北京市城德建设工程有限公司

一、工程概况：
　　洲际大厦位于北二环路与中轴路交叉处的东北侧(原北京仪表四厂)，1996年始建、2000年投入使用，框剪结构，地上十七层、地下三层，天然地基，基础施工时采用人工降水和护坡桩支护处理。大厦投入使用后建筑物周围地面出现不均匀沉降，2002年以来地面不均匀沉降现象加剧，受其影响，建筑物东侧自来水管线、供油管线、地下污水管线断裂；南侧地下车库出入口通道地面及南墙出现裂缝；建筑物西侧有几处较明显沉降。
资料显示：
1、     建筑物周围地面沉降测量(中国建筑开发总公司于2003年1月21日测量)：
1)      地下车库出口地面沉降量为30厘米，车库南墙裂缝2~3厘米；
2)      建筑物东侧地面沉降量为0.5~7.0厘米；
3)      建筑物北侧地面沉降量为3.5~10.0厘米；
4)      化粪池处地面沉降量为5.0~20.0厘米；
5)      建筑物东侧地24#、37#、52#附近及44#~46#地面下有0.5~1.0米的空洞。
　　建筑物周围地面沉降量详细情况见右图。
　　地面沉降观测资料揭示出：建筑物周围地面除南侧和西南角外均有明显的沉降，沉降量为0.5~30.0厘米，东侧和南侧沉降较为连续。
2、      洲际大厦周围及地下车库出口地层勘探结果：
2—2剖面：回填土①1~①5层，空洞厚度为2.5米，空洞标高为38.25米。
6—6剖面：回填土①1~①5层，空洞厚度为1.5米，空洞标高37.47米。
8—8剖面：回填土①1~①5层，间断性空洞、最大厚度为3.0米，局部有6米多泥浆层。
9—9剖面：护坡桩外侧①1、①2、②、③1、③2、③3、④分层；护坡桩间为回填土①1、①2、①4分层，有6米多泥浆层。
10—10剖面：回填土①1~①5层，局部有近9米泥浆层。
15—15剖面：护坡桩内侧为①1~①5层回填土，有1.5米空洞和3米多泥浆层。
16—16剖面：在①3层处有2.0米的空洞。
20—20剖面：均为回填土，有两层空洞，最大空洞量分别为3.3米和1.1米。
　　勘察孔位所涉及之处揭示出：护坡桩以内的基槽均为较稀疏松散的回填土，潜水位下面均有不同程度的空洞，空洞厚度一般为1.5~3.0米；护坡桩间因水土流失造成大量的泥浆层，泥浆层厚度最大达9米，桩间局部有空洞，桩间地层分布不稳定且欠密实，护坡桩以外地层大多为原状土，局部有空洞。
3、      护坡桩外侧地层物探结果：
　　西南角为地层松散区，探测范围为4.0~5.0米，松散厚度一般为3.8~12.0米，松散区向东延伸30米、向南延伸55米。在东南侧有25米长深度为5.0~11.0米的不均匀区域。深部地层未发现空洞。
4、      资料记载：
a、护坡桩施工时桩间土流失、断桩下土壤空虚等图片(如右图)。
b、地面塌陷明显处经开挖所揭示的浅部地层状况(见右下图)。
c、基础沉降后引起周围道路、绿地、围墙等设施破损情况。
d、同时也有记载上层滞水泡槽的资料以及基坑回填时上层滞水的不利影响。
　　通过以上不同方法对地基状况详实勘验和有关资料的描述，
　　洲际大厦周围地面的沉降是护坡桩施工和基础回填处理等多方面严重不当所造成的基础病害。为避免更大危害的产生，应对基础病害进行合理有效彻底的治理。
　　本方案将结合基础病害的实际情况以及我公司近年来处理类似问题成熟的施工工艺和施工手段对大厦周围地面的沉降、基础松软空虚提出完整的治理方案。
　　本方案将通过采用二重管无收缩A、C液双液注浆填充加固施工，对大厦周围松散空洞的地基进行增强注浆处理，使基础得到有效的填充，经注浆填充加固后，原松散的地基与注浆材料形成具有一定抗压强度和支承保护作用的固结土体。由于注入的材料不收缩不膨胀，处理后的基础会永久保持稳固。同时在保证质量的前提下，根据地层含水情况采用不同的注浆材料对基础进行分层加固处理，以降低施工成本。二重管无收缩A、C液双液注浆进行地基基础处理，施工简便、有效、可控，所用材料对环境及地下水无污染。
二、工程地质和水文地质条件：
