永州通信站地基加固施工與監測

潘 昌 盛

(中鐵四院集團巖土工程有限責任公司，湖北 武漢 430063)

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永州通信站地基加固施工與監測

潘 昌 盛

(中鐵四院集團巖土工程有限責任公司，湖北 武漢 430063)

結合永州通信站地基工程，介紹了花管注漿與布袋樁聯合加固地基的工藝流程，并對加固后的地基進行了變形監測，結果表明，采用周邊直孔花管帷幕注漿+底部斜孔開口布袋樁注漿，是一種經濟有效、安全可靠的加固技術。

地基，花管注漿，布袋樁，變形監測

0 引言

注漿技術已運用于眾多工程項目中，其中對于地質環境較為復雜的地基加固領域，也有著出色的應用。注漿技術的快速發展和廣泛應用,為土木建筑領域解決問題開辟了新的思路。受地質條件多樣化，地基沉降因素多樣化的影響，單一的注漿方法,在地基沉降整治過程中不能達到較好的整治效果，往往采用幾種工藝或幾種材料組合施工。該方法充分發揮了多種注漿工藝及材料各自的優點,克服各自的缺點,解決了單一注漿方法的缺陷問題,從而達到適用更多的地層范圍和更佳的加固效果,保證加固的安全性和經濟性,是一種具有優勢的綜合注漿技術。

花管注漿是小導管注漿的一種，是指在地基承載力較低的土層中，采用鉆孔壓入自帶注漿孔的直徑30 mm～50 mm的小導管，注入水泥漿或者化學漿液加固地基土層，提高土體承載力和側向抗力的一種地層加固措施。一般工作流程為：鉆孔→插入注漿外管→插入注漿內置管→注漿→封堵注漿孔。該方法經濟簡單，可操作性高，可適用于不同地質。缺點是需考慮不同的地層和土質情況，經試驗確定合適注漿壓力及注漿量，避免注漿壓力過大導致“冒漿”；無法在覆土較淺處進行封頂注漿，不能保證上層土體強度。

布袋樁利用向袋內注漿的方法與土地形成復合地基，提高土體承載能力。該種方法效果明顯，一是擠密土地：利用土工合成織物注漿增大體積的方式，擠密周邊土地，提高土地密實度；二是固結成樁：利用注入漿液與土工合成袋形成一個個圓柱狀或葫蘆狀樁體，提高區域基礎整體強度。該方法既比樁基法經濟，又可解決注漿法、水泥土攪拌法對較差土地不能適用的相關問題。

1 工程概況

1.1 工程簡介

永州通信段位于永州車站附近，鐵路里程K323+900左側200 m左右。通信段于2007年1月開設，同年8月竣工，建筑面積約1 243 m2(基礎寬9 m、長40 m)，建筑物總高為15.3 m(3層主體結構高度為12.0 m)，建筑體型為平面矩形；建筑結構類別為乙類，抗震設防烈度為6度，設計使用年限為50年。

原設計房屋基礎采用攪拌樁加固處理，由于人工素填土含塊石，無法施工攪拌樁，后變更為換填2.0 m的砂礫石墊層，采用筏板基礎。

目前通信段樓房墻面多處出現開裂，且有發展趨勢。湖大土木建筑工程檢測有限公司出具的鑒定報告提出，永州通信站所產生的破損及裂縫主要屬于地基基礎不均勻沉降產生的新近裂縫，根據GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標準的有關規定，結合現場檢測結果及分析結果，該房屋的結構安全性等級評定為Csu級。其主要原因是由于地基內有厚度較大或厚薄不勻的填土，其筏板基礎砂礫換墊層下場地填土自重固結尚未完成，浸水后下臥土層發生不均勻沉降，進而導致上部結構圍護墻體的顯著裂縫；同時，不排除外立排水管沿散水與墻角脫開處泄水灌入加劇了地基土的浸泡而造成的基礎不穩定、不均勻沉降現狀。

