永州通信站地基加固施工与监测

潘 昌 盛

(中铁四院集团岩土工程有限责任公司，湖北 武汉 430063)



永州通信站地基加固施工与监测

潘 昌 盛

(中铁四院集团岩土工程有限责任公司，湖北 武汉 430063)

结合永州通信站地基工程，介绍了花管注浆与布袋桩联合加固地基的工艺流程，并对加固后的地基进行了变形监测，结果表明，采用周边直孔花管帷幕注浆+底部斜孔开口布袋桩注浆，是一种经济有效、安全可靠的加固技术。

地基，花管注浆，布袋桩，变形监测

0 引言

注浆技术已运用于众多工程项目中，其中对于地质环境较为复杂的地基加固领域，也有着出色的应用。注浆技术的快速发展和广泛应用,为土木建筑领域解决问题开辟了新的思路。受地质条件多样化，地基沉降因素多样化的影响，单一的注浆方法,在地基沉降整治过程中不能达到较好的整治效果，往往采用几种工艺或几种材料组合施工。该方法充分发挥了多种注浆工艺及材料各自的优点,克服各自的缺点,解决了单一注浆方法的缺陷问题,从而达到适用更多的地层范围和更佳的加固效果,保证加固的安全性和经济性,是一种具有优势的综合注浆技术。

花管注浆是小导管注浆的一种，是指在地基承载力较低的土层中，采用钻孔压入自带注浆孔的直径30 mm～50 mm的小导管，注入水泥浆或者化学浆液加固地基土层，提高土体承载力和侧向抗力的一种地层加固措施。一般工作流程为：钻孔→插入注浆外管→插入注浆内置管→注浆→封堵注浆孔。该方法经济简单，可操作性高，可适用于不同地质。缺点是需考虑不同的地层和土质情况，经试验确定合适注浆压力及注浆量，避免注浆压力过大导致“冒浆”；无法在覆土较浅处进行封顶注浆，不能保证上层土体强度。

布袋桩利用向袋内注浆的方法与土地形成复合地基，提高土体承载能力。该种方法效果明显，一是挤密土地：利用土工合成织物注浆增大体积的方式，挤密周边土地，提高土地密实度；二是固结成桩：利用注入浆液与土工合成袋形成一个个圆柱状或葫芦状桩体，提高区域基础整体强度。该方法既比桩基法经济，又可解决注浆法、水泥土搅拌法对较差土地不能适用的相关问题。

1 工程概况

1.1 工程简介

永州通信段位于永州车站附近，铁路里程K323+900左侧200 m左右。通信段于2007年1月开设，同年8月竣工，建筑面积约1 243 m2(基础宽9 m、长40 m)，建筑物总高为15.3 m(3层主体结构高度为12.0 m)，建筑体型为平面矩形；建筑结构类别为乙类，抗震设防烈度为6度，设计使用年限为50年。

原设计房屋基础采用搅拌桩加固处理，由于人工素填土含块石，无法施工搅拌桩，后变更为换填2.0 m的砂砾石垫层，采用筏板基础。

目前通信段楼房墙面多处出现开裂，且有发展趋势。湖大土木建筑工程检测有限公司出具的鉴定报告提出，永州通信站所产生的破损及裂缝主要属于地基基础不均匀沉降产生的新近裂缝，根据GB 50292—1999民用建筑可靠性鉴定标准的有关规定，结合现场检测结果及分析结果，该房屋的结构安全性等级评定为Csu级。其主要原因是由于地基内有厚度较大或厚薄不匀的填土，其筏板基础砂砾换垫层下场地填土自重固结尚未完成，浸水后下卧土层发生不均匀沉降，进而导致上部结构围护墙体的显著裂缝；同时，不排除外立排水管沿散水与墙角脱开处泄水灌入加剧了地基土的浸泡而造成的基础不稳定、不均匀沉降现状。

