中高填土方区桩间土注浆加固的施工技术研究

发表时间：2019-10-16T14:16:20.207Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年14期 作者： 陈晓晖 王帅

[导读] 周边自然环境造成较大的破坏。但“素土回填+注浆”的处理方式，可以较好的控制环境污染，更好的响应绿色施工的政策。中铁建设集团有限公司

摘要：为了提高丘陵地区的住宅建筑结构品质，提升住宅建筑在地震、滑坡等地质灾害情况下的抵御破坏的能力，同时不过多的增加项目投资，研究了4m以内回填土内注浆加固的施工技术，经过注浆加固后，可保证回填土承载力达到180kpa，主体结构封顶后的沉降变形量累计值仅为2mm，为类似地质情况的项目提供了较好的整体解决方案。 关键词：复杂地基、桩基础、钢管桩、高压注浆、沉降变形

一、注浆加固施工技术背景简介

1.1我司承建的某住宅项目，单体建筑11层，建筑檐高：32.9m。该项目位于丘陵地区，地质情况复杂。依据《地勘报告》剖面图显示，在同一栋主楼基础下，存在岩石天然地基和高度超过4m的回填土地基，属于非常不利的基础持力层，严重影响上部结构的安全。 1.2以该项目7#楼、13#楼为例，主楼基础底部为岩石地基和回填土地基两种形式（详图1）。为了保证沉降变形均匀，对基础采用“天然地基+承压灌注桩+筏板”复合基础形式。由于回填土高度达到了4m，地基持力层的压缩模量相差较大，造成筏板下卧土层沉降不均匀，进而导致灌注桩与筏板开裂的风险。为了降低回填土的变形量，采用钢管桩+水泥浆加固方式，对回填土进行加固处理。

图2-7#楼基础平面布置图 二、桩间土注浆加固工序

桩间土注浆加固工序主要是土方回填、桩基施工和桩间土注浆。工序流程如图3所示。 三、桩间土注浆加固施工方法详述 3.1素土回填

3.1.1、素土回填前先绘制回填土区域原始标高图和回填土区域平面定位图，定位挡土墙部位。

3.1.2、挡土墙砌筑。为了保证注浆效果和回填土边坡的稳定，采用1m高、240mm厚挡土墙，使用灰砂砖进行砌筑。

3.1.3、素土回填时分层回填至基础底标高，回填土方放坡1:0.5，分层厚，0.8~1m，采用10吨型振动压路机械碾压。压实系数达到0.9即可。

3.1.4、灌注桩施工。为提升灌注桩施工的施工效率，采用旋挖钻空干作业，使用额定功率380KW以上的旋挖钻机钻孔，并保证入中风化岩层1.2m。

3.2、注浆钢管加工

3.2.1、注浆钢管选用DN76×3.5mm钢管，钢管长度按照回填土深度+2m进行加工。

3.2.2、注浆钢管底部采用套丝连接30cm长锥形端头，便于注浆钢管伸入自然地基土层。 3.2.3、注浆钢管侧壁开直径为5mm的注浆孔，间距300mm，开孔范围如图4所示。 3.2.4、使用塑料薄膜缠绕钢管两遍，并用胶带固定薄膜。

图3

3.3、成孔、下管

3.3.1、注浆管布设：在基础筏板外侧1m距离处布设间距1m（边到边距离），主楼筏板内部位布设间距1.0mx1.0m（边到边距离），梅花形布设，避开灌注桩。

3.3.2、施工前根据《地勘报告》和《填土区域原始标高图》提供的自然地基土埋深，入原状土2m，确定钻孔深度，按照直径200mm进行开孔，采用履带钻机（功率35KW）振动成孔。 7#楼注浆孔布置图详图5。

3.3.3、居中埋设DN76钢管，端头入原状土30cm。钢管长度根据填土深度确定。 3.3.4、用1:1水泥砂浆浇筑钢管底部封孔段至回填土底标高。

3.3.5、将成孔与注浆钢管之间的周边空隙及钢管内使用石子填塞至基础底标高。

3.3.6、将成孔与注浆钢管之间的周边空隙上段进行封孔处理，对基础底标高上部1m采用1:1水泥砂浆封闭，封口砂浆可采用早强剂和速凝剂，封孔段长度应根据主体施工需要确定，水泥砂浆强度达到4MPa方可进行注浆。 3.4、注浆

3.4.1、注浆材料为纯水泥浆，水灰比0.6，水泥采用PO.32.5水泥。注浆孔注浆压力0.6MPa-0.8MPa。水泥浆中水泥用量不少于

0.15t/m，且保证有效注浆加固半径不小于0.5m(应通过现场试验验证)。单孔注浆量按现场水泥用量计数确定，当压力过高或冒浆严重时，可根据注浆压力做适当调整注浆量。

图5 7#楼注浆孔布置图

3.4.2、注浆顺序应采取先在最外圈注浆孔进行注浆封闭，然后由外向内进行注浆加固地下的软弱回填土土体，最后加固混凝土灌注桩与土体之间的缝隙或软弱层。

3.4.3、注浆前应先进行试注浆，并根据试注浆出现的注浆压力不稳定、达不到注浆压力、过早、过快冒浆等情况，做好相应的调整。待注浆情况稳定后方可大面积开展注浆工作。

