地基加固施工中土体扰动问题的探讨说课讲解.doc

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同济大学
硕士学位论文
地基加固施工中土体扰动问题的探讨
姓名：胡旭明
申请学位级别：硕士
专业：建筑与土木工程
导教师：叶观宝;杨国祥
20050801
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An Approach on Disturbance during Ground Improvement
Abstract
Ground improvement is an integral part of technology in civil engineering where for recent years of a decade or so, its bustling development has gained significant progress. Especially in the big cities where，since a large scale urban construction has been going on, ground improvement technique is being applied in an ever-increasing numbers of projects. However，during the ground improvement execution, there often happens to be phenomena such as the surrounding buildings, pipelines, or underground facilities are squeezed, displaced, inclined or even damaged in some cases, all due to soil mass disturbances which are seen to be in contrary to the original intention.
It is therefore to be a key importance under consideration as not only how to ensure the effect of ground improvement, but also effectively control soil mass disturbances during set-out of its design proposal and job organization. As a matter of fact that there are many ways of ground improvement and the cause of soil mass disturbance varies as well, there should have been no panacea of proposals, but a target -specific way of treatment measure at last.
In this article, this presentation is focusing on three mainstays of ground improvement: grout injection, high pressure jet grouting and cement mixing« Firstly by introducing their respective improvement mechanisms，process flows, material and equipment, then with emphasis on analyzing the cause of soil mass disturbance and counter-measures to be taken against, at the same time supplemented with typical case study, the theory has to be going in touch with praxis all the way. Regarding these three ways of ground improvement to overcome the soil mass disturbance, a comprehensive and in-depth analysis is made resulting in proposing some strong target-specific measures well-founded in practices， expected to be valuable to relevant constructors and designers in reference to ground improvement job.
Meanwhile, in conjunction with nearly 10 years or so personal experience in ground improvement work, by the time to introduce the current frustrations and future tendency of it, I think that ground improvement business will be going more EP ftiendly, more mechanized in higher efficiency, and under stricter surveillance. In the light of implementing a strategy adopted by the state for a sustainable development of the society, ground improvement technique will face an outlook of a broader evolution
Keywords: ground improvement soil disturbance control grout monitoring
关于学位论文的著作权声明
论文题目：地基加固施工中土体扰动问题的探讨
1、本论文作者及指导教师共同声明，本论文成果属于职务工作成果，成果归 同济大学、本论文作者和指导教师共有，本论文和指导教师依据本论文成果发 表论文、申报奖项和专利等，必须以适当形式注明该成果为同济大学所有。
2、本论文作者声明：
？I本论文全部成果均为本人和指导教师合作研究取得，本人和指导教师 都有权使用本成果学术内容（有第三方约定者除外)。
口本论文成果中，下列内容为本论文作者独立研究取得，同济大学或指 导教师以任何名义公幵发表下列学术内容应征得本论文作者同意。这些内容 为：无
3、指导教师声明：
同意本论文作者上述声明。
4、学位论文的著作权声明一式三份，研究生、指导教师、同济大学土木工程 学院各持一份。
论文作者签名：^^^ 指导教师签名：\Af\
2005 年 8 月 12
声明
本人郑重声明：
本论文式在导师的指导下，独立进行研究工作说取得的成果，撰写成硕士 学位论文“地基加固中土体扰动问题的探讨”。除论文中已经注明引用的内容 外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体’均己在文中以明确方式标明。 本论文中不包含任何未加注明的其它个人或集体己经公开发表或未公开发表 的成果<■
本声明的法律责任由本人承担。
学位论文作者签名
2005年8月12日
一概述
地基加固的发展，是与土木工程的发展息息相关的，自从人类从事建造 房屋，修筑道路等工程幵始，就逐渐采用打夯，换填等地基处理措施了。随着 施工实践的不断探索以及理论研究的深入，地基加固新的思路，新的方法不断 涌现，有从提高土的抗拉强度这-思路发展出来的加筋法，有从加速土体排水 这一思路发展出来的塑料排水带法，有从提高土体密实度发展出来的强穷法等 等^^另外，随着现代机械工业的发展，施工设备的能力得到了极大的提高，从 而出现了高压旋喷法，水泥土搅拌法，勞裂注浆法等一系列地基加固方法。
上世纪80年代以前，地基加固工程主要集中在机场，髙速公路，水库， 煤矿等大型工程中，这些工程中的地基加画项目，虽然要求比较高，难度比较 大，但是在方案实施时，其周围的环境限制因素并不多，最主要考虑的是加固 效果的好坏。80年代后，随着改革开放，国民经济迅速发展，城市化水平不断 提高-几乎每个城市都出现了大规模的房屋和市政建设浪潮。这些高层建筑和 大型市政工程的实施，往往都需要进行深基坑开挖，为控制位移，都需要进行 大量的地基加固，尤其是我国沿海一带的城市，很多都建立在冲积平原上，具 有表面一层硬壳层，下面是比较厚的软弱下卧层的共性地质条件，对地基加固 的需求很大。
但是，在大规模应用地基加固工法的同时，也产生了一些困扰的问题， 其中最主要的，就是在对预定区域土体进行加固的同时，不可避免地会对其周 围的土体，管线及建筑物产生扰动。由于许多需要进行大面积地基加固的工程， 都位于城市中心区域，四周道路，管线及建筑物密集。很多项目设计进行地基 加固的初衷，一方面是为了提高被动区土体强度，减少开挖时土体位移，或者 隔水防渗。另一方面，也往往就是为了保护周边建筑物和管线的安全，防止它 们在基坑幵挖过程中产生超过允许范围的沉降。因此，有的项目就会出现这样 的情况：在进行地基加固施工的时候，由于没有很好地控制土体扰动问题，对 周围道路，管线，建筑物产生了很大的影响，导致路面隆起，管线破裂，建筑 物产生不均匀沉降，出现裂缝甚至倒塌。出现这样的情况，就和地基加固的初 衷背道而驰了，是大家都不愿意看到的结果。
地基加固方法种类很多，每种方法内，施工操作时也有不少的变化。而 且由于至今对土体的本构关系了解仍然不充分，在进行地基加固设计时，所进 行的计算，仍然缺乏很好的理论基础，大量采用的，都是一些经验公式，比较 理想的，是一些反分析的公式，最终给出的设计方案，往往比较笼统。这样的 现状，导致在进行地基加固施工时，其效果的好坏，很大程度上依赖于施工单 位操作人员的施工经验和认真程度。如果选择的施工队伍不好，或者操作时监 督不严，就很有可能会出现问题，这样的例子很多很多。
本人从事于地基加固施工工作多年，参加的项目基本上都位于上海，南 京，天津等大城市的中心区域，有市政项目，也有普通的房产项目，在这些项 目中，几乎实践了现在能应用于软土地基加固的所有工法。在多年的工作中’ 对于地基加固时，周围土体的挤压，隆起，以及附近建筑物，地下管线的抬高， 不均勾沉降等扰动问题，有一定的体会。有一些成功的例子，也有不少的教训。
本文，将重点介绍三种主流的软土地基加固方法：灌菜法，高压喷射法 和水泥土搅拌法。总结其加固机理，土体扰动的原因，以及对扰动控制措施， 同时辅以一些工程实例。希望能够对地基加固时土体的扰动问题，有一个比较 全面的认识。另外，从这些年的施工实践出发，还想对地基加固方法的现状和 未来发展，进行一些讨论。
灌楽工法