　　工程地质情况详见《岩土工程勘察报告—北京洲际大厦周围地面沉降调查》。
　　水文地质条件：所揭露地面下16米内的地层地下水共分为两层，第一层为上层滞水，水位在6.5 ~9.0米之间；第二层为潜水，初见水位为13.5~ 15.0米之间，地下水有污水臭味。
三、设计依据
　　　1.《北京洲际大厦周围地面沉降调查岩土工程勘察报告》（2003年1月）中国建筑技术开发公司
2. 《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-91）
3. 《既有建筑地基基础加固技术规范》（JGJ123-2000）
4. 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
5. 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
6. 《北京市仪表四厂改建工程基础底板平面图》
四、施工方案设计：
　　本方案所述的二重管无收缩A、C液双液注浆在地基土填充加固和暗挖隧道工程的止水、加固等施工中处于领先地位。目前进行了大量的地基土填充、加固和止水等施工(如：①天外天地下室背后填充注浆、东单路口热力隧道止水帷幕注浆施工、②古城地铁车辆段车检库轨道基础填充加固及抬高注浆施工、③东四环路东风桥辅路沉降区填充注浆施工、④津京塘高速公路天津段路基填充加固注浆施工、⑤北京城市铁路14标段建材大厦东门厅及冷却塔地基土加固处理等)，详细见附表。
　(一)、注浆原理：
　　注浆时在不改变土层组成的情况下，通过地面注浆，使基础土颗粒间的空隙充满浆液并使其固化，达到改良土层性状的目的。其注浆特性是使该土层粘结力 (c)、内磨擦角(j)值增大，从而使地层强度增加。
　　注浆达到一定压力后，在注浆孔周围会产生一定大小的泡体。随着压力的不断增加，在浆液泡体上方的土体会产生一个倒园锥形的剪切面；另一方面，当浆液泡体的直径（r）增大时，周围的土体将提供越来越大的阻力，详见注浆原理图(一)。
　　设浆液泡体的向上总压力为Fy，浆液泡体的水平总压力为Fx，园柱形浆液泡体的平面投影面积为Ay，圆柱形浆液泡体的侧面面积为Ax。
　　则有：Ay= π×r²/4     Fy=σ×AyΔσπ
　　　　　Ax =2π×r²×l   Fx=σ×Ax
　　因为σ值唯一，所以Fy的增加与浆液直径r的平方成正比，而Fx的增加与浆液直径的一次方成正比。因此浆液向上总压力的增加幅度远大于总水平力的增加幅度。在一定压力下，浆液泡体直径达到了一个极限值Rmax，上指压力Fy大得足以使地面隆起，这就是所谓的填充压实原理。
(二)、二重管无收缩A、C液双液注浆工艺
1、工艺流程：
　　采用TXU-75A型钻机双管单动回转钻进成孔，SYB-60/160型注浆泵双液注浆。
2、工艺要求：
　　(1) 定桩位：严格按照施工布置图进行测量放线定位。
　　(2) 钻机就位：对孔位时，应在测量人员控制下进行，以保证其垂直度。钻机就位时，须将路基垫平填实，钻机按指定位置就位，并须在技术人员指导下，调整钻杆的垂直度。对准孔位后，钻机不得移位，大小臂也不得随意起降。
　　(3) 钻进成孔：第一根注浆孔施工时，要慢速钻进，掌握土层对钻机钻进的影响情况，以确定在该土层条件下的注浆参数。密切观察溢水出水情况，出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因再进行施工。
　　(4) 提升钻杆：严格控制提升幅度，每步不大于20cm，匀速上升，注意钻机参数变化。
　　(5) 浆液配比：采用标准计量工具，按照设计配方配料。
　　(6) 注浆：严格控制注浆压力，同时密切关注注浆量变化，当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆时，应立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆设计参数或移位等措施重新注浆。
3、二重管双液注浆质量标准：

