两种注浆工艺处理建筑物不均匀沉降的工程实例

贾刚军

摘要：通过劈裂注浆和压密注浆对74栋别墅的人工填土地基进行了灌浆加固处理，有效控制了该建筑物的不均匀沉降，介绍了两种注浆工艺施工的工艺流程、质量控制措施和效果检验，认为这两种注浆工艺处理该建筑物行之有效。

关键词：注浆工艺；不均匀沉降；开裂；劈裂注浆；压密注浆；加固处理

Abstract: through the fracturing grouting and pressure grouting to close 74 villas of artificial fill the land the grouting reinforcement, effectively the building''s uneven settlement, introduces two kinds of grouting process of the construction process and quality control measures and effects inspection, think that the two kinds of grouting technology processing the building to be effective.

Keywords: grouting process; The uneven settlement; Cracking; Fracturing grouting; Secret pressure grouting; reinforcement

中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

1引言

某山庄III区-74栋别墅位于长沙市南部白竹水乡的山前坡地，该栋建筑物基础采用洛阳铲成孔灌注桩，为两层框架结构。建筑物长16.8m，宽11.5m，高8.0m。

该建筑物2005年5月建成后，由于连降大雨，建筑物及周边地面产生不均匀沉降，造成墙体多处严重开裂，局部基础产生较大沉降，尤其建筑物西南角损坏严重，墙体开裂面最大达112mm。

2场地岩土工程地质条件

该场地位于低山丘陵地貌的沟谷区，人工回填土整平。根据勘察资料（见图2），场地地层岩性自上而下分为四层（见图3），简述如下：

①人工填土：褐红色、褐黄色，稍湿，松散状，主要成分为粘性土，含少量碎石，为新近填土，层厚4.70~12.90m。

②粉质粘土：褐红色，可塑~硬塑，具网纹状构造，顶部见少量植物根茎及腐殖质，层厚1.30~1.80m。

③粉质粘土：紫红色，硬塑，系下伏泥质粉砂岩风化残积而成，层厚0.60~1.10m。

④强风化粉砂岩：紫红色，泥砂质结构，块状构造，冲击强烈反弹，控制最大深度为2.70m。

勘察期间，该场地无地下水。

3建筑物不均匀沉降原因分析

该建筑物基础以下为人工填土，系新近堆填，在该区广泛分布，填方未进行分层碾压处理，尚未完成自重固结，压缩性高，具有湿陷性，无其它不良地质现象。虽然场地主要接受大气降水，但地下水沿地下空隙流向沟谷下游区，无水位。

场地整平后人工填土沿原山坡分布，土质较差、厚度不均匀且未经分层压实，由于连续下雨，大气降水渗入人工填土层中，引起地面不均匀沉降，人工填土不均匀差异沉降产生水平侧向压力，造成原房屋洛阳铲桩基部分断裂，从而引起房屋部分开裂。

4建筑物不均匀沉降的加固

4.1加固处理方法的选择

该区别墅即将交付使用，如果拆除重建，除了影响业主的居家使用，耗费的时间和资金投入也将过大，且社会影响不好。因此，决定不拆除建筑物,对现有基础地基进行加固处理。

由于建筑物不均匀沉降是地基中人工填土层层厚差异较大发生不均匀沉降造成原桩基断裂引起，所以，只要对该地基人工填土进行加固处理或将基础延伸至压缩性较低、层厚且较均匀的持力层中，建筑物沉降一定会减少，并能确保满足长期使用要求。

由于建筑物及周边地面在不断沉降。工期要求紧迫，而且要考虑以较小的资金投入对建筑物进行加固处理，更重要的是要将沉降严重的建筑物西南角地基抬升起来，分析多种地基加固方法，认为在建筑物基础周围采用劈裂注浆和压密注浆结合的灌浆加固地基方案较为合适，施工成本低，工期短，质量可靠。

5注浆施工工艺和质量控制

5.1 劈裂注浆施工工艺和质量控制

5.1.1 施工工艺流程

建筑物外采用劈裂注浆工艺[1，2]。该工艺比一般注浆法可靠，可根据需要分层定量注浆，并且能重复多次注浆，可以使用较高的灌浆压力，注浆时冒浆和串浆的可能性小，利用单向膨胀橡胶圈的作用，防止浆液回流到注浆管内。此法根据地层具体情况，在压力下重复多次注浆过程中，使浆液在土层中产生渗流、压密和劈裂的效果。该工艺流程见图4。

