中间二局第三建筑工程有限公司武汉分公司湖北省武汉市430000
摘要：房心回填土在回填过程中，如果未进行分层夯实，或者是分层夯实后的压实系数达不到设计要求允许值，会导致较大的沉降，进而导致回填土面的底板垫层、防水层防水保护层开裂、脱落，对底板防水有较大的危害，致使底板渗漏风险大大增加。由于回填土的沉降，导致底板下部无持力层，改变了底板的设计受力原理，致使底板开裂风险加大，影响到房屋的正常使用功能，因此如何解决回填土夯实度不足，减少回填土的沉降，意义重大。压力注浆法作为一种应用较广泛的地基加固方法，用于治理回填土夯实强度不足，减少回填土沉降问题，能取得较好的效果。
关键词：回填土；压力注浆；水泥注浆
一、工程概况
本文以长沙市某住宅项目消防水池底部回填土注浆加固实际案例为依托，希望通过对该项目注浆加固方案的实施和施工过程中的一些技术要点的总结，能够为类似项目回填土加固处理提供参考。
该住宅楼地下1层，地上34层，为剪力墙结构，楼层高度为98.6米。基础为预制管桩+多桩承台基础，承台顶标高为41.600mm，承台高度为900~1300mm。负一层底板面标高为43.600，板厚为300mm，消防水池底板面标高为43.100，板厚为400mm，基底面积为170平方米，消防水池设计蓄水高度为4.5米高，底板底与承台底之间有2~3米的空间设计为利用回填土进行分层夯实，夯实系数不得小于0.93，以满足建筑物的基础埋深规范要求。
二、加固原因及方案选择
方案的提出。由于施工工期较紧，加上消防水池周围均为300mm宽剪力墙，剪力墙从承台面起，剪力墙首次施工至底板后，由于墙体钢筋较为密集，墙体施工缝处流出的接长钢筋，导致回填机械及夯实机械难以进入到消防水池所在区域施工，致使该区域的回填土夯实未能够到达设计要求。已回填的土为粉质黏土，土质情况相对较好，回填土因为压实强度不足，自重固结后，距离消防水池底板面形成了一段空腔。消防水池蓄水到一半的时候，经项目质检部门检查发现水池出现渗漏，后将水池内水抽排干净后进行排查发现，底板出现有开裂现象，利用水钻对水池底板钻孔检查，发现水池底部回填土下沉严重，利用钢尺进行测量，底板底面距离回填土下沉后的土面有500mm左右。经过与设计、监理及业主单位共同商量决定，需要对水池底板下方的回填土进行加固处理，加固完成后再对消防水池进行防水加强处理。
由于消防水池主体结构已经施工完成，进入消防水池内的通道口仅有两个800*800mm的检修孔。结合现场实际情况及商务成本分析，经过各方讨论决定，采用高压水泥浆灌浆法对消防水池底板以下回填土进行注浆加固为最佳方案。
压力注浆是将一定的材料配制成浆液，用机械压送方式将其灌入地层或构筑物缝隙内使其扩散、胶凝或固化，以达到加固或防渗堵漏的目的。注浆加固原理：土体中灌浆就是要让水泥或其他浆液在周围土体中通过渗透、填充、压密扩展形成浆脉，由于地层土体的不均匀性，通过钻孔向土层中加入一定水灰比的浆液通过灌浆孔向外扩张形成圆柱状浆体，钻孔周围土体被挤压充填，紧靠浆体的土体遭受破坏和剪切，形成塑性变形区，离浆体较远的土体则发生弹性变形，钻孔周围土体的整个密度得到提高。随着灌浆的进行，土体裂缝的发展和浆料的渗透，浆液在地层中形成方向各异厚薄不一的片状、条状、团块状浆体，纵横交错的浆脉随着其凝结硬化，造成结石体与土体之间紧密而粗糙的接触，结石体与压密的地基土形成复合地基，相互共同作用起到控制沉降，提高承载力的作用【1】。