概述
灌衆法（Orauting)是指利用液DI、气伍或电化学原理，通过注玻管把柴 液均勾地注入地层中，楽液以填充、湊透和挤密等方式，赶走土颗粒间或若石 裂隙中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，奖液将原来松散 的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、放水性能高和化学 稳定性好的“结石体”。
灌梁法在我国煤炭、冶金、水电、建筑、交通和铁道等部门都进行了广 泛使用，并取得了良好的效果。其加固目的有以下几方面：
L增加地基土的不透水性。防止流玻、钢板桩滲水、现基漏水和随道开挖时 涌水，以及改善地下工程的开挖条件 防止桥壊和边坡护岸的冲刷； 盤治姆方滑坡，处理路基病害； 提高地基土的承载力，减少地基的沉降和不均勾沉降；
5. 进行托换技术，对古建筑的地基加固。
6. 楽法按加固原理可分为潘透灌架、挤密灌柴、费裂灌兹和电动化学灌衆。 胺法在岩上工程治理中应用领域卜分广泛，见表]-1。
狡法在岩土工程治理中应用领域十分广泛，见表1-1。
2.1
灌浆法在岩土工程治理中的应用 表2-1
工程类别
应 用场所
B 的
建筑 .T.程
1. 建筑物因地基十强度不足发生不均句沉降
2. 在縻擦桩侧面或端承tt底
1. 改善十.的力学性质，对地基进厅加固或纠偏处理
2. 提高柱周度a力和桩端抗压强度，或处理抽底沉 麼过厚引起的质量问题
填基 工程
1. 基础岩溶发ff或受构追断裂切割破坏
2. 椎幕灌菜
3. 重力®下灌裝
【.提高岩土密实度，均匀性、弹性摸量和承载力
2. 切断渗流
3. 提高坡体整体性、抗滑稳定性
地下
工程
1. 在建筑物基础下面挖地下铁道、地下降道、 涵稱、管线路等
2. 洞室围岩
L防止地ifii沉降过大，限制地下水活动及制ih十.体
位移
2.提高徊室稳定性，防键
其它
1. 边坡
2. 桥基3.路基等
维护边坡稳定.防止支挡建筑的涌水和邻近逮筑物 沉降、桥壤防护、桥索.支座加固、处理路基病害等

