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摘要：本文对某水厂扩建工程的施工实践，对水工构筑物案例进行分析。
关键词：软土地基；构筑物；工程
1 工程概况
1.1 反应沉淀池结构形式
反应沉淀池为现浇钢筋混凝土结构，分东、西2个池体，每个沉淀池底板尺寸为宽×长＝15.64m×114.40m，设4条伸缩缝将结构划分为5段（18.1m+3×23.9m+24.4m）。沉淀池采用D=426mm水泥粉煤灰碎石桩复合地基，桩体按立方体抗压强度≥15MPa控制。CFG桩横向×纵向排距＝1900×1900mm、1900×2000mm、1900×1750mm，其中964根碎石桩有效桩长为15.0m，91根碎石桩有效桩长为14.0m，133根高压旋喷桩桩长为14.0m，水泥掺量为30%～35%。在CFG桩顶先铺设30cm砂石褥垫层，其上浇筑10cm厚素混凝土垫层后再施工沉淀池结构。
1.2 工程地质情况
沉淀池场地地面标高为2.20m，根据岩土勘察报告，施工场地在沉淀池施工影响范围内的土体均为第四纪松散沉积物，成因以滨海相沉积为主，主要分成如下6个工程地质层，自上而下依次为：素填土：灰色，湿，以粉质粘土为主，夹较多植物根茎，土质松散，不均匀。层底标高-0.02～1.43m，层厚0.30～2.40m。粉质粘土：黄色，湿～饱和，土质较均匀。层底标高0.46～0.53m，层厚0.0～0.90m。淤泥质粉质粘土：灰黄～灰色，饱和，土质较均匀。层底标高-13.07～-11.19m，层厚11.70～13.60m。粘土：灰～灰黄色，饱和，可塑，夹少量淤质粘性土条带，土质较均匀。层底标高-12.97～-12.79m，层厚0.0～1.60m。粘质粉土：黄色，湿，夹较多软塑状粘性土薄层，土质欠均匀。层底标高-14.32～-13.57m，层厚0.0～1.50m。粉砂：黄～灰色，饱和，局部密实，夹少量淤质粘性土条带，土质欠均匀。层底标高-16.63～-13.97m，层厚1.40～3.50m。对本工程有影响的地下水类型主要为孔隙潜水（根据当地经验承压水对基坑开挖及基桩施工的影响可不予考虑），勘察期间测得钻孔内初见水位标高在1.13～1.20m之间，稳定水位标高在1.25～1.33m之间，地下水位年变化幅度在1.5m左右。场地环境地质条件为湿润区含水量w≥30％的弱透水土层。
2 工后沉降变形监测
沉淀池结构施工结束后进行了满水试验，在注水至1/3试验深度期间，根据沉降观测，沉淀池西区的西1、2区伸缩缝两侧的观测点42、43点沉降值偏大，沉降量最大达8.35cm（见图1）。
为控制沉淀池进一步沉降，现场停止向池内注水，并对西1区、西2区的施工缝两侧各10m范围进行了注浆处理，浆液采用PC32.5水泥浆掺7%水玻璃，水灰比0.5～0.6，注浆孔间距0.8m，加固深度为结构以下3m。为方便施工，采用从沉淀池底板外侧斜向打入（见图2）。
为防止浆液流窜出基底范围，在注浆处理前，在结构边缘30cm处打设了一排注浆帷幕，注浆深度5m。
3 地基处理方案
为控制沉淀池的沉降，采用沉淀池内部底板开孔注浆措施，通过控制注浆压力、注浆范围等以达到：（1）沉淀池沉降基本稳定。（2）局部不均匀沉降处沉降差控制在1cm以内。（3）累计沉降较大处的最终沉降接近平均值。
3.1 注浆孔位设计
西侧沉淀池的注浆处理主要解决沉淀池整体沉降较大和局部不均匀沉降偏大问题，采用条形加固结合局部加密措施，即在距离侧墙0.5m和4.5m处共打设4排注浆孔，注浆孔间距一般为4m×4m（约为原CFG桩2排间距），在累计沉降较大处及伸缩缝两侧沉降差较大处再加密布孔，间距为2m×2m（约为原CFG桩排距），以上布孔间距可避开原CFG桩。为保护伸缩缝内止水带，在靠近伸缩缝位置的布孔需距离伸缩缝1m。
