压力注浆法在蓝色海湾整治行动项目中的应用

王帅 中交广州水运工程设计研究院有限公司

1.工程概况

汕头市南澳岛蓝色海湾整治行动项目（金澳湾）全长2.2km，主要包括基岩岸线保护与修复工程、海蚀岩礁带观光工程、环岛景观带建设工程等，其中重要的节点工程海丝文化广场位于金澳湾中段，海丝文化广场是在原有场地为回填的杂填土上建设而成，面层较平整，与原地面礁岩岸滩高差较大，约12m高差，外侧临海，多年来海浪不断侵蚀，回填土局部已掏空，不间断出现小范围塌方现象，设计采用两级浆砌石挡土墙来抵御海浪对后方回填土的冲刷，以达到岸线保护的目的。每级浆砌石挡土墙高度约为6m，广场占地面积约为7500m2，其上铺装50厚花岗岩面层。海丝文化广场已于2017年12月建设完成，由于当时地方政府节点工期要求，设计单位经与建设单位沟通，考虑建成经一年时间自然沉降后再采用地基后处理的方式解决由于原杂填土较松散而引起的地基沉降问题。

2.沉降位移观测

海丝文化广场建成后一年内我司共进行了五次沉降位移观测，沉降位移观测数据见表1。（测量坐标系统采用CGCS2000国家大地坐标系，高程系统采用1985国家高程基准）

表1 沉降位移观测记录表

测量成果显示，海侧挡土墙位移变化趋势不明显，挡土墙后方广场出现了明显的不均匀沉降，平均沉降量为130.1mm，部分区域沉降量最大达到了233.8mm。

3.地质条件

本次地基加固处理前我司对海丝广场进行了补充勘察，施工勘察报告显示，场地土层自上而下划分为第四系填土层（Q4ml）素填土（填石）、第四系填土层（Q4ml）素填土和燕山期基岩风化层（γ）中风化花岗岩，广场下部主要为第四系填土层（Q4ml）素填土（填石），主要由碎石填成，碎石粒径离散性较大，最大填石粒径约为50cm，碎石成分主要为花岗岩，填石排列间隙较大，钻探施工时钻孔漏水严重（如图1）。

4.地基加固方案

本次地基加固处理是在已建成的海丝文化广场上进行，根据勘察资料，广场下部主要为第四系填土层（Q4ml）素填土（填石），主要由碎石填成，碎石粒径离散性较大，最大填石粒径约为50cm，碎石成分主要为花岗岩，填石排列间隙较大，设计单位经过方案比选，最终采用以水泥和水玻璃的双液型混合浆液注浆法来实施本次地基加固。

4.1 压力注浆法作用机理

本次注浆采用水泥浆并添加1.5%的水玻璃溶液，主要是通过加压将混合浆液注入到地下，混合浆液在地底下发生物化反应，形成一定强度的胶质体，充填和堵塞地下土石中的空隙，固结松散碎石，增加土体强度，以达到地基加固的目的。

本次注浆拟采用花管注浆工艺进行注浆。注浆参数见表2，注浆平面布置示意图见图2。

4.2 注浆量估算

图1

表2 注浆参数建议表

图2 注浆加固孔位布置示意图

根据《广东省地基处理技术规范》（DBJ 15-38-2005），浆液扩散半径取1.0m，土的孔隙率按30%考虑。

Q=1000kvn

Q：总注浆量或每孔注浆量（L）；

v：被注浆的体积（m3）；

n：土的孔隙率，取0.3；

k：经验系数；软土、黏性土、细砂取0.3～0.5，中砂、粗砂取0.5～0.7，砾砂取0.7～1.0；本工程取0.8。

8m孔深和4m孔深的单孔注浆量详见表3。

5.技术要求

（1）注浆材料采用水泥浆（水泥强度等级32.5），浆液应采用自来水或无腐蚀性地下水拌和。

（2）注浆孔孔径100mm，注浆孔间距为2.5m，正三角形布置。

（3）上广场挡土墙顶部3～6m区域注浆加固深度为4m，上广场挡土墙顶部6m后方区域注浆加固深度8m，加固深度由广场面起算。

（4）注浆点上覆土层厚度1.0～1.5m。

（5） 采用钻孔法将注浆管置入土层，移动注浆管自下而上或自上而下进行注浆，注浆压力控制在0.2～0.6MPa，不间断性注浆，试注根据实际情况调整注浆压力。

（6）对注浆孔上部1.0m进行封孔，封孔材料采用早强混凝土或黏土均可，封孔砼强度达到75%以上或黏土封孔夯实后方可进行注浆施工。

（7）浆液要随伴随用，拌和均匀，拌好的浆液应在初凝前用完。

（8）拌浆时要防止杂物混入浆液，作业中途或注浆结束时，应清洗注浆泵和注浆管。

（9）注浆的水灰比宜为0.6～1.0，应根据现场试验情况添加外掺剂。

（10）注浆施工应先四周后中间顺序进行施工，并跳孔间隔施工，防止注浆孔间串孔现象发生。

表3 注浆量估算表

（11）注浆时应有专人对海侧挡土墙、路面等进行实时监测，防止注浆压力过大对周边环境造成影响。如发现异常情况，立即停止注浆，对有影响部位进行观察，确保安全后再继续注浆，并随时重点监测。

6.施工工艺流程

6.1 工艺流程

测量放样——钻孔——放置注浆管——孔口封闭——配置水泥浆液——压浆

6.1.1 测量放样

本次测量放样采用RTK，按设计要求注浆孔间距2.5m测放，桩间距控制在±100mm。

6.1.2 钻孔

本次成孔选用志高ZEGAD440钻机，钻头直径为110mm，钻孔过程中控制垂直度偏差不超过总长度的1%。

6.1.3 放置注浆管

注浆管采用钢花管，孔径为100mm，管壁上制作好出浆孔后放置在钻孔里面。

6.1.4 孔口封闭

采用早强混凝土对孔口上部1.0m段进行封孔。

6.1.5 配置水泥浆液

本次注浆浆液为水泥浆，水灰比控制在0.6～1.0，并添加1.5%水玻璃溶液，浆液应随拌随用，并且须在初凝前用完。

6.1.6 压浆

本次采用BW-150型泥浆泵进行压降，注浆压力控制在0.2～0.6MPa，当出现压力急剧上升时应立即停止注浆，避免爆管。

7.结语

本文结合工程实践介绍了压力注浆法在蓝色海湾整治行动项目中的应用，展现了其有效性和适用性，当前我国沿海各省正在大范围实施蓝色海湾整治行动项目，本文将为海岸线整治及保护提供一种新的思路，为同类型项目提供一定的借鉴。