浆液材料
灌奖加固离不开衆材，而衆材品种和性能的好坏，又直接关系着灌拔工 程的成败、质量和造价’因而灌装工程界历来对灌装材料的研究和发展极为重 视。现在可用的楽材越来越多，尤其在我国，楽材性能和应用问题的研究比较 系统和深入，有些菜材通过改性使其缺点消除后，正朝理想衆材的方向演变。
灌衆工程中所用的浆液是由主剂(原材料）、溶剂(水或其它溶剂)及各种 外加剂混合而成。通常所提的灌衆材料是指菜液中所用的主剂。外加剂可根据 在衆液中所起的作用，分为固化剂、催化剂、速凝剂、缓凝剂和悬浮剂等。
1、装液材料分类
2.2
菜液材料分类的方法很多，通常可按图2-1进行分类。

_水泥奖
•不稳定粒状叛材_
粒状奖材-
■水泥砂裝等 粘土装

■稳定粒状浆*f

聚液材料'
无机浆材-
-水泥粘土菜 酸盐

化学浆材-
环氧树脂类 甲基丙插酸酷类 聚氨醒类 丙烯旣胺类 木质素类 “其它
‘有机聚材’
图2-1灌浆法按衆液材料分类 水泥裝材是以水泥菜为主的衆液，在地下水无侵烛性条件下，一般都采 用普通硅酸盐水泥。它是一种悬独液，能形成强度较高和渗透性较小的结石体。 既适用于岩土加固，也适用于地下防渗。在细裂隙和微孔地层中虽其可灌性不 如化学衆材好，但若采用勞裂灌叛原理，则不少弱透水地层都可用水泥菜进行
有效的加固。故成为国内外所常用的菜液。
水泥聚的水灰比，一般变化范围为0.6〜2.0;常用的水灰比是1:1。为 了调节水泥叛的性能，有时可加入速凝剂或缓凝剂等附加剂。常用的速凝剂有 水玻璃和氣化韩，其用量约为水泥重量的（〗〜2)%，常用的缓凝剂有木质素磺 酸韦丐和酒石酸，其用量约为水泥重量的(0. 2〜0. 5)%。
这种悬浮液的主要问题是析水性大，稳定性差，水灰比越大，上述问题 就越突出。此外，纯水泥衆的凝结时间较长，在地下水流速较大的条件下灌浆 时衆液易受冲刷和稀释等。为了改善水泥奖液的性质，以适应不同的灌菜目的 和自然条件，常在水泥楽中掺入各种附加剂，如表1-2所示。
水泥衆的附加剂及掺量 表2-2
名 称
试 剂
掺量占水泥重(%)
说 明

氯化韩
1〜2
加速凝结和硬化
速凝剤
挂酸钠
n q 〜"3
加速凝结

银酸钠
U. D o

木质磺酸
0.2-0.5

缓凝剂
酒石酸
0.卜0.5
亦增加流动性

糖
0.卜0.5

流动剂
木质磺酸
0. 2〜0. 3

去括剂
0. 05
产生空气
加气剂
松香树脂
0. 1 〜0.2
产生约10%的空气
膨胀剂
招 粉
0. 005〜0. 02
约膨胀15%
饱和盐水
30 〜60
约膨胀1%
防析水剂
纤维素
0. 2-0. 3

