压密注浆(最终稿

压密注浆技术在基坑加固工程中的应用
[摘要]：某住宅小区地下室工程施工时，基坑发生变形，危及基坑安全。

后采用压密注浆工艺，对原设计基坑进行加固，成功地避免了基坑坍塌事故的发生。

[关键词]：压密注浆基坑加固
一、工程概况
某住宅小区自然地坪标高为黄海高程2.9米，地下室土方工程应开挖至黄海高程-1.7米，即开挖深度约4.6米。

该地域杂填土约1米厚，其以下工程地质情况如下：
设计为单排水泥搅拌桩、加土钉墙基坑支护结构，水泥搅拌桩Φ500、长度12米，土钉为计4排Φ48（壁厚2.5mm、3mm）钢管。

该地下室于2008年9月开始施工，在施工至基坑第三皮土钉时，出现流砂现象，且导致基坑壁出现较大位移，最大变形观测点日移动数值为8.22mm，且有变形速度加快趋势、有基坑坍塌危险。

施工过程中，迅速启动应急预案，堆土反压，控制基坑变形，避免基坑坍塌。

二、基坑变形原因分析
1、水泥搅拌桩止水帷幕未能起到止水作用是导致基坑变形、土方开挖施工失败的主要原因。

该工程地下室施工区域土质中有一层砂质粉土，该土层土质坚硬、密实，地基承载力较高（为150KPa），地下室基坑侧壁主要在这一段。

在水泥搅拌桩施工过程中，水泥搅拌桩在此土层中钻进困难，致使原设计Φ700水泥搅拌桩难以穿透该土层，后不得不改为Φ500水泥搅拌桩施工。

根据基坑支护第三皮锚杆施工现状来看，水泥搅拌桩咬合效果均不好，局部出现分叉、导致渗漏，根本起不到止水、挡土作用。

而砂质粉土在水压力下发生流动、产生流砂，则直接导致基坑发生严重变形。

2、抢工期施工是导致基坑变形的次要原因。

由于合同工期较紧，在施工过程中存
在抢工现象，土钉锚杆注浆施工后，不能等到注浆土体强度充分提高，已进行下一层土方施工。

这样土钉的锚固强度有了一定的削弱、也影响了基坑的稳定。

三、基坑变形加固处理
由于基坑水泥搅拌桩止水帷幕未起到止水作用，故考虑重新做一道止水帷幕，作用有三点：第一是固结砂质粉土、不让砂体产生流动；第二是补强喷锚土钉的锚固土体，提高土钉的锚固力；第三是对基坑侧壁起到止水作用，便于施工。

由于原设计水泥搅拌桩施工失败，故止水帷幕首选考虑高压旋喷桩。

但考虑地下室已经开挖，重新回填做高压旋喷桩费用高、工期长，不得放弃。

经慎重考虑，结合作者以前施工经验，向设计院提出建议，对该工程地下室基坑支护结构采用压密注浆方式来补强处理。

1、压密注浆施工的原理
压密注浆是采用液压或气压方式，通过注浆管把浆液均匀注入土层，赶走原土层中水分或空气，并使土层变形，浆液将原土层松散颗粒和裂隙胶结成新的结合体，其作用是提高原土层承载力和压缩模量、提高土体固结快剪指标，起到土体加固作用。

压密注浆的施工难点是，如何控制浆液在高压下流动，使浆液与原土层形成均匀的结合体。

否则浆液肆意流动、部分土体则得不到加固，会继续成为渗漏源，导致压密注浆加固施工失败。

故合理的压密注浆设计是保证压密注浆施工成功的关键。

2、压密注浆的设计
（1）布孔
基坑四周布置三排注浆孔，排距和管距各为1m，布管梅花状，孔深10米。

布置三排孔的目的是先对外侧两排孔压密注浆，待外侧土体加固基本固结后、再对内部一排孔压密注浆，这样内部后施工的浆液不容易外泄，土体加固效果才理想。

布置梅花状的目的是尽量使浆液与原土层颗粒加固形成均匀结合体。

成孔方式：经现场试验，确定采用振动成孔方式，施工工期较快。

对于局部土层坚硬、难以成孔的一段，采用机械钻孔方式成孔。

（2）注浆方式
先注外排孔，后注内排孔，时间间歇不少于24小时。

为避免注浆压力带来土层变形，采用跳空注浆方式，外部两排孔注浆应走“之”形。

注浆速度不宜过快，每侧三排注浆分三次进行：外侧注浆走“之”形一次；第二次外侧注浆走“之”形，与第一次“之”形交错成“8”字；第三次注浆内排孔。

压密注浆的理想施工顺序是自上而下，这样即避免冒浆，又可以通过适当增压、使土层加固更均匀。

可是考虑为避免砂质粉土颗粒堵住注浆管，确定采用自下而上的注浆方式，注浆管每500mm拔管注浆一次。

（3）注浆液
注浆液采用水泥浆，水泥采用PC32.5，水泥浆水灰比0.5，水玻璃掺量占水泥重量0.5%。

注浆管入土深度10m，注浆管底部区域（靠近基坑侧一排孔底部6m段，中间一排孔底部7m段，外侧一排孔底部8m段）压力控制在0.4～0.6Mpa之间，注浆量80kg/m；上部区域部位注浆压力控制在0.2～0.4Mpa，注浆量50kg/m。

这样设计主要考虑：第一，底部注浆压力大一点、水泥浆会较均匀渗入土层，且水泥浆会向上冒浆，注浆效果好；第二，靠近基坑外排注浆压力大一点，对土钉锚固土层加固效果较好；第三，在基坑深度范围内适当降低注浆压力，对基坑变形控制有利。

总之，注浆注浆量、注浆速度、注浆压力以不冒浆、不增加基坑支护土体变形为准。

3、压密注浆施工
（1）主要设备：平板振动器改装的振动冲孔机一台、电动钻孔机一台、SYB50型液压注浆泵一台、灰浆搅拌机一台、与注浆管配套、连接注浆泵与注浆管高压输送胶管（长约50米）一套、以及注浆钢管若干：均为Φ25×4无缝钢管，每节管长2m，两端有丝扣供套管连接。

其中第一节注浆管为带孔眼管，截面平面设置三个孔、直径约5mm、间距约300mm，长1500mm，顶端有圆锥管尖；
（2）施工顺序：按布孔要求成孔→安装注浆管至设计标高→按设计要求注浆→每500mm拔管一次→重复注浆、拔管工艺→清理注浆管、避免堵管→下一个孔位施工
4、其它处理措施：对于基坑周边地面的裂缝采用1：2水泥浆灌缝，直至水泥浆灌满、裂缝不发展为止，封闭裂缝、以防止地表水渗透。

5、施工效果
在全面展开施工前，选取观测点变形最大约10米段位置作了试验，在三排注浆完成后养护5天，再开挖，获得成功。

随即全面展开、配合土钉墙施工，至2008年底完成该工程地下室顶板结构时止，该工程基坑变形观测值均在允许范围内，这也表明通过压密注浆成功地实现基坑加固、避免了基坑坍塌的危险。

该工程基坑周长约400米，最终抢险压密注浆加固费用约40万，相对于其他加固方式，工程成本也在可承受范围内。

[结语]压密注浆施工至目前尚无规范约束，也没有理论计算依据，因此压密注浆的施工及应用，在工程界认识差距也较大，这也是本工程先进行局部基坑压密注浆加固试验的原因。

作者认为，压密注浆在基坑支护结构加固、地基处理、渗漏止水处理等领域的应用还有很大的探索空间，值得更多同行交流与探索。