富水砂卵石地層注漿參數(shù)優(yōu)化研究

李享松，覃娟，羅概，鄧俊

(1.中鐵五局集團(tuán)有限公司,湖南 長(zhǎng)沙 410100；2.中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410075)

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富水砂卵石地層注漿參數(shù)優(yōu)化研究

李享松1，覃娟1，羅概1，鄧俊2

(1.中鐵五局集團(tuán)有限公司,湖南 長(zhǎng)沙 410100；2.中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410075)

摘要:富水砂卵石地層具有結(jié)構(gòu)松散、空隙率大、高滲透性的特點(diǎn)，在進(jìn)行注漿加固設(shè)計(jì)時(shí)，合理地確定注漿參數(shù)是注漿加固成功與否的關(guān)鍵。以長(zhǎng)沙某地鐵車(chē)站為工程依托，結(jié)合富水砂卵石地層的特點(diǎn)，針對(duì)水泥-水玻璃(CS)雙液漿注漿凝結(jié)時(shí)間控制難、注漿孔距設(shè)計(jì)憑經(jīng)驗(yàn)確定等問(wèn)題，通過(guò)室內(nèi)注漿材料試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)及有限元數(shù)值模擬對(duì)注漿材料參數(shù)及注漿孔距進(jìn)行優(yōu)化分析，提出相應(yīng)的注漿控制標(biāo)準(zhǔn)。研究結(jié)果表明:富水砂卵石地層采用CS雙液漿注漿，當(dāng)水灰比取0.8～1.0時(shí)，水玻璃濃度應(yīng)控制在40波美度左右，水玻璃摻合量控制在8%～10%，注漿孔間距宜控制在1.8 m左右。

關(guān)鍵詞：富水砂卵石地層；注漿加固；水泥-水玻璃雙液漿；注漿參數(shù)優(yōu)化

富水砂卵石地層具有結(jié)構(gòu)松散、空隙率大、高滲透性的特點(diǎn)，在基坑施工過(guò)程中需要對(duì)地層進(jìn)行加固處理。目前，在富水砂卵石地層加固方面，袖閥管注漿應(yīng)用較多[1-4]。在采用袖閥管進(jìn)行水泥-水玻璃(CS)雙液漿注漿時(shí)，合理地選擇注漿參數(shù)是注漿加固成功與否的關(guān)鍵。該地層注漿參數(shù)選擇相比其他的地層要求更高，選擇參數(shù)時(shí)必須考慮漿液凝結(jié)時(shí)間的可控性以及注漿孔距設(shè)計(jì)取值等問(wèn)題。CS雙液漿凝結(jié)時(shí)間受水玻璃的濃度及其摻量影響較大，水玻璃濃度或摻量過(guò)大會(huì)使?jié){液凝結(jié)過(guò)早，不利于漿液擴(kuò)散到設(shè)計(jì)的注漿范圍，易造成孔間土體加固不密實(shí)；濃度或摻量過(guò)小會(huì)使?jié){液凝結(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，注漿時(shí)漿液易被地下水沖釋?zhuān)斐勺{材料大量流失。同樣注漿孔間距設(shè)計(jì)對(duì)于注漿效果至關(guān)重要，孔距過(guò)大，漿液將不能到達(dá)設(shè)計(jì)的擴(kuò)散范圍，易造成孔與孔間土體加固不密實(shí)；孔距過(guò)小，易造成漿液大量浪費(fèi)，影響注漿施工的經(jīng)濟(jì)性。如不能很好的處理這些問(wèn)題，將嚴(yán)重影響注漿加固效果，同時(shí)給后續(xù)基坑開(kāi)挖工程留下極大的安全隱患。因此對(duì)富水砂卵石地層注漿參數(shù)進(jìn)行研究具有重要意義。國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者[5-13]通過(guò)理論分析、試驗(yàn)及數(shù)值計(jì)算對(duì)富水地層注漿參數(shù)及其作用效果進(jìn)行了研究，并積累了一定的經(jīng)驗(yàn)和成果，但目前對(duì)富水地層注漿參數(shù)研究主要集中在富水軟弱地層，對(duì)于富水砂卵石地層下注漿參數(shù)研究較少，工程上對(duì)該地層下注漿參數(shù)的取值主要是憑經(jīng)驗(yàn)，而沒(méi)有一個(gè)合理的參考標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致誤差較大。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，以長(zhǎng)沙某地鐵車(chē)站為工程依托，針對(duì)富水砂卵石地層下CS雙液漿注漿所遇到的實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)室內(nèi)注漿材料試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)及有限元數(shù)值模擬，比較不同的注漿參數(shù)的注漿效果，對(duì)注漿參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，考慮施工經(jīng)濟(jì)性與安全性，得到合理的注漿參數(shù)，并提出了相應(yīng)的注漿控制標(biāo)準(zhǔn)，以確保有效加固地層。