硫酸绍
约20
产生空气

2、渡液性质
灌菜材料的主要性质包括：分散度、沉淀析水性、凝结性、热学性、收缩 性、结石强度、渗透性和耐久性。 (1).材料的分散度
分散度是影响可灌性的主要因素，一般分散度越高，可灌性就越好。分 散度还将影响衆液的一系列物理力学性质。
(2).沉淀析水性
在柴液揽拌过程中，水泥颗粒处于分散和悬浮于水中的状态，但当衆液 制成和停止搅拌时，除非衆液极为浓稠，否则水泥颗粒将在重力作用下沉淀， 并使水向柴液顶端上升。沉淀析水性是影响灌衆质量的有害因素。菜液水灰比 是影响析水性的主要因素，研究证明，当水灰比为〗.0时，水泥奖的最终析水 率可高达201
(3) .凝结性
菜液的凝结过程被分为两个阶段：初期阶段，衆液的流动性减少到不可 栗送的程度；第二阶段，凝结后的菜液随的间而逐渐硬化。研究证明，水泥菜 的初凝时间一般变化在2〜4h,粘土水泥菜则更慢。由于水泥微粒内核的水化 过程非常缓慢，故水泥结石强度的增长将延续几十年。
(4) .热学性
由于水化热引起的衆液温度主要取决于水泥类型、细度、水泥含量、灌 注温度和绝热条件等因素。例如，当水泥的比表面积由250m2/kg增至400mVkg 时，水化热的发展速度将提高约60%。当大体积灌裝工程需要控制衆温时，可 釆用低热水泥、低水泥含量及降低拌和水温度等措施。当采用粘土水泥衆灌注 时，一般不存在水化热问题。
(5) ，收缩性
菜液及结石的收缩性主要受环境条件的影响。潮湿养护的装液只要长期 维持其潮湿条件，不仅不会收缩还可能随时间而略有膨胀。反之，干燥养护的 架液或潮湿养护后又使其处于干燥环境中，就可能发生收缩。一旦发生收缩， 就将在灌衆体中形成微细裂隙，使装液效果降低，因而在灌楽设计中应釆取防 御措施。
(6) .结石强度
影响结石强度的因素主要包括：裝液的起始水灰比、结石的孔隙率、水 泥的品种及掺合料等，其中以浆液浓度最为重要。
(7) .渗透性
与结石的强度一样，结石的渗透性也与衆液起始水灰比、水泥含量及养 护龄期等一系列因素有关。不论纯水泥衆还是粘土水泥菜，其渗透性都很小。
(8).耐久性
水泥结石在正常条件下是耐久的，但若灌奖体长期受水压力作用，则可 能使结石破坏。
3、楽液材料选择要求
(1) .衆液应是真溶液而不是悬油液。桨液粘度低，流动性好，能进入细小裂隙。
(2) .鼓液凝胶时间可从几秒至几小时范围内随意调节，并能准确地控制，裝液 一经发生凝胶就在瞬间完成。
(3) .衆液的稳定性好。在常温常压下，长期存放不改变性质，不发生任何化学 反应。
(4) .衆液无毒无臭。对环境不污染，对人体无害，属非易爆物品。
(5) .衆液应对注衆设备、管路、混凝土结构物、橡胶制品等无腐烛性，并容易
清洗。
(6) .菜液固化时无收缩现象，固化后与岩石、混凝土等有一定粘接性。
(7：).衆液结石体有一定抗压和抗拉强度，不龟裂，抗渗性能和防冲刷性能好。
(8) .结石体耐老化性能好，能长期耐酸、碱、盐、生物细菌等腐烛，且不受溫 度和湿度的影晌。
(9) .材料来源丰富、价格低廉。
(10) . 衆液配制方便，操作容易。
现有灌楽材料不可能同时满足上述要求，一种灌衆材料只能符合其中几顶 要求。因此，在施工中要根据具体情况选用某一种较为合适的灌鼓材料
2.3 灌衆理论
在地基处理中，灌装工艺所依据的理论，主要有以下几类 1、 渗透灌浆
湊透灌架(Permeation Grouting)是指在压力作用下使奖液充填土的孔隙 和岩石的裂隙，排挤出孔隙中存在的自由水和气体，而基本上不改变原状土的 结构和体积，所用的灌衆压力相对较小，其代表性的渗透灌菜理论有球形扩散 理论、柱形扩散理论和袖套管法理论。
2、勞裂灌裝
努裂灌衆(Fracturing Grouting)是指在压力作用下，装液克服地层的初 始应力和抗拉强度，引起岩石和土体结构的破坏和扰动，使其沿垂直于小主应 力的平面发生费裂，使地层中原有的裂隙或孔隙张开，或形成新的裂隙或孔隙， 从而使低透水性土层的可灌性大大提高的施工方法，其目的是将具有充填和凝 固性能的衆液材料通过配套的注裝机具将其压入所需加固的土层中，经过凝固 硬化后，形成衆脉骨架，即所谓的“鱼骨”效应，达到增加土体抗压强度和压 缩模量，从而提高土层的承载力。
3、 压密灌桨
压密灌架(Compaction Grouting)是指通过钻孔在土中灌入极浓的楽液，
在灌菜点使土体挤密，在注浆管端部附近形成“衆泡”。当装泡的直径比较小 时，灌架压力基本上沿钻孔的径向扩展。随着衆泡尺寸的逐渐增大，便产生较 大的上抬力而使地面抬动。
