軟弱雜填土條件下土體局部注漿固結輔助人工挖孔樁成孔施工技術

雷秀清

（山西三建集團有限公司，山西長治 046000）

0 前言

與傳統的軟基處理方式相比，注漿處理軟基的技術先進性主要體現在不需要大型機械、對場地適應性強；機械設備組成較為簡單、材料易于獲取、適用范圍廣；操作簡單、施工速度較快，人員不需要有特別高的專業要求。同時還可以根據不同的地質水文條件適當摻加不同類型的外加劑，以加速固結速度、提高軟基處理質量。

1 工程概況

本項目為羅甸佳禾·時代廣場，工程地址位于貴州神黔南布依族苗族自治州羅甸縣城東新區湖濱大道與玉都大道交叉口東北角。本工程總建筑面積19萬m2，一期工程約10萬m2，其中6#樓建筑面積約2.4萬m2，其中地下1層，地上32層，地下1層為車庫，地上1～2層為商鋪，3～32層為住宅。

6#樓設計基礎形式為人工挖孔樁基礎，分為圓形樁及長圓形樁（一字樁）。設計持力層為中風化巖層，深度基本在13.5～16.5m之間。地勘資料顯示雜填土深度為自然地坪以下0.5～4.5m范圍內，實際開挖時發現深度為0.5～9m范圍內。并且土質構成復雜，大部分為建筑垃圾、生活垃圾、淤泥、腐殖質土等，多為近年來所傾倒、填筑，自然固結密實尚未形成，不具備可塑性。且該區域地表水豐富，土體均為飽和土，加之土壤透水性差，降排水效果不佳，開挖過程中發現土體蠕動變形嚴重，極大地影響施工作業安全及施工質量。

圖1 現場土質

為了解決上述問題，項目部與建設單位多次組織勘察設計單位進行協商，并查閱類似工程資料、技術論文，同時與有相關施工經驗的人員進行溝通后決定采用局部注漿固結軟弱雜填土的方法解決上述問題。

局部注漿法可以在短期內利用水泥漿固結軟弱雜填土，可以為后續人工挖孔樁的施工節約時間，但隨之而來的問題是注漿壓力如何控制、如何選擇注漿點位、如何合理地摻加外加劑等，進而確保注漿固結效果。

2 項目主要特點及難點

2.1 主要特點

本項目的主要特點是利用水泥凝結后的固化作用來固結軟弱雜填土，提高原地基的穩定性，以便于人工挖孔樁的順利施工。此外注漿作業還具有對周圍環境影響小、設備簡單、操作便捷、進出場靈活、安全性較高的特點。

2.2 技術難點

采用注漿時的主要難點：①既要固結土體保證施工安全，又要避免壓力過大，水泥漿擴散半徑超過預期計劃而給施工帶來困難；②注漿壓力的確定，尤其是周圍有道路、地下管網、居民區等構筑物、建筑物時，為避免對上述區域造成不良影響，必須進行合理計算，根據經驗確定時，必須先進行試驗施工，進而確定最佳的注漿壓力。

3 施工技術

3.1 工藝流程

測量定位→機具就位→鉆孔→鉆孔沖洗→安裝灌漿塞→分段提升灌漿塞→灌漿封孔→移至下一孔位→結束注漿→定位開挖。

注漿時根據設計點位，按上述流程（除測量定位外）依次循環進行注漿。

3.2 工藝簡介

局部注漿固結軟弱雜填土施工，是利用150型勘察鉆機進行鉆孔，根據雜填土層厚度進行鉆孔，平均鉆孔深度8.5～9m，以達到原狀土層或穩定巖層為準。鉆桿∮91mm，打入預設深度后，提出鉆桿并下鋼套管（∮89mm），隨后套入塑料灌漿管（∮60mm），接口部位用栓塞栓緊。注漿時由調漿設備進行調漿（采用42.5R水泥，水灰比0.45～0.5），通過加壓設備將水泥漿注入孔內，孔口使用干水泥進行封孔，防止水泥漿外溢。注漿壓力一般控制在0.3MPa左右，遇有特殊情況時，視情況增大或減小注漿壓力，以控制水泥漿擴散范圍。同時可視土體含水率適當增加外加劑，如水玻璃、早強劑等，以盡可能地水泥漿的硬化時間，從而保證后續工序的盡早施工。

3.3 注漿壓力的控制

處理軟弱雜填土時，由于填土深度、土體密實度、不透水飽和土含量等都不盡相同，在不同的點位注漿作業時，必須采用不同的注漿壓力，以保證在各點位的注漿效果基本相同。

在注漿施工時，需先進行鉆孔取樣，確定雜填土深度，并經實驗室分析進而確定土壤類別，含水量、透水性能等技術指標，最終確定注漿壓力。注漿過程中必須保證壓力穩定，不得忽大忽小，以此來保證注漿效果。

3.4 機械就位及鉆孔

（1）根據測放出的點位，合理布置機械設備，就位后必須進行校正，垂直度必須滿足相關勘察機械作業規范的要求。機械性能應能滿足施工要求，電源線路必須完好無損，嚴格按照“一機一閘一漏”進行管理。場地極其松軟時，可在機械下部支墊木板，場地上應鋪設跳板，人員在跳板上作業。