内容	标准
孔位偏差	±20 mm
孔距偏差	±100mm
钻杆垂直度	<1%
注浆压力	±5%
注浆量	10%
提升幅度	±10mm

(三)、施工方法选择：
　　一般地段采用双重管地面垂直注浆施工方法，有地下管线等障碍时采用地面倾斜放射施工方法注浆。即本工程将以垂直注浆施工方法为主，地下车库出口处及避让地下油箱等地下物时采用地面倾斜放射注浆的施工方法为辅的垂直注浆和倾斜注浆相结合的施工方法。
五、注浆加固：
(一)、注浆材料：
1、其特性对地下水而言，不易溶解；
2、对不同地层土，凝结时间可调节；
3、对含砂层能控制浸透距离；
4、高强度；
5、注浆材料配比：
A、B(C)双液注浆材料：

A 液	B 液	C 液
硅酸钠 130L 水 70L	Gs剂 8.5% P剂 4.5% H剂 6.7% C剂 7.1% 水	水泥 47% H 剂 5.6% C 剂 4.2% XPM剂 5.4% 水
200L	200L	200L
注：溶液由A、B液组成；悬浊液由A、C液组成

水泥浆材料配比：水灰比为0.4~0.6:1，掺加早强剂，凝结时间控制在15~20分钟。
6、注浆材料特性：
(1)、注浆固化时间及凝结强度：
　　由于注浆材料特性差异较大，注浆时根据地质条件及注浆目的选择适当的注浆材料，以增加可注性和注浆后土体实际效果。不同注浆材料特性见图二、三、四。
(2)、注浆效果的耐久性：
　　无收缩注浆工法，由于采用有针对性的特殊材料，其效果的耐久性比其他注浆办法有较大优点。不同材料的耐久性比较见图五。
(二)、注浆范围分区及分区注浆顺序：
1、注浆范围分区：根据基坑、护坡桩范围大小和塌陷情况，注浆处理分四部分进行，即大厦北侧区、大厦东侧区、地下车库出口处、西侧化粪池塌陷处。
(1)、大厦北侧区域：
　　宽度：4.8m(2m肥槽、0.8m护坡桩、2m护坡桩外侧土层)，由于建筑物北侧结构复杂，肥槽实际范围可能大于预计宽度，施工过程中应对加固宽度进行合理调整。
　　长度：55.5m；
　　深度：13m(-2~-15m)，其中：
1) 平均初见水位线下7m范围内采用二重管A、C无收缩双液注浆处理；
2) 水位线以上6m的范围采用普通水泥浆注浆处理；
3) 东北角应根据地面沉降区域适当加大注浆加固范围；
4) 护坡桩外侧均采用普通水泥浆注浆处理。
(2)、大厦东侧区域：
　　宽度：4.8m(2m肥槽、0.8m护坡桩、2m护坡桩外侧土层)；
　　长度：57.5m
　　深度：13m(-2~-15m)，其中：
1)         平均初见水位线下7m范围内采用二重管A、C无收缩双液注浆处理；
2)         水位线上6m范围采用普通水泥浆注浆处理。
3)         护坡桩外侧均采用普通水泥浆注浆处理。
(3)、地下车库出口处：
　　宽度：8m；
　　长度：12m；
　　深度：15m，采用二重管A、C无收缩双液注浆处理。
(4)、西侧化粪池塌陷处：
　　宽度：5m；
　　长度：10m；
　　深度：15m，采用二重管A、C无收缩双液注浆处理。
2、分区注浆顺序：
(1)、先注原护坡桩外侧区域；
(2)、后注护坡桩内侧即肥槽区；
(3)、肥槽区内先注东侧南端和北侧西端，这样先封闭两端形成封闭环境，以避免浆液外流。
(4)、再在这个封闭区域内注浆。
(三)、注浆参数：
1、注浆压力：A、C无收缩双液注浆压力应控制在0.3~0.5Mpa。单液水泥浆注浆压力应为0.1~0.3Mpa。
2、土体注入率：综合注入率为25%~35%。因地层空洞量较难准确计算，应根据实际填充量推算。
(四)、注浆孔的配置：
1、大厦北侧、东侧注浆区域的孔位配置：
　　护坡桩内的注浆孔采用双排交叉布置，孔距为1.5m(如下图)；护坡桩外注浆孔采用单排布孔，孔距为1.6 m，孔位与护坡桩桩间相对应。
　　采用地面垂直注浆施工。
2、地下车库出口处、西侧化粪池塌陷处的孔位配置：
　　在地下车库出口南墙外采用倾斜放射注浆，孔间距为1米(见斜孔注浆图七)。西侧化粪池塌陷处沿化粪池周边及塌陷处布设倾斜注浆孔，孔间距为1米。
(五)、注浆施工过程：
地面垂直注浆施工工序：
1、钻注浆孔。
2、注入浆液。
3、每一注浆孔完成后，拔出注浆管，封堵注浆孔。
4、进行下一注浆孔施工。
(六)、注浆施工中对建筑物及构筑物的保护：
1、天然气、上水管线：凿除2002年12月6日塌方时回填的混凝土，减轻上部荷载，然后采用钢管混凝土桩支撑悬挂。
2、通信电缆：建议临时改线空中悬挂。
3、污水管线：采用安放自控泵临时改线排污。