針對本工程現狀，設計采用“周邊直孔花管帷幕注漿+底部斜孔開口布袋樁注漿”工藝進行房屋地基加固措施，施工前、中、后分三個階段進行變形監測，并根據變形監測結果指導現場注漿施工及評判注漿后效果。

本工程主要內容：花管帷幕注漿128孔/1 408 m；開口布袋樁注漿172孔/2 580 m；房屋裂縫整修數量待各方共同核實并確定方案后實施。本工程主要分三個階段進行，第一階段為通信樓周邊直孔花管帷幕注漿施工，第二階段為通信樓前后斜孔開口布袋樁注漿地基加固，第三階段為通信樓裂縫整修。其中變形監測工作貫穿整個施工過程。整個項目平面布置如圖1所示。

1.2 直孔花管注漿施工工藝

1)放樣：現場用全站儀按設計要求間距進行布孔。2)成孔：采用全液壓沖擊鉆機成孔，成孔直徑90 mm～110 mm。3)清孔：在已完成的鉆孔中用濃泥漿進行清孔。4)制作花管：在直徑50 mm的 PVC塑料管上按間隔35 mm～40 mm的距離開4個～5個直徑3 mm～5 mm的小孔，各小孔的位置相互錯開；在開小孔10 cm長的外面套上一層約3 mm的橡膠膨脹圈，同時兩端用防水膠布密封。5)下花管：在鉆孔中下入已制作好的花管。6)孔口封閉：用水泥砂漿(摻3%的速凝劑)或純水泥漿(摻水玻璃)封堵孔口，防止注漿時漿液竄至地表。7)制漿：按設計水灰比制備水泥漿液。8)注漿：將花管與注漿管嘴采用接頭連接，并安裝好壓力表，啟動注漿泵，泵送水泥漿液，一直注漿到設計所規定的壓力并穩定為止。9)做好注漿過程中各項記錄：注漿時間、注漿壓力、水泥用量、水灰比以及在注漿過程中出現的特殊情況等。10)注漿達到設計要求后，本孔注漿結束，進行管路清洗，準備進行下一個孔的注漿工作。直孔花管注漿工藝流程見圖2。

式(2)中可看到，提高K值，第一提高αo管外(內風路)膜傳熱系數，即在合理情況下加大風量；第二提高管內(水側)αi膜傳熱系數，即加大水量，但由于管網水量所限，實際上已無法提高。最終決定適當增大翅片管數量。

1.3 斜孔開口布袋樁注漿施工工藝

1)鉆孔：在設定樁位位置進行鉆孔，鉆孔直徑不小于90 mm～100 mm，鉆孔深度根據設計深度確定，布袋注漿樁樁體直徑為300 mm。2)制作管袋：根據設計樁深制作布袋，布袋長度一般為在樁深的基礎上加長0.6 m，布袋穿入第一節注漿管，并將下端扎緊。3)放置管袋：將套好的布袋插入樁孔中，將袋口扎好，逐步將注漿管放至樁底。4)配制漿液：漿液性能要求：粘度30 s～35 s；相對密度1.4～1.5；析水率：小于3%；水泥結石立方體抗壓強度不小于2.4 MPa。5)注漿：將注漿泵的送漿軟管套入布袋注漿管的頂端進行注漿，壓力控制在0 MPa～0.5 MPa之間。注漿應自下而上、逐節或一次壓漿的原則。提管高度一般為一節的注漿管高度。同時拆卸注漿管前應打開回流閥，釋放管內壓力。開口布袋樁注漿工藝流程見圖3。

2 變形監測

2.1 監測點的布設

監測點的數目依據設計要求和監測對象的變形特征確定，共計布設8個沉降監測點，分別布置于房屋四個角及中部位置。

監測基準點分為基準點和工作基點，基準點布設在場地以外穩定處，布設基準點具體位置根據現場情況而定。工作基點布設在監測點附近，相對穩定和便于觀測的位置，根據現場位置實地布設。

