密集型建筑物斜向靜壓注漿加固技術(shù)的應(yīng)用探析

葉向陽 （廣東水電二局股份有限公司，廣東 廣州 510150）

0 引言

目前，國內(nèi)各省城市軌道交通建設(shè)中，地下區(qū)間隧道穿越密集型建（構(gòu)）筑物的掘進控制技術(shù)依舊是研究重點。因無加固條件，而引起的地面建構(gòu)筑物沉降、傾斜事件層出不窮，對隧道沿線居民的生命財產(chǎn)造成很大危害的同時，也給軌道交通建設(shè)帶來巨大困擾和經(jīng)濟損失。因此，選擇適合的建筑物加固技術(shù)，是保障區(qū)間隧道能否順利貫通的重要因素之一。

1 工程概況

南昌軌道交通2號線一期土建七標“順外站～辛家庵站盾構(gòu)區(qū)間”沿線分布多達幾十處1-3層磚混結(jié)構(gòu)的沿街商鋪、低矮民房、住宅樓、寫字樓等，其地基類型主要為條型淺基礎(chǔ)，地層從上至下依次為素填土、粉質(zhì)黏土、細沙、粗砂、礫砂、圓礫、強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，通過委托中南大學(xué)對其進行數(shù)值分析得知，風(fēng)險等級均為高度或極高，需對其進行加固或拆除處理。由于征地拆遷困難，根據(jù)設(shè)計要求采用袖閥管進行注漿加固，但經(jīng)現(xiàn)場勘查和實地走訪了解，房屋密集致使作業(yè)空間狹窄無法采用大型設(shè)備，同時應(yīng)建筑物業(yè)主要求，在加固期間不得影響其居住和正常營業(yè)，這樣勢必造成需在室外采用大斜角進行地基加固。

2 技術(shù)要求

①漿液擴散范圍大，對細粗砂、礫礫，圓礫地層注漿效果好；

②注漿固結(jié)體強度較高，加固效果好；

③漿液全部進入地層，漿液利用率高；

④設(shè)備小，場地空間要求低，施工效率高，工期短，安全可靠，震動小噪音低，對周邊建筑及周邊環(huán)境影響小，節(jié)能環(huán)保；

⑤可進行大傾斜角度注漿加固，擴大加固范圍。

3 工藝原理

由于隧道上部建（構(gòu)）筑物密集，且無法進入建（構(gòu)）筑物內(nèi)部進行鉆孔注漿加固。因此，需采用大傾斜角度成孔和靜壓注漿相結(jié)合，對其進行加固。

成孔設(shè)備利用市面常見的ZLJ-700型鉆機進行改造，使得動力轉(zhuǎn)動頭可以+90～-90°活動，以使其在不同條件下可進行大傾斜角施成孔施工。

靜壓注漿法也稱壓力灌漿法。其實質(zhì)是借助于漿液壓力和空氣壓力原理，通過注漿管將凝結(jié)固化的漿液注入松散地層中。漿液以填充、滲透或擠密等形式，將土顆粒間或巖石裂隙中的水或空氣排擠后占據(jù)其位置。經(jīng)過一段時間后，漿液凝固，使原來松散的巖土層凝結(jié)成結(jié)構(gòu)強度高、防滲性能好的一個整體。該工法在工藝操作方面便捷、簡單，工效高、安全、環(huán)保。

4 工程實例

由于南昌軌道交通2號線一期土建七標“順外站～辛家庵站盾構(gòu)區(qū)間”沿線建筑物分布密集，因此，本論文結(jié)合現(xiàn)場實際情況，論述建筑物“警備區(qū)副樓、湖坊村人才樓、尚街媽媽菜”的加固技術(shù)方法。

①警備區(qū)副樓：在左線里程ZDK42+742.13～ZDK42+776.587，右線 里 程 YDK42+763.729～YDK42+774.373處，區(qū)間隧道下穿警備區(qū)副樓，該建筑為框架結(jié)構(gòu)，地上12層，采用熱弄個挖孔樁基礎(chǔ)，樁端擴孔，樁徑0.9～1.8m（樁端0.9m～2.8m），樁底高程約10.9m。靜壓注漿管路將設(shè)置斜孔，斜孔角度有45°、40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°、0°，部分斜孔將沿用一個孔，只是改變斜孔的傾斜角度。靜壓注漿西側(cè)和南側(cè)第一排注漿孔距離房屋1.5m。實際布孔根據(jù)現(xiàn)場管線探溝情況進行調(diào)整。

圖1 警備區(qū)副樓地層加固平面布孔圖

圖2 警備區(qū)副樓地層加固剖面圖

圖3 湖訪村人才樓靜壓注漿平面布孔圖

圖4 湖坊村人才樓地層加固剖面圖

②湖訪人才樓：在里程約YDK42+670～YDK42+700處（長30m），區(qū)間隧道右線下穿湖坊村人才樓，該建筑為磚混結(jié)構(gòu)，地上8層，條形磚基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底高程約16m，寬2.6m，埋深4.34m。靜壓注漿管路將設(shè)置斜孔，斜孔角度有40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°、0°，部分斜孔將沿用一個孔，只是改變斜孔的傾斜角度。靜壓注漿北側(cè)第一排注漿孔距離房屋4m，南側(cè)注漿孔距離房屋5.5m。實際布孔根據(jù)現(xiàn)場管線探溝情況進行調(diào)整。