经研究证明，向外扩张的架泡将在土体中引起复杂的径向和切向应力体 系。紧靠架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少；离衆泡较远的土则基本上发生弹性变形，因而 密度有明显的增加。
架泡的形状一般为球形或圆柱形。在均匀土中的楽泡形状相当规则，而 在废均质土中则很不规则。土的密度、湿度、力学性质、地表约束条件、灌衆 压力和注菜速率等都影响衆泡的最后尺寸。有时候衆泡的横断面直径可达l.Om 或更大。实践证明，离装泡界面0.3〜2.0m内的土体，都能受到明显的加密。
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图2-2挤密灌渡原理示意 1 ••水泥菜封闭2-裝泡
灌楽法的加固机理主要是： •化学胶结作用 •惰性填充作用 •离子交换作用
在上海的软粘土中，由于其渗透系数一般数量级为〗0-7cm/s,远远超过 渗透灌裝大于l(r5cm/s数量级的要求，所以渗透注衆在上海是难以实现的。而 对于压密注奖，由于需要压注比较浓的衆液，因此在灌架设备上，要求比较高。 现阶段，除了进口设备外，国内的设备，其使用效率和性能都不甚理想。这样 就导致压密注柴的施工质量不高，速度不快，单位土体的施工成本过高，所以， 目前压密注菜的应用，仍然很少。
舞裂注裝由于其施工设备简单，适应性强，加固效果理想，已经成为目 前软土地基加固中应用最为广泛的一种灌菜手段，勞裂注桨根据所使用的灌浆 材料的不同，又分为单液注茶和双液注装两种。单液注裝是使用以普通娃酸盐 水泥为主体的桨材，必要时加入适当的外掺剂，进行压注的工法。而双液注菜 则是采用水泥和水玻璃（Na20.nSi02)两种衆液，通过二套管路分别提供，在 注入地层前，按照一定的比例通过混合器进行混合，最终压入土层的施工方法。 其最大的特点是混合后的楽液，能在几秒至几十秒内快速凝固，从而达到立竿 见影的加固效果。
双液勞裂注菜虽然在单位土体的加固成本，操作难度上，要高于单液勞 裂注浆，但是其施工效果好，质量容易控制，而且强度上来快，比较适应现在 建筑市场上快速施工的需求，因此，占领了目前灌浆法地基加固的大部分市场。 本文所描述的灌衆方法，主要就是指这种双液的勞裂注衆。
2.4 施工流程
1、 施工准备：平整施工场地，进行施工孔位放样并清除钻孔区域障碍物。
准备阶段，参加设计交底会，熟悉施工图纸，技术参数，明白注菜意图。 同时了解好地下管线，附近构筑物的基本情况，切不可一进场就盲目开工。
2、 根据设计深度成孔。
根据地质条件和施工需要，选择合适的钻机钻孔，必须控制好垂直度， 这是注菜施工质量的关键点之一，同时由于考虑到施工需要，一般钻孔深度超 过设计要求().5m为宜。
3、 灌入套壳料，插入注架阀管。
套壳料是以粘性土为主，水泥为铺的低强度填料，也可掺入少量的细砂 或采用粉粒含量较高的粘性土，是用来置换钻孔中的泥浆的，同时也是控制衆 液费裂方向的重要措施之一。注浆阔管是§1裂注衆的重要部件，一般每节管长 33cm,两端有丝口，可以相互联结，每节都有横向的出装口，按照设计需要的 深度，在钻孔中插入注菜阀管，同时应设法使阀管位于钻孔的中心。
4、插入注衆芯管，按照设计参数进行注菜施工。
当套壳料达到一定强度后（一般为12个小时左右)，就可以在注聚阀管 中插入注楽芯管，开始注衆施工。注桨施工时，应严格按照设计要求，控制好 流量，压力和提升高度，这其中，最主要的是控制提升节奏和高度，否则就难 以形成：“鱼骨”效果。
本施工过程，基本上是按照法国Soletanche工法的要求来实施的，而国 内现在所用的注架工法，很多都进行了一定的改进和简化。如直接利用钻机的 钻杆进行注桨的钻杆注柴法，少了下注楽阀管的步骤。省略钻孔步骤，直接用 振动器将注菜管振入土层进行施工的振管注楽法等等，这壁工法简化或省略了 标准工法的某些步骤，降低了施工成本，满足了一部分工程的要求。但是从其 效果来看，这些工法在对號液的控制上，终究不如标准的Soletanche工法好。 而且有些施工单位故意偷粱换柱，混淆市场，造成很多行业外的人员，对注聚 工法的概念混乱，认识不清，在某种程度上，也影响了注菜工法的推广。
2.5 施工中的土体扰动及控制方法
一、 扰动产生的原因
