水夯回填土与压密注浆组合施工方法经典案例

水夯回填土与压密注浆组合施工方法经典案例摘要：无锡新区金融服务区工程项目为了加快工程进度，项目管理权衡各方面的利弊关系，室外基坑大量回填土采用特殊的赶工措施：“水夯回填土+压密注浆”施工方法，从全局观点来看，由于局部利益的投入，加快了工程进度，使总价15亿的工程提前交户使用，创造了良好的社会效益和经济效益。关键词：水夯回填土；压密注浆；深基坑；施工方法；造价控制中图分类号：TU753 ； ； ； ；文献标识码：A ； ； ； ；文章编号：1009-2374（2014）18-0063-031项目概况无锡新区金融服务区位于无锡市新区中部。建筑用地南北长约430m，东西宽约120m。该项目由8幢9～18层的商业办公楼建筑群构成（图1），总建筑面积约24.6万m2，总造价约15亿人民币，地下工程由南北两个地块组成，中间有一条人工景观河，三层地下室的总建筑面积约8万m2。图1无锡新区金融服务区图片两个深基坑皆呈矩形，长约155m，外宽约120m，深约12m（图2）。本项目由无锡市新区经济发展集团总公司投资，同济大学复杂工程管理研究院实行项目管理。图2金融服务二标深基坑图片2特殊赶工措施：“水夯回填土+压密注浆”的分析2.1工程背景无锡新区金融服务区工程项目规模大、任务重、工期紧、具有较强的政治影响力特点。进度控制目标是工程建设控制目标的重点。现场工作面小施工困难，缺乏良好的回填土源，回填土施工期正好赶上梅雨季节，土壤湿度大，无法使回填土夯实。按照正常的回填土要求施工，工期太长，不能保证15亿的工程项目按期竣工，工程违约交户使用，要承担购房户的经济补偿金，加之15亿元的建房成本利息，损失数额巨大。2.2自然条件因素施工难深基坑所在地的工程靠近太湖，地下水位高和气候条件差、土壤分层，这些自然因素，对室外在体量回填土夯实影响很大。2.3对“水夯回填土+压密注浆”的风险评估（1）水夯回填土风险评估。按照施工惯例回填土是不允许水夯，因为水夯保证不了回填质量。图3走道平台施工图片回填软湿土地基上并设置5.8m宽独立结构走道平台（图3），很容易因沉降不均，引发独立走道平台产生多处裂缝，影响整体外观效果和使用功能。（2）对回填土进行压密注浆加强的理解。回填软湿土地基数月后，经过土层的自然沉淀、固化，土层相对稳定，压路机再反复碾压后，进行压密注浆施工，是能保证“独立环形结构走道”工程质量。（3）特殊赶工措施小结。采用“水夯回填土+压密注浆”赶工措施保证了人与人之间的和谐关系。特殊赶工措施施工速度快，质量可靠有保证，为现场施工创造了良好的条件。压密注浆是增加了少量的工程造价，但是比起购房户的经济补偿违约金和15亿元的工程成本利息，真是太值得了。3深基坑回填土情况的描述3.1深基坑南侧回填土情况的描述基坑南侧是挖运土的汽车坡道，东西长约120m，南北宽约18m，深12m（图4）。图4基坑南侧回填土位置图片3.2深基坑东西两侧回填土情况的描述深基坑东西两侧建筑物距深基坑围护结构0.8m、下部狭缝回填部分深8～9m（图5）。图5深基坑东西两侧回填土位置图片4回填软土地基的技术处理方法为赶工期采用“水夯回填土+压密注浆”的施工方法。4.1回填软土地基时的技术处理方法（1）回填软湿土前先将基坑喷锚护坡打碎，使内外土层结合，保证地下水连通。（2）回填软湿土时适当加些碎建筑垃圾，再用高压水泵进行分层水夯填土（图6），将大土块水夯打碎（图7），同时将保温板修补好，小土块之间必须有碎土填实，主体封顶后回填土层沉降基本稳定，在地面上用压路机反复碾压，准备压密注浆施工。图6回填软土时用高压水泵进行分层水夯填土图7大土块必须全部水夯打碎4.2压密注浆施工技术措施（1）软土地基加固措施。