1工程概況

車(chē)站所處地下水位高，地層從上到下主要有素填土層、粉質(zhì)粘土層、圓礫層、卵石層、強(qiáng)風(fēng)化砂巖和中風(fēng)化灰?guī)r，其中粒徑分布為20～40 mm，滲透系數(shù)達(dá)35～45 m/d的圓礫層、卵石層分布廣泛，土層厚度大，自穩(wěn)能力差，滲透性強(qiáng)。緊鄰基坑西側(cè)有建筑群(洋湖景園22號(hào)-25號(hào)樓，見(jiàn)圖1)，建筑群房屋基礎(chǔ)距地連墻比較近，且地連墻底部大部分位于卵石層及圓礫層，車(chē)站基坑施工風(fēng)險(xiǎn)高。在基坑施工時(shí)需要基坑內(nèi)降水，由于基底砂卵石土層結(jié)構(gòu)比較松散，滲透性強(qiáng)，如果不對(duì)基底進(jìn)行注漿加固處理，則基坑開(kāi)挖時(shí)基底易發(fā)生涌水或滲透破壞等問(wèn)題，處理不當(dāng)，易影響基坑開(kāi)挖面的穩(wěn)定性，同時(shí)也會(huì)引起基坑外的水位持續(xù)下降，導(dǎo)致周邊土體產(chǎn)生較大的固結(jié)沉降，土體帶動(dòng)周邊建筑物，使建筑物產(chǎn)生過(guò)大的變形，影響建筑物的安全使用。因此為了保證基坑開(kāi)挖本身的安全性，同時(shí)為了有效地減小基坑施工對(duì)周邊建筑物的影響，確保周邊建( 構(gòu)) 筑物的安全，本工程配置水泥單液漿和CS雙液漿，采用袖閥管注漿對(duì)基底砂卵石地層進(jìn)行注漿加固處理。由于CS雙液漿具有凝膠時(shí)間短、可注性好及早期強(qiáng)度高的特點(diǎn)，且相比單液水泥漿，CS漿液具有更強(qiáng)的抗地下水稀釋能力，本工程緊鄰地連墻的2排孔注漿時(shí)采用CS雙液漿，先注外圍(緊鄰地連墻側(cè))，有效地截?cái)嗤鈬牡叵滤蚧字胁繚B流，為基底中間部分水泥單液漿注漿提供一個(gè)良好的環(huán)境，以達(dá)到有效加固地層的目的。

圖1　車(chē)站平面位置圖Fig.1 Diagram of station plane location

2注漿參數(shù)優(yōu)化研究

2.1注漿材料參數(shù)優(yōu)化研究

本文通過(guò)CS雙液漿凝結(jié)試驗(yàn)，在控制水泥漿液水灰比(0.8∶1和1∶1)不變的條件下，首先在原來(lái)水玻璃濃度為42波美度，摻量為15%的基礎(chǔ)上，不斷降低濃度與摻量，研究水玻璃濃度和摻量(水玻璃質(zhì)量占水泥質(zhì)量百分比)對(duì)CS雙液漿凝結(jié)時(shí)間的影響，將凝結(jié)時(shí)間控制在合理的范圍內(nèi)，在此基礎(chǔ)上研究水玻璃摻量對(duì)漿液凝固后抗壓強(qiáng)度的影響，最后結(jié)合CS漿液凝結(jié)試驗(yàn)結(jié)果、強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果確定適應(yīng)于富水砂卵石地層的注漿材料參數(shù)。

依據(jù)CS雙液漿凝結(jié)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果和強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果作出CS雙液漿凝結(jié)時(shí)間變化曲線與不同水玻璃摻量下漿體強(qiáng)度變化曲線如圖2～3所示。

圖2　不同水玻璃濃度下的凝膠時(shí)間曲線Fig.2 Gel time curves under different water glass concentration

圖3　不同水玻璃摻量下漿體強(qiáng)度變化曲線Fig.3 Slurry intensity change curves under different water glass concentration

