邻边建筑地基加固技术的应用.docx
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邻边建筑地基加固技术的应用
邻边建筑地基加固的应用
南通四建集团有限公司
姜永锋
摘 要:
对紧邻基坑的民用建筑的基坑基础采用钢花管、袖阀管注浆的加固方法。
运用合理的资源配置计划进行优化，并对施工中的有关问题提出了具体的保证措施，严格控制施工质量。
关键词:
钢花管,袖阀管,注浆，资源配置，质量控制
1、工程概况：
广州建和商业广场位于广州市农林下路31号至41号，45号至77号地段，总占地面积8400
。
地下3层，地上30层，其中裙楼9层、塔楼21层。
基坑采用地下连续墙围护，地下室顶板混凝土支撑。
地下连续墙厚为800mm,墙深-17.5～-30.5m。
其中E型墙墙厚为1.6m。
场地东面是农林下路，沿路边方向紧邻基坑为一层商铺；北面是无名规划路；西面毗邻高低不等（4层-8层）的8幢住宅楼，距场边基坑边3.5m-7.5m;南面为4幢住宅楼（4层-5层）,距基坑边约5m;周边建筑物基础以天然基础为主。
具体的施工现场周边环境见图（a）。
目前场地施工情况是地下连续墙已全部施工完毕,人工挖孔桩基础在10-15天内将全部终孔。
但根据现场监测情况反映场地周边建筑物在施工人工挖孔桩期间均有不同程度的沉降，如东、西侧建筑物沉降最大分别为34.85mm和26.18mm。
现场察看周边建筑物阳台、围墙、地面既有新增裂缝,也有原裂缝宽度增大的现象,但建筑物的梁、柱均未发现裂缝。
为了稳定民心，保证后期施工的顺利进行，需对场地周边沉降较大的建筑地基进行加固处理。
图（a）
2、工程地质与水文地质
根据广东省重工建筑设计院提供的《建和商业广场详细勘察阶段岩土工程勘察报告》及其它地质资料，地层自上而下分别为人工填土层、冲积砂层、冲积-洪积土层、残积层及白垩系上统基岩。
分叙如下：
（1）层,杂填土:
杂色，湿，松散。
主要成分为砂、碎石、粉质粘土、碎砖块等夹杂而成。
（2）层，淤泥质土：
灰黑色，流-软塑，饱和。
含少量粉细砂。
（3）细砂层：
灰白色，饱和，松散。
（4-1）层，粉质粘土：
棕红色、灰白色、黄褐色等，可塑。
含少量中粗砂，局部为粘土或见砾石。
（5-1）层，呈可塑状态的粉质粘土及呈稍密状的粉土。
（5-2）层，呈硬塑-坚硬状态的粉质粘土及呈中密-密实状的粉土。
（6）层，全风化粉细砂岩、砾岩：
棕红-棕褐色，岩芯呈土柱状、土块状，坚硬或密实。
（7）层，强风化粉细砂岩、砾岩：
棕红-棕褐色，岩芯呈短柱状、碎块状、半岩半土状。
场区内地下水类型为潜水类型。
水力特点为无压或局部低压，主要受大气降水影响变化明显。
（2-1）淤泥质土层为持水层，（3）细砂层为第四系孔隙含水层中主要含水层（含水，且强透水），但该层局部地段揭露。
基岩裂隙水主要分布在岩石强风化带和岩石中风化带，泥质砂岩区域裂隙水的赋存和运动条件较差，其富水性不大，中风化砾岩由于风化裂隙很发育，其富水性较大。
根据抽水试验估计，φ2m人工挖孔桩的出水量为127m3/d。
3、加固方案
经计算分析，本场地周边的建筑物在目前及后期施工中是安全的，为了加强基坑周边土层的强度及建筑地基土的承载力，减少沉降量，采用钢花管、袖阀管注浆的加固方案。
加固范围及加固方法如下：
1、加固范围：
场地西侧中部的西一、西二、西三栋住宅楼地基，并外扩1m；东侧中部约60m长的一层商铺地基。
。
2、加固方法：
