的外加剂。静压注浆孔和高压旋喷注浆孔深度均约8m～10m,并进入②层土不少于1m。具体方案平面布置见图1～6。施工顺序先基础底部静压注浆施工 ,后高压旋喷注浆施工;基础底部静压注浆施工先外后里;高压旋喷注浆施工由西侧向东侧逐排施工。