针对本工程现状，设计采用“周边直孔花管帷幕注浆+底部斜孔开口布袋桩注浆”工艺进行房屋地基加固措施，施工前、中、后分三个阶段进行变形监测，并根据变形监测结果指导现场注浆施工及评判注浆后效果。

本工程主要内容：花管帷幕注浆128孔/1 408 m；开口布袋桩注浆172孔/2 580 m；房屋裂缝整修数量待各方共同核实并确定方案后实施。本工程主要分三个阶段进行，第一阶段为通信楼周边直孔花管帷幕注浆施工，第二阶段为通信楼前后斜孔开口布袋桩注浆地基加固，第三阶段为通信楼裂缝整修。其中变形监测工作贯穿整个施工过程。整个项目平面布置如图1所示。

1.2 直孔花管注浆施工工艺

1)放样：现场用全站仪按设计要求间距进行布孔。2)成孔：采用全液压冲击钻机成孔，成孔直径90 mm～110 mm。3)清孔：在已完成的钻孔中用浓泥浆进行清孔。4)制作花管：在直径50 mm的 PVC塑料管上按间隔35 mm～40 mm的距离开4个～5个直径3 mm～5 mm的小孔，各小孔的位置相互错开；在开小孔10 cm长的外面套上一层约3 mm的橡胶膨胀圈，同时两端用防水胶布密封。5)下花管：在钻孔中下入已制作好的花管。6)孔口封闭：用水泥砂浆(掺3%的速凝剂)或纯水泥浆(掺水玻璃)封堵孔口，防止注浆时浆液窜至地表。7)制浆：按设计水灰比制备水泥浆液。8)注浆：将花管与注浆管嘴采用接头连接，并安装好压力表，启动注浆泵，泵送水泥浆液，一直注浆到设计所规定的压力并稳定为止。9)做好注浆过程中各项记录：注浆时间、注浆压力、水泥用量、水灰比以及在注浆过程中出现的特殊情况等。10)注浆达到设计要求后，本孔注浆结束，进行管路清洗，准备进行下一个孔的注浆工作。直孔花管注浆工艺流程见图2。

式(2)中可看到，提高K值，第一提高αo管外(内风路)膜传热系数，即在合理情况下加大风量；第二提高管内(水侧)αi膜传热系数，即加大水量，但由于管网水量所限，实际上已无法提高。最终决定适当增大翅片管数量。

1.3 斜孔开口布袋桩注浆施工工艺

1)钻孔：在设定桩位位置进行钻孔，钻孔直径不小于90 mm～100 mm，钻孔深度根据设计深度确定，布袋注浆桩桩体直径为300 mm。2)制作管袋：根据设计桩深制作布袋，布袋长度一般为在桩深的基础上加长0.6 m，布袋穿入第一节注浆管，并将下端扎紧。3)放置管袋：将套好的布袋插入桩孔中，将袋口扎好，逐步将注浆管放至桩底。4)配制浆液：浆液性能要求：粘度30 s～35 s；相对密度1.4～1.5；析水率：小于3%；水泥结石立方体抗压强度不小于2.4 MPa。5)注浆：将注浆泵的送浆软管套入布袋注浆管的顶端进行注浆，压力控制在0 MPa～0.5 MPa之间。注浆应自下而上、逐节或一次压浆的原则。提管高度一般为一节的注浆管高度。同时拆卸注浆管前应打开回流阀，释放管内压力。开口布袋桩注浆工艺流程见图3。

2 变形监测

2.1 监测点的布设

监测点的数目依据设计要求和监测对象的变形特征确定，共计布设8个沉降监测点，分别布置于房屋四个角及中部位置。

监测基准点分为基准点和工作基点，基准点布设在场地以外稳定处，布设基准点具体位置根据现场情况而定。工作基点布设在监测点附近，相对稳定和便于观测的位置，根据现场位置实地布设。

