地下连续墙墙底后注浆技术在施工中的应用

地下连续墙墙底后注浆技术在施工中的应用

袁伟

银川市工程项目代理建设服务中心  宁夏银川  750000

摘 要：城市化建设迅猛向前，随之而来的便是规模愈发变大的基坑开挖，且深度也在愈发变深，因为环境的愈发繁复，以至于在施工的过程中对基坑变形的要求愈发严格，众所周知，深基坑的施工风险愈发增大，若稍有不小心就会危害到基坑自身的安全，不仅如此，还会危及到附近建筑物、构筑物、道路桥梁以及各式各样的地下设施，进而就会导致经济损失的惨重以及和较大负面的社会影响，因此务必要保证深基坑作业的安全性。地下连续墙越来越多地用于深基坑施工的安全维护体系，在全面开展深基坑的施工过程中，连续墙可用于围护结构，墙底后的注浆工艺可大幅增强墙底土体的固结程度，并且能够确保墙体沉降的显著下降、墙体侧向位移的明显减小，这样一来不仅能够进一步稳定围护结构，还能加强周围的环境的安全性。

关键词：深基坑，连续墙，后注浆

中图分类号：TU731.2

在施工全过程中，一般情况下都采用地下连续墙支护来确保深基坑作业的安全性，这种支护方法的特点是：强度高、刚度大、承重、可挡土、抗渗、截水。其可适用于颇为狭窄的场地以及面积较大、有地下水的深基坑作业。

地下连续墙墙底施工后，存在墙底不密实，墙边空隙等施工通病，直接影响地下连续墙的安全。利用地下连续墙墙底后注浆这种方式可以轻而易举地解决这一问题。

一、地下连续墙后注浆施工工艺

1.1此种工艺可作为地下连续墙的一种完善且补充技术，一般都用于在完成地下连续墙之后。在施工地下连续墙的过程中，布设注浆管于墙底路，等到墙身混凝土强度达标后，通过注浆管路时，使用高压泵这一设备向墙底以下土体进行注浆，这样一来不仅可以稳固墙底沉渣，使得墙侧土体被挤密，墙侧泥皮得以改良，还能极大改善土体与地下连续墙两者之间的边界环境，同时大幅提高墙底、墙侧土体强度，进而大幅减少地下连续墙因为其自身重量而发生沉降现象，如此一来可真正地提高地墙的实际承载能力。

1.2此种工艺主要是沿地下室的外墙，使用专用的挖槽设备来开挖出宽度及深度一定的沟槽，然后用泥浆进行护壁，同时布设刚度一定的钢筋笼于槽内，进而再用分段施工的方式，用导管来浇筑水下混凝土，接头采用较为特殊的方法，以使其形成地下连续钢筋混凝土墙体，用预埋钢筋接驳器这一特殊设备来连接墙及地下结构，墙底部分经采用注浆工艺进而将墙底沉渣稳固，将墙侧土体挤密，还促使墙侧的泥皮得到改良，这样一来，不仅地下连续墙和土体之间的边界环境得到大幅改善，还提高了墙底及墙侧土体的强度。如此一来不仅能作为围护挡墙，还可同时当作为永久的地下室外墙，再通过与基坑中部进行支撑连结后，最终形成了整体围护；该围护体系的特点是：刚度较大、整体性颇好且变化非常小。正因为如此以至于土层周围不会塌陷，亦不会损坏地下埋的设物，且止水成效显著，由于实际施工范围可直至基坑用地红线，故而可使得基坑的实际使用面积大幅提高。具体可见附图1：连续墙施工工艺图。

二、地下连续墙墙底后注浆特点

2.1 加固墙底虚土，增大承压面积

在进行后注浆施工的过程中，水泥浆液经端部的注浆管渗入亦或是压入墙底虚尖及干渣石等一系列部位的间隙中，并结合墙底的虚土，使墙底强度得以大幅增大，墙底虚土得到极大改良。水泥浆液在充满固化墙底虚土之后，持续地向因浸泡在泥浆之中而变软以及本身具有一定渗透性的墙底持力层中不断渗透，进而形成扩大头于墙底部分，以使得墙底原有的承压面积大幅增大。

2.2提高墙底土体承载能力，增大反向的预应力

伴随着持续不停增大的扩大头，由于渗透压力的影响，其亦会因致密土层的限制而不断大幅增大，大幅升高的压力会进一步压密墙底的持力层及墙底土体，进而大幅提高了墙底土体本身的承载能力，与此同时施加反向预应力于墙底，微抬墙身，当地下连续墙，承受自上而下垂直方向上的载荷时，此反向应力承担部分荷载，最终使得地下连续墙原本的承载力大幅提升。

2.3 墙侧的充填，泥皮的改良

伴随注浆压力逐渐向上的释放，以至于在对墙底进行注浆时，一部分的浆液会沿墙侧不断上返，以填充墙侧和墙四周土体之间的空隙，此外还可使得泥皮被破坏固化，不仅大幅提高了墙侧的摩阻力，还使得墙侧土体被进一步挤密。

