初探地下通道深基槽回填土注浆加固技术

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摘要：在城市建设过程当中，对地下部分施工时，往往会遇到地下管网密布或地下隧道等特殊地理情况，因此在对回填土施工时，填土是不是密实会直接影响到工程建设的整体质量。为提高填土层的密实度，保证工程质量，避免施工后出现沉降问题，必须对回填土进行加固处理，常采用的方法是注浆加固法。

关键词：回填土；注浆加固；技术；施工工艺

中图分类号：U215.14 文献标识码：A 文章编号：

注浆加固技术是用一种或几种胶凝性、流动性和填充性较好的浆液进行施工，注入到填土层中，以提高结构的整体性能。本文以某市道路工程局部实际案例进行分析，研究注浆加固技术的应用。

1工程概况

该处回填土层深度为2.5～19m，属于当年还土进行道路施工。为保证工程的施工质量，承建单位决定采用注浆加固技术加固。需加固区域长约1.1km，在回填土上的部分约长0.7km，回填土层相对地理高度平均为-2.5～-19.0m。进行注浆加固时，地下各类管网均已施工完成。采取加固技术的填土区域呈倒三角形状，需加固深度为2.0～19.0m。

2加固处理方案设计[1]

该位置填土土质为杂填土和粉质黏土等。因为当时进行回填施工时，多集中在冬、春两季，回填时间短，回填深度较大，且存在密实性差及结构松散、不均匀等现象，填土的自重固结尚未完成，所以随着时间的增长，将会发生固结沉降。同时，该区域地下通道结构施工时进行了大范围施工降水，地下水位降至填土以下，填土含水量变小；施工结束后，由于地下水位回升及雨季地表水渗入，填土层处于水位线以下，且达到饱和状态，所以会引发湿陷性变形。填土的固结沉降变形和湿陷变形将引起地表下沉，下沉量过大时将危及各种市政管线、通讯管线等的使用安全及道路的外观及功能使用。针对上述情况并结合现场条件，确定采用如下注浆加固处理方案。

注浆采用钻孔内高压2次注浆工艺，成孔设备采用小型钻机，孔内回填碎石，孔口上部2m范围内封闭，上部1m采用混凝土，下部1m采用黏土。注浆管采用外径2.54cm的塑料管，注浆时管底密闭，注浆段每隔0.5m在注浆管上对穿2个花眼作为出浆口。注浆孔结构示意见图1。单侧填土注浆孔布置采用2排梅花型，孔深2.5～19.0m，注浆孔间距2.0m（对于局部注浆孔单排布置，注浆孔间距1.5m），距地下通道结构外侧0.8m处布置第1排注浆孔（对于护坡桩与结构外侧有工作宽度的情况，距地下通道结构外侧0.4m处布置第1排注浆孔），排距1.2m（与地下管线位置相冲突时，注浆孔布置局部调整，以保证施工时管线安全）。注浆孔设计孔径110mm，浆体材料采用PS32.5水泥，水灰比1.0～0.7，第1次注浆压力为0.4～0.6MPa，注浆量0.3～0.5m3/m，压力维持在1MPa，灌注时间控制在5～10min。第1次注浆施工完毕3h后进行第2次注浆，注浆压力为1.2～1.5MPa，注浆量0.1～0.3m3/m，压力维持在1.5MPa，灌注时间控制在5～10min。

图1 注浆孔结构示意图

3施工工艺概述

3.1施工工序流程

注浆施工工序：场地平整管线探测定位放线成孔埋设注浆管制备水泥浆向孔中填入碎石料封闭孔口压力注浆养护验收移交。

3.2施工方法

1）成孔：成孔钻头（直径110mm）对准孔位后，采用螺旋方式钻进或用SH30型钻机成孔，必要时地面以下4m用洛阳铲人工成孔。

2）埋设注浆管：当成孔达到设计深度后，将注浆管下到位。注浆管下口封闭，管长不小于孔深。

3）制备水泥浆：先往搅拌桶内注入预定水量并开动搅浆机后，再逐渐加入P.S32.5水泥直到设计用量，搅拌3～5min后将浆液通过过滤网流到储浆筒内待灌。

4）填入碎石料：注浆管下入后立即填入石屑。石屑直径2～7mm，含泥量﹤5%。碎石沿孔口四周均匀填入，宜保持连续。填料时，应随填随测滤料填入高度，填料至距孔口2.0m处。

