密集型建筑物斜向静压注浆加固技术的应用探析

叶向阳 （广东水电二局股份有限公司，广东 广州 510150）

0 引言

目前，国内各省城市轨道交通建设中，地下区间隧道穿越密集型建（构）筑物的掘进控制技术依旧是研究重点。因无加固条件，而引起的地面建构筑物沉降、倾斜事件层出不穷，对隧道沿线居民的生命财产造成很大危害的同时，也给轨道交通建设带来巨大困扰和经济损失。因此，选择适合的建筑物加固技术，是保障区间隧道能否顺利贯通的重要因素之一。

1 工程概况

南昌轨道交通2号线一期土建七标“顺外站～辛家庵站盾构区间”沿线分布多达几十处1-3层砖混结构的沿街商铺、低矮民房、住宅楼、写字楼等，其地基类型主要为条型浅基础，地层从上至下依次为素填土、粉质黏土、细沙、粗砂、砾砂、圆砾、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩，通过委托中南大学对其进行数值分析得知，风险等级均为高度或极高，需对其进行加固或拆除处理。由于征地拆迁困难，根据设计要求采用袖阀管进行注浆加固，但经现场勘查和实地走访了解，房屋密集致使作业空间狭窄无法采用大型设备，同时应建筑物业主要求，在加固期间不得影响其居住和正常营业，这样势必造成需在室外采用大斜角进行地基加固。

2 技术要求

①浆液扩散范围大，对细粗砂、砾砾，圆砾地层注浆效果好；

②注浆固结体强度较高，加固效果好；

③浆液全部进入地层，浆液利用率高；

④设备小，场地空间要求低，施工效率高，工期短，安全可靠，震动小噪音低，对周边建筑及周边环境影响小，节能环保；

⑤可进行大倾斜角度注浆加固，扩大加固范围。

3 工艺原理

由于隧道上部建（构）筑物密集，且无法进入建（构）筑物内部进行钻孔注浆加固。因此，需采用大倾斜角度成孔和静压注浆相结合，对其进行加固。

成孔设备利用市面常见的ZLJ-700型钻机进行改造，使得动力转动头可以+90～-90°活动，以使其在不同条件下可进行大倾斜角施成孔施工。

静压注浆法也称压力灌浆法。其实质是借助于浆液压力和空气压力原理，通过注浆管将凝结固化的浆液注入松散地层中。浆液以填充、渗透或挤密等形式，将土颗粒间或岩石裂隙中的水或空气排挤后占据其位置。经过一段时间后，浆液凝固，使原来松散的岩土层凝结成结构强度高、防渗性能好的一个整体。该工法在工艺操作方面便捷、简单，工效高、安全、环保。

4 工程实例

由于南昌轨道交通2号线一期土建七标“顺外站～辛家庵站盾构区间”沿线建筑物分布密集，因此，本论文结合现场实际情况，论述建筑物“警备区副楼、湖坊村人才楼、尚街妈妈菜”的加固技术方法。

①警备区副楼：在左线里程ZDK42+742.13～ZDK42+776.587，右线 里 程 YDK42+763.729～YDK42+774.373处，区间隧道下穿警备区副楼，该建筑为框架结构，地上12层，采用热弄个挖孔桩基础，桩端扩孔，桩径0.9～1.8m（桩端0.9m～2.8m），桩底高程约10.9m。静压注浆管路将设置斜孔，斜孔角度有45°、40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°、0°，部分斜孔将沿用一个孔，只是改变斜孔的倾斜角度。静压注浆西侧和南侧第一排注浆孔距离房屋1.5m。实际布孔根据现场管线探沟情况进行调整。

图1 警备区副楼地层加固平面布孔图

图2 警备区副楼地层加固剖面图

图3 湖访村人才楼静压注浆平面布孔图

图4 湖坊村人才楼地层加固剖面图

②湖访人才楼：在里程约YDK42+670～YDK42+700处（长30m），区间隧道右线下穿湖坊村人才楼，该建筑为砖混结构，地上8层，条形砖基础，基础底高程约16m，宽2.6m，埋深4.34m。静压注浆管路将设置斜孔，斜孔角度有40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°、0°，部分斜孔将沿用一个孔，只是改变斜孔的倾斜角度。静压注浆北侧第一排注浆孔距离房屋4m，南侧注浆孔距离房屋5.5m。实际布孔根据现场管线探沟情况进行调整。

