水泥-水玻璃雙液注漿在軟土地基加固中的應(yīng)用

齊凌

（福州市第三建筑工程公司）

水泥-水玻璃雙液注漿在軟土地基加固中的應(yīng)用

齊凌

（福州市第三建筑工程公司）

水泥-水玻璃雙液注漿在軟土地基加固中能及時(shí)充填到土體的空隙中，形成交叉網(wǎng)狀凝固體，有效克服單液注漿加固過(guò)程中造成的土體擾動(dòng)和軟化，增強(qiáng)土的壓縮模量和密實(shí)度，提高地基承載力，確保了工程的施工質(zhì)量和環(huán)境的安全。

雙液注漿；加固；軟土地基

引言

雙液注漿采用水泥和水玻璃作為灌漿材料，具有克服注漿加固中造成的土體擾動(dòng)以及減少固結(jié)沉降的特點(diǎn)，因此當(dāng)雙液注漿填充到土體的空隙中后，由于漿液迅速凝固并且能夠在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到初凝，因此起到對(duì)土體的強(qiáng)化和加固的作用，并且在注漿過(guò)程中雙液漿流失量較少，從而有效提高充填量，及時(shí)對(duì)由多種原因造成的土體損失進(jìn)行了補(bǔ)充。當(dāng)雙液漿對(duì)土體中的空隙填充達(dá)到一定程度的飽和后，會(huì)在壓力持續(xù)作用下逐步擴(kuò)散，不斷充盈空隙，對(duì)四周土體產(chǎn)生擠壓并劈入土體的薄弱部位，形成交叉網(wǎng)狀凝固體，增強(qiáng)土體的壓縮模量和密實(shí)度，提高了承載力。雙液注漿能在短時(shí)間內(nèi)起到加固和強(qiáng)化作用，有效地控制地面構(gòu)筑物下沉，減少最終沉降量。

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介盤昇新港花園1#、3#、4#職工宿舍位于福清市新厝鎮(zhèn)。工程總建筑面積約39900m2，地下室一層。基坑開(kāi)挖前的自然地面標(biāo)高為羅零7.000m，開(kāi)挖后基坑底標(biāo)高為0.330m，基坑開(kāi)挖深度為

6.67 m。工程?hào)|面為在建項(xiàng)目，南面和西面為主干道，地下管線情況復(fù)雜?；又ёo(hù)采用直徑 800mm的鉆孔灌注樁，間距1000mm。

1.2 地質(zhì)情況

根據(jù)福州市勘察院提供的《巖土工程勘察報(bào)告》資料，土層參數(shù)見(jiàn)表1所示。

表1 土的物理力學(xué)性能指標(biāo)

1.3 加固方法

由于支護(hù)樁為懸臂結(jié)構(gòu)，樁頂設(shè)置一道冠梁通過(guò)錨桿與土體拉結(jié)。樁身入土大部份落在淤泥層上，且淤泥層厚度約9～14m，因此在支護(hù)樁基坑底內(nèi)側(cè)被動(dòng)區(qū)3m寬、3m深范圍內(nèi)的淤泥土層采用雙液注漿進(jìn)行土體加固，以減少土方開(kāi)挖施工時(shí)，因基坑底樁身側(cè)向變形過(guò)大，對(duì)周邊構(gòu)筑物造成的不利影響。

2 水泥-水玻璃雙液漿配合比的設(shè)計(jì)

