注浆技术在某地涵工程软土地基加固中的应用

王倪进 姜星星 于正广

摘要：本文针对南京东山街道社区卫生服务中心地涵基坑开挖工程中出现挡墙和钢板桩发生整体位移的现象分析原因，提出采用注浆加固技术对软土地基进行处理等工程措施，以供类似工程参考和借鉴。

关键词：注浆；软土地基；位移；措施

Application of grouting to soft soil foundation of water culvert project

WANG Ni-jin 1,JIANG Xing-xing 2, YU ZHENG-guang 3

（1.Design institute of Hohai University, Nanjing 210098,China;2. Water conservancy and Construction Engineering Co., Ltd tof Nanjin, Nanjin 221001; 3.

Flood and drought control headquarers of Jiangsu water conservancy bureau, Nanjing 210000,China;）

Abstract: In this paper，the reasons of displacement of retaining wall and steel sheet pile during excavation of water culvert of Dongshan street community health service center in Nanjing are analyzed and measures of grouting reinforcement technique for soft soil foundation are given. The results give effective reference to similar projects.

Key words: grouting;soft soil foundation; displacement; measure

1工程概况

南京东山街道社区卫生服务中心地涵工程位于南京市江宁区岔路口宏运大道南侧。根据规划，宏运大道南侧1.13公顷地块为江宁区东山街道社区卫生服务中心办公楼建设项目。规划用地范围内有一条位于地块中间的排水沟，排水沟西侧为江宁区东山镇变电所电缆沟挡墙。排水沟与宏运大道下的涵洞相连，其主要作用是排除鞭鞍河汛期11.8 m3/s的洪水。排水沟的存在影响了社区卫生服务中心办公楼项目的实施。因此，根据规划部门同意，在满足排洪要求的前提下，在社区卫生服务中心办公楼项目施工前对现状排水沟进行覆盖，同时在原址新建钢筋混凝土箱涵，地涵尺寸为2.5×3.0m（B×H），共十一节，总长150.0m，纵向坡比为1‰，涵洞底高程为5.4 m～5.25m。地涵工程采用SKSP-II型钢板桩支护，桩长7.0m。（钢板桩支护见图1.1）

图1.1地涵工程基坑支护图

2工程地质

根据钻探将地层自上而下分为6层（各土层物理力学指标见表2.1）：

表2.1 各土层物理力学指标

土层序号及名称 层厚

（m） 承载力特征值（kPa） 备注

①素填土 1.1～5.5 软～可塑，较松散，普遍分布。

②-1粉质粘土 1.0～6.0 120 可塑，局部软塑，中等压缩性，局部分布。

②-2粉土 1.1～6.8 100 中高压缩性，局部分布。

②-3淤泥质粉质粘土 5.5～24.3 60 高压缩性，以流塑状态为主，普遍分布。

③粉质粘土 2.8～9.9 170 可塑状态，中等压缩性，局部分布。

⑤强风化粉砂岩 未揭穿 350 岩体质量为V级，浸水易软化，普遍分布。

本工程场地内土层地质条件变化较大，无第四纪全新世活动性断裂通过，勘探深度内无液化土层存在，适宜地涵工程建设。

3基坑整体位移及原因分析

钢板桩支护施工完成后即进行地涵土方开挖。基坑深3.0m，宽4.4m，开挖边坡系数为1.5。基坑开挖完成后次日上午发现西侧电缆沟挡墙下沉6.0～7.0cm，电缆沟和钢板桩向东整体位移5.0cm，挡墙局部出现裂缝，最大缝宽2.0cm。考虑到电缆沟的损坏将影响东山镇供电安全，施工单位采用回填土反压法对开挖基坑及时回填，同时加强挡墙位移监测。回填土顶宽3.0m，边坡系数为2.0（如图4.1）。回填结束后挡墙基本终止位移。

基坑开挖后出现挡墙位移变形主要是由于地涵段原先未进行详细勘测，地涵初始支护方案采用地涵东侧8.0m处钻探地质资料，而本工程区域土层地质条件变化较大。根据地涵东侧8.0m处钻探地质资料，地涵钢板桩下2.0m仍为②-2（粉土层），而经过详勘发现，钢板桩及现状挡墙5.0m高程下均处于②-3（淤泥质粉质粘土层）。淤泥质粉质粘土层以流塑状态为主，这是造成挡墙和钢板桩发生整体位移主要原因之一。鉴于电缆沟挡墙的重要性，必须采用工程措施对其进行加固处理。

