山皮土杂填土地基挖孔桩花管注浆处理工艺工程实例分析------记重钢集团环保搬迁炼铁项目铸铁机工程地基处理

山皮土杂填土地基挖孔桩花管注浆处理工艺工程实例分析------记重钢集团环保搬迁炼铁项目铸铁机工程地基处理

刘浩 

武汉华德环保工程技术有限公司  湖北省武汉市430000

摘要：在山区建设中，大片的高处山峰岩石被开凿，填埋于低处山谷中，要在该山皮土上建设重要的工业与民用建筑就必须考虑使用桩基技术，而打入式、冲孔式、压入式各种桩型均不可实施，在这种情况下，采用挖孔桩地基压浆灌注桩技术，施工方便，受力可靠，经济合理，达到了好、快、省的技术经济效果。

关键词：山区、岩石、压浆

1 工程背景介绍

1.1项目名称：重钢集团环保搬迁炼铁项目铸铁机工程。

1.2项目场地:场地位于重庆市长寿区，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，场地类别：Ⅱ类场地。框架抗震等级为四级；

1.3场地条件：地质条件复杂，场地原为山地斜坡，，最大高差40多米。整个项目场地大部分位于高回填土方山坡山脚处，场地全部用开山大块碎石回填，未经分层碾压夯实，地质条件较差。回填碎石为开山的强风化岩石，回填层内部空隙较大，碎石不规则分布。

1.4地基处理费用高：项目合同约定地下负3米以下地基处理费用由业主单位单独支付，不计入工程总价，工程量根据施工图结合现场实际发生量确定。面对场地地质条件的复杂，需要设计中不断进行优化设计，帮助业主单位节省地基处理经费。

2 关于地基基础设计说明

地基基础设计依据《重钢集团环保搬迁炼铁项目铸铁机工程岩土勘察报告》、武汉浅层工程技术有限公司所做现场原位载荷试验、铸铁机工程上部构筑物荷载进行地基基础方案设计。设计方案在满足安全、可靠、经济、灵活、实用，符合国家相关规范要求的基础上，结合业主单位的要求。

2.1设计原则：安全、可靠、经济

在施工安全、质量可靠地前提下，取得最大的经济效益，节省投资。

2.2设计方案灵活、实用

通过现场压板试验得到该区域地基承载力达到120Kpa，满足构筑物承载力要求。考虑到上部设备、构筑物荷载较小和设备可调等特点，根据上部设备、构筑物的功能要求及重要性的不同灵活地选择不同的地基处理方案。处理方案施工难度较小，简单易行。

2.3设计方案满足国家规范要求

建筑地基基础设计中主要两个绝对控制指标：承载力、沉降。设计方案中对这些关键指标都进行严格的计算、检测，设计方案满足国家规范要求，具体说明如下：

铸铁机主体挖孔桩基础

上部构筑物传给桩基础压力平均为50T ，挖孔桩的设计承载力为75T。采用注浆法,具体做法如下：

在未嵌岩挖孔桩旁选取两个点，钻孔，孔洞为Φ110mm，孔深以进入岩石层1m为准，以钻孔所得土样作为进入岩石层检验依据；下Φ80mm钢管（花管）入孔洞；在基础底部以下3m范围内注入水泥浆，起保护层作用；然后注入水泥砂浆，水泥砂浆的水灰比、注浆压力，根据现场施工情况调整，以水泥砂浆注满钢管、钢管桩成形作为检验依据；根据规范要求调整水泥浆水灰比及注浆压力；注浆后依据国家相关规范执行检测。

图1 桩底注浆示意图

3花管注浆施工工艺

3.1钻机与注浆设备就位；

3.2钻孔或采用振动法将花管置入土层；

3.3采用钻孔法时，应从钻杆内注入封闭泥浆，然后插入金属花管；

3.4待封闭泥浆凝固后，移动花管自下向上或自上向下进行注浆；

3.5注浆施工时，宜采用自动流量和压力记录仪，并应及时对资料进行整理；

3.6根据工程需要，可在浆液拌制时加入速凝剂、减水剂和防析水剂等。

3.7花管开孔：开孔梅花形布置@800~1000，冬季施工及现场地质条件，注浆水泥需添加早强剂，早强剂用量约为水泥量的1%

关于本工程所选用花管注浆工艺与常见的花管注浆工艺适用地质情况有所区别。花管注浆一般适用于砂土、粉土、粘性土和人工填土，但本工程地质条件复杂，在采用花管注浆工艺对基础进行处理时，做了部分调整，属于对传统工艺的创新与发展。

4 注浆处理方式的说明

此注浆是地表施工、低压灌注，与其他类型注浆(如堵水、防渗等)在机理上存在明显不同。因此注浆的原理、设计原则、注浆工艺等与之也有较大的差异。根据注浆实践和观察结合流体力学理论分析，浆液运动规律如下：

(1)液从高压向低压方向运动，即首先填充地下无压地带(如空洞、或半充填、全充填松软土的孔洞)，当孔洞充满之后，浆液必然将通过岩溶向压力最小的地表扩散并涌出地表。

(2)在块石回填土中浆液流动主要块石之间孔洞、孔隙间扩散。

(3)由于回填块石大小不一，块石之间的孔隙也大小不一、土质不均匀，浆液必将呈不均匀扩散，且浆液扩散不构成整体或面状，在孔洞及土层中多呈脉状或树枝状，仅在孔洞及充填松软的孔洞结石成块状。

注浆完成后，可达到以下要求：

(1)地基强度和完整性加强

(2)减少了受水流侵蚀掏空的危险程度。

(3)浆液堵塞孔洞和孔缝，减轻了地下水流通通道，同时形成隔水帷幕，进而防止了土地流失进而防止了孔洞进一步扩张。

5 结论

经过优化设计方案，采用在未嵌岩挖孔桩桩底注浆的方式，可以节约施工周期，节省造价，并完全满足地基处理设计规范的要求，经处理后的地基土层满足承载力、变形、稳定性要求。该地基处理方案真正做到了快、好、省。

最后，应当指出，以上实施例仅是较有代表性的例子。显然，本方法不限于上述实施例，还可以有许多变形。可依据本方法的技术实质做修改后广泛应用在类似案例。

参考文献：

[1]《重钢集团环保搬迁炼铁项目铸铁机工程岩土勘察报告》2010年7月

[2]《重钢集团环保搬迁炼铁项目铸铁机工程地基浅层平板载荷试验报告》2010年12月