減少注漿水泥用量的對策與措施

楊玉林 中交廣州水運工程設(shè)計研究院有限公司

1.概況

金澳灣是汕頭市南澳島藍(lán)色海灣整治行動項目中的其中一個海灣，位于南澳縣城西南側(cè)，距離南澳縣城約1km?，F(xiàn)已建成的海絲廣場是金澳灣的主要工程項目，廣場南面是高度約12 米的二階梯式擋土墻，墻后為鋪裝面積約2000m2的廣場。由于廣場是在原建筑土石棄料堆填場地基礎(chǔ)上施工形成的，受客觀條件所限，之前沒有進(jìn)行地基處理，施工完成后廣場局部地表地面下沉，面層鋪裝開裂。為此，2019年12月份對上廣場采用鉆孔注漿法進(jìn)行地基修復(fù)處理。

2.海絲廣場現(xiàn)況

2.1 沉降情況

根據(jù)廣東邦鑫勘測科技股份有限公司《沉降位移觀測工程監(jiān)測報告》，海絲上廣場2018年12月25日至2019年11月22日平均沉降187.3mm,最大沉降量222.9mm。見表2。

2.2 補充地質(zhì)勘察情況

根據(jù)補充勘察報告，場地土層自上而下劃分為第四系填土層（Q4ml）素填土、第四系填土層（Q4ml）素填土和燕山期基巖風(fēng)化層（γ）中風(fēng)化花崗巖。廣場下部主要由石塊填成，石塊粒徑離散性較大，最大填石粒徑約為50cm，主要成分為花崗巖，填石排列間隙較大，鉆探施工時鉆孔漏水嚴(yán)重。

表1 鉆孔注漿加固方案施工參數(shù)

表2 觀測沉降表

表3 測算水泥用量表

2.3 設(shè)計文件預(yù)算的水泥用量及費用

根據(jù)項目設(shè)計方案和預(yù)算，測算水泥用量如表3。

根據(jù)注漿人機料費用預(yù)算表分析，材料費占直接費的63.5%，而水泥占材料費的90.8%，即水泥占直接成本的57.7%。設(shè)計方案水泥用量大，而水泥用量又是影響工程質(zhì)量和成本的關(guān)鍵，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，有針對性的進(jìn)行研究總結(jié)，采取有效措施，在保證質(zhì)量的前提下減少水泥用量，可有效降低成本節(jié)約資源。

3.影響注漿水泥用量的原因分析和要因確認(rèn)

針對現(xiàn)場海絲廣場注漿法地基處理試驗段水泥用量比設(shè)計值偏大的情況，項目部通過現(xiàn)場調(diào)查、和施工人員溝通及請教專家等對可能的原因進(jìn)行了分析：

（1）勘察報告揭示“鉆探施工時鉆孔漏水嚴(yán)重”，結(jié)合工程完成后的現(xiàn)場觀察，即使大雨也不見擋土墻排水孔有水排出，廣場后方花圃水土不明流失，高度懷疑地基填料除孔隙率較大外，可能有滲水暗道通向下廣場下方海邊。因此，注漿時要注意觀察，及時“堵漏”以防止水泥漿流失，避免額外水泥用量。

（2）設(shè)計方案水灰比為0.6～1.0，預(yù)算采用水灰比為0.6，總水泥用量1535噸。我們按規(guī)范水灰比的范圍（0.6～1.0）設(shè)定了幾種水灰比，并在施工過程中進(jìn)行了驗證。如果將水灰比調(diào)為0.8，則水泥水量為1261噸，可減少約18%。但水灰比要在施工中根據(jù)注漿流量、壓力、地質(zhì)等實際情況精準(zhǔn)控制，既便于施工又不影響工程質(zhì)量。

（3）注漿壓力。我們按規(guī)范要求設(shè)定了幾種注漿壓力，并在施工過程中進(jìn)行了試驗，對不同注漿壓力下水泥用量進(jìn)行了統(tǒng)計分析，經(jīng)過對比可知，水泥用量隨著注漿壓力的增大而增大，但影響程度有限。

（4）孔隙率。設(shè)計考慮土的孔隙率按30%，漿液擴散半徑取1.0m。實際注漿時宜按注漿壓力結(jié)合注漿量加以控制，驗證孔隙率取值。隨著向陸側(cè)遠(yuǎn)離擋土墻，填料厚度逐漸小，填料越發(fā)密實，因此施工時可根據(jù)區(qū)域不同相應(yīng)調(diào)整注漿參數(shù)。

4.對策與措施

4.1 確定對策

根據(jù)以上分析，確定兩條影響水泥用量的要因，項目部制定了有針對性的對策，見表6。

4.2 措施實施

針對“原狀土孔隙率較大”的措施：與設(shè)計單位溝通，將現(xiàn)場實際開挖結(jié)果與原地質(zhì)勘察資料不符的情況詳細(xì)匯報，并聽取設(shè)計單位的指導(dǎo)意見，然后召開現(xiàn)場方案討論專題會，擬定了兩條對策。對策一為分三次注漿，每次注漿間隔兩天，待底層漿液凝固后再行上層注漿施工，以此來控制水泥漿通過原狀土地底通道流失。對策二為在水泥漿配置時，添加1.5%的水玻璃溶液，縮短水泥漿的凝固時間，堵塞原狀土空隙，減少水泥漿通過原狀土地底通道流失，達(dá)到減少水泥用量的目的。

表4 注漿水灰比與水泥用量的關(guān)系

表5 要因確認(rèn)表

表6 實施對策表

表7 效果檢查表

針對“水灰比過小”的措施：針對該條要因，項目部按規(guī)范取值范圍0.6～1.0范圍設(shè)定不同的水灰比，并在現(xiàn)場開展不同水灰比下現(xiàn)場試驗施工，并結(jié)合水泥漿的流動情況、管道性能狀況及地基加固效果，確定最合適的水灰比為0.8，在該水灰比下，施工效率最快、加固效果最好、水泥用量相對較少，經(jīng)濟(jì)性最好。

5.實施效果

（1）措施實施后，我們對注漿水泥用量進(jìn)行了計算與復(fù)核，匯總結(jié)果如表7。

（2）2020年6月10日，我們委托了第三方檢測單位對注漿施工質(zhì)量按設(shè)計和規(guī)范要求進(jìn)行檢驗，《鉆孔抽芯檢驗、重型圓錐動力觸探試驗、注水試驗報告》顯示各檢測指標(biāo)達(dá)到設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)要求。

6.結(jié)論

我們積極探索在高參透地質(zhì)條件下高壓地基處理的注漿水泥用量影響因素，為以后更多復(fù)雜條件下的地基處理方法提供了一些思路。同時，在不降低注漿處理工程質(zhì)量的前提下，實現(xiàn)了實際水泥用量比設(shè)計值節(jié)約405t，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。