軟土地基建筑物不入樓注漿頂升糾偏實(shí)踐

陳四明 CHEN Si-ming；卞士海 BIAN Shi-hai；劉永革 LIU Yong-ge；武亞軍 WU Ya-jun

（①浙江省巖土基礎(chǔ)有限公司，寧波 315012；②浙江省工程勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，寧波 315000；③上海大學(xué)，上海 200444）

1 工程概況

浙江寧波某4 層砌體結(jié)構(gòu)建筑物，東西長21.6m、南北進(jìn)深8.7m，共有宿舍40 間，總建筑面積852m2，建成于20 世紀(jì)80 年代、天然地基（地基為飽和軟土）筏板基礎(chǔ)。建筑物向南傾斜11.2‰，向西傾斜8.1‰，其一層地面返潮、墻裙霉變、汛期浸水，顯著影響其使用功能。采用了不入樓多路同步注漿頂升糾偏方案，先后布設(shè)32 路頂升注漿管、總頂升糾偏注漿量248770L，實(shí)現(xiàn)多路同步注漿頂升糾偏目標(biāo)：最大抬升量196mm；建筑物南北向傾斜率最大1.6‰，東西向最大2.6‰。

2 房屋現(xiàn)狀

建筑物東西兩側(cè)是作為文化遺產(chǎn)保護(hù)的圍墻，建筑物向南傾斜11.2‰，向西傾斜8.1‰，其一層地面返潮、墻裙霉變、汛期浸水，顯著影響其使用功能，圖示見圖1。

圖1 現(xiàn)狀總平面示意圖

3 原因分析

根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，簡要分析如下：①豎井開挖發(fā)現(xiàn)，筏板下為混合山砂、瓦礫的素填土，厚約0.8m，缺失硬殼層，素填土下為飽和淤泥質(zhì)粘土層，該層厚度超過10m，該房屋南側(cè)各房間均設(shè)有外挑陽臺(tái)，導(dǎo)致房屋重心相對于形心南移，此為房屋整體向南傾斜的因素；②房屋西側(cè)為混合道路，不乏載重車輛通行，由于缺失硬殼層，車輛通行的振動(dòng)導(dǎo)致高靈敏度淤泥質(zhì)粘土受到車輛通行擾動(dòng)，此為房屋整體向西傾斜的因素；③天然地基的4 層房屋，基底附加應(yīng)力接近下臥層承載力，低滲透性、高壓縮性的下臥層，在附加應(yīng)力作用下緩慢固結(jié)，經(jīng)年累月的固結(jié)沉降導(dǎo)致室內(nèi)地坪低于室外，此為汛期浸水、地面返潮的因素；④寧波地處東南沿海，周期性的梅雨季，疊加房屋臺(tái)汛期周期性浸水、返潮。此為一層墻裙霉變之因素。

4 方案設(shè)計(jì)

由于地勢低洼、汛期浸水，一層地面返潮嚴(yán)重，常規(guī)的迫降糾偏會(huì)加劇這種現(xiàn)象；而常規(guī)的頂升糾偏由于需要構(gòu)建臨時(shí)性的頂升上盤、并須截?cái)嘣ㄖ锿浠A(chǔ)的連接，頂升結(jié)束后再行拆除上盤、恢復(fù)連接，施工過程制造了較多的建筑垃圾，同時(shí)對原有的建筑功能和結(jié)構(gòu)造成毀壞，頂升結(jié)束恢復(fù)、加固工作量大，整體而言，“無用”工作比較多，一樓內(nèi)還需騰空；因而決定采用既不搬遷又不動(dòng)原建筑、結(jié)構(gòu)、裝飾的不入樓注漿頂升糾偏方案。基本原理：通過在建筑物外圍設(shè)置水平和傾斜抬升注漿管向其地基內(nèi)目標(biāo)區(qū)域注漿，徑向擠密加固地基土體，使得豎向作用力成為最大主應(yīng)力并對土體產(chǎn)生向上的力，控制基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)整體抬升，糾偏的同時(shí)按所需高度整體抬升。

相對于傳統(tǒng)的頂升糾偏，不入樓注漿頂升糾偏方法優(yōu)點(diǎn)：住戶無需騰空搬遷、施工過程不影響建筑物正常使用無需安置、施工過程均在建筑物外圍對建筑物上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)整體頂升（糾偏）、可以將建筑物的±0.000 恢復(fù)至初建水平甚至更高水平。

圖示見圖2。

圖2 建筑物注漿抬升總平面布置示意圖

5 主要施工過程簡述

5.1 施工準(zhǔn)備 實(shí)測建筑物周邊鄰建分布繪制總平圖，查明擬頂升糾偏建筑物基礎(chǔ)形式、結(jié)構(gòu)形式、地下設(shè)施情況，實(shí)測傾斜率，洽商確定頂升糾偏目標(biāo)。