目前常用的水泥灌浆法可分为三类：
（1）渗透灌浆
渗透灌浆指在相对较小灌浆压力作用下，使浆液充填土和岩石裂隙，排挤出空隙中存在的自由水和气体，而不改变原状土的结构和体积，这一类灌浆方法一般适用于中砂土以上的砂土和有裂隙的岩石。
（2）压密灌浆
压密灌浆指用较高的压力灌入浓度较大的水泥砂浆或水泥浆，使粘性土体变形后在注浆管附近形成“浆泡”由“浆泡”挤压土体，并向上传递反压力，从而使土层上抬。该方法通常用于调整地基的不均匀沉降。
（3）劈裂灌浆
劈裂灌浆指在相对较高的灌浆压力作用下，浆液克服地层的初始力和抗拉强度，引起岩石和土体结构的破坏和扰动，使地层中原有的裂隙和空隙张开，形成新的裂隙和空隙，促使浆液的可灌性和扩散距离增大。
在实际的应用过程中，通常是以上几种作用同时发生，渗透灌浆在施工中往往会伴随着劈裂，压密扰动等作用。
结合本项目的特点，项目拟定采用压密灌浆方式对回填土体进行加固。在水池底板每隔700mm设置一个灌浆孔（局部位置结合现场回填土沉降实际情况来做调整，控制灌浆孔间距在1米以内）灌浆孔利用钻头直径为75mm的水钻进行钻孔，孔深结合底板下部承台所在位置来确定，一般要求距离回填土底部200mm。钻孔完成后，插入注浆管，注浆管底部利用水泥砂浆封堵，管壁中部开设泄浆孔，上部1米范围内不开孔。注浆管与底板开洞质检的间隙利用微膨胀的水泥砂浆封堵密实，管上端露出底板面300mm。利用压力注浆设备，将制备好的水泥浆液通过加压注入注浆管内，从而对回填土进行加密。如下图所示：
三、方案实施及注意事项
1、注浆材料和配合比的确定
浆料采用纯水泥浆，水泥采用普通的硅酸盐水泥，强度为42.5级。浆液水灰比1：1~0.8：1，先注入稀浆液，逐步加浓。
2、注浆机械的选择
BW150型泥浆泵一台、水泥浆搅拌桶一台、水钻开孔机一台
3、注浆施工工序
（1）注浆工艺流程：注浆管制作→孔位布置设计→钻孔→放入注浆管→封孔→第一次注浆→间歇12小时（待注浆液终凝后）→二次注浆→间歇12小时（待注浆液终凝后）→钻孔取样，检查注浆效果
（4）钻孔。采用水钻开孔，开孔直径为75mm，开孔深度结合设计图纸及孔位位置来确定。孔底标高距离承台顶面或者承台垫层顶面为200mm。钻孔时钻机应固定牢固，孔位应严格按照孔位平面布置图来定位，孔位布置与设计偏差值不得超过150mm。打孔过程中应保证孔洞垂直。钻孔完成后，应做好相应的成品保护措施。
（5）放入注浆管，封孔。钻孔完成后，插入注浆管，在注浆管四周采用微膨胀防水砂浆进行封孔。注浆管露出底板面300mm高，封堵砂浆至少养护12小时后方可进行注浆施工。
（6）第一次注浆。
①浆料配比。水泥采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比控制在1：1~0.8：1之间，前期压力较小时，水灰比取大值，随着压力的增大，水灰比逐渐调小，但不能够超过设计范围值。搅拌用水采用自来水。
②搅拌。搅拌时间不得小于3分钟，浆体经过搅拌机充分搅拌均匀后，在泵送之前应经过筛网过滤。水泥浆制备至使用完成时间不宜超过4小时。