II裂注楽是在压力作用下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，沿垂 直于小主应力的平面发生勞裂，进而衆液充填而入，固结后在土体中形成一种 "鱼骨”效应，从而加固土体。从上述描述中，可以看出勞裂注浆的施工对于 土体的扰动，是相当大的。衆液通过机具强行压入土体中，没有对土体进行任 何置换或卸压释放。菜液的强行挤入压缩土体，从而造成土体内孔隙水压力的 提髙，粘土中的这种孔隙水压力，不可能在短时间内消散，从而对周围土体形 成持续的压力，导致注號施工周围区域土体的水平，垂直方向的位移。这就是 勞裂注衆施工导致周围土体扰动的根本原因。
单液注衆由于其装液凝固时间比较长，因而键裂后，其可以随着勞裂面 扩散得很远。最多可达10〜15111,因而，其扰动范围比较大。但是由于其衆液 凝固速度慢，土体变形有个缓冲，对土体的压力比较小，因而土体的孔隙水压 力升高速度不快。而双液注楽，则刚好相反，由于其衆液在注入地层后，在几 秒至一分多钟内马上凝固，其扩散半径就比较小，一般不超过4〜6m，但是， 其对土层的压力由于衆液的不断凝固而持续增加，所以对土层的扰动相当大， 3, 4个点位的持续双液注楽，可以在I〜2个小时内导致施工区域几周边土体 上抬，管线移位甚至建筑物发生沉降。因此讨论注裝工法对土体的扰动，主要 就是讨论双液注裝对土体的扰动。
二、 控制扰动的措施。
控制扰动的措施，基本上分为施工措施和外部措施两类，前者是指通过 改变施工流程，优化施工方法，控制施工速度等措施，来达到尽量少地扰动土 体的方法。后者，则是通过在外部打释放孔，隔断沟槽甚至打入隔断物等方法， 来阻止因为施工而扰动的土体向需要保护的区域扩散的方法。
K 降低注奖速度，控制凝固时间，必要时分多次完成设计注衆量。
衆液注入土体后，会导致周围土体的孔隙水压力上升，由于土体中孔隙 水压力消散速度慢，如果持续地快速注入菜液，将会导致土体发生上拱，侧向 挤压等明显的扰动迹象。这时，应该适度控制注衆速度，只要设备允许，可以 调控至最低注菜速率附近缓慢地进行注装，同时也可适度调整双液配比，适当 延长凝固时间，使得衆液扩散半径增加’不会在一处大量凝结。
如果采取上述措施后，土中的孔隙水压力还是持续提高，难以消散，则 可以考虑暂停注裝施工，清洗设备和孔位，记录已经注入的衆液量，等待孔隙 水压消散后再继续施工。土体的孔隙水压力消散，是个非常缓慢的过程，由于 工程的实际状况，不可能等待时间很长，一般24〜48小时左右，将继续进行 施工。
在这种方法的操作中，比较重要的一点，就是孔位的清洗，由于现在一 般都釆用双液注柴方法，如果操作不当，停止施工时，衆液极易漏在注衆孔位 中而凝固，从而导致孔位堵塞，报废。因此在使用优质的注浆芯管，闽管的同 时，操作人员必须经过专业培训，注菜菜的控制人员和阀门控制人员必须协调 一致。关闭双液阀门后用水泥菜单液注8〜10个行程，注柴芯管拔出后，立即 在孔位中灌入膨润土奖液进行清洗’并护壁。这样处理后，此注裝孔位才能下 次再利用。
2、 综合考虑整个注柴施工区域，优化注楽施工顺序，采用背离保护 对象，跳孔注奖的施工方法。
需要进行注衆加固的因域’在方案设计时> 一般都是按照固定孔距，排 距，在整个加固区域内，梅花形布置注衆孔位，是非常有规律的。为了能让注 楽后孔位附近的土体有足够的时间来消散孔隙水压力，我们可以考虑在一个孔
位施工结束后，不立即进行附近孔位的施工，而是跳出刚方施工孔位的扩散半 径，选择另一孔位进行施工。具体地讲，就是在每排孔位施工时，按照先1, 3， 5，7孔，后2, 4，6，8孔进行操作。如果要求特别，甚至可以按照丨，4, 7， 10的方式进行跳孔。在排与排之间，也是相同处理，即先施工1, 3, 5排，后 施工2, 4, 6排。
孔号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
第一排 0 0 0 0 0 0 0 0 0 第二排 〇000〇00〇0
第三排 0〇00〇〇〇〇0 第四排 〇〇〇〇〇〇 00 0
注菜孔位布置示意图
这种施工方法的优势是相当明显的，每个孔位施工结束后，其加固的区 域，都有一个比较充裕的时间段来消散孔隙水压力（合理安排顺序，基本上可 以保证3天左右的时间）。但是，这样的安排会影响施工效率，而且导致机械 设备来回移动，施工成本增加不少。另外，这种施工方法，需要有人专职进行 记录，在进度图上表示清楚。以防止出现孔位重复施工，漏施工的现象。