5.2 布置監(jiān)測系統(tǒng) 監(jiān)測系統(tǒng)由沉降觀測、傾斜觀測、超孔隙水壓力傳感器等組成。沉降觀測點(diǎn)設(shè)置原側(cè)：建筑物角點(diǎn)、縱橫墻節(jié)點(diǎn)、單元墻段中點(diǎn)宜設(shè)置沉降觀測點(diǎn)；各沉降觀測點(diǎn)宜設(shè)置在同一水平面；同一條軸線上的沉降觀測點(diǎn)不應(yīng)少于3 個(gè)。傾斜觀測點(diǎn)原則上和鑒定報(bào)告的傾斜測量點(diǎn)重合，形體復(fù)雜時(shí)，加密設(shè)置。超孔隙水壓力傳感器沿止?jié){墻內(nèi)外成對設(shè)置，內(nèi)側(cè)的宜距止?jié){墻內(nèi)邊線垂距1m、外側(cè)的宜距止?jié){墻外邊線垂距1m。

5.3 確定漿液配合比、計(jì)算頂升糾偏注漿量 漿液配合比設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可注性、比重不小于14kN/m3、結(jié)石率不小于95%、強(qiáng)度不低于2MPa、初凝時(shí)間大于4h。

總頂升（糾偏）注漿量，可根據(jù)各抬升注漿管出漿點(diǎn)平面距基礎(chǔ)底板的距離同止?jié){墻所在平面的面積確定的土體體積按20%～30%的注入率再加上頂升糾偏的楔形體的體積計(jì)算確定。

5.4 確定抬升注漿管數(shù)量、出漿點(diǎn)位置 抬升注漿管數(shù)量越多，越利于頂升糾偏過程中的進(jìn)程控制，一般控制抬升注漿管間距不小于800mm。

出漿點(diǎn)的位置確定原則：距筏板底不宜小于3m；以頂升為主時(shí)，出漿點(diǎn)宜靠近結(jié)構(gòu)重心，以糾偏為主時(shí)，宜交錯(cuò)設(shè)置2 組抬升注漿管，一組出漿點(diǎn)靠近結(jié)構(gòu)重心、一組出漿點(diǎn)偏離結(jié)構(gòu)重心2m 以上，便于形成抬升和糾偏合力，由于計(jì)算往往不夠精準(zhǔn)，漿液的擴(kuò)散形態(tài)往往受地基強(qiáng)弱差異影響并不是理想的“球形”，這些差異可以結(jié)合監(jiān)測分析，動(dòng)態(tài)調(diào)整出漿點(diǎn)位置、出漿點(diǎn)數(shù)量，注漿量得到控制。

5.5 室外布設(shè)抬升注漿管（水平、斜插結(jié)合） 結(jié)合現(xiàn)場條件，抬升注漿管可以通過室外開挖豎井，水平設(shè)置。也可在室外斜插到達(dá)建筑物地基內(nèi)的預(yù)設(shè)出漿點(diǎn)位。編號(hào)記錄各抬升注漿管的初始設(shè)置參數(shù)，包括角度、長度、出漿點(diǎn)位置，并繪制在建筑物平面布置圖上。

5.6 施工室外止?jié){墻 止?jié){墻的深度按出漿點(diǎn)距離地表深度的1.5～2 倍控制，閉合設(shè)置。視施工條件的不同可采用鋼板樁墻、注漿帷幕墻或二者的結(jié)合。

5.7 擬定日同步注漿頂升糾偏計(jì)劃 包括：注漿泵選型、流量分配方案、日頂升糾偏注漿量、各抬升管日頂升（糾偏）注漿量。注漿泵，可采用雙液壓注漿泵，出口直徑不小于32mm*2，流量不小于25L/min*2，最大壓力7MPa，工作壓力可調(diào)，為雙作用往復(fù)式活塞泵，雙缸獨(dú)立，可進(jìn)行雙液作業(yè)，出漿比例1:1。