3.4.4、注浆时采用压力和注浆水泥量双控，即注浆水泥量为达到0.15t/m或注浆压力达到0.8MPa时出现冒浆，即停止注浆。如一次注浆不能达到加固半径要求则应采用多次注浆，间隔时间应按浆液的初凝试验结果确定，且不应大于4小时。 3.4.5、注浆施工采用跳孔间隔施工、由外向内逐步进行。

3.4.6、注浆施工应在混凝土灌注桩混凝土浇筑施工完成一周后或桩身混凝土达到75%后，再开始进行，避免注浆造成桩位偏移。 四、现场检测与结论

桩间软弱回填土注浆加固完成后，需对该区域进行了回填土承载力检测和注浆加固半径复核。回填土承载力检测采用浅层平板载荷试验，注浆加固半径复核采用洛阳铲取土样复核。在此处重点说明洛阳铲取土样复核的检测方法。 4.1、检测方法

4.1.1、准备工具，布置检测孔。检测点位布置按照相近的两注浆孔为一个检测点，每个检测点以相近的两注浆孔为圆心，以500mm为半径做半圆，在半圆弧线上分别取3个点为检测孔，再以两注浆孔的中点为检测孔，每个检测点共计7个检测孔。检测点总数按照注浆孔总数的10%进行抽取。

4.1.2、在注浆施工完成48小时后，使用洛阳铲在检测点进行向下探测，探测深度1.5~2m，当铲身提升带出的土样稳定出现细小的水泥渣、水泥浆块，可停止探测。两注浆孔中点的检测孔可加深探测深度至3m。

4.1.3、当探测深度达到2m~3m时，土样未能稳定出现细小的水泥渣、水泥浆块，则考虑该检测点增加检测孔数量，并在靠近注浆孔的方向增加检测孔。必要时可考虑环刀取土，对土样密实程度进行检测。

4.1.4、对检测点、检测孔进行数据统计，稳定出现水泥渣、水泥浆块的检测孔占检测孔总数的70%，则判定该检测点位的注浆工作符合设计要求。当抽检检测点数合格率达到100%，则判定本楼栋的注浆工作完成预期目的。 4.2、检测结论

4.2.1、经浅层平板载荷试验检测，经处理后的回填土地基承载力特征值为150kpa，与《地勘报告》相对比，略高于粉土层地基承载力特征值。

4.2.2、经过洛阳铲取土样复核，注浆加固半径满足设计要求的500mm的要求。

4.2.3、经过对基础筏板的长期观测，直至结构封顶后，沉降量累计仅有2mm，沉降量极差不超过1mm。此施工方法很好的控制了不均匀沉降变形量。

五、桩间土注浆加固的重点注意事项

5.1、素土回填前，需将地表的松软土、遗留的农房地基、杂填土进行清除，清除至较密实的原始土层后，方可进行回填土施工； 5.2、桩基施工完成后，需停滞1周时间，待混凝土强度上升至设计强度的75%之后，方可进行注浆孔钻孔等施工，防止钻孔机械自重过大，行走时对桩位、转身造成偏位、开裂等不利影响。

5.3、注浆孔成孔时必须深入至原始土层以下约2m位置，确保通过水泥浆能够将原始土层和回填土层进行有效的结合。

5.4、注浆管顶部封堵时，为了提高封堵的密封效果和效率，可掺入适量的早强剂、速凝剂，同时使用工具将水泥砂浆振捣密实。 5.5、注浆时，要严格按照由最外圈向最内圈的注浆顺序进行注浆。当多桩孔连续出现返浆时，可暂停注浆施工2小时~4小时。恢复注浆后，仍连续出现返浆情况，则降低注浆机的倍速和压力，采用低档低压低流速的方式进行注浆。若依旧出现持续返浆情况，则暂停注浆6小时以上，恢复注浆时，需要先低档、低压、低流速注浆，当注浆量和压力逐步正常之后，再提升档位和流速。 5.6、当反复出现持续返浆的情况时，可考虑适当降低注浆水泥量，但需满足0.125t/m。 5.7、注浆时，应做好现场施工记录，并将暂停施工、压力、档位、流速等信息进行记录。 六、桩间土注浆加固优越性简析

6.1、提升结构安全性。相比较灰土地基基础，混凝土灌注桩基础+桩间土注浆加固的处理措施能够有效的满足结构安全，提升结构的安全性，减少主体结构的沉降量，能够更好的控制变形情况，经过长期观测，该楼栋自基础筏板施工至主体结构封顶后，累计沉降变形2mm，极差不超过1mm，沉降变形控制效果较好。

6.2、加快施工进度。采用素土回填，可以就地取材，场内倒运，快速开展施工。以7#楼为例，总计约7000m3回填土方量。若采用素土回填，实际仅7天就完成土方回填工作。若采用灰土回填，预计需要40天左右进行施工。较大幅度的缩减了工期。素土回填、桩基施工完成后，采用注浆的方式对桩间土进行加固，可以较好的提升地基基础的施工质量。

6.3、响应绿色施工的要求。受扬尘治理、大气污染防止等环保政策的影响，灰土回填在项目所在地不允许现场拌制，同时灰土拌制时也会对操作人员、周边自然环境造成较大的破坏。但“素土回填+注浆”的处理方式，可以较好的控制环境污染，更好的响应绿色施工的政策。