3.2 注浆参数
（1）注浆范围：底板以下0～5m。
（2）浆液：底板以下2～5m范围采用PC32.5单液浆，水灰比0.5～0.6，当发生窜浆导致注浆压力不增长时，可外掺3%～6%水玻璃或选用较小水灰比；底板以下0～2m范围采用PC32.5双液浆，外掺7%～10%水玻璃，以加快浆液凝固速度，确保注浆压力和减小注浆时对底板的影响。
（3）注浆压力：底板以下2～5m范围按0.2～0.5MPa执行；底板以下0～2m范围按0.1～0.15 MPa执行；伸缩缝部位底板以下0～2m范围按不大于0.1 MPa执行（具体以使池体少量上抬接近或略小于平均沉降量为准）。
（4）水泥掺入比：不小于100kg/m3。
3.3 注浆施工方法
（1）为保证注浆效果，先从观测点42、43处（即西1、2区伸缩缝处）12只孔施工，通过观测注浆过程中及注浆后结构沉降情况调整注浆参数，为其它点的注浆提供参考。
（2）底板开孔：按设计间距放出注浆孔位置后，用人工凿除底板表层保护层（深度5cm，直径约20cm）暴露出底板钢筋后，用混凝土取芯机钻孔至砂石褥垫层，钻孔直径略大于注浆管直径。底板开孔尽量不损伤底板钢筋，开孔若损伤底板上层钢筋在注浆完成后进行焊接修补。
（3）分层注浆：打入注浆管至褥垫层以下5m，开启注浆泵注入配置好的混合浆液，并根据注浆压力大小，控制提升周期，及时调整浆液参数。
（4）注浆从下向上分层进行，每次提升高度约30cm。为防止加密布孔处相邻注浆孔窜浆，钻孔注浆需间隔进行。
（5）注浆时底板上孔洞在施工时一部分为注浆孔，同时另一部分作为应力释放孔和观测孔。
（6）注浆过程中要加强沉降情况、冒浆情况的观测工作，并做好相应记录。
（7）注浆孔封堵可待水池满水试验结束后再施工。
3.4 底板孔洞防水处理
参照本工程相关伸缩缝防水要求，沉淀池底板上开设的孔洞在池体进行满水试验后再进行封堵，以便后期根据需要进行补充注浆。具体封孔措施如下：
（1）注浆结束后，用清水、钢丝刷清理注浆孔及周边底板混凝土，然后排除孔内积水。
（2）用PU1弹性密封膏加沥青麻丝填充注浆孔，填充厚度约15cm（从素混凝土垫层底至进入底板约5cm）。
（3）在注浆孔及底板孔洞四周封闭安放缓膨型遇水膨胀止水条（见图3），然后用底板混凝土同标号微膨胀混凝土填充注浆孔，并做好养护。
3.5 底板裂缝处理
待水池满水试验满足规范标准后，排除池内蓄水，检查底板等部位的裂缝情况，并用探测仪检查裂缝深度及宽度，如裂缝深度未贯穿底板，可采用高压水冲洗并风干后，用环氧树脂注入裂缝修补。
3.6 沉降变形监测
为准确掌握压密注浆期间沉淀池西区的沉降变化情况，在注浆施工期间必须全程跟踪观测。本次注浆施工在池体内部进行，因此沉降观测点位布置在池体内部，相对均匀地布置在各池体内壁上。注浆施工分两班施工，沉降观测每天2次。同时加强已有裂缝的观测，每天记录裂缝宽度1次，并注意观察其他部位是否有新的裂缝出现，及时上报监理、设计、业主协商解决。
4 处理效果
压密注浆是利用一定的压力灌入浓度较大的水泥浆或化学浆液，注浆开始时浆液总是先充填较大的空隙，然后在压力下渗入土体孔隙。随着土层孔隙水压力升高挤压土体，直至出现剪切裂缝，浆液随之充填裂缝，形成浆脉。浆脉在形成过程中由于占据了土体中一部分空间，加上土层内孔隙被浆液所渗透，从而将土体挤密，构成了新的浆脉复合地基，改善了土体的强度和防渗性能，同时也改变了土体物理力学性质，提高了软土地基的承载力。
在注浆管端部附近形成浆泡，当浆泡的直径较小时，灌浆压力基本沿钻孔的径向扩展。随着浆泡尺寸的逐渐增大，便产生较大的上抬力而使地面抬动。通过在反应沉淀池底板开孔压密注浆，反应沉淀池沉降量明显减小，通过沉降观测数据可知，感测点位之间的沉降差也得到了有效控制。
