浅谈压力灌浆在高回填土区域地基加固处理中的应用

王 磊 周振兴 周晓曦

（中冶成都勘察研究总院有限公司，四川 成都 610023）

压力灌浆作为一种常见的地基加固处理形式，在工程建设领域得到广泛应用，通过压力灌浆达到提高地基承载力、防止基础不均匀沉降等目的。本文通过简阳市某工业厂房回填土区域压力灌浆地基加固处理的工程实例，浅谈在回填土区域压力灌浆地基处理的施工要点和质量保证措施。

1 工程概述

1.1 工程概况

简阳市某工业厂房位于简阳市简城镇，属四川盆地剥蚀浅丘地貌，微地貌单元为浅丘山丘坡地地貌与浅丘沟谷地貌，场地最高地面高程440.52m，最低地面高程385.33m，场地最大高差55m，场地大多原为农业用地，总体显西高东低状况。

该厂房场平标高为406.95m，场平时回填区域采用分层回填、分层强夯处理至场平标高，厂房结构基础设计为桩基础，厂房内地坪及设备基础设计为筏板基础。在厂房修建的后期（时值雨季）地坪及设备基础发生不均匀沉降，现场采用钻探等检测手段，发现回填层比较松散，局部出现空洞，含水量较高，混凝土底板有脱空情况等，为此，须进行地基加固处理。

1.2 场地工程地质及水文地质条件

1.2.1 场地工程地质条件

（1）人工堆积层（Q4ml）

素填土①1：灰黄色、灰褐色、褐黄色、棕红色，湿，主要由泥岩、泥质砂岩、砂质泥岩碎块石及少量粘性土组成，碎块石风化程度为中风化，碎石粒径为20～200mm，块石一般粒径为200～500mm，个别粒径达800～1 000mm，系近3个月内场坪新近堆积而成，本次勘察过程中，场地内正进行素填土夯实施工，已夯区域素填土状态为稍密。场地大面积均有分布，地层厚度0.2～18.7m。

杂填土①2：杂色，松散、湿，该层主要由建筑垃圾、生活垃圾和少量黏性土、泥质砂岩、砂质泥岩碎块石等组成，建筑垃圾粒径在20～1 000mm之间，系近年内堆积而成的新近堆积填土。分布于局部场地表层，地层厚度0.4～3.0m。

（2）耕土层（Q4pd）

耕土②：主要为黄褐色、棕红色、灰黑色，由松散黏性土和大量植物根茎与腐殖物组成，组成物质不均匀，大多呈软-可塑状态，空隙度大。场地局部地表分布，层厚在0.5～1.2m之间。

（3）第四系全新统坡洪积层（Q4dl+pl）

粉质黏土③1：灰黄色、灰褐色、褐黄色、棕红色，湿，可塑状态，干强度较高，无摇振反应，韧性一般，土质较软。场地大面积分布，地层厚度0.4～10.8m。

粉质黏土③2：灰黄色、灰褐色、褐黄色，湿-很湿，主体软塑状态，干强度较高，无摇振反应，韧性一般，土质软。分布于场地部分地段，地层厚度 3.3～7.4m。

含有机质粉质黏土③3：灰黄色、灰褐色、灰黑色、黄灰色，湿-很湿，主体呈软塑状态，干强度一般，无摇振反应，韧性一般，土质软。含少量有机质与腐殖物，分布于场地部分地段，地层厚度1.0～5.4m。

（4）侏罗系上统蓬莱镇组层（J3p）

砂质泥岩④：褐红色、棕红色，夹灰白色、绿灰色，以黏土矿物为主，泥质结构，泥质胶结，薄-中厚层状构造，岩质极软-较硬，夹泥质砂岩薄层。据其风化程度可分为2个亚层，现分述如下：

强风化砂质泥岩④1：该层节理裂隙发育，岩质极软，岩芯破碎，主要呈土状、碎块、圆饼及少量短柱状，风化均匀性极差，岩体构造层理不甚清晰，岩体结构被节理、裂隙分割呈碎石状，碎石用手可以折断，浸水迅速软化、崩解，地层厚度2.3～5.9m。

中风化砂质泥岩④2：该层裂隙较发育，岩质较硬，岩芯较完整，锤击易断，遇水易软化，风干后易开裂，主要呈短、长柱状，RQD值一般在30%～70%之间。岩体构造层理清晰，岩体结构被节理、裂隙分割块石状，裂隙中充填少量风化物，锤击声较脆，较易击碎。结构裂隙面平均间距在0.3～0.7m之间，岩体较破碎-较完整，根据岩石的抗压强度，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类。该层分布于绝大部分场地，为场地稳定地基，地层厚度 0.9～11.2m。

1.2.2 场地水文地质条件

该场地内地下水主要为填土层中的孔上层滞水和下覆岩层中的基岩裂隙水。

填土层中上层滞水受地下径流、大气降水的补给，排泄方式以地下径流、蒸发排泄为主。现场实测上层滞水水位2.1～7.2m，绝对标高381.57～399.20m。

基岩裂隙水，主要受邻区地下水侧向补给，主要通过地下径流向下游透水性岩土体排泄。基岩裂隙水受基岩透水性差异及场地沟谷地形控制影响，各地段富水性不一，无统一的自由水面，埋藏较深，水量主要受裂隙发育程度、连通性及隙面充填特征等因素的控制，总体上埋深越大，水量越大。