（1）对西侧住宅楼，为避免加固过程对建筑地基造成的扰动影响，先在本场地内的挡墙上朝建筑地基方向击入两排钢花管并注浆，对靠近基坑侧的部分地基土进行加固处理，钢花管长度进入建筑底一半的位置，再在挡墙上钻孔设置两排袖阀管并注浆，对整栋建筑地基土进行全面加固，袖阀管长度超过建筑底范围1m的位置。
（2）对东侧商铺，在连续墙与商铺外墙之间的地面钻孔设置两排袖阀管并注浆，袖阀管长度超过建筑底范围1m的位置。
4、资源配置计划
4.1.劳动力的投入计划
充足的劳动力投入是确保工期实现的的一项必不可少的要素，对于专业施工工种和劳动力的选择，必须以素质高、技术好为条件进行选取。
根据工程的特点以及工期控制的要求配备足够的劳动力，确保施工任务的顺利完成。
详细的劳动力资源投入见下表所示：
序号
工种
人数
用工时间
1
钻机工
6
开工之日起
2
压浆工
10
开工之日起
3
制管工
3
开工之日起
4
电工
1
开工之日起
5
杂工
1
开工之日起
合计
21
注：
1、本计划表是以每班八小时工作制为基础编制的；2、计量单位：
人
4.2.机械设备的投入计划
本分项工程规模小，但施工方法较为复杂。
为确保工程施工顺利进行，我司将利用全公司的装备资源进行调配，保证本项目所需。
设备配备遵循的基本原则是：
根据单项施工技术要求和施工作业条件确定设备选型；按照施工进度计划指标配备设备台数，生产能力留有余地；同时考虑突发性事件所需的工程抢险应急设备。
投入机械设备表
序号
机械名称
规格型号
数量
功率KW
1
钻机
MG-50
2
15
2
打管机
1
3
注浆泵
BW-150
2
7.5
4
切割机
GTJ-4/8
1
2.2
5
电焊机
BX-300
2
17
6
电动空压机
2
37
4.3施工用水、用电计划
4.3.1临时施工用水
现场施工用水采用市政自来水。
施工用水根据设备用水量,施工现场至少需安装25mm以上的供水管道以备施工使用。
4.3.2临时施工用电
施工用电按施工高峰投入的用电设备考虑，其照明用电按动力用电的10%计，施工用电量约120KW。
具体用电量如下表所示。
设备用电量表
序号
设备名称
功率（KW）
台数
总功率KW
1
钻机
15
2
30
2
注浆泵
7.5
2
15
3
切割机
2.2
1
2.2
4
电焊机
17
2
34
5
电动空压机
37
2
74
合计
155．2
5、工程重点和难点分析
5.1施工中如何避开地下管线、化粪池及基础是一难点
因施工场地周边地下管线分布、化粪池及基础位置没有明确详细的描述资料，施工过程中遇到障碍物的机率非常大。
为了避免此类事件发生，减少施工过程可能造成的损失，我司拟在加固处理前需先查清被加固建筑地基的基础位置、埋深；地下管线分布；化粪池的位置等，钢花管及袖阀管施工时通过调整角度避开。
另外让施工经验丰富的专业人员进行成孔操作，以便及时发现问题。
5.2施工中严格控制注浆压力，避免压力过大造成地面隆起为一重点
袖阀管施工过程中，严格控制注浆压力，避免压力过大造成地面隆起，在注浆前，按设计要求在处理土体区域内设置沉降观测点，以便注浆过程中观测控制地面变化；加固注浆时需安排专人在加固范围内巡看，发现异常及时停止注浆，另外施工过程中安设精度相对较高的压力表，并排专人守护观察。
5.3施工中如何将周边建筑物沉降控制在设计范围内为一重点
在加固过程及后期的施工过程中，对周边建筑物的沉降、水位等应进行持续监测，将监测结果及时反馈，发现异常情况及时处理，做到信息化施工，进而确保施工的安全。
6、主要施工方法及技术措施
6.1钢花管施工
6.1.1施工工艺流程
6.1.2施工方法
1、定孔位
根据设计图纸，按1.5m×0.5m的孔距、排距向外梅花型布置。
2、钢花管制作与安装
（1）钢花管材料为Φ48钢管，壁厚3.5mm，制作前应清除表面油污及锈膜。