（2）鉆桿采用∮91mm空心鉆桿，以便提取土樣，進而確定土層狀況是否達到預設土層。注漿鉆孔深度8.5～9m，以達到原狀素土為準，鉆孔結束后必須使用清水沖洗至回水清凈為止。

3.5 拌制水泥漿

（1）制漿機的技術性能須滿足要求，保證能均勻、連續地拌制漿液，水泥漿液的攪拌時間不少于30s。

（2）配備水泥漿時須按配比計量，誤差應小于5%。水泥選用42.5R普通硅酸鹽水泥，同時可根據要求摻加適量的水玻璃，以加快漿液的固化速度。

（3）水泥漿液自制備至用完的時間不大于2h，且在施工時不得停止攪拌。拌制漿液時應計算當日的注漿量，避免材料浪費。

（4）水泥漿輸送管道長度不得大于30m，中途不得有破損或打結。

（5）每日注漿完畢后，對注漿管道、制漿機均應進行清洗，清洗后的廢水不應隨意排放，應先排放至指定的現場排污管道中，經沉淀后再進行排放或二次利用。

圖2 注漿施工現場

3.6 注漿

（1）注漿時須將注漿管套入鋼套管內并用栓塞拴緊，伸入孔底開始注漿，也可以采用60mm塑料管伸入孔底進行注漿。注漿作業一般情況下均是從下到上均勻進行注漿，并應伸入穩定巖層或原土中，伸入距離可參考規范中的相關要求。注漿壓力一般為0.3MPa左右，擴散半徑0.75m左右，當以樁孔為中心1.5m范圍內地表有水泥漿溢出，或在規定壓力下，注入率不大于0.4L/min時，繼續注漿30min后可結束灌漿。

（2）注漿結束后不得立即開始進行人工挖孔作業，必須在水泥漿固結，且軟弱雜填土層達到穩定、不蠕動的要求后，方可進行人工挖孔及鋼筋混凝土護壁施工。

（3）樁孔開挖時，為保證施工安全必須采用各樁跳挖的方式進行開挖，當開挖過程中發現漿液尚未固結時，應暫停開挖，待漿液固結后再進行開挖。單孔每天的開挖深度不得大于1m，開挖完成后及時進行鋼筋混凝土護壁施工。

（4）注漿完成后，應進行檢查，當局部土體狀態極差時，可增加注漿點位，加大注漿壓力增加注漿量，以保證注漿固結效果。

4 實施效果及推廣前景

在貴州省及周邊省市建筑行業發展，高層建筑愈來愈多，而在這些省市的建筑中，人工挖孔樁作為最常見的基礎形式，相較于鉆孔灌注樁、旋挖樁等來說更易于進行擴底、樁底清理，樁徑也更容易保證并能保證混凝土澆筑質量。但相應地，與機械成孔相比人工挖孔樁在施工過程中對于安全、質量的要求也更加嚴格。

在地質條件復雜的情況下，如遇流沙、溶洞、軟弱破碎巖層或大面積超深軟弱雜填土時，孔樁開挖就會存在極大的困難及安全風險，也帶來了巨大的安全隱患，經常出現施工時無異常現象，但隔天護壁便被擠垮，飽和土中無法排出的水，由于局部壓力失穩便集中涌向開挖的裝空中。但若要利用大面積開挖整體換填的方法來處理軟基，必將導致工期、成本的大大增加，同時由于土層厚度大，承載力弱，開挖過程中非常容易發生車輛陷入等狀況，同樣存在極大的安全風險。若采用縮短每日開挖深度，加大護壁鋼筋和護壁厚度，在土層蠕動作用的擠壓下，又極易發生垮塌，造成極大的浪費并嚴重威脅作業人員的人身安全。

注漿施工后，羅甸佳禾·時代廣場6#人工挖孔樁基礎已順利施工完成并通過了基礎驗收，目前主體結構已施工至25層，經日常沉降觀測，未發現超出規范允許的變形。

由于注漿作業設備簡單，操作容易，處理軟基、固結軟弱雜填土、固結破碎圍巖、兼做截水帷幕等又具有良好的效果，因而具有廣闊的推廣應用前景，尤其是在西南地區應用前景廣闊，同時也給我集團公司在開拓周邊市場、處理類似工程中提供了重要的技術手段。

5 結束語

采用局部注漿固結軟弱雜填土的方法對軟基進行處理后，土體得以固結，承載力、穩定性都大大提高，人工挖孔樁的樁孔開挖施工得以順利進行，土層的蠕動變形大大減小甚至不再發生蠕動，土層內無法排出的水，也在與水泥的反應中大大減少。此外局部注漿在固結土層的同時，還可以起到截斷地下水的作用相當于利用水泥固結體形成了一道截水帷幕，大大減少了地下水對施工區域的影響，降低了樁孔開挖的難度及安全風險，縮短工期、降低了施工成本。經工程實踐，滿足建設單位的各項要求，同時極大地促進了工程的順利進行。