某含深埋雜填土及碎石墊層高層建筑地基處理方法探討

陳阿鋒

（天津地鐵建設發展有限公司 中國 天津 300051）

0 引言

天津地鐵某車站出入口與高層接建工程中，在地連墻施工前對現場進行查勘，發現部分地連墻位置有埋置較深的雜填土及碎石墊層，其為場地上原拆遷建筑的地基，加上地下水位較高，對后續地連墻施工造成影響。經過組織各參建單位及相關專家研究討論，確定了處理方案，并最終取得了良好的處理效果。

1 工程概況

1.1 結構及周邊場地概況

圖1 場地平面圖

工程為天津地鐵某車站出入口與高層接建工程，其中高層部分基坑深14m，地鐵出入口部分基坑深11m，設計圍護結構分別采用25m及34m深800厚地下連續墻，導墻深2.1m。本工程原是某6～8層磚混結構居住小區，基礎采用條形磚基礎，下鋪碎石墊層加固。本場地周邊建筑物情況及原建筑基礎與設計地連墻位置如圖1所示。

1.2 水文地質情況

本場地內地下水位埋深較淺，勘測期間水位埋深約為1.70～3.90m。地表存在較厚雜填土及素填土層，其中雜填土由磚頭、碎石、灰渣、粘性土等組成，成分復雜，土質不均，結構松散，工程性質較差，在表層普遍分布，層厚 2.6～4.6m。 素填土以粘性土為主，層厚 1.4～3.2m，含有機質及腐植物，土質不均，土體松散。根據原居民樓拆遷時記錄，拆遷時對原居民樓基礎處理后回填拆房土，但未對原基礎下碎石墊層進行處理。通過地質補勘及現場刨驗發現在地面下2m～6m范圍內存在砂夾石層，在挖至6m左右時見原狀土。由于本場地填土層較厚，結構松散，特別是部分原結構基礎下存在2m左右厚的碎石墊層，地下連續墻施工開挖時極易產生坍塌現象。對地下連續墻施工及已有建筑物、地下管線等產生不利影響。故綜合考慮，對原結構基礎與設計地連墻重合范圍內的土體進行加固處理（圖1中陰影部分）。

2 地基加固方法選擇

地基處理方法較多，而根據地基處理的作用機理，可分為置換處理、排水固結處理、壓實和夯實處理、灌入固化物法等。針對本工程的問題，組織各單位進行研究探討，根據本工程的結構和場地地質特點，初步確定可選擇的加固方案主要有：置換法、高壓噴射注漿法、灌漿法等。

2.1 置換法

置換法是指利用物理力學性質較好的巖土材料置換天然地基中部分或全部軟弱土體，以形成雙層地基或復合地基，實現提高地基承載力、減少沉降的目的。但是本工程主要是由于存在較深、較厚的碎石墊層，采用置換法必須開挖到碎石墊層下把碎石層以上土都進行置換。此法在工程量及時間上消耗很大，同時由于碎石墊層埋深較深（4～6m），地下水位較高（高于碎石墊層），且周邊臨近有建筑物，施工難度及風險均較大。

2.2 高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法又稱為“旋噴法”。高壓噴射注漿法是利用注漿設備噴出20～50MPa的高壓射流沖擊切割地基土體，將漿液與土粒強制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成具有一定強度的固結體，以達到改良土體的目的。其適用于處理淤泥，淤泥質土，流塑、軟塑或可塑黏性土，粉土，砂土，黃土，素填土和碎石土等地基。但當土中含有較多的大粒徑塊石、大量植物根莖或有較高的有機質時，以及地下水流速過大和有涌水的工程適用性較差。而本工程存在較厚碎石墊層，對其加固效果把握性不大。

2.3 灌漿法

灌漿法是指利用氣壓、液壓或電化學原理，將具有流動性和膠結性能的漿液注入各種介質的裂隙、孔隙，形成結構致密、強度高、防滲性能和化學穩定性好的固結體，以改善灌漿對象的物理力學性能。在灌漿工程中，一般通過灌漿管把槳液均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據其位置，經人工控制一定時問后，將原來松散的土粒或裂隙膠結成一個整體，形成一個結構新、強度大、防水性能好和化學性質穩定的“結石體”，以達到地基處理的目的。灌漿法適用性廣泛，對碎石層的加固也有良好效果，能較好地固結或穩固松散顆粒和碎石，提高地層的強度及整體性，起到安全圍護和支撐作用。

通過以上分析對比，最終選擇采用灌漿法對碎石墊層及雜填土層進行加固。

3 注漿方案設計及實施

注漿采用鉆桿灌漿法，即利用鉆機鉆桿進行灌漿，把灌漿用的鉆桿(單管)，由鉆孔機鉆到設計的深度后，將灌漿材料通過內管送入地層中。用這種方法，灌漿材料在進入鉆孔前，先將A，B兩液混合，隨著化學反應的進行，黏度逐漸升高，并在被灌部位凝固。

3.1 注漿設計

注漿漿液：注漿漿液采用水泥—水玻璃雙液快凝漿液，水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水玻璃采用符合國家質量要求的波美度為35°～40°的水玻璃，雙液漿中水泥漿和水玻璃體積比為 1：1。 注漿壓力控制在 0.5～0.8MPa。

孔位布置：導墻兩側各設置兩排雙液注漿管，第一排注漿管距導墻50cm，按排距1m、孔距1.5m布置。注漿深度為導墻底至原狀土下50cm。根據現場刨驗情況，基坑西側挖至6m左右時可見原狀土，導墻深2.1m。該部位的注漿深度為導墻底（2.1m）至 6.5m；基坑南側挖至 4.6m 可見原狀土，該部位的注漿深度為導墻底（2.1m）至 5.1m。

3.2 注漿施工

施工流程：

1）按設計要求鉆孔至設計深度；

2）按設計要求配置注漿漿液，并放入注漿設備中；

3）接通管路，啟動注漿泵將混合雙液漿注入孔內；

4）根據注漿壓力變化適時提升鉆桿，直到設計加固位置。注意事項：

1）注漿時不應自注漿地帶某一端單向推進壓注，應按跳孔間隔注漿方式進行，以防止串漿，提高注漿孔內漿液的強度與約束性；

2）由于該施工區域大部分土體均為回填土及砂夾石，空隙較大，注漿時以壓力控制為主，直到壓力有顯著上升或出現地面冒漿為止；

3）加強對注漿壓力的監控及地表變形的觀測，避免注漿壓力過大，對臨近建筑物及管線造成不利影響；

4）注意文明施工及安全用電，避免發生施工事故。

3.3 加固效果驗證

加固施工完成后，對加固地段進行現場刨驗，土體加固效果良好，漿液和碎石結合物整體性較強，強度滿足設計要求。后續導墻及地連墻施工順利，對加固部位地連墻采用超聲波檢測，未發現有坍塌現象，尺寸偏差等均滿足設計要求。

4 小結

目前，國內對不同地基的處理方法種類較多，但各種處理方法均有適用性和限制性，本文通過對某高層基坑施工時遇到的情況進行分析并對其加固方法的選擇與處理過程進行探討總結，得到一些有益的經驗。驗證了灌漿法在處理含有埋置較深的碎石層及雜填土層的地基時的有效性。為今后相似問題的處理提供一定的參考。

［1］丁紹祥.地基基礎加固工程技術手冊[M].武漢：華中科技大學出版社，2008.

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