③注浆。注浆前应做好相关的准备工作，检查相关的设备仪器是否运行良好，注浆管道是否通畅等。一旦注浆开始施工应连续进行。注浆时采用先灌注外围的注浆孔，后灌注内部的注浆孔，按跳孔间隔注浆方式进行，以防止串浆。注浆时，应将注浆孔附近的注浆管上口进行临时封堵密实，以防止浆液从周围注浆管道内流出。注浆压力控制在0.3~0.8MPa，开始注浆时压力取小值，后逐步增加注浆压力，待注浆稳定后，压力值控制在0.8MPa。当地面出现“冒浆”现象后，可终止注浆，每一根注浆管注浆完成后马上用木塞封堵紧管口，防止浆液从注浆管口喷出，影响注浆效果。木塞应在水泥浆终凝前取出，用直径小于注浆管直径的直段钢筋进行通孔，清除管道侧壁附着的水泥浆后再灌水将注浆管冲洗干净，为二次注浆做好准备。一旦过了水泥浆终凝时间，注浆管被堵塞后二次注浆无法进行。需重新在附近再开孔进行二次注浆，给施工带来不便。
（7）二次注浆。待一次注浆水泥浆终凝后（一般间隔12小时）开始二次注浆。注浆方法同第一次注浆。注浆完成后，再次清理注浆管中的水泥浆，整理设备。
（8）钻孔取样，检查注浆效果。在注浆加固28天，水泥完全凝固并与土体完全结合，随机抽取3个部位进行钻芯取样，检查注浆效果。
4、施工注意事项
（1）注浆材料及水泥浆配合比、注浆孔布置、注浆压力等关键参数应严格按照方案设计要求来执行。
（2）在搅拌水泥浆液时，应严格控制浆液搅拌时间，搅拌过程中如果出现水泥沉淀现象，则该次搅拌浆料不得使用。水泥进场时应认真做好材料的进场验收与复试，保证水泥的质量满足规范要求。
（3）每一个注浆孔在注浆过程中，应仔细观察记录压力表读数及注浆量变化情况，当注浆压力或者注浆量变化发生异常时，应马上停止注浆，查看是否出现冒浆或串浆现象。并结合现场实际情况采取有效的措施来解决问题。如改变水灰比、调整注浆压力值、改变注浆顺序等。使得水泥浆液能够顺利进入到加固区内。
（4）出现浆料从其他注浆管流出的情况时，一般是由于两注浆孔间的连通性好，应适当延长相邻注浆孔施工时间的间隔。
（5）浆料输送管与预埋的注浆管之间的连接应利用铁丝绑扎牢固，防止施工过程中发生脱落，影响注浆效果。注浆应连续进行，一次注浆完成。
四、方案实施效果及总结
注浆完成后项目对水池底板随机抽取了5个部位进行钻芯取样，芯样完整性较高，达到了预期的加固效果。考虑到水池底板开孔较多，后期蓄水后，渗漏风险较大，项目在完成底板下部回填土加固后，将高出地面的注浆管切除后，每个注浆孔周围利用“堵漏王”进行防水加强处理。同时将原地板面面层凿毛、冲洗清理干净后，在底板面层增加一层50mm厚的水泥防水砂浆防水加强层，砂浆面层涂刷一层2mm厚的渗透结晶防水涂膜。后经蓄水检验，消防水池不再发生渗漏。之前的渗漏问题得到了有效的解决。
五、结束语
本次加固措施虽然达到了理想的效果，但是花费了不少的代价，在施工过程中，严格设计及规范要求，控制好每一道工序施工质量，不盲目进行抢工。才可以避免类似问题再次发生。
参考文献：
[1]魏兆龙，杨永凯.灌浆法在加固处理软路基中的应用[J].中国新技术产品，2009，（2）：66
[2]郭建平.注浆技术简介及其发展[J]山西交通科技，2003，1（10）；86~88
[3]吴微，王中奎，随吉军.注浆技术应用与发展[J].辽宁交通科技，2004，（10）：82~84