1.3 地基加固处理方案选择

本项目工期紧、任务重，属于简阳市工业园区的重点工程。根据常用的静压灌浆、高压旋喷注浆、微型树根桩、振冲碎石桩等地基处理方式，从技术、质量、造价、工期等各方面进行比较，结合拟建场地工程地质水文、地质调节以及类似工程该法人施工经验，设计决定采用静压注浆方式进行地基加固处理。

2 静压注浆地基处理设计

2.1 A型注浆孔

孔径60mm，孔深11.0～14.0m（以孔底进入原状土0.5m为宜），孔间距3.0m，正方形布置，灌浆压力 0.50～1.50MPa。

2.2 B型注浆孔

孔径60mm，孔深8.0m，孔间距3.0m，正方形布置于A型注浆孔的中间，灌浆压力1.0～2.0MPa。

2.3 浆液类型

灌注浆液为纯水泥浆液，水泥为P·O42.5普通硅酸盐水泥。

2.4 浆液水灰比及其变换

水灰比采用1∶1、0.8∶1、0.5∶1三个比级，浆液配比变换根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL 62-2014）执行。

2.5 灌浆结束标准

A型注浆孔：在压力达到设计最高值，注入率不大于5.0L/min时，继续灌注30min，灌浆结束。

B型注浆孔：在压力达到设计最高值，注入率不大于0.5L/min时，继续灌注30min，灌浆结束。

2.6 灌浆方式

A型注浆孔：纯压式，分两序，自下而上分段灌浆法。

B型注浆孔：孔口封闭，纯压式，分两序，一次性灌浆法。

3 静压注浆施工及质量保证措施

3.1 施工流程

3.2 施工设备

注浆孔钻孔采用“MG-30”型顶驱钻机施工，浆液拌制采用“JW180”型高速搅拌机，注浆采用“3SNS-A”型注浆泵。

3.3 注浆管及其安装

注浆管采用φ20mmPVC管，注浆管管身开花孔（即射浆小孔），花孔孔径为8mm，呈梅花形布置，花孔间距为250mm，注浆管底口和射浆孔均用单层透明胶带密封，同时下设一根回浆管，回浆管与注浆管同规格同型号，管身不开设花孔（见图1）。

图1 注浆管安装

3.4 注浆作业及技术措施

3.4.1 钻孔作业

（1）施工前先采用水磨钻开孔（开孔直径为60mm），钻穿地坪已浇筑的混凝土层。

（2）混凝土底面以下注浆孔采用“MG-30”型顶驱钻机施工，施工孔径为60mm。

3.4.2 注浆管及回浆管安设

注浆管底端距孔底500mm左右，露出地表400mm左右。回浆管底端以不伸出地坪混凝土底面为宜，露出地表约300mm，然后采用水泥砂浆封堵孔口，必要时水泥砂浆中掺和速凝材料。

3.4.3 灌浆作业

（1）浆液拌制

此次灌浆采用纯水泥浆液，水泥选用普通硅酸盐水泥P·O42.5，其原材料及拌制要求严格执行《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL 62-2014）及《普通硅酸盐水泥》（GB 175-2007）。

（2）A型注浆孔注浆

分两序，采取纯压式，自下而上分段注浆。

（3）B型注浆孔注浆

分两序，采用孔口封闭法纯压式，一次性灌浆法。

灌浆作业见图2。

图2 灌浆作业

4 质量保证措施

（1）钻进过程中，机组施工人员及现场技术人员要经常检查钻杆中心、钻头中心、孔点中心是否重合一致，发现倾斜时及时调整纠正，以确保孔位偏差和孔斜率（钻孔垂直偏差）在规定范围内。

（2）注浆管下设前，底端及花孔均采用透明胶封堵。

（3）各注浆孔的各个注浆段，在注入水泥浆液之前，先注入清水进行简易钻孔冲洗，以回浆管返出清水为宜。

（4）各注浆孔（段）注浆作业，待回浆管返出与进浆管同比级的水泥浆时将回浆管弯折，使注浆压力尽快达到设计值。

（5）注浆作业先进行外围孔作业，后进行中间部位注浆作业，遵循分序逐步加密的原则进行施工。

（6）B型注浆孔每20m预留一个孔，待周边注浆孔作业结束后，再进行预留孔的钻孔注浆作业，亦即加密注浆孔。

（7）加密注浆孔注浆达到结束标准后采取屏浆和闭浆措施。

（8）加密注浆孔注浆作业时设置抬动观测，根据地面抬动情况，必要时打开回浆管卸压。

5 施工质量检测

（1）静载检测：施工结束后，随机选取5个点做了静载荷试验，测得复合地基承载力特征值≥150kPa，满足设计承载力要求。

（2）钻孔取芯检测：施工结束后，采用工程地质钻机钻孔取芯，根据取芯情况看，水泥结石与岩土块胶结良好，泥土比较密实，有明显的挤密效果（见图3）。

（3）开挖检测：施工结束后，局部进行开挖检查，根据开挖情况看，岩土层空洞水泥浆充填饱满，交界面胶结良好（见图4）。

图3 钻孔取芯检测

图4 开挖检测

6 结束语

压力灌浆具有工艺简单、工期短，适应性强等特点，对于高回填区域的地基加固处理，其技术上切实可行，经济上十分合理。在常规施工方式的基础上设置加密注浆孔， 在灌浆结束后采用屏浆和闭浆方法，是确保灌浆成果的主要保证措施。