关键词：软土地基；构筑物；工程
1 工程概况
1.1 反应沉淀池结构形式
反应沉淀池为现浇钢筋混凝土结构，分东、西2个池体，每个沉淀池底板尺寸为宽×长＝15.64m×114.40m，设4条伸缩缝将结构划分为5段（18.1m+3×23.9m+24.4m）。沉淀池采用D=426mm水泥粉煤灰碎石桩复合地基，桩体按立方体抗压强度≥15MPa控制。CFG桩横向×纵向排距＝1900×1900mm、1900×2000mm、1900×1750mm，其中964根碎石桩有效桩长为15.0m，91根碎石桩有效桩长为14.0m，133根高压旋喷桩桩长为14.0m，水泥掺量为30%～35%。在CFG桩顶先铺设30cm砂石褥垫层，其上浇筑10cm厚素混凝土垫层后再施工沉淀池结构。
1.2 工程地质情况
沉淀池场地地面标高为2.20m，根据岩土勘察报告，施工场地在沉淀池施工影响范围内的土体均为第四纪松散沉积物，成因以滨海相沉积为主，主要分成如下6个工程地质层，自上而下依次为：素填土：灰色，湿，以粉质粘土为主，夹较多植物根茎，土质松散，不均匀。层底标高-0.02～1.43m，层厚0.30～2.40m。粉质粘土：黄色，湿～饱和，土质较均匀。层底标高0.46～0.53m，层厚0.0～0.90m。淤泥质粉质粘土：灰黄～灰色，饱和，土质较均匀。层底标高-13.07～-11.19m，层厚11.70～13.60m。粘土：灰～灰黄色，饱和，可塑，夹少量淤质粘性土条带，土质较均匀。层底标高-12.97～-12.79m，层厚0.0～1.60m。粘质粉土：黄色，湿，夹较多软塑状粘性土薄层，土质欠均匀。层底标高-14.32～-13.57m，层厚0.0～1.50m。粉砂：黄～灰色，饱和，局部密实，夹少量淤质粘性土条带，土质欠均匀。层底标高-16.63～-13.97m，层厚1.40～3.50m。对本工程有影响的地下水类型主要为孔隙潜水（根据当地经验承压水对基坑开挖及基桩施工的影响可不予考虑），勘察期间测得钻孔内初见水位标高在1.13～1.20m之间，稳定水位标高在1.25～1.33m之间，地下水位年变化幅度在1.5m左右。场地环境地质条件为湿润区含水量w≥30％的弱透水土层。
2 工后沉降变形监测
沉淀池结构施工结束后进行了满水试验，在注水至1/3试验深度期间，根据沉降观测，沉淀池西区的西1、2区伸缩缝两侧的观测点42、43点沉降值偏大，沉降量最大达8.35cm（见图1）。
为控制沉淀池进一步沉降，现场停止向池内注水，并对西1区、西2区的施工缝两侧各10m范围进行了注浆处理，浆液采用PC32.5水泥浆掺7%水玻璃，水灰比0.5～0.6，注浆孔间距0.8m，加固深度为结构以下3m。为方便施工，采用从沉淀池底板外侧斜向打入（见图2）。
为防止浆液流窜出基底范围，在注浆处理前，在结构边缘30cm处打设了一排注浆帷幕，注浆深度5m。
3 地基处理方案
为控制沉淀池的沉降，采用沉淀池内部底板开孔注浆措施，通过控制注浆压力、注浆范围等以达到：（1）沉淀池沉降基本稳定。（2）局部不均匀沉降处沉降差控制在1cm以内。（3）累计沉降较大处的最终沉降接近平均值。
3.1 注浆孔位设计
西侧沉淀池的注浆处理主要解决沉淀池整体沉降较大和局部不均匀沉降偏大问题，采用条形加固结合局部加密措施，即在距离侧墙0.5m和4.5m处共打设4排注浆孔，注浆孔间距一般为4m×4m（约为原CFG桩2排间距），在累计沉降较大处及伸缩缝两侧沉降差较大处再加密布孔，间距为2m×2m（约为原CFG桩排距），以上布孔间距可避开原CFG桩。为保护伸缩缝内止水带，在靠近伸缩缝位置的布孔需距离伸缩缝1m。