在坚持执行跳孔，跳排施工的大原则的同时，对于靠近需要保护的建筑 物或管线的注装加固区域，可以考虑优先进行加固施工》因为如果先施工这个 区域，那么这个区域的土体强度上来就比较快，当其它区域进行施工时，其产 生的土压力向四周扩散，存在一个“欺软怕硬”的效果，具体来讲，向四周扩 散的压力，会因为这个区域的土体强度比较高而少产生扰动，多向土体强度低
的区域移动。进而起到保护建筑物和管线的作用。这种背离保护物的施工方法， 是非常有效的’因为只要控制住这一E域的施工扰动，后继E域就比较容易施 工了，而且由于越来越远的背离，使得后面区域的施工能够适当加快速度，以 致也不用考虑跳孔，跳排施工等措施了，施工效率就可以上去了。
3、 在靠近需要避免扰动的建筑物，管线附近，打设土压力释放孔。
上面己经提到，为了减少土体扰动，消散孔隙水压力，就釆用低速甚至 分次注入，跳孔注入等方法。但是工程建设中，往往时间安排上不允许（这个 现象在大型市政工程中显得尤为突出），所以这种方式来用起来，会存在一定 困难，需要寻找更加主动的方式来控制土体扰动的影响，打设压力释放孔就是 其中的有效方法之一。
在注裝施工开始前。根据周围建筑物和管线与施工区域的相对位置，建 筑物的结构，基础形式，管线的种类，材质，埋设方法等信息，确定主要的保 护对象，即重点建筑物或者容易受损的建筑物。在建筑物靠近注装加固区域一 侧，选择合适的位置，打设土压力释放孔，孔的深度一般考虑略小于注楽加固 深度。孔径100mm左右，孔距Im为宜，为防止成孔后缩孔或将塌，需要在孔 内灌注膨润土泥菜护壁。根据注號施工情况，必要时可以考虑打设两排释放孔， 排间距为500〜700mm，与前排错孔布置。
由于释放孔的存在，使得因为注裴而导致的加固区域的土体挤压，有一 处空间可以释放，就可以减少对释放孔后的土体的挤压扰动，从而起到保护建 筑物和管线的目的。从这个机理来讲，所打设的释放孔，在注桨施工过程中， 必须要经常地进行观察，如果发现孔位由于挤压而变小，填满或者自然姆塌， 则需要及时补打。
由于注衆区域的土体扰动，除了水平方向的挤压外，还有向上拱起的效 应。大面积的土体隆起.仅仅依靠几个释放孔，是难以消除和隔断的。因此， 必要时，还可以在打设释放孔的区域，在地面上设置隔断沟，宽度l.Om左右， 深度1.2〜1.5m。
4、 如果对土体扰动控制要求特别高，则在打释放孔的基础上，可
以采用打桩隔断的方法。
这里所谓的打桩隔断，主要是指用振动或静压设备，将适当长度的H型 钢插入打设释放孔附近的区域。这样，即使释放孔没有完全消解土层位移，H 型钢也将阻止土体的进一步位移。
这种控制方法的使用，存在很多的限制条件和不确定因素，因为一方面 由于振动设备和H型钢的投入比较大，而且场地的要求也比较高，要有足够的 净空来施工，出于成本考虑，不到万不得已，一般不会采用。另一方面，打设 H型钢进行隔断，是一把双刃剑，如果操作不当，会导致打设区域的土体扰动， 虽然阻^^了注浆引起的土体位移，但最终仍得不偿失。因此如果要进行操作， 需请有经验的队伍来操作，其中最主要的，要在打桩部位和建筑物之间，预先 打设一排释放孔，以减少振动对建筑物的扰动。另外，本文只提到打设对象为 H型钢，其实槽钢，拉森板桩也是可以的，只是因为槽钢形状不规则，打设时 不容凝控制垂直度，效果不好，而拉森钢板桩，其刚度不够，振动打入比较困 难，而且起拔的时候，容易带出周围土体，因此本文只提到用打设H型钢来进 行隔断。
上述四种控制扰动的方法，既可以单独使用，也可以相互组合。尤其四 释放孔和打桩隔离，这两种方法，最好组合使用。其中，经常使用的方法是跳 孔注楽和打释放孔，具体的使用，与工程性质，工期要求，场地情况和建筑物 保护要求都有密切的关系，不存在一个很固定的模式。注装施工和建筑物保护， 是一组紧密相关的事务，只考虑注浆施工而不考虑建筑物保护的设计和施工方 案，不是一个好的方案。只会进行注浆施工操作而不懂得如何保护周围建筑物 的施工队伍，不是一支优秀的队伍。
2.6 工程实例：
地铁二号线上海科技馆站四周地铁商城基坑，原水股份箱涵保护 一、 概况
亚太胜汇地铁商城位于地铁二号线上海科技馆站四周，地铁基坑的平面 尺寸近似正方形，为200X200m。地铁二号线从基坑正中心垂直穿过，出于成 本方面的考虑，将2个项目同时施工。基坑采用400X400mm预制方桩作为工 程桩，SOOmm钻孔灌注桩作为基坑维护，外面施工2X700ram双轴水泥土揽 拌桩作为防水结构。基坑开挖深度7〜8m，西侧有已建的上海原水股份引水箱 涵通过。箱涵距基坑最近距离为9m，具体方位见附图。