2.2 監測方法

采用DS05水準儀及配套銦鋼尺按二級變形測量要求進行沉降觀測。

1)技術要求。

a.水準觀測的視線長度、前后視距差和視線高度應符合表1要求。

表1 水準觀測技術要求

表2 水準觀測的限差 mm

c.水準測量觀測方式應符合下列要求：

根據本項目特點，工程基點聯測、首次沉降觀測及其他各次沉降觀測，均采用往返測。其他各次沉降觀測，采用往返測。

2)控制基點：在距離施工影響范圍大于100 m外穩定安全的地方，選擇適當位置，布置3個基準控制點，代號為BM1～BM3。

工作基點：根據現場實際情況，選擇適當位置，布置1個～2個工作基點。

3)在進行觀測點的首次觀測時，必須觀測2次，取其平均值為初始值。各監測點的高程通過各測點與基點進行水準連測得到。

4)沉降值計算：監測時通過測得各測點與基點的高程差ΔH，把第一次觀測的測點高程作為起始值，以后每次測得高程與前一次進行比較，差值Δh即為該測點的沉降值。

2.3 監測周期、頻率及報警值

1)監測周期。監測周期為：監測自開工前一周開始至整治完成后三個月。2)監測頻率見表3。3)報警值。建筑物差異沉降的報警值設置為0.003L，其中，L為兩點間距離，mm。

表3 儀器監測的監測頻率

2.4 監測結果

項目監測于2015年10月1日開始， 2016年4月11日結束。監測過程中嚴格按照設計及規范要求進行，監測頻率按照表3執行，監測期間未出現超過報警值的情況。

圖4，圖5為房屋腳監測點TC1與房屋中部監測點TC5的沉降變化情況。

從沉降變化曲線來看，施工期間沉降變化較大，且各監測點沉降變化曲線形式類似，所不同的主要是施工順序引起沉降變化速率較大段的起止時間的差異，整治施工完成后，沉降變化微小。這說明監測期間的沉降變化主要由施工引起，而隨著施工完成，各監測點沉降很快趨于穩定。

不同監測點間差異沉降量的不同，主要與地基、結構形式、監測點位置施工過程等有關，整體來看，東西兩側監測點間差異沉降很小(小于5 mm)，而南北兩側監測點間差異沉降較大。

不同監測點間差異沉降變化曲線形式的差異，主要是由施工的先后順序及位置不同引起的，整個施工過程中，我單位每天對監測點進行2次測量，根據監測數據，及時調整施工組織，將差異沉降控制在安全范圍內。

3 結語

永州通信站的地基處理應用表明：采用“周邊直孔花管帷幕注漿+底部斜孔開口布袋樁注漿”技術是一種經濟、有效、安全可靠的加固技術。它工法合理，可操作性強，施工簡便，適用地質范圍廣，加固質量可靠，可充分利用原有地基基礎進行樁基施工，進行房屋沉降治理。

[1] 吳裕銘.花管注漿技術在加固既有鐵路軟土路基中的應用[J].路基工程,2012(1):130-134.

[2] 丁常國.布袋注漿樁加固深厚夾層軟弱地基施工技術[J].鐵道標準設計,2009(8):23-28.

[3] 高文信.注漿加固地基承載力計算及工程應用研究[D].昆明：昆明理工大學,2008.

Infrastructure and monitoring of Yongzhou communication station

Pan Changsheng

(GeotechnicalEngineeringCo.,Ltd,ChinaRailwaySiyuanGroup,Wuhan430063,China)

Combining with the Yongzhou communication station foundation engineering, this paper introduced the process of floral tube grouting combining with bag pile foundation reinforcement, and made deformation monitoring to foundation after reinforcement, the results showed that using the surrounding straight bore floral tube pile grouting curtain grouting pile + bottom inclined hole opening cloth bag, was a kind of economic and effective, safe and reliable reinforcement technique.

foundation, floral tube grouting, cloth pile, deformation monitoring

1009-6825(2016)13-0089-03

2016-04-15

潘昌盛(1983- )，男，工程師

TU753.8

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