圖2表明，1)凝結(jié)時(shí)間隨著水玻璃濃度的增加而逐漸減少，不同摻量下CS雙液漿凝結(jié)時(shí)間變化曲線在水玻璃濃度為40波美度左右時(shí)存在明顯的拐點(diǎn)，該點(diǎn)之后水玻璃濃度對(duì)漿液凝結(jié)時(shí)間影響不大；2)水玻璃的摻量對(duì)漿液凝結(jié)時(shí)間影響較大，當(dāng)摻量小于8%或大于10%時(shí)，隨著水玻璃摻量的增大，凝結(jié)時(shí)間持續(xù)變??；當(dāng)摻量為8%～10%時(shí)，隨著水玻璃摻量的增大，相比摻量小于8%或大于10%時(shí)的情況凝結(jié)時(shí)間減小的速率要小的多，說(shuō)明凝結(jié)時(shí)間比較好控制。

從以上分析可知在不同的水玻璃摻量下，漿液凝結(jié)時(shí)間與水玻璃濃度曲線都存在著明顯的拐點(diǎn)，從前人的研究成果[14]得知，在滿(mǎn)足質(zhì)量的前提下，從經(jīng)濟(jì)角度看，在曲線拐點(diǎn)位置附近選擇漿液配合比對(duì)施工是最有利、最經(jīng)濟(jì)的，故選取水玻璃濃度為40波美度左右較為合適，且由于水玻璃摻量為8%～10%時(shí)，凝結(jié)時(shí)間比較好控制，故水玻璃摻量宜控制在8%～10%。

圖3表明，漿液凝固體強(qiáng)度隨水玻璃摻量的增加而持續(xù)減小，當(dāng)摻量小于10%時(shí)，強(qiáng)度隨水玻璃摻量的變化較小，強(qiáng)度比較好控制且保持較高；當(dāng)摻量大于10%時(shí)，強(qiáng)度曲線發(fā)生驟降，強(qiáng)度不好控制且最終強(qiáng)度保持較低；由于基底砂卵石土結(jié)構(gòu)比較松散，為保證在基坑開(kāi)挖過(guò)程中基底不發(fā)生滲透破壞，基底加固層必須保持較高的強(qiáng)度；同時(shí)也有研究表明[15]CS雙液漿加固體強(qiáng)度受地下水的侵蝕而強(qiáng)度降低，這也要求土體加固后強(qiáng)度必須保持較高，因此為保證安全， CS雙液漿的水玻璃摻量不宜超過(guò)10%。

從經(jīng)濟(jì)角度，結(jié)合CS雙液漿凝結(jié)試驗(yàn)結(jié)果、強(qiáng)度要求考慮，為了有效地控制CS雙液漿凝結(jié)時(shí)間，有利于漿液達(dá)到設(shè)計(jì)的擴(kuò)散范圍，并保證加固體具有較高的強(qiáng)度，CS雙液漿注漿參數(shù)取水灰比為1∶1，水玻璃濃度為40波美度左右，水玻璃摻合量控制在8%～10%，當(dāng)?shù)叵滤容^活躍時(shí)，漿液需要較高濃度，取水灰比為0.8∶1。

2.2注漿孔距優(yōu)化研究

注漿孔參數(shù)主要包括注漿孔距、鉆孔深度及孔數(shù)，注漿孔參數(shù)選擇是否合理直接關(guān)系到CS雙液注漿施工的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)對(duì)孔間加固土體密實(shí)程度影響較大，當(dāng)鉆孔深度及注漿面積一定時(shí)，注漿孔的數(shù)量實(shí)質(zhì)上可以通過(guò)注漿孔間距的大小來(lái)體現(xiàn)。因此孔間距是控制孔間加固土體密實(shí)程度至關(guān)重要的指標(biāo)。注漿孔間距設(shè)計(jì)對(duì)于注漿效果至關(guān)重要，孔距過(guò)大，漿液將不能到達(dá)設(shè)計(jì)的擴(kuò)散范圍，易造成孔間土體加固不密實(shí)?？拙噙^(guò)小，易造成漿液大量浪費(fèi)，增加工程成本。

本文采用優(yōu)化后的注漿材料參數(shù)，在優(yōu)化前孔距為2.0m的基礎(chǔ)上，選取不同注漿孔距(孔間距分別取1,1.25，1.5和1.8 m)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)檢測(cè)不同孔間距下加固體的滲透系數(shù)，同時(shí)通過(guò)FLAC3D模擬不同孔距下的加固效果，最后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果，考慮經(jīng)濟(jì)性和安全性，確定最優(yōu)孔距。

2.2.1現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)