（2）按每0.5m间距对称设置φ10出浆孔和L25×2.5角钢倒刺；φ10出浆孔采电焊焊穿钢管，倒刺做法为：
在出浆孔底部φ48钢管外均布满焊L25×2.5角钢倒刺，长约40mm，具体见下图：
（3）首节钢花管端部制作成锥型，以利打入；最后3m钢花管不设出浆孔和倒刺防砂筋，以留作与注浆管连接。
（4）待上一节钢花管打入后，下一节钢花管对口连接；连接方法：
采用4Φ16L=160对称满焊在管壁四周。
3、打入钢管
履带式潜孔钻机就位后，按10°或15°设计的角度用潜孔锤击入每节钢管，钢花管最后一节钢花管外露20cm，以留与注浆管连接。
履带式潜孔钻机钻孔见图（b）。
图（b）
4、注浆
（1）钢花管压浆材料为纯水泥浆，其中水泥选用32.5R普通硅酸盐水泥，水灰比：
0.5～0.55，为提高浆体早期强度，可在浆液中掺入水泥重量5‰的FDN-5高效减水剂。
（2）浆液应搅拌均匀，随搅随用，并在初凝前注浆完毕。
（3）将钢花管与注浆管用铁丝绑接，通过高压注浆泵向管内泵送水泥浆。
（4）注浆压力为0.3-0.7Mpa。
高压注浆工艺流程图
6.2袖阀管注浆施工
6.2.1施工流程
施工工艺流程图如下：
测量放线布置钻孔
第一序孔施工
其余注浆孔施工
浇注套壳料、下袖阀管及固管止浆
注浆
洗孔重复注浆
自检
质量检验
清场、退场
合格后
袖阀注浆施工工艺是目前一种处理软性土压缩性的比较先进的方法。
它能进行定深、定量、分序、分段、间歇、重复压浆，集中了劈裂注浆法、压（挤）密注浆法和渗入注浆法的优点，最后达到设计要求。
6.2.2施工方法
1、测量放线布置钻孔
根据设计图纸，按1.5m×0.5m的孔距、排距向外梅花型布置注浆钻孔，边界以设计边界坐标为基准，并做标记。
袖阀管注浆布孔示意图如下：
2、注浆成孔
钻孔施工采用MG-50型或履带式潜孔钻机，直径为φ110mm钻头泥浆护壁钻进。
钻孔施工过程中认真观察钻进过程，做好成孔记录，为下一步施工提供依据，施工过程中如发现异常情况应及时汇报，以便及时对施工施工方法进行调整。
3、浇注套壳料、下袖阀管及固管止浆
（1）浇注套壳料
套壳料又称封闭泥浆，在钻孔到设计深度后从孔内灌入封闭泥浆，其作用是封闭单向阀管和钻孔壁之间的孔隙，迫使从灌浆孔开环，压出的浆液挤破套壳料注入四周土层。
套壳料配合比为（重量比）水泥：
粘土：
水=1:
1.5:
1.88。
套壳料用量（m3）=1.3×π×（钻孔半径2-袖阀管半径2）×注浆段高度。
套壳料浇注方法：
成孔时，将钻杆下到孔底，用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆注入孔内即注浆段。
（2）下袖阀管
待浇注好套壳料后，按要求，注浆段下花管，空段下实管，地面预留高度（0.20～0.30m）。
（花管为注浆管，实管为隔离输浆管），并在管内充满清水，检查密封性。
（3）固管止浆
固管止浆的目的是让注浆液输送到指定位置，防止浆液上窜。
固管止浆的配合比为水：
水泥=1:
1.50。
方法是在袖阀管与孔壁之间的孔隙中下入4分钢管至花管淤泥质体顶界上0.2m处，从管内注入配制好的浆液直到孔口返出，孔口浆面下沉后应及时补充浆液，保证固管止浆的效果。
4、注浆
根据成孔的先后顺序，待套壳料、固管止浆液具有一定强度后（一般二天后）将4分带双活塞的注浆钢管，从袖阀管中下到注浆位置，自上而下分段注浆，分段长为0.2～0.30。
袖阀管注浆大样如下图：
注浆参数及步骤为：
（1）水泥浆水灰比为0.50。
（2）水泥用量：
注浆深度范围内，应不少于200kg/m。
（3）注浆压力为0.3-0.7MPa。
