台山核电站常规岛废液储存罐HQL厂房位于核电厂东平台，平面尺寸36.2 m×26 m，属于核电厂抗震II类物项，根据岩土工程勘测报告，该建筑范围内有8～10 m厚度的回填土，回填土材料为开山碎石，夹有部分砂土，回填土下为砂土层和强风化花岗岩，该区域前期通过强夯处理。由于HQL属核电厂抗震II类物项，设计要求剪切波速不小于400 m/s，根据强夯检测报告，现有强夯地基剪切波速不能满足设计要求，需对该区域地基进行处理。

根据类似工程经验，对于核安全相关的抗震物项，常规地基处理方式为换填素混凝土，以便满足地基剪切波速不小于400 m/s的要求。

对于台山核电站废液储存罐厂房地基，根据勘察报告和现场实际查看，回填土层多为开山碎石和砂土，可考虑采用高压注浆法将水泥浆注入土体，并均匀填充土体空隙，从而形成碎石、砂和水泥浆三者组成的结石体^[3]，提高土体的强度，并减小孔隙比，从而达到提高土体的剪切波速的目的。下面从技术可行性和经济性对地基处理方案进行分析，见表1和表2。

分析可知：采用水泥高压注浆方案和换填素混凝土方案在技术上皆可行。换填素混凝土方案由于需要进行深基坑开挖和支护，对周边施工条件影响大，有一定安全风险，且费用较高。采用水泥高压注浆施工工艺成熟，对周边环境影响小，造价低，虽然存在上部局部土层仍不满足剪切波速要求的风险，但可能性较小，通过重复灌浆或局部换填方式进行处理的代价小。采用水泥高压注浆费用约438.93万元，采用换填素混凝土约606.79万元。因此，采用水泥高压注浆方案。

在全面施工之前，选取HQL基础范围内的二块8 m×8 m的区域(A区、B区，见图2阴影区域)，进行试注浆。

图  1  试灌浆区域平面布置图

Figure 1.  Plan of test-grouting area

图  2  剪切波检测波速平均值

Figure 2.  Average value of shear velocity

图  3  5#和10#桩钻芯试样

Figure 3.  Core Sample of 5# and 10# Plies

1)钻孔布置：本次试灌浆区域分为A、B区，其中A区域孔距1.5 m，B区域孔距2.5 m，呈正方形布置，其他参数相同。

2)孔径：Ф110 mm。

3)孔深：根据地质勘察报告和强夯检测报告，强风化岩层的剪切波速大于400 m/s，所以孔深为基底至强风化岩的顶面范围内，约11～13 m。

4)水泥浆配合比：水泥：水＝1：1。

1)材料要求：采用PO 42.5普通硅酸盐水泥。

2)钻孔允许偏差：水平偏差为钻孔深度的3%。

3)水泥用量：330～380 ㎏/m，特殊情况除外。

4)　注浆方法：采用分段，多次重复注浆的方式，每一注浆段长度50 cm。

5)注浆压力：5～10 MPa。

6)注浆速度：50 L/min。

7)严格、详细进行施工记录。

按照设计要求，分别对两个试验区域做了跨孔剪切波速检测、钻芯法检测和平板载荷试验检测。

跨孔剪切波检测波速平均值见图2，对于孔距1.5 m的试验区域，地面至地下7.0 m范围内剪切波速小于400 m/s，7.0 m以下深度大于400 m/s，孔距2.5 m的试验区域，地面至地下9.0 m范围内剪切波速小于400 m/s。

芯样完整性一般，芯样侧面表面粗糙，肉眼能看到泥沙，胶结效果不好。建议后续注浆处理时，优化施工工艺和参数，增大水泥浆扩散的范围，提高胶结效果。

各测点承载力特征值均大于200 kPa，满足设计要求。

根据试注浆检测结果，跨孔剪切波速和钻芯检测结果均没有达到预期要求，但从检测结果可知，剪切波速随注浆孔间距、注浆压力和土层深度变化而变化，注浆孔间距越小、注浆压力越大、土层越深，则剪切波速越大，因此，在制定正式注浆方案时对注浆孔布置和注浆压力进行了合理调整：

1)注浆孔的布置采用正三角布置，间距1.50 m，以保证处理后地基连成一体。考虑浆液的均匀渗透，按梅花型布孔。

2)注浆压力调整为10～15 MPa。

3)注浆施工的施工顺序为，先外圈施工，逐步向内圈过渡，外圈的两排注浆加水玻璃以加速水泥浆的凝结。

4)浆液配置：外圈采用混合浆液，即水泥—水玻璃双液快凝浆液，水泥采用PO42.5R普通硅酸盐水泥，水灰比为1：1，水玻璃用量为2.0%；其他区域采用水泥浆，水泥采用PO42.5R普通硅酸盐水泥，水泥用量为270～300 ㎏/m；水灰比为1：1。

5)根据本工程基础标高，将注浆区域分为A、B、C三个区，其中A区注浆顶标高为∇-1.40 m，B区注浆顶标高为∇-1.60 m，C区注浆顶标高为∇-5.60 m(标高为相对标高，∇0.00 m相对当于∇8.80 m)，注浆底标高为强风化岩顶面，注浆深度约为11～13 m。

跨孔剪切波速检测、钻芯法检测、平板载荷试验检测三项检测结果均满足设计要求。

跨孔剪切波速检测结果见表3，跨孔剪切波速平均值均高于400 m/s。

钻芯法检测结果见图4，芯样胶结效果较好，芯样较完整。

图  4  注浆后钻芯试样

Figure 4.  Core sample after grouting

平板载荷试验检测结果表明，各测点地基极限承载力大于400 kPa，承载力特征值均大于200 kPa，满足设计要求。

用高压注浆法提高核安全物项地基的剪切波速，属首次应用，相对于传统的开挖换填方式，该方法充分利用了原有土层，不需要进行大面积开挖和边坡支护，特别对于回填土层较厚的砂类土层地基，具有较大优势。通过本工程的实践，可得出以下结论，供后续类似工程参考：

1)高压注浆法可以有效地提高地基剪切波速，同时通过调整注浆压力、注浆孔间距等注浆参数，可得到不同的剪切波速值，从而满足不同的设计要求。

2)对于回填土层较深的地基，高压注浆法相对于常用的开挖换填方法，占用的施工场地小，对周边环境影响小，施工安全风险小。

3)高压注浆法造价相对较低。

4)提高地基剪切波速为目的高压注浆法处理地基，被处理的土中砂、石含量要高；如果砂、石含量低，应予以特别的重视，必要时，应在施工之前多做几组试验，以确定其适应性及合适的施工参数。