圖5 尚街媽媽菜靜壓注漿平面布孔圖

圖6 尚街媽媽菜地層加固剖面圖

③尚街媽媽菜：在里程約YDK42+810～YDK42+835處（長25m），區(qū)間隧道左線下穿尚街媽媽菜，該建筑為磚混結(jié)構(gòu)，地上3層，采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，樁徑1.0m，樁底高程約17.3m。靜壓注漿管路將設(shè)置斜孔，斜孔角度有35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°、0°，部分斜孔將沿用一個孔，只是改變斜孔的傾斜角度。靜壓注漿南北側(cè)第一排注漿孔距離房屋1.5m。實際布孔根據(jù)現(xiàn)場管線探溝情況進行調(diào)整。

5 施工方法

5.1 施工工藝流程

成孔注漿施工工藝流程圖如圖7所示。

圖7 施工工藝流程圖

5.2 施工工藝

①測定孔位：依據(jù)設(shè)計圖紙、施工方案等文件要求，精準測定孔位位置和角度，要求孔位位置偏差不大于±50mm，角度偏斜率最大允許偏差為不大于2%。

②鉆機就位：鉆機根據(jù)預(yù)先設(shè)定位置就位后，鉆頭對準孔位和角度，調(diào)整鉆機機體平整度和鉆桿垂直度。

施工所需主要材料表 表1

施工所需主要設(shè)備與機具表 表2

圖8 靜壓注漿施工照片

③鉆進成孔：施作第一孔時，必須慢速鉆進，以便隨時掌握地層變化信息對鉆機的影響情況，以此最終確定在該地層條件下的鉆進各項參數(shù)。同時密切觀測孔口溢水出水情況，如出現(xiàn)大量溢水出水時，應(yīng)立即停鉆，分析原因后方可進行施工。每鉆進5m，檢查一次，及時糾偏。鉆孔和注漿順序應(yīng)由外向內(nèi)，同一圈孔跳隔施工。

④回抽鉆桿：嚴格控制鉆桿提升速度，每分鐘不大于15～20cm，勻速提桿，時刻注意注漿參數(shù)的變化。

⑤漿液配比：采用經(jīng)標定合格的計量工具，依據(jù)設(shè)計或施工方案的配合比配料。

⑥注漿：嚴格控制注漿壓力，同時密切關(guān)注注漿量，當壓力突然驟升或從鉆桿外壁、地面溢漿時，應(yīng)立即停止注漿，查明原因采取措施后恢復(fù)注漿，注漿速度：35～60L/min。

⑦注漿管的設(shè)置：鉆孔機將注漿管設(shè)于預(yù)定深度注入清水并從漿液混合器端部流出；

6 材料與設(shè)備

6.1 材料

本工法所需主要材料見表1。

6.2 主要設(shè)備與機具

本工法所需主要設(shè)備與機具見表2。

7 技術(shù)要求

①施工前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和地下管線等情況，測定鉆孔位置。實施前預(yù)先挖設(shè)排漿溝及泥漿池，過程中將廢棄的漿液導(dǎo)入或排入泥漿池，沉淀凝結(jié)后運至指定位置存放或棄置。

②鉆機安放應(yīng)確保水平、鉆桿垂直，其偏斜率最大允許偏差為不大于2%。施工前檢查設(shè)備及管路系統(tǒng)運行情況，檢查其壓力和流量是否滿足設(shè)計要求。清除注漿管和噴嘴內(nèi)雜物，檢查注漿管接頭密封圈是否良好。

③施工前應(yīng)進行試噴，以確定合理的注漿壓力、提升速度、漿液配合比以及空氣壓力等參數(shù)。

④注漿過程中需確保注漿的連續(xù)性，若因故停注，復(fù)注時注漿嘴應(yīng)深入液面深度不小于200mm。

⑤返漿正常與否對成樁質(zhì)量影響很大，若返漿不正常，及時分析原因，采用復(fù)噴或調(diào)整注漿參數(shù)。若漏漿嚴重，必須停止注漿，分析原因并采取有效措施后方可繼續(xù)施工，以確保加固質(zhì)量。

⑥實際孔位、孔深和每個鉆孔內(nèi)的地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及與工程地質(zhì)報告不符等均詳細記錄。

8 結(jié)論

通過采用靜壓注漿施工技術(shù)的應(yīng)用，在不影響建構(gòu)筑物內(nèi)人員日?；顒拥那闆r下，有效進行建構(gòu)筑物的加固工作，既滿足了盾構(gòu)穿越建構(gòu)筑物的房屋加固需求，又避免因房屋加固干擾居民日常生活，使得盾構(gòu)穿越建構(gòu)筑物施工順利實施，滿足盾構(gòu)施工的安全和進度要求。通過對房屋地基的靜壓注漿大傾角斜向加固處理，提高了盾構(gòu)施工效率，降低了施工成本，降低了盾構(gòu)穿越建筑物的施工風(fēng)險。確保房屋和人員安全，為區(qū)間順利貫通提供可靠保障。