原水股份箱涵 Z
V
+ 10260
地铁商城围护结构
预注衆加固带
3000

原水箱涵的尺寸为4X10111，根据原水股份的箱涵保护规定，在箱涵两侧30in 范围内进行任何打桩，开挖，穿越等土建施工，必须有保护原水箱涵的施工方 案，同时将施工方案上报原水股份公司认可。由于在预制方桩打入，横拌抽施 工以及基坑开挖这三个阶段的施工，都有可能会影响到原水箱涵，因此保护原 水箱涵是一个要考虑多重因素的综合方案。
二、 保护方案
保护方案分为2个阶段，第一阶段为预制®打入和水泥土搅拌桩施工阶 段，这一阶段对箱涵的作用，主要是土体扰动产生的挤压和抬升作用。因此方 案以加固土体，打释放孔为主。第二阶段为基坑开挖阶段，主要是由于基坑维 护结构的位移，导致箱涵周围土体的位移，使箱涵有向基坑方向移动的倾向， 因此这个阶段的方案，以土体补偿为主。
箱涵保护的具体步骤如下：
1. 在箱涵上布置观测点，尤其是箱涵分节处，要加密布点。最终，根 据箱涵的外部尺寸，我们在每节箱涵上布置了 8个点。
2. 在箱涵靠近基坑一侧，打设三排孔（具体布孔位置见附图），孔距 2.0m,排距1.5m,孔深7ni，根据跳孔注装的原理，进行预注浆，预 注衆的衆液配比如下：
材料名称
水
水泥
水玻璃
膨润土
规格
自来水
普挂525 #
35"Be'
200目
重量比
0.6
I
1.15