5）封闭孔口不需要注浆部分：为保证注浆时浆液不从孔口喷出及避免浆液进入不需要注浆地层而造成浆液浪费，碎石上部孔壁和管壁的空间内用黏土封闭。

6）第1次压力注浆:按照设计要求进行注浆，做好现场记录。

7）第2次压力注浆：第1次注浆结束3h后按照设计要求进行第2次压力注浆，做好现场记录。

3.3特殊施工过程控制

灌注水泥浆必须严格按设计要求采用P.S32.5水泥进行浆液的制备。特殊情况下采取以下技术处理措施。

3.3.1注浆孔冒浆现象的处理

注浆过程中，发现浆液冒出地表的情况应该采取如下措施：

1）降低注浆压力，同时提高浆液质量浓度，必要时掺砂或水玻璃；

2）限量注浆，控制单位吸浆量；

3）采取间歇注浆的方法，即发现冒浆后就停灌，待15min左右再灌。

3.3.2注浆孔串浆现象的处理

在注浆过程中，发现浆液从其他钻孔流出的串浆现象时，采取如下方法处理：在施工组织安排上，适当延长相邻2个孔的施工时间间隔或进行隔孔灌注。

3.4施工中对特殊部位的保护

考虑到现场管线和地下通道已经施工完毕的实际情况，施工时采取以下措施：

1）严格按照设计进行施工，保证施工时距管线和地下通道有足够的安全距离；

2）管线分布密集的地段，在现场条件允许的前提下，注浆孔上部4m用洛阳铲进行人工成孔；

3）管线分布密集的地段注浆时可考虑用双管分段进行注浆，第1根注浆管上部6m开孔，第2根注浆管6m以下开孔。第1根注浆管注浆时，可掺入粉煤灰或黏土降低水泥浆液的强度，并根据实际情况减少注浆压力及注浆量，以保证管线的安全。

4注浆质量检测[2]

4.1施工单位自检结果注浆加固处理完成后，委托北京某工程勘察设计研究院进行了标贯、波速试验，试验结论如下：

1）标贯试验统计结果：注浆前标贯基数N最小4击、最大21击，平均13.6击，并且不均匀、没有规律；注浆后标贯击数N最小6击、最大26击，平均15.96击。注浆后标贯击数N普遍提高2击以上，满足注浆后验收合格标准——N≥8击，且合格点数≥80%，所有检测点标贯击数N≥6击的要求。

2）波速测试结果：注浆前波速最小值137m/sec、最大值242m/sec，平均值186m/sec；注浆后波速最小值182m/sec，最大值295m/sec，平均值232m/sec。注浆后波速普遍提高30m/sec以上，满足注浆后验收合格标准———加固后的回填土平均横波波速≥170m/sec，回填土横波波速最小值≥150m/sec的要求。

3）根据注浆后的标贯和波速测试结果，依据建设主管部门制定的《环隧结构外侧回填土加固施工检验要求及验收标准》判定，注浆效果达到验收合格的标准。

4.2质检部门检测结果

在项目部质量自检的基础上，有关质量检验部门对注浆加固质量进行了检测，主要检测项目有：标准贯入试验、波速试验、取土干密度试验等。基槽注浆加固效果综合评价检测结果见表1。

总体评价 注浆前后标贯合格次数提高了24.4 %，波速合格点数提高了 77.8 %，处理效果良好

5结语

工程实践证明，采用注浆加固法对地下构筑物基槽深回填土进行加固处理施工简便快捷，加固效果良好，适用于类似市政工程项目大面积深回填土的加固工程施工。

参考文献：

[1]中国建筑科学研究院.JGJ94-1994建筑桩基技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，1995.

[2]上海市建设和管理委员会.GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].北京：中国计划出版社，2002.