軟土地基建筑物不入樓注漿頂升糾偏實踐

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浙江省巖土基礎有限公司，寧波 315012；②浙江省工程勘察設計院集團有限公司，寧波 315000；③上海大學，上海 200444）

1 工程概況

浙江寧波某4 層砌體結構建筑物，東西長21.6m、南北進深8.7m，共有宿舍40 間，總建筑面積852m2，建成于20 世紀80 年代、天然地基（地基為飽和軟土）筏板基礎。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32 路頂升注漿管、總頂升糾偏注漿量248770L，實現多路同步注漿頂升糾偏目標：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 房屋現狀

建筑物東西兩側是作為文化遺產保護的圍墻，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 現狀總平面示意圖

3 原因分析

根據地區經驗，簡要分析如下：①豎井開挖發現，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粘土層，該層厚度超過10m，該房屋南側各房間均設有外挑陽臺，導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，車輛通行的振動導致高靈敏度淤泥質粘土受到車輛通行擾動，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，在附加應力作用下緩慢固結，經年累月的固結沉降導致室內地坪低于室外，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，疊加房屋臺汛期周期性浸水、返潮。此為一層墻裙霉變之因素。

4 方案設計

由于地勢低洼、汛期浸水，一層地面返潮嚴重，常規的迫降糾偏會加劇這種現象；而常規的頂升糾偏由于需要構建臨時性的頂升上盤、并須截斷原建筑物同其基礎的連接，頂升結束后再行拆除上盤、恢復連接，施工過程制造了較多的建筑垃圾，同時對原有的建筑功能和結構造成毀壞，頂升結束恢復、加固工作量大，整體而言，“無用”工作比較多，一樓內還需騰空；因而決定采用既不搬遷又不動原建筑、結構、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置水平和傾斜抬升注漿管向其地基內目標區域注漿，徑向擠密加固地基土體，使得豎向作用力成為最大主應力并對土體產生向上的力，控制基礎和上部結構整體抬升，糾偏的同時按所需高度整體抬升。

相對于傳統的頂升糾偏，不入樓注漿頂升糾偏方法優點：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構和基礎整體頂升（糾偏）、可以將建筑物的±0.000 恢復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 施工準備 實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形式、結構形式、地下設施情況，實測傾斜率，洽商確定頂升糾偏目標。

5.2 布置監測系統 監測系統由沉降觀測、傾斜觀測、超孔隙水壓力傳感器等組成。沉降觀測點設置原側：建筑物角點、縱橫墻節點、單元墻段中點宜設置沉降觀測點；各沉降觀測點宜設置在同一水平面；同一條軸線上的沉降觀測點不應少于3 個。傾斜觀測點原則上和鑒定報告的傾斜測量點重合，形體復雜時，加密設置。超孔隙水壓力傳感器沿止漿墻內外成對設置，內側的宜距止漿墻內邊線垂距1m、外側的宜距止漿墻外邊線垂距1m。

5.3 確定漿液配合比、計算頂升糾偏注漿量 漿液配合比設計應滿足可注性、比重不小于14kN/m3、結石率不小于95%、強度不低于2MPa、初凝時間大于4h。

總頂升（糾偏）注漿量，可根據各抬升注漿管出漿點平面距基礎底板的距離同止漿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算確定。

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

出漿點的位置確定原則：距筏板底不宜小于3m；以頂升為主時，出漿點宜靠近結構重心，以糾偏為主時，宜交錯設置2 組抬升注漿管，一組出漿點靠近結構重心、一組出漿點偏離結構重心2m 以上，便于形成抬升和糾偏合力，由于計算往往不夠精準，漿液的擴散形態往往受地基強弱差異影響并不是理想的“球形”，這些差異可以結合監測分析，動態調整出漿點位置、出漿點數量，注漿量得到控制。

5.5 室外布設抬升注漿管（水平、斜插結合） 結合現場條件，抬升注漿管可以通過室外開挖豎井，水平設置。也可在室外斜插到達建筑物地基內的預設出漿點位。編號記錄各抬升注漿管的初始設置參數，包括角度、長度、出漿點位置，并繪制在建筑物平面布置圖上。

5.6 施工室外止漿墻 止漿墻的深度按出漿點距離地表深度的1.5～2 倍控制，閉合設置。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合。

5.7 擬定日同步注漿頂升糾偏計劃 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，為雙作用往復式活塞泵，雙缸獨立，可進行雙液作業，出漿比例1:1。

流量分配方案，按每臺泵同時給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。每一路都設置閘閥、流量計、壓力表，便于計量各路的注漿量，并通過監測分析反饋進行各路注漿量的計劃、實施，實現可控抬升。日頂升糾偏注漿量，可根據日最大頂升量10mm 以及最大頂升設計值得到計劃注漿頂升糾偏的日歷天數，根據總的頂升糾偏注漿量除以日歷天數得到日頂升糾偏注漿量。各抬升管日頂升糾偏注漿量，將根據建筑物的傾斜率和糾偏目標值以及出漿點位置計算得出的總注漿量按建筑物基礎平面分布（類似于做蛋糕），據各抬升注漿管所處的位置，切分其對應區域的邊界（類似于切分蛋糕），根據邊界界定的體積權重計算對應各抬升注漿管所需完成的頂升糾偏注漿量，除以計劃注漿頂升糾偏的日歷天數，得到各抬升管日頂升糾偏注漿量。

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

5.9 數據分析 同步注漿過程及時進行數據采集，超孔隙水壓力每h 記錄一次，沉降監測每日上班前一次、下班前一次。傾斜觀測每周一次；止漿墻內的超孔隙水壓力超過了基底應力的1.2 倍時，暫停同步注漿；止漿墻外的超孔隙水壓力上升的幅度超過了前次值50%時，暫停同步注漿；沉降監測點出現線性偏離值超過0.5‰時，暫停同步注漿；沉降監測數據同傾斜測量數據誤差超過1‰時，暫停同步注漿；日抬升量超過10mm 時，暫停同步注漿。

5.10 信息化控制：動態調整出漿點位置和（或）調整日注漿計劃 當監測數據分析出現暫停同步注漿的情形時，根據監測反饋對次日頂升（糾偏）注漿量、同步注漿管數量進行調整。當監測數據雖未出現暫停同步注漿的情形，但是抬升糾偏的階段性成果系統性偏離預期時，需要調整出漿點位置。整個注漿頂升糾偏過程遵循信息化施工的原則，根據監測分析，動態調整抬升注漿管的水平步進位置、同步注漿管的根數和注漿量，實現頂升糾偏目標的同時，避免產生結構裂縫。圖示見圖3。

圖3 注漿量-孔隙水壓力-時間曲線

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 結論分析

①不入樓注漿頂升糾偏為突破建（構）物頂升（糾偏）行業技術瓶頸提供了新思路和新方法；②不入樓注漿頂升（糾偏）獲得成功的關鍵是在建筑物外圍設置止漿墻使注入的漿液在限定區域流動；③不入樓注漿頂升糾偏技術的核心是實時監測分析，動態調整出漿點位置、同步注漿管的數量、注入量；④不入樓注漿頂升糾偏過程同時也是地基土得到補強的過程，不會削弱地基承載力；⑤此法對樁基礎、非片筏基礎建筑物頂升糾偏的適宜性需進行專項研究。

7 應用前景展望

①地坪沉陷頂升復位；②地下工程施工潛在的環境巖土工程隱患預防；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”。