图5 尚街妈妈菜静压注浆平面布孔图

图6 尚街妈妈菜地层加固剖面图

③尚街妈妈菜：在里程约YDK42+810～YDK42+835处（长25m），区间隧道左线下穿尚街妈妈菜，该建筑为砖混结构，地上3层，采用人工挖孔桩基础，桩径1.0m，桩底高程约17.3m。静压注浆管路将设置斜孔，斜孔角度有35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°、0°，部分斜孔将沿用一个孔，只是改变斜孔的倾斜角度。静压注浆南北侧第一排注浆孔距离房屋1.5m。实际布孔根据现场管线探沟情况进行调整。

5 施工方法

5.1 施工工艺流程

成孔注浆施工工艺流程图如图7所示。

图7 施工工艺流程图

5.2 施工工艺

①测定孔位：依据设计图纸、施工方案等文件要求，精准测定孔位位置和角度，要求孔位位置偏差不大于±50mm，角度偏斜率最大允许偏差为不大于2%。

②钻机就位：钻机根据预先设定位置就位后，钻头对准孔位和角度，调整钻机机体平整度和钻杆垂直度。

施工所需主要材料表 表1

施工所需主要设备与机具表 表2

图8 静压注浆施工照片

③钻进成孔：施作第一孔时，必须慢速钻进，以便随时掌握地层变化信息对钻机的影响情况，以此最终确定在该地层条件下的钻进各项参数。同时密切观测孔口溢水出水情况，如出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后方可进行施工。每钻进5m，检查一次，及时纠偏。钻孔和注浆顺序应由外向内，同一圈孔跳隔施工。

④回抽钻杆：严格控制钻杆提升速度，每分钟不大于15～20cm，匀速提杆，时刻注意注浆参数的变化。

⑤浆液配比：采用经标定合格的计量工具，依据设计或施工方案的配合比配料。

⑥注浆：严格控制注浆压力，同时密切关注注浆量，当压力突然骤升或从钻杆外壁、地面溢浆时，应立即停止注浆，查明原因采取措施后恢复注浆，注浆速度：35～60L/min。

⑦注浆管的设置：钻孔机将注浆管设于预定深度注入清水并从浆液混合器端部流出；

6 材料与设备

6.1 材料

本工法所需主要材料见表1。

6.2 主要设备与机具

本工法所需主要设备与机具见表2。

7 技术要求

①施工前应根据现场环境和地下管线等情况，测定钻孔位置。实施前预先挖设排浆沟及泥浆池，过程中将废弃的浆液导入或排入泥浆池，沉淀凝结后运至指定位置存放或弃置。

②钻机安放应确保水平、钻杆垂直，其偏斜率最大允许偏差为不大于2%。施工前检查设备及管路系统运行情况，检查其压力和流量是否满足设计要求。清除注浆管和喷嘴内杂物，检查注浆管接头密封圈是否良好。

③施工前应进行试喷，以确定合理的注浆压力、提升速度、浆液配合比以及空气压力等参数。

④注浆过程中需确保注浆的连续性，若因故停注，复注时注浆嘴应深入液面深度不小于200mm。

⑤返浆正常与否对成桩质量影响很大，若返浆不正常，及时分析原因，采用复喷或调整注浆参数。若漏浆严重，必须停止注浆，分析原因并采取有效措施后方可继续施工，以确保加固质量。

⑥实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等均详细记录。

8 结论

通过采用静压注浆施工技术的应用，在不影响建构筑物内人员日常活动的情况下，有效进行建构筑物的加固工作，既满足了盾构穿越建构筑物的房屋加固需求，又避免因房屋加固干扰居民日常生活，使得盾构穿越建构筑物施工顺利实施，满足盾构施工的安全和进度要求。通过对房屋地基的静压注浆大倾角斜向加固处理，提高了盾构施工效率，降低了施工成本，降低了盾构穿越建筑物的施工风险。确保房屋和人员安全，为区间顺利贯通提供可靠保障。