（4）注浆方法：
采用分段、分序、间歇、重复注浆的方法，每次高压注浆段长度为0.20-0.30m。
（5）注浆次数：
由于袖阀注浆一次性注浆难以均匀，据实际施工情况而定次数，一般2-3次。
（6）注浆设备：
BW-150型注浆泵。
（7）处理土体的顶底面注浆，注浆料对土体顶底界面充填一次性注浆难以充填密实，应采取“间歇定量分序注浆法”进行注浆。
（8）注浆速度：
土体顶、底部速度为15～20L/min，其它位置20～30L/min。
注浆量依据搅拌桶的容积，注浆压力来确定。
（9）设置观测点：
为了防止地面的隆起及地裂、在注浆前，按设计要求在处理土体区域内设置沉降观测点。
以便注浆过程中观测控制地面变化。
（10）终灌标准：
保证地面不产生裂缝和隆起，在0.7MPa注浆压力下，泵量小于1-2L/min可以终灌。
在注浆过程中，应观察相邻注浆孔的排气、返水、串浆、冒浆等情况，及时做好记录。
若周围注浆孔有冒浆、串浆时，应停止压浆，12小时后重新注浆。
若周围注浆孔仍没有反应，注浆量过大并超过本身的容积时，应采取“间歇定量分序注浆法”注浆，以控制浆液流失过大。
7、施工质量保证措施
7.1袖阀管注浆施工质量保证措施：
（1）、孔位平面误差不得大于100mm。
（2）、孔斜小于1%。
（3）、套壳料要严格按配合比配制，保证浇注到加固体的顶界位置。
（4）、袖阀管花管长度根据加固体厚度确定，下管位置要准确。
尽可能安置在钻孔的中心。
变形、丝扣损坏的袖阀管不能使用。
（5）、固管止浆要保证袖阀管在注浆过程中不会移动、变形。
（6）、浆液配制严格按配合比，受潮结块水泥不得使用，送检不合格水泥不得使用。
注浆体浆液需充分搅拌均匀，在注浆过程中要缓慢搅拌。
根据搅拌桶的容积计算水的重量，按水灰比要求配制水泥浆，配合比误差≤5%。
根据搅拌桶容积确定浆液体积。
（7）、根据套壳料的凝固时间确定注浆时间。
要分序、分段注浆，宜采用先外围后内部、先下后上的注浆顺序。
严格控制每段注浆的长度，每段之间要有一定的搭接量。
（8）、要严格按注浆压力注浆，压力表损坏的注浆泵不得使用。
控制注浆速度，加固体顶、底界位置要增加注浆量。
（9）、注浆时，地表要设置3～5个水准观测点进行监测，不允许地面产生裂缝和抬升情况。
一旦出现。
要及时降低注浆压力。
8、加固后的效果
本工程的周边建筑地基通过钢花管、袖阀管注浆加固，结合沉降监测简报的数据，不均匀沉降差值逐渐减小并趋于稳定，周边建筑物的沉降量有了明显的降低，累积沉降量控制在预警值之内。
9、结束语
如今的建筑业日益发展，对城市的土地充分利用。
本工程的建筑场地狭小，施工作业受到周边环境的限制，同样周边环境也随着施工进程的开展产生一系列的影响，如周边建筑物的地基不均匀沉降。
针对这一现象，我司采用了钢花管、袖阀管注浆的加固方法，通过精心的施工组织管理，取得了比较显著的成效，保证了工程的顺利进行。
实践证明，该加固方法是一种比较实用、经济、灵活的施工工艺，有着相当广阔的发展空间。
通过本工程的施工，积累了丰富的加固施工经验，为今后的施工奠定了坚实的基础。
参考文献：
［1］刘军主编.建筑工程质量控制与验收.上海：
中国建筑工业出版社，2003
［2］《建筑施工手册》（第四版）编写组主编.建筑施工手册（第四版）缩印本.北京：
中国建筑工业出版社，2005
［3］毛鹤琴主编.土木工程施工.武汉：
武汉理工大学出版社，2005
［4］成军主编.最新建筑工程安全生产标准汇编.北京：
中国经济出版社，2007
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