4、储油灌及化粪池：清除上部浮土，布设沉降观测点跟踪监测。
5、地下车库出口：墙外斜孔注浆施工，保证车道正常使用。
六、注浆施工程序及人员组织：(略)
七、工程质量保证体系：
　　在本工程注浆施工中，应以严格组织管理体系和科学严谨的质量体系来保证工程质量。
(一)、质量控制：
1、工程质量严格按照本工程制定，并经甲方和监理工程师认可的施工方案执行，严格按国家有关技术规范、规程、标准控制施工。
2、根据施工程序，严把钻孔深度、配料注浆压力、注浆量关，每一道工序均安排专人负责，并记录好每一道工序的原始数据。
(二)、工程质量保证制度：
1、成立工程项目经理负责人质量管理小组，完善质量保证体系的质量管理责任制，严格按照质量体系中规定的责权要求运行。
2、定期召开质量分析会议，组织质量教育，严格执行“三检”制度，加强技术交底工作，强化工序控制，由责任化强经验丰富的工程师提任质量控制人员，配合监理工程师实施监督检查，保证工程质量。
3、加强现场施工材料管理，严格执行进料检验程序，保证施工材料满足设计和规范要求，不合格材料不得进场使用，确保工程质量。
4、配备好施工机具和计量工具以满足施工要求，建立健全各种资料、原始记录、使之成为评价工程质量的重要依据。
5、加强与甲方，监理的配合，认真接受指导和监督。
(三)、工程质量措施：
1、钻孔施工：开钻前，应严格按照施工布置图，布好孔位。钻机定位要准确，开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不得大于2cm。钻杆度不得大于1°。钻孔时，密切观察钻进进度，溢水出水情况，出现大量溢水出水状态，应立即停钻，分析原因再进行施工。
2、配料：采用经计量准确的计量工具，严格按照以设计配方配料施工。
3、注浆：注浆一定要按程序施工，每段进浆要准确，注浆压力一定要严格控制，专人操作。当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆时，应立即停止注浆，每段注浆量应严格设计进行，跑浆时，应采取措施确保注浆量满足设计要求。
4、注浆完成后，应采用措施保证注浆水不溢浆跑浆。
5、每道工序均要按排专人，负责每道工序的操作记录。
6、整个注浆施工应密切注意和防止地面出水溢浆、隆起等情况，加强对施工地段的沉降观测。
八、安全措施及文明施工：
(一)、安全措施：
1、建立健全各种岗位责任制，严格执行现场交接制度。
2、钻机注浆泵及高压管路必须验试运转，确认机械性能和各种阀门管路，压力表完好后，方准施工。
3、每次注浆前，要认真检查安全阀、压力表的灵敏度，并调整到规定注浆压力位置。
4、安装高压管路和泵头各部件时，各丝扣的联接必须拧紧，确保联接完好。
5、注浆过程中，禁止现场人员在注浆孔附近停留，防止密封胶冲式阀门破裂伤人。
6、注浆时不得随意停水停电，必要时要事先通知，待注浆完成并冲洗后才可停水停电。
7、注浆施工期间，必须有专门机电修理工，以便出现机械和电器故障时能及时处理。
8、注浆现场操作人员必须配制安全帽、防护眼镜、口罩和手套等劳保用品，方可进行注浆施工。
(二)、文明施工：
1、围挡设施：施工现场围挡应封闭严密、完整、牢固、美观，上口沿要平、外立面要直，高度不低于1.8m，沿街围挡应使用金属板材。
2、施工现场的各种标牌字体应书写正确、规范、工整、美观，并经常保持整洁完好。
3、施工现场内整洁，无杂物。
4、施工现场要有排污池，及时清理沉淀物，保持现场清洁。
九、注浆施工组织管理系统：（略）
十、注浆效果检测手段：
1、注浆检验时间在注浆结束28天后进行。采用标准贯入触探对加固地层进行检测。
2、注浆检验点为注浆孔数的2%-5%。当检验点合格率小于或等于80%，或虽大于80%但检验点的平均值达不到强度设计要求，应对不合格的注浆区实施重复注浆。
十一、施工工程量及施工工期：
(一)、施工工程量：
工程量统计表

工程量注浆分区	注浆成孔延米(m)	注浆量(m³)		备注
工程量注浆分区	注浆成孔延米(m)	双液浆	单液浆	备注
建筑物北侧区域	1620	155.4	590.5	注浆成孔延米和注浆量为概略值。
建筑物东侧区域	1680	161.0	611.8
地下车库出口	720	249.6	——
西侧化粪池	330	130.0	——
合计	4350	695.0	1202.3

(二)、施工工期：
　　施工机具4套，每套施工机具按2班计算，每班实际工作时间10小时，每套每班施工3个注浆孔，一天完成24个注浆孔，计划工期15天(约300个注浆孔)。