在水泥-水玻璃雙液注漿中，既要達(dá)到要求的擴(kuò)散半徑，又不能使雙液漿的擴(kuò)散半徑太大而造成浪費(fèi)。根據(jù)以往的注漿經(jīng)驗(yàn)，采用35Be′的水玻璃，水灰比取1：1，水泥漿與水玻璃的比為1：1。但在實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)，這種注漿配比漿液的凝結(jié)速度太快，甚至達(dá)不到要求的擴(kuò)散半徑就凝固了，并且注漿泵稍一停下就會(huì)發(fā)生堵管現(xiàn)象，因此施工人員在現(xiàn)場(chǎng)重新做了水玻璃和水泥的配比試驗(yàn)，對(duì)注漿參數(shù)進(jìn)行分析，選擇出合適濃度的水玻璃，再進(jìn)行配比。實(shí)驗(yàn)采用了固定水灰比，僅改變水泥漿與水玻璃漿比例的辦法，做出不同水泥漿與水玻璃漿體積比下的凝膠曲線進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)取水灰比1：1，20Be′濃度的水玻璃，水泥漿與水玻璃漿體積比為1：0.55，是最合適的。這種濃度漿液的初凝與終凝的時(shí)間差較為符合要求，彌補(bǔ)施工中現(xiàn)場(chǎng)稀釋水泥漿產(chǎn)生的誤差，水泥漿濃一些或稀一些都不會(huì)讓初凝與終凝的時(shí)間差變化很大，基本保持在初凝3s，終凝300s，這樣漿液的擴(kuò)散半徑不至過(guò)小或過(guò)大，可以控制在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，并且在施工進(jìn)程中，注漿設(shè)備如果出現(xiàn)故障，有較為充足的時(shí)間進(jìn)行清洗、檢修，而不至于因堵管損壞機(jī)器設(shè)備或高壓輸漿管。

3 水泥-水玻璃雙液注漿施工控制要點(diǎn)

3.1 漿液的制備

采用425#普通硅酸鹽水泥，將水泥漿攪拌均勻，攪拌時(shí)間不小于3min，并測(cè)量水泥漿液密度。水玻璃選用工業(yè)純堿為原料，使用前加水稀釋至20Be′且攪拌均勻。將注漿材料按漿液配比進(jìn)行計(jì)量，水泥等固相材料采用稱量法進(jìn)行計(jì)量，允許偏差為±5%；水和水玻璃按體積進(jìn)行計(jì)量，允許偏差為±1%。水泥漿的水灰比利用泥漿比重計(jì)來(lái)控制。將雙液注漿漿液用篩網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾，漿液溫度保持在10～30℃，然后按設(shè)計(jì)配合比用SM-200-1拌漿桶拌和漿液。

3.2 施工機(jī)具的選擇

水泥-水玻璃雙液注漿采用SYB50/50-1注漿泵，該設(shè)備注漿壓力穩(wěn)定，便于控制，能夠更好地實(shí)現(xiàn)雙液漿的配合比。壓力

表一個(gè)安裝在注漿泵出口，一個(gè)安裝在注漿孔口，并且用塑料薄膜作為壓力表與注漿管之間的隔漿裝置。由于初凝時(shí)間小于1min，因此選擇將混合器設(shè)置在孔底。

3.3 注漿孔的設(shè)置

首先選取部分注漿孔作為先導(dǎo)孔，數(shù)量為總孔數(shù)的3～5%，采取芯樣并核對(duì)底層巖土特性。由于本工程是軟土地基加固，故直接采用鉆桿注漿。采用振動(dòng)法埋管，先沖振壓漿管到達(dá)設(shè)計(jì)深度，再進(jìn)行壓力注漿。針對(duì)注漿管出漿孔堵塞的問(wèn)題，我們選用DN25焊接管，每根管長(zhǎng)1.5～2.0m，前端加工成圓錐形并封焊密實(shí)。焊接管端部1m作花管，花管出漿孔孔徑加大為φ6～φ8mm，采用梅花型布置，孔徑間距為100mm。用橡膠套將溢漿孔套上，這樣不但能確保雙液漿在壓力作用下注進(jìn)土體，而且還能阻止土體中的水和泥砂混入注漿管，影響雙液注漿的施工效果。

圖1

3.4 注漿順序

開(kāi)始注漿時(shí)，發(fā)動(dòng)注漿泵，通過(guò)兩臺(tái)注漿泵兩條注漿管同時(shí)接上Y型接頭，從孔口混合注入孔底擴(kuò)散充填到被加固的土體部位，并將注漿壓力控制在0.1～0.2MPa。為了獲得均勻的流動(dòng)性，得到良好的注漿效果，在3m寬帶范圍內(nèi)布3排孔?？组g距為1.0m，排間距為1.0m，交叉錯(cuò)位排列。采用上行法注漿，自下而上注漿，先注第一排，再注第三排，最后注第二排。單排采用跳孔間隔注漿，跳開(kāi)1～2個(gè)孔，跳孔注漿時(shí)間間隔應(yīng)大于8h，以防止竄漿。待注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，停止雙液注漿。

4 施工注意事項(xiàng)