在全面注漿施工前，選取基坑南端盾構(gòu)井區(qū)域作為注漿試驗(yàn)段?；字胁考庸滩捎眯溟y管單液注漿，水泥采用普通硅酸鹽水泥，緊鄰地連墻的2排孔注漿時(shí)采用水玻璃摻量為10%的CS雙液漿，注漿擴(kuò)散半徑為1.25 m，鉆孔深度36.8～37.2 m左右，孔間距分別取1，1.25，1.5和1.8 m，注漿孔采用梅花形布置，注漿壓力為0.8～2.0 MPa，水灰比取1∶1。通過(guò)采用不同孔距進(jìn)行注漿施工，然后通過(guò)常水頭注水試驗(yàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)。

通過(guò)檢測(cè)試驗(yàn)得到不同孔間距下加固體的滲透系數(shù)如表1。

由表1可知，注漿孔距對(duì)砂卵石地層加固后滲透性影響較大，加固后土體滲透系數(shù)隨著注漿孔距的增大而持續(xù)增大。當(dāng)孔距為2.0 m時(shí)，加固后土體的滲透系數(shù)為9.35×10-5cm/s超出了5.0×10-5cm/s，不滿(mǎn)足試驗(yàn)規(guī)范[16]要求，當(dāng)孔距小于1.8 m時(shí)，加固后土體的滲透系數(shù)為4.74×10-5cm/s小于5.0×10-5cm/s，滿(mǎn)足試驗(yàn)規(guī)范要求，相比孔距為2.0 m時(shí)減小了49.3%，根據(jù)規(guī)范以及施工現(xiàn)場(chǎng)反饋，考慮經(jīng)濟(jì)性與可操作性，CS雙液漿注漿孔距宜控制為1.8 m左右。

2.2.2注漿孔距優(yōu)化數(shù)值模擬分析

上文通過(guò)注漿試驗(yàn)得到不同孔間距下土體加固后的滲透系數(shù)，并將滲透系數(shù)與規(guī)范滲透系數(shù)比較來(lái)驗(yàn)證注漿質(zhì)量，但是規(guī)范規(guī)定的滲透系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值是針對(duì)普遍土體加固情況，富水砂卵石地層具有結(jié)構(gòu)松散、空隙率大、高滲透性等特點(diǎn)，基于這些特殊性，即使加固后土體滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定的普遍滲透系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值，加固措施是否能夠有效地控制后續(xù)基坑開(kāi)挖對(duì)基坑周邊環(huán)境的影響也是未知的，本文通過(guò)FLAC3D軟件模擬不同孔距下(孔間距分別取1，1.25，1.5，1.8和2.0 m)的加固措施對(duì)地表沉降和周邊建筑物的最大沉降的控制效果，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果考慮經(jīng)濟(jì)性和安全性確定最優(yōu)孔距。

1)計(jì)算模型建立

計(jì)算模型尺寸417.2 m×227.2 m×66 m，為了確保計(jì)算精度，局部網(wǎng)格進(jìn)行加密，共計(jì)劃分網(wǎng)格共296 780個(gè)，坐標(biāo)軸及網(wǎng)格劃分形式如圖4所示。

2)計(jì)算結(jié)果分析

圖5表明，不同孔距下基坑開(kāi)挖對(duì)地表的擾動(dòng)影響差異較大，隨著注漿孔距的增大，基坑開(kāi)挖引起的最終周邊地表沉降也在不斷地增大。當(dāng)孔距為1.5 m以下時(shí)，地表沉降控制在-19.22 mm以下，當(dāng)孔距為1.8 m時(shí)，最大地表沉降已達(dá)到了-24.8 mm，比較接近一級(jí)基坑監(jiān)測(cè)預(yù)警值[17]-25 mm，但當(dāng)孔距為2.0 m及未加固時(shí)，最大地表沉降分別達(dá)到了-29.15和-33.16 mm遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超出了預(yù)警值。圖6表明，不同孔距下基坑開(kāi)挖對(duì)周邊建筑物的擾動(dòng)影響差異較大，隨著注漿孔距的增大，基坑開(kāi)挖引起的周邊建筑物最大沉降也在不斷地增大。當(dāng)孔距為1.8 m時(shí)最大沉降值達(dá)到了-9.28 mm接近預(yù)警值[17]-10 mm，當(dāng)孔距為2.0 m及未加固時(shí)，最大建筑物沉降分別為-11.65和-14.26 mm遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)了預(yù)警值。

(a)網(wǎng)格模型；(b)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)圖4　基坑計(jì)算模型Fig.4 Calculation model of foundation pit

