工程实例-某办公楼地基水玻璃加固
一、工程概况
该办公楼为四层内框架结构，底层为食堂，墙厚一砖半，并设有附壁柱。为减轻结构白重，2一4层内墙多采用胶合板结构，整个建筑物刚度较弱，外墙抵抗不均匀沉降能力也较差。基础采用爆扩桩，桩顶由承台梁连接。爆扩桩大头直径为1.0m及1.2m 两种、扩大头埋深大部分为5m左右，南侧外墙下为 7m，均未穿透非自重湿陷性黄土层。外纵墙以一柱一桩为主，个别柱下为2~3桩，室内中间柱下则为6桩。
该建筑物东侧及南侧墙外约2r处，阳近居民在地下埋设水管，无任何防护措施。该水管在25号桩位附近断裂漏水.未及时发现，待外墙明显开裂且裂缝发展较快时才断水，漏水已历时 4~5天。墙体裂缝宽约 5mm，由北向南呈 40°左右的斜裂缝，并由底层向上发展至顶层。 由干建筑物严重变形。门窗启团困难。距裂缝北侧约15mn 处的沉降缝明显张开透亮，表明建筑物东南侧下沉较大。断水后不均匀下沉即停止发展。东侧23~26号桩下沉严重，南侧桩下沉较轻微。由于没有沉降观测资料及竣工时的承台梁高程资料，各桩的绝对下沉量无从知晓。
本工程原设计、施工完成于 20世纪 70年代初，由于未作详细的工程地质勘察，因而上部结构及基础类型的选定没有考虑地基土的湿陷性。另外、从该建筑物使用不久外墙即有细小裂缝来看，1m.直径扩大头的爆扩桩承载力按每根 300kN 取值是偏高的。
二、工程地质条件
该办公楼地处渭河一级阶地前缘，表层杂填土厚约 5m，其下为晚更新世 Q3黄土，层厚5~7m，埋深5~12m，为非自重湿陷性黄土。该层土在9m以上天然孔隙比及含水量均较高，有大孔及虫穴、蜗牛壳、钙斑，盐酸反应强，具有湿陷性及高压缩性。桩长 5m 的爆扩桩大头位于Q;黄土顶部。9m 以下土性较好，块状结构，层底含疆结石，硬塑，属非湿陷性黄土，压缩性中等偏低（见表4.8-9及图4.8-9），12m 以下为粗粒土。
该楼场地原为古老居民区。在本次加固过程中发现多处枯井，个别深达 10m 充填物为碎砖夹土，有的枯井在 3～5m 深度处仍保持完好，没有塌陷。
事故发生一年后测定土的含水量为24%～26%，表明地基土虽经历一年时间，含水量仍未降低。
该楼南侧毗邻一厨房，一度因水管破裂造成水渗入地基中，土的含水量达27%~37%，致使厨房二层小楼严重开裂，但办公楼在此处外墙未产生严重开裂现象，仅发现有细小裂缝。分析其原因是，南侧爆扩桩深度 7mn。扩大头下部湿陷性土层厚度仅 2m.而9m 以下十层工程性质较好，故外墙未产生严重开裂。
三、加固方案选择
研究加固处理方案时，曾考虑过扩大基础并与承台梁相连接的方法，但因承台梁位于杂填土上。杂填土力学性质很差，施工难度较大;后又考虑将桩头托起的办法，也因湿陷性黄士承载力低，开挖深度将超过 5m，施工安全及场地条件均不允许;也曾考虑用高压喷射水泥浆方法，但设备问题一时难以解决。经反复研究，最终决定采用硅化法加固方案。
四、注浆试验
为了掌握施工工艺并确保加固质量，在施工前选择了类似场地进行注浆试验。先用螺旋钻成孔，将注浆管插至孔底，然后用水玻璃、氯化钙双液法加压注浆，4天后用轻便触探进行检查，并开挖观察土体受浆情况。图 4.8-10及表4.8-10为开挖及检验结果。除个别部分受浆不太均匀外，总的效果良好。对于不加压自渗方法也进行过试验，但影响半径仅0.2m左右。单液因成本较高而未采用，最后采用双液单管加压注浆方法施工。以轻便触探大于 30击确定为已注浆土体，按当时有关规范确定地基承载力大于220kPa。
五、设计与施工
加固设计是通过两个方案的试验比较后确定的。
（一）由墙体内外分别打两个斜孔（见图4.8-11a）。用锤击法成孔，双液加压注浆，约一个月后再用锤重 28kg 的动力触探检查，土的强度可提高 10%～140%，其中多数提高幅度为50%～70%。取样检查注浆效果，注浆不均匀的或注浆跑满的共占 20%.未注人浆液的占30%;中等程度的占50%，效果不佳。
（二）用振动钻机成孔。由于振动钻机打斜孔倾角可随意改变，遂选用钻机最小允许倾角60°，并由墙内一侧成孔，三排六孔（见图 4.8-11b）。注浆管间距采用0.8m，经检查加固效果良好，确定为主要施工方案。
此外，对于一些因场地限制，个别不能打单侧三排60°孔的情况，而用先打垂直孔后打斜孔的办法，经检验效果较差。
六、加固效果检验
采用单侧三排倾角60°的双液单管加压注浆施工后，经过一个月进行测试，测试结果如图4.8-12所示。该图为加固前后动力触探击数的对比，由图可见、加固后土的强度提高幅度大多为80%~200%，个别可达400%以上，最低的两个为 50%及80%，均位于上部刚开始注浆处，可能与跑浆现象有关。此外，在两个注浆孔搭接处强度提高也较少。
在作动力触探检验时曾计划取样作无侧限抗压强度试验，但因挖掘困难，而靠钻机取样因加固后土体既硬又脆，无法取到完整土样，所以没有无侧限抗压强度试验数据。