2.4 墙侧土体强度的提高亦等同于墙厚的增大

在水泥浆液沿墙侧做上下往返动作时，还在同步沿径向渗透，因为持续增加的浆液渗透长度，浆液体内的压力得以大幅增高，一旦浆液体内的压力值相比于墙侧土体空隙水渗透的压力值较大，浆液将沿径向的方向渗透到墙侧土体中。其不仅更加密实了墙壁土，还结合了浆液和墙侧的土体，这样便达到了提高墙侧土体强度的目的，并使得墙壁和墙侧土之间的界限模糊化，从另一个角度看，这种情况等同于随墙厚的增大而大幅提高侧摩阻力，便可使地下连续墙原有的承载能力得到大幅提升。

2.5 不断增加墙底的土体刚度

对墙底部位进行压力注浆，并同时胶结改造墙底的虚土，一些浆液发生了渗透扩散进而发生所谓的加筋效应，这样一来便大幅度提高了土体强度以及变形模量，大大增加了墙底土的刚度，进而提高了其承载能力。

2.6 减少后期沉降

因注浆压力所发挥的作用，可以大幅缩短其中一部分的墙底土压缩变形的施工期限，进而不仅提高了相同沉降条件下地下连续墙的承载能力，还使得后期的使用沉降大幅减小。

三、连续墙注浆施工技术

3.1注浆管的定位与安装。

通常情况下Ф32×3.5mm的黑铁管用于底墙部分的注浆管，每幅槽段需布设两根注浆管，其间距≤槽幅宽度的一半，注浆导管安放位置，应在钢筋笼厚度方向的中间部位，这样便可保证起吊钢筋笼时，既不受弯也不受压，还不会导致注浆管连接的牢度和密封性不足，牢固绑扎注浆管与钢筋笼的架立筋，并确保下放时钢筋笼与其成为一个整体，最底部的一节注浆器比钢筋笼底部高出约50cm。管与管之间采用的连接方式宜为丝牙连接，用止水胶带完全包住外面的螺纹，当结束钢筋笼下放时，务必要以向注浆管内注入清水的方式来严查管路的密封性能，如若当将清水注浆管内注满清水后，水面始终维持稳定不变即可认为合格。

3.2浆液的合理配比

具体配比要求为：水灰比满足设计要求，一般在0.55 - 0.5；缓凝性适度；流动性颇强；早期的强度足够；微膨胀性足够。

由中心试验室经试验合格后配置浆液，务必严查其初凝的时间、稠度、结石率以及28天强度等一系列相关指标，确保其符合标准要求。做好用滤网来过滤浆液。

3.3泵压控制

开塞压力、注浆压力、终止压力这三项大都是泵压的构成。

0.8MPA是正常的注入压力，通常浮动于0.6－1MPA。关于这些数字上下限，其紧密关联于持力层土的性质及墙底进入的深度，通常情况下，粉砂亦或是夹砂粘土中所注入的压力较高，而直径大的砂粒注入较低的压力，如遇地层中有承压水，那么也需要注入较高的压力。

浆液的合理配方及安装管路的施工是影响注浆压力的另外两个因素，磨细浆液且合理配比外加剂，需要注入较低的压力。选择耐压时务必要参照实际地层情况。

在进行泵压开塞时，要注意随着注浆器的制作及形式与布设成效的不同而发生的变化颇大，大多数都控制在1.0－1.5MPA，压力数值一旦＞超4MPA，那么管路肯定不通。

终止压力控制在1.0MPA左右，如果因设计浆液无法完全注入而使得压力升高，亦可在确保设计浆液注入到80%的情形下，用２MPA这个数值来作为终压指标。

3.4注浆流量

渗透注入时要确保注浆量的足够，通常在每分钟 32L－50L，结合施工现场的实际情况并参照压力值的变化，压力注入较低时，务必合理加大注浆泵量以达到相匹配。通过设计注浆量、注浆压力来控制施工，根据注浆泵量来确定注浆时间。

当每幅注浆总量满足设计标准，注浆量高达80%且注浆压力达2MPa时即可认定为注浆完成。

3.5材料的准备

注浆管一般情况下用的是Ф32×3.5mm规格的黑铁管，为了避免浪费，在组织管材进场时，充分考虑到损耗之后，要结合施工现场实际完成的工作量来定夺进场材料的数量，此外还要在配制浆液时满足标准要求。

3.6注浆器和注浆管路的安装

在注浆管路上焊接好墙底注浆器，并且保证注浆器高出钢筋笼底部约0.5m，在槽段内布设注浆管路，每槽段放置两根注浆管，间距≤槽幅宽度的一半。务必要沿着钢筋笼厚度方向的中间部位来绑扎好注浆管，注浆管的材料必须采用10号亦或是12号的铁丝，并保证每隔2m与钢筋笼主筋牢绑在一块。

布设注浆管路的具体要求为：施工时，要将止水胶带用在螺纹处，且要确保其牢固并拧紧密封完好。在一幅槽段钢筋笼安完之后，要将清水注入到注浆管之中，严查管路的密封性，合格标准为：清水注满注浆管中后，水位平稳不下降。用放置堵头的方式精准堵住露出于墙顶部分的注浆管管口，并将其拧紧，以彻底避免杂物进入注浆管内部，进而保证注浆管路的顺畅。