4 注浆加固

在工程建设中，软弱地基处理已成为日益突出的技术问题。每种地基处理方法都有其适用范围和优缺点，其中注浆加固法适用地层范围广、加固效果好，应用广泛、相对投资少、施工简单和对环境影响小等突出优点。因此，经综合比较，本工程采用注浆法对软弱地基加固处理。

4.1注浆机理

注浆是通过钻孔，向有含水裂隙、空洞或不稳定的地层注入水泥浆或其他浆液，以防渗或加固地层的施工技术。一方面，注浆孔向外扩张形成圆柱状浆体，钻孔四周土体被挤压充填密实；另一方面，随着注浆的进行，土体裂缝的发展和浆液的渗透，浆液在地层中形成纵横交错的浆脉，形成复合地基土，从而提高地基承载力。

4.2注浆方法

注浆常用的方法有液压法、气压法、电渗法。各方法的使用范围见表4.1：

表4.1各注浆法适用范围

注浆方法 适用范围 备注

液压法 渗透系数大于10-4cm/s

气压法 渗透系数小于10-4cm/s或中砂性土 液压法与气压法一般同时出现

电渗法（电化学法） 粘性土

根据本工程地质情况，软弱地基加固采用气压法。

4.3浆液材料

加固地层常用的浆液材料有水泥浆、铬木素凝胶、硅胶等。根据本工程地质，选用425#普通硅酸盐纯水泥浆，水灰比为1：0.8。

4.4施工工艺

本工程采用袖阀管注浆法施工。袖阀管注浆法具有可分段、定量和间隙注浆，较好地控制注浆范围和注浆压力，可进行重复注浆，发生冒浆与串浆的可能性较小等优点。该施工方法分钻孔下袖管、下套壳料、灌浆等工序。其中，应注意使袖阀管位于管中心、浇筑套壳料时避免泥浆混入套壳料和套壳料进入袖阀管。

4.5布孔设计

塑料单向阀管为聚丙烯塑料管，内径为60.0mm，阀管上每隔33.0cm钻一组射浆孔。塑料单向阀管插入钻孔时管端封闭，管内充满水。内、外侧注浆孔距现状挡墙的距离分别为1.0m和2.0m，注浆孔纵向间距为1.2m，梅花型布置，注浆孔底进入挡墙底板下4.0m。注浆压力通过试验来确定，并在灌浆施工中进一步检验和调整。（如图4.1）

图4.1挡墙注浆加固图

4.6 其它工程措施

（1）灌注桩支护

将钢板桩支护方案调整为灌注桩支护方案。灌注桩直径为1.0m，桩间距为1.2m，桩底高程为-11.5m（插入第③层粉质粘土层1.0m），桩长20.0m。在基坑外侧采用双排双轴深搅桩作为止水帷幕,双轴深层搅拌机叶片直径为0.7m，双排桩桩体纵横向搭接0.2m，使用P42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为15%，另掺入水泥用量的0.03%三乙醇胺和0.2%木质素磺酸钙，水灰比0.55。

（2）调整地涵轴线走向

将地涵轴线由原来距电缆沟挡墙3.5m调整为9.5m，减少地涵基坑开挖对现状挡墙的影响。

（3）地涵地基处理

地涵基础采用粉喷桩处理，桩径0.5m，桩距1.0m，桩长12.0m，425#普通硅酸盐水泥掺入量为15%，正方形布置。

5 结语

注浆及灌注桩施工完成后，即进行涵洞基坑开挖施工。施工单位对对现状挡墙的沉降、位移实行全程跟踪监测。观测数据表明：注浆加固工程完成后，挡墙沉降趋于稳定，局部地段挡墙抬升3.0～5.0cm，加固效果明显。在基坑开挖施工过程中，现状挡墙未发生位移和沉降。由此说明，注浆加固法对淤泥质粉质粘土等软弱地基处理的效果明显，有较大的应用推广价值。

参考文献

[1] 龚晓南（2008）.地基处理手册（第三版）.北京：中国建筑工业出版社.

[2] 蒋萍.采用注浆加固法处理软土地基[J].四川水力水电，2010（2）：28-29.

[3] 肖建刚，魏浩. 静压注浆技术在越南胡志明市某住宅楼软弱地基注浆加固工程中的应用[J].环境资源与工程，2007（4）：391-394.

[4] 魏善巍. 浅谈基础加固工程注浆加固法[J].广东建材，2009（6）：154-156.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。