流量分配方案，按每臺(tái)泵同時(shí)給8 路注漿管注漿，并滿足各路出口的總和等效直徑是泵出口直徑的1/2。每一路都設(shè)置閘閥、流量計(jì)、壓力表，便于計(jì)量各路的注漿量，并通過監(jiān)測分析反饋進(jìn)行各路注漿量的計(jì)劃、實(shí)施，實(shí)現(xiàn)可控抬升。日頂升糾偏注漿量，可根據(jù)日最大頂升量10mm 以及最大頂升設(shè)計(jì)值得到計(jì)劃注漿頂升糾偏的日歷天數(shù)，根據(jù)總的頂升糾偏注漿量除以日歷天數(shù)得到日頂升糾偏注漿量。各抬升管日頂升糾偏注漿量，將根據(jù)建筑物的傾斜率和糾偏目標(biāo)值以及出漿點(diǎn)位置計(jì)算得出的總注漿量按建筑物基礎(chǔ)平面分布（類似于做蛋糕），據(jù)各抬升注漿管所處的位置，切分其對應(yīng)區(qū)域的邊界（類似于切分蛋糕），根據(jù)邊界界定的體積權(quán)重計(jì)算對應(yīng)各抬升注漿管所需完成的頂升糾偏注漿量，除以計(jì)劃注漿頂升糾偏的日歷天數(shù)，得到各抬升管日頂升糾偏注漿量。

5.8 按日計(jì)劃同步注漿頂升糾偏過程 各路的日計(jì)劃注漿量要求同時(shí)達(dá)到，即擬定的當(dāng)日計(jì)劃注入漿液的抬升注漿管各路同時(shí)注漿，計(jì)劃的注入量同時(shí)達(dá)到；注漿過程記錄各路的流量、壓力表讀數(shù)，通過各路的控制閘閥微調(diào)控制實(shí)際注入量同計(jì)劃注入量的偏離值；某一路出現(xiàn)異常情況，且通過閘閥難以修正時(shí)，暫停同步注漿，排除異常后，繼續(xù)同步注漿。

5.9 數(shù)據(jù)分析 同步注漿過程及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，超孔隙水壓力每h 記錄一次，沉降監(jiān)測每日上班前一次、下班前一次。傾斜觀測每周一次；止?jié){墻內(nèi)的超孔隙水壓力超過了基底應(yīng)力的1.2 倍時(shí)，暫停同步注漿；止?jié){墻外的超孔隙水壓力上升的幅度超過了前次值50%時(shí)，暫停同步注漿；沉降監(jiān)測點(diǎn)出現(xiàn)線性偏離值超過0.5‰時(shí)，暫停同步注漿；沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)同傾斜測量數(shù)據(jù)誤差超過1‰時(shí)，暫停同步注漿；日抬升量超過10mm 時(shí)，暫停同步注漿。

5.10 信息化控制：動(dòng)態(tài)調(diào)整出漿點(diǎn)位置和（或）調(diào)整日注漿計(jì)劃 當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析出現(xiàn)暫停同步注漿的情形時(shí)，根據(jù)監(jiān)測反饋對次日頂升（糾偏）注漿量、同步注漿管數(shù)量進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)雖未出現(xiàn)暫停同步注漿的情形，但是抬升糾偏的階段性成果系統(tǒng)性偏離預(yù)期時(shí)，需要調(diào)整出漿點(diǎn)位置。整個(gè)注漿頂升糾偏過程遵循信息化施工的原則，根據(jù)監(jiān)測分析，動(dòng)態(tài)調(diào)整抬升注漿管的水平步進(jìn)位置、同步注漿管的根數(shù)和注漿量，實(shí)現(xiàn)頂升糾偏目標(biāo)的同時(shí)，避免產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。圖示見圖3。

圖3 注漿量-孔隙水壓力-時(shí)間曲線

5.11 頂升量及糾偏成果 最大抬升量196mm；建筑物南北向傾斜率最大1.6‰，東西向最大2.6‰。

6 結(jié)論分析

①不入樓注漿頂升糾偏為突破建（構(gòu)）物頂升（糾偏）行業(yè)技術(shù)瓶頸提供了新思路和新方法；②不入樓注漿頂升（糾偏）獲得成功的關(guān)鍵是在建筑物外圍設(shè)置止?jié){墻使注入的漿液在限定區(qū)域流動(dòng)；③不入樓注漿頂升糾偏技術(shù)的核心是實(shí)時(shí)監(jiān)測分析，動(dòng)態(tài)調(diào)整出漿點(diǎn)位置、同步注漿管的數(shù)量、注入量；④不入樓注漿頂升糾偏過程同時(shí)也是地基土得到補(bǔ)強(qiáng)的過程，不會(huì)削弱地基承載力；⑤此法對樁基礎(chǔ)、非片筏基礎(chǔ)建筑物頂升糾偏的適宜性需進(jìn)行專項(xiàng)研究。

7 應(yīng)用前景展望

①地坪沉陷頂升復(fù)位；②地下工程施工潛在的環(huán)境巖土工程隱患預(yù)防；③橋頭跳車類問題的處理告別“攔路”；④低洼地段建筑物的整體“上岸”；⑤頂升糾偏不再“奢侈”。