3.7严查注浆管路

后注浆施工全面开展的最佳时机可选在：地下连续墙墙身混凝土的强度达到设计标准。在正式进行注浆施工之前，严查注浆设备和管路的内部，用清水来疏通导管，以保证注浆导管的顺畅。

3.8浆液配制

在配制水泥浆液时，务必要谨遵设计要求的水泥量和水灰比，水灰比务必严控在0.5－0.6之间，在配制浆液全过程中，将适当比例的外加剂加入其中，在水泥浆液被彻底搅拌好后，一定要用≤3×3mm的滤网来过滤后再进行后续的注浆。

若在注浆时遇到渗透性颇差的地层，那么务必要细化处理水泥浆液，细化时间适宜控制在1－3分钟。

3.9注浆泵量控制

注浆泵量适宜严控在每分钟32L－50L，常规情况下的注浆压力一般严控在0.8MPA－1MPA，务必要一次性完成每幅墙的注浆，两根注浆导管注浆的间隔时长务必确保不得超过八个小时。

3.10后注浆终止标准

当进行墙底后注浆时，一次性将设计浆液全部注入到墙底后便可结束注浆工作。若设计浆液无法做到全部注入，那么即可在注浆量达≥80%时，且泵压值达到2MPA时，停止注浆。

3.11材料

根据现场地层的实际情况，配制时一般可选用P42.5级水泥亦或是P32.5级水泥。在正式施工前，务必将实际用量备足，并谨遵相关规定送检，只有在确认合格后才可投入使用。

3.12 设备

地面注浆和地下注浆装置是后注浆施工设备的两大组成部分。注浆泵、储浆桶、湿磨机、浆液搅拌机、地面管路系统以及观测仪表等若干设备可组成地面注浆装置。而地下注浆装置的组成包括墙身注浆导管和墙底注浆装置（见图2：地下连续墙墙底后注浆示意图）。

图2：地下连续墙墙底后注浆示意图

3.13 注浆泵

压力高且稳、排量小这两点是墙底后注浆对泵要求的重中之重，泵的额定压力务必要大于规定最大压力的两倍，此外要确保泵压最大值＞６MPA，以满足后注浆的开塞要求；泵的排量为每分钟50L－250L，施工时必须采用符合上述要求的注浆泵等。卸荷阀和压力表是注浆泵的必备部件。

3.14浆液搅拌机具

根据现场的实际来配备相应的浆液搅拌机和储浆桶，因为搅拌机是要具备低转速并成大扭矩的，所以要将相匹配的减速器用于其中，搅拌的叶片要选用全断面且均匀拌浆，而且要分层配置，其中搅拌机的制浆能力和储浆桶的实际容量要严格匹配额定的注浆流量，同时要将滤网布置于搅拌机的出浆口。

3.15 管路系统

此系统的构成主要为浆液地面的输送管，要严保其密封性。输送管基本为高压管亦或是无缝钢管，并且务必确保此管能承受2倍以上的最大注浆压力。

3.16注浆导管

钢管、强度较高的PVC管等都可作为注浆导管的材质。在布设注浆导管时要综合考虑注浆的均匀性及其墙厚。墙身注浆导管务必牢固连接并完好密封，连接方式可选用焊接或管箍，并在下放入槽内时同钢筋笼一起。

3.17 注浆器

注浆器在墙底压力注浆施工工艺中尤为关键，注浆时，浆液经过墙身注浆导管，并通过单向阀全部注入到土层之中。注浆器的具体要求为：（1）注浆孔在布设时要考虑到便于浆液的顺利流出，总出浆孔面积要＞内孔截面积；（2）注浆器中一定要配套使用单向阀，只有这样才能确保下入时及下入后，浆液在灌注混凝土的过程中绝对不会进到管内，并且注入后的水泥浆液绝对不会回流；（3）在注浆器上装设注浆孔的保护装置；（4）连接注浆器与注浆管时务必确保其连接简便、牢固且密封性完好；（5）注浆器要确保其构造能够轻松进入到硬质墙底的持力层。

四、质量控制

4.1在布设注浆管时第一步便是要确保材质符合标准要求，此外还要确保其密封性完好。

4.2务必要严格按配方来配制浆液，严保原材料的质量，坚决杜绝出现因离析和泌水而堵塞注浆器及注浆管的情况发生。

4.3施工监测控制

工艺参数指标是施工过程中需要重点监测控制的，在压力、注入速度以及注入量三者之中，控制注入量这项工作尤为关键。

安排专人到现场，详尽记录每幅槽段的实际施工情况，内容确保完整且真实无误，且不漏掉任何一个重要的细节。

结论：结合本人相关的工作经验可知，对于围护和结构“两墙合二为一”的这一类地下连续墙，后注浆工艺是首选也是佳选，此工艺可永久地加固相关结构，可显著且有效提高地下连续墙的承载能力、减少其沉降量并稳固结构。

参考文献：

[1]《建筑地基基础施工质量验收规范》GB50202-2018

[2]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015