2.2 监测方法

采用DS05水准仪及配套铟钢尺按二级变形测量要求进行沉降观测。

1)技术要求。

a.水准观测的视线长度、前后视距差和视线高度应符合表1要求。

表1 水准观测技术要求

表2 水准观测的限差 mm

c.水准测量观测方式应符合下列要求：

根据本项目特点，工程基点联测、首次沉降观测及其他各次沉降观测，均采用往返测。其他各次沉降观测，采用往返测。

2)控制基点：在距离施工影响范围大于100 m外稳定安全的地方，选择适当位置，布置3个基准控制点，代号为BM1～BM3。

工作基点：根据现场实际情况，选择适当位置，布置1个～2个工作基点。

3)在进行观测点的首次观测时，必须观测2次，取其平均值为初始值。各监测点的高程通过各测点与基点进行水准连测得到。

4)沉降值计算：监测时通过测得各测点与基点的高程差ΔH，把第一次观测的测点高程作为起始值，以后每次测得高程与前一次进行比较，差值Δh即为该测点的沉降值。

2.3 监测周期、频率及报警值

1)监测周期。监测周期为：监测自开工前一周开始至整治完成后三个月。2)监测频率见表3。3)报警值。建筑物差异沉降的报警值设置为0.003L，其中，L为两点间距离，mm。

表3 仪器监测的监测频率

2.4 监测结果

项目监测于2015年10月1日开始， 2016年4月11日结束。监测过程中严格按照设计及规范要求进行，监测频率按照表3执行，监测期间未出现超过报警值的情况。

图4，图5为房屋脚监测点TC1与房屋中部监测点TC5的沉降变化情况。

从沉降变化曲线来看，施工期间沉降变化较大，且各监测点沉降变化曲线形式类似，所不同的主要是施工顺序引起沉降变化速率较大段的起止时间的差异，整治施工完成后，沉降变化微小。这说明监测期间的沉降变化主要由施工引起，而随着施工完成，各监测点沉降很快趋于稳定。

不同监测点间差异沉降量的不同，主要与地基、结构形式、监测点位置施工过程等有关，整体来看，东西两侧监测点间差异沉降很小(小于5 mm)，而南北两侧监测点间差异沉降较大。

不同监测点间差异沉降变化曲线形式的差异，主要是由施工的先后顺序及位置不同引起的，整个施工过程中，我单位每天对监测点进行2次测量，根据监测数据，及时调整施工组织，将差异沉降控制在安全范围内。

3 结语

永州通信站的地基处理应用表明：采用“周边直孔花管帷幕注浆+底部斜孔开口布袋桩注浆”技术是一种经济、有效、安全可靠的加固技术。它工法合理，可操作性强，施工简便，适用地质范围广，加固质量可靠，可充分利用原有地基基础进行桩基施工，进行房屋沉降治理。

[1] 吴裕铭.花管注浆技术在加固既有铁路软土路基中的应用[J].路基工程,2012(1):130-134.

[2] 丁常国.布袋注浆桩加固深厚夹层软弱地基施工技术[J].铁道标准设计,2009(8):23-28.

[3] 高文信.注浆加固地基承载力计算及工程应用研究[D].昆明：昆明理工大学,2008.

Infrastructure and monitoring of Yongzhou communication station

Pan Changsheng

(GeotechnicalEngineeringCo.,Ltd,ChinaRailwaySiyuanGroup,Wuhan430063,China)

Combining with the Yongzhou communication station foundation engineering, this paper introduced the process of floral tube grouting combining with bag pile foundation reinforcement, and made deformation monitoring to foundation after reinforcement, the results showed that using the surrounding straight bore floral tube pile grouting curtain grouting pile + bottom inclined hole opening cloth bag, was a kind of economic and effective, safe and reliable reinforcement technique.

foundation, floral tube grouting, cloth pile, deformation monitoring

1009-6825(2016)13-0089-03

2016-04-15

潘昌盛(1983- )，男，工程师

TU753.8

A