5.1.2 施工质量控制措施

（1）首先，钻机安装平稳，确保钻孔垂直度偏差不大于1%，采用Φ110口径冲筒冲击钻孔，干作业以防止产生附加沉降，进入粉质粘土层1000mm。

（2）当钻孔至设计深度后，从钻杆内灌入制作好的套壳料（即封闭泥浆，配比为水泥：膨润土：水=1:0.9:1.3），至孔口明显见到套壳料再提钻。

（3）将底部封闭的单向阀管，插至设计深度，置于钻孔中心。插入时管内充满水，用管帽封闭管口。阀管为内径Φ40塑料管（每隔330mm设射浆孔外包橡皮套）。

（4）待套壳料凝固达到一定强度后（一般60h），在单向阀管内插入双向密封注浆芯管（双塞间距500mm）进行分层注浆。

（5）搅拌好水泥浆，自下而上，经过滤后利用砂浆挤压泵通过注浆管压入孔内，从底部向上每提起33cm注浆一次，压力控制0.2~0.5MPa。严重漏浆段用浓浆加入速凝剂反复待凝注浆。

（6）注浆完成后，清洗阀管内残留浆液，以便于下次重复注浆，并清洗注浆泵及压浆芯管，多次待凝注浆达到要求后封孔。

5.2压密注浆施工工艺和质量控制

5.2.1 施工工艺流程

压密注浆工艺[2，3] 用于场地狭小的建筑物内和建筑物南侧的地基的加固，作为劈裂注浆加固处理建筑物不均匀沉降的辅助手段。此法操作简单、成本低，采用自下而上分段施工工艺，使浆液在土层中产生充填、渗透、压密的效果。该工艺流程见图5。

6效果检验与评价

6.1效果检验

6.1.1 灌浆资料分析

本次灌浆施工共完成灌浆孔102个，孔深范围5.7~15.0m，计790.3m，劈裂注浆孔灌浆进尺282.2m，平均灌入水泥321.2kg/m；压密注浆孔灌浆进尺508.0m，平均灌入水泥214.3kg/m；共灌入水泥约199.5t。灌浆加固后期建筑物不再沉降，且抬升最大达61mm。

从总灌入量和单位灌入量数据分析，受灌土体空隙均有大幅度降低，从而也说明了人工填土的可灌入性。

6.1.2注浆地基质量检测[1]

施工结束15d后，由建设方现场指定，抽取6个监测点（见图6）：抽芯检测点2个，平板载荷试验检测点3个，探坑1个。

从钻孔抽芯出的芯样中可见：人工填土中水泥结石较多，并且水泥结石与土体胶结紧密（见图7）。

取原状芯样进行土工试验结果表明：其密度有所增加，状态也由原来的松散状变为密实状（e=0.666），压缩模量为6.6MPa。

原位标准贯入试验结果表明：人工填土较密实，修正击数范围7.0~14.5击，平均击数10.7击，承载力特征值达到180kPa要求。

在Z1~Z3点进行原位载荷试验，试验得出：加固后的人工填土的最大试验荷载达到180kPa，其中Z3点最大试验荷载达到300kPa。

从探坑开挖剖面（见图8）可见：人工填土中的水泥结石呈片状、条带状，与填土胶结良好。

根据钻探原位标准贯入试验测试统计、采取原状土样室内试验岩土物理力学性质统计以及平板载荷试验检测结果，综合分析，注浆加固后的人工填土层的承载力特征值达到180KPa，满足设计要求。

6.2地基基础沉降观测

建设方在别墅周围设置了G1~G4四个观测点，在注浆施工过程中定期监测，开始阶段呈沉降趋势，后期不再沉降，其中两个观测点受注浆处理影响抬升明显，G2点累计抬升61mm，G3点累计抬升10mm。注浆加固处理后，建筑物的墙壁裂缝和局部倾斜问题采用修补、设置浅基础等方法进行了修整。竣工半年后的监测资料显示建筑物地基基础已经稳定，至今未发生沉降和开裂现象。

6.3效果评价

从上述效果检验分析可见，灌浆施工范围内的人工填土层空隙得到有效填充、压实和挤密，达到了控制沉降目的。

7结论

（1）本工程合理采用劈裂注浆和压密注浆工艺加固有效处理了建筑物不均匀沉降，注浆压力的选择和控制、浆液配比与灌浆工艺控制是处理效果达到要求的关键。

（2）74栋建筑物注浆法加固处理效果良好，75栋等别墅和东侧大坝也进行了注浆加固处理，注浆加固处理获得成功。

（3）注浆法地基加固是既有建筑物地基基础加固的方法之一，因地制宜采用合理的注浆施工工艺，可以提高地基土承载力和稳定性，有效处理建筑物不均匀沉降。

参考文献

[1]、中国建筑科学研究院，《既有建筑物地基基础加固技术规范》，JGJ123-2000，北京：中国建筑工业出版社，21~24.

[2]、《地基处理技术规范》，DBJ08-40-94, 上海市建筑建材业市场管理总站，43~48.

[3]、叶书麟、叶观宝编著（第三版），《地基处理与托换技术》。北京：中国建筑工业出版社，2005,226~238.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。