4.1 質(zhì)量保證措施

注漿前應(yīng)對(duì)機(jī)械設(shè)備和注漿材料進(jìn)行檢查或試驗(yàn)。注漿用的水泥出廠時(shí)間不得超過(guò)兩個(gè)月，無(wú)受潮結(jié)塊，各項(xiàng)指標(biāo)均應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，有出廠合格證及檢驗(yàn)報(bào)告。注漿用水應(yīng)是自來(lái)水或其他清潔水，不可選用工業(yè)廢水或pH＜4的酸性水。在注漿時(shí)要記錄注漿孔位、注漿開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間、注漿壓力值、注漿量等施工參數(shù)，做好注漿施工記錄。

4.2 地下管溝保護(hù)

采用雙液注漿進(jìn)行加固施工時(shí)，首先應(yīng)調(diào)查清楚地下管溝位置和深度。當(dāng)發(fā)現(xiàn)注漿施工對(duì)地下管溝產(chǎn)生破壞性影響時(shí)，應(yīng)立刻停止壓力注漿施工。但可以暫時(shí)不拆除或封堵注漿管孔，等待一段時(shí)間后，再在原孔實(shí)施注漿。如若雙液漿還可壓注，則表明土層中還存在空隙沒(méi)有封密。

4.3 異常情況處理

當(dāng)注漿壓力突然升高時(shí)，首先暫停注漿，分析注漿管是否堵塞。若確定是注漿管堵塞，應(yīng)先疏通注漿管，實(shí)在無(wú)法疏通時(shí)，應(yīng)考慮換管；如果不是注漿管堵塞，則關(guān)閉水玻璃漿液，往導(dǎo)管中注入清水，等到壓力正常時(shí)，再進(jìn)行注漿。施工過(guò)程中，有時(shí)候雙液漿會(huì)從其他孔位向外流出，這種現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，這時(shí)應(yīng)停止注漿，待雙液漿初凝后繼續(xù)注漿，達(dá)到注漿量或設(shè)計(jì)壓力后，結(jié)束注漿。

5 檢驗(yàn)與檢測(cè)

通過(guò)對(duì)鉆孔、注漿記錄等進(jìn)行整理，結(jié)合注漿施工使用機(jī)械的特點(diǎn)，從注漿施工情況來(lái)看，注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)注漿終壓。同時(shí)，注漿速度在慢慢減小，這說(shuō)明漿液的充填擴(kuò)散范圍能夠滿足設(shè)計(jì)的要求，注漿固結(jié)體強(qiáng)度達(dá)到75%后，選擇具有相關(guān)資質(zhì)的檢測(cè)單位通過(guò)靜力觸探，對(duì)比加固前后土體強(qiáng)度指標(biāo)的變化；抽水試驗(yàn)測(cè)定加固土體的滲透系數(shù)；現(xiàn)場(chǎng)十字板試驗(yàn)測(cè)定加固體的不排水抗剪強(qiáng)度；標(biāo)準(zhǔn)貫入度檢測(cè)加固體的力學(xué)性能；鉆孔取樣檢測(cè)土體的各項(xiàng)性能指標(biāo)等；選取的檢驗(yàn)點(diǎn)個(gè)數(shù)為施工孔數(shù)的1%且不少于3點(diǎn)，注漿質(zhì)量能滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

6 結(jié)語(yǔ)

在盤昇新港花園1#、3#、4#職工宿舍項(xiàng)目施工中，采用水泥-水玻璃雙液注漿對(duì)支護(hù)樁側(cè)邊的基坑底淤泥土層進(jìn)行局部土體加固，從基坑監(jiān)測(cè)報(bào)告提供的數(shù)值，支護(hù)樁側(cè)向位移變形量沒(méi)有超過(guò)設(shè)計(jì)要求的控制值。并且與旋噴樁相比可縮短工期2/3，大大提高了工效，節(jié)約了大量費(fèi)用。進(jìn)一步驗(yàn)證了雙液注漿加固土體的優(yōu)點(diǎn)：施工安全簡(jiǎn)單、快捷、工期短、質(zhì)量高、效果好，且基本對(duì)環(huán)境不造成污染，其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都是十分顯著的。

[1]《建筑工程水泥-水玻璃雙液注漿技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T211-2010）.

[2]《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）.

[3]《實(shí)用建筑施工手冊(cè)》.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999，3.

U455.49

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2015-10-29