为了防止回填软湿土地基沉降风险，采用压密注浆对湿土地基进行加强施工，压密注浆加强深度至基坑原土层。（a）受力分析图（b）应力分布图图8压密注浆摩擦力计算的力学模型（2）压密注浆摩擦力计算的力学模型。压密注浆锚固地层产生应力区并对地层起到加劲作用，增强地层的强度，改善地层的力学性能，使结构与地层连锁在一起，形成一种共同工作的复合体，使其能有效地承受压力和剪力（图8）。（3）压密注浆机理。压密注浆就是用浓水泥浆置换和压密土的过程，通过钻孔在土中灌注极浓的浆液，在注浆点使土层压密而形成浆泡，当浆泡的直径较小时，灌注压力基本上沿钻孔径向即水平向扩展，向外扩张的浆泡将在土层中引起复杂的径向和切向应力体系。紧靠浆泡处的土体将遭受严重破坏和剪切，并形成塑性变形区，在此区内土体的密度可能因扰动而减小，离浆泡较远的土层则基本上发生弹性变形，因而土的密度有明显的增加。实践证明，离浆泡界面0.3～2.0m以内的土体都能受到明显的加密。（4）压密注浆的设计。1、8#楼南侧室外平台设计宽5.8m，平台南侧1m外是道路，道路宽6m。该部分压密注浆分两段进行施工，平台部分5.8m注浆深度10m，平台南侧1m范围内压密注浆深度8m，道路范围注浆深度为5m，道路南侧1m范围内注浆深度3m。施工时先外后内，由上而下，间隔跳跃施工，压密注浆间距1m。2、7#楼南侧室外平台设计宽4m，平台南侧1m外是道路，道路宽6m。该部分压密注浆分两段进行施工，平台部分4m，注浆深度10m，平台南侧1m范围内压密注浆深度8m，道路范围注浆深度为5m，道路南侧1m范围内注浆深度3m。施工时先外后内，由上而下，间隔跳跃施工，压密注浆间距1米。（5）压密注浆的技术参数。注浆使用纯水泥浆，材料为32.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.5～0.6，注浆压力0.2～0.50MPa，水泥流量：10～15L/min，水泥用量80kg/m。施工时先施工四周，再逐步向中间施工，以期形成封闭帷幕，防止浆液外泻。压密注浆形成封闭帷幕后，注浆量随着注浆点的增加注浆量将逐渐减少。压浆终止条件根据地面上升和冒浆情况而定。加固后填土层基地承载力≥80kg，注浆检验时间应在注浆结束28天后进行。检测收缩率比应90天后进行。（6）施工工艺及流程。采用钢管分层注浆施工工艺。注浆管沉至设计底标高后进行注浆，注入规定数量的浆液后起拔0.25m，再注浆，直至设计顶标高，完成注浆过程。工艺流程如下图：定位↓开孔↓振动下沉钢管←拌浆↓注浆↓提升0.5m↓注浆↓起拔钢管↓结束、移位图9注浆施工总流程为先施工周边孔位，再向中间依次递进施工；局部施工按轴线分块进行，小块施工亦采用先周边后中间的顺序施工，逐步使加固区域封闭，防止浆液流失。（7）压密注浆的优点。压密注浆是一种静压注浆技术，采用振动钻机携带特制注浆头钻孔，直接利用钻杆作为注浆管分段注浆，与普通注浆技术相比，不需要打导孔、下花管、止浆等环节，大大提高了施工效率，振动造孔为无水钻进，减少了对土体的扰动。压密注浆采用特殊材料，既有效地控制浆液凝胶时间，确保浆液的固结强度，又节省了水泥、水玻璃等注浆材料。5结语无锡新区金融服务区工程项目为了加快工程进度，项目管理权衡各方面的利弊关系，室外基坑回填土采用特殊的赶工措施：“水夯回填土+压密注浆”的施工方法和回填土施工认真精细，压密注浆技术科学合理，保证了室外走道平台工程质量，从全局观点来看，局部利益的投入，加快了工程进度，使总价15亿的工程项目提前交户使用，降低数额巨大的工程造价，为业主创造了良好的社会效益和经济效益。作者简介：冯志勇（1979―），男，无锡市政建设集团有限公司项目经理，高级工程师，一级建造师。