3.2 注浆参数
（1）注浆范围：底板以下0～5m。
（2）浆液：底板以下2～5m范围采用PC32.5单液浆，水灰比0.5～0.6，当发生窜浆导致注浆压力不增长时，可外掺3%～6%水玻璃或选用较小水灰比；底板以下0～2m范围采用PC32.5双液浆，外掺7%～10%水玻璃，以加快浆液凝固速度，确保注浆压力和减小注浆时对底板的影响。
（3）注浆压力：底板以下2～5m范围按0.2～0.5MPa执行；底板以下0～2m范围按0.1～0.15 MPa执行；伸缩缝部位底板以下0～2m范围按不大于0.1 MPa执行（具体以使池体少量上抬接近或略小于平均沉降量为准）。
（4）水泥掺入比：不小于100kg/m3。
3.3 注浆施工方法
（1）为保证注浆效果，先从观测点42、43处（即西1、2区伸缩缝处）12只孔施工，通过观测注浆过程中及注浆后结构沉降情况调整注浆参数，为其它点的注浆提供参考。
（2）底板开孔：按设计间距放出注浆孔位置后，用人工凿除底板表层保护层（深度5cm，直径约20cm）暴露出底板钢筋后，用混凝土取芯机钻孔至砂石褥垫层，钻孔直径略大于注浆管直径。底板开孔尽量不损伤底板钢筋，开孔若损伤底板上层钢筋在注浆完成后进行焊接修补。
（3）分层注浆：打入注浆管至褥垫层以下5m，开启注浆泵注入配置好的混合浆液，并根据注浆压力大小，控制提升周期，及时调整浆液参数。
（4）注浆从下向上分层进行，每次提升高度约30cm。为防止加密布孔处相邻注浆孔窜浆，钻孔注浆需间隔进行。
（5）注浆时底板上孔洞在施工时一部分为注浆孔，同时另一部分作为应力释放孔和观测孔。
（6）注浆过程中要加强沉降情况、冒浆情况的观测工作，并做好相应记录。
（7）注浆孔封堵可待水池满水试验结束后再施工。
3.4 底板孔洞防水处理
参照本工程相关伸缩缝防水要求，沉淀池底板上开设的孔洞在池体进行满水试验后再进行封堵，以便后期根据需要进行补充注浆。具体封孔措施如下：
（1）注浆结束后，用清水、钢丝刷清理注浆孔及周边底板混凝土，然后排除孔内积水。
（2）用PU1弹性密封膏加沥青麻丝填充注浆孔，填充厚度约15cm（从素混凝土垫层底至进入底板约5cm）。
（3）在注浆孔及底板孔洞四周封闭安放缓膨型遇水膨胀止水条（见图3），然后用底板混凝土同标号微膨胀混凝土填充注浆孔，并做好养护。
3.5 底板裂缝处理
待水池满水试验满足规范标准后，排除池内蓄水，检查底板等部位的裂缝情况，并用探测仪检查裂缝深度及宽度，如裂缝深度未贯穿底板，可采用高压水冲洗并风干后，用环氧树脂注入裂缝修补。
3.6 沉降变形监测
为准确掌握压密注浆期间沉淀池西区的沉降变化情况，在注浆施工期间必须全程跟踪观测。本次注浆施工在池体内部进行，因此沉降观测点位布置在池体内部，相对均匀地布置在各池体内壁上。注浆施工分两班施工，沉降观测每天2次。同时加强已有裂缝的观测，每天记录裂缝宽度1次，并注意观察其他部位是否有新的裂缝出现，及时上报监理、设计、业主协商解决。
4 处理效果
压密注浆是利用一定的压力灌入浓度较大的水泥浆或化学浆液，注浆开始时浆液总是先充填较大的空隙，然后在压力下渗入土体孔隙。随着土层孔隙水压力升高挤压土体，直至出现剪切裂缝，浆液随之充填裂缝，形成浆脉。浆脉在形成过程中由于占据了土体中一部分空间，加上土层内孔隙被浆液所渗透，从而将土体挤密，构成了新的浆脉复合地基，改善了土体的强度和防渗性能，同时也改变了土体物理力学性质，提高了软土地基的承载力。
在注浆管端部附近形成浆泡，当浆泡的直径较小时，灌浆压力基本沿钻孔的径向扩展。随着浆泡尺寸的逐渐增大，便产生较大的上抬力而使地面抬动。通过在反应沉淀池底板开孔压密注浆，反应沉淀池沉降量明显减小，通过沉降观测数据可知，感测点位之间的沉降差也得到了有效控制。