材料參數(shù)密度/(kg·m-3)體積模量/MPa剪切模量/MPa黏聚力/KPa內(nèi)摩擦角/(°)孔隙率滲透系數(shù)/(m·d-1)素填土19303.460.996.010.80.44780.500粉質(zhì)黏土19703.521.4436.617.30.41550.005圓礫194023.4615.4535.03.00.295830.000卵石200022.2216.6743.02.00.312045.000強(qiáng)風(fēng)化砂巖204073.3344.0020.048.00.42590.800中風(fēng)化灰?guī)r2210231.48152.4433.0100.00.31001.500

圖5　周邊地表沉降變化Fig.5 Change curves of settlement of surrounding surface

圖6　周邊建筑物最大沉降變化Fig.6 Change curves of settlement of surrounding buildings

結(jié)合不同孔距下注漿試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果和數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果可知，注漿孔間距既是影響注漿施工經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)重要指標(biāo)，也是影響基坑開(kāi)挖安全性的一個(gè)控制性指標(biāo)，對(duì)于粒徑分布為20～40 mm，滲透系數(shù)在 35～45 m /d 的富水砂卵石地層，注漿孔距宜控制在1.8m左右,有利于形成完整的加固體，保證基坑開(kāi)挖安全。

3現(xiàn)場(chǎng)注漿效果分析

將優(yōu)化后的注漿參數(shù)應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)基底注漿工程，現(xiàn)場(chǎng)注漿采用水玻璃摻量為10%的CS雙液漿，注漿擴(kuò)散半徑為1.25 m，孔間距取1.7 m，注漿壓力為0.8～2.0 MPa，水灰比取1∶1。

注漿完后對(duì)基底加固區(qū)進(jìn)行常水頭注水試驗(yàn)，測(cè)試加固后土體滲透系數(shù)大小主要分布在4.55×10-5～4.68×10-5cm/s范圍，小于規(guī)范規(guī)定滲透系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值5 x 10-5cm/s，相比優(yōu)化前砂卵石地層加固后滲透系數(shù)9.35×10-5cm/s縮小了近2倍，說(shuō)明采用優(yōu)化后的注漿參數(shù)，有效地控制了漿液的凝結(jié)時(shí)間，有利于漿液擴(kuò)散到設(shè)計(jì)的范圍，提高了注漿孔與孔之間的土體密實(shí)度。注漿完后進(jìn)行基坑開(kāi)挖，為了確保在基坑施工過(guò)程中周邊環(huán)境的安全，通過(guò)布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)施工進(jìn)行信息化指導(dǎo)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖7。

圖7　部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置圖Fig.7 Diagram of part of the monitoring points plane layout

基坑開(kāi)挖正常施工時(shí)間段為2015-03-10～07-31，期間建筑物累計(jì)沉降和地表累計(jì)沉降見(jiàn)圖8～9。

圖8表明: 基坑在施工過(guò)程中，基坑開(kāi)挖對(duì)建筑物擾動(dòng)較大，建筑物整體趨于下沉狀態(tài)，累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為A069及 A062，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離地連墻較近，對(duì)基坑施工比較敏感，累計(jì)沉降量分別達(dá)到-9.38和-8.77 mm，但都小于建筑物沉降預(yù)警值-10 mm，相比優(yōu)化前(上節(jié)孔距為2.0 m時(shí)對(duì)應(yīng)的數(shù)值計(jì)算值)的-11.65 mm分別減少了24%，33%。圖9表明: 基坑開(kāi)挖對(duì)地層擾動(dòng)較大，基坑開(kāi)挖過(guò)程中，地表隨著基坑開(kāi)挖的進(jìn)行有著不同程度的沉降，最大沉降點(diǎn)為A009，最大累計(jì)沉降值為-24.36 mm，小于地表沉降預(yù)警值-25 mm，相比優(yōu)化前(上節(jié)孔距為2.0 m時(shí)對(duì)應(yīng)的數(shù)值計(jì)算值)的-29.15 mm減小了近19.7%。說(shuō)明采用優(yōu)化后的加固參數(shù)取得了很好的加固效果，有效地減小了基坑開(kāi)挖對(duì)周邊環(huán)境的影響。

圖8　建筑物累計(jì)沉降圖Fig.8 Diagram of cumulative settlement of foundation building

圖9　地表累計(jì)沉降圖Fig.9 Diagram of cumulative settlement of ground surface

4結(jié)論

1)水玻璃的摻合量對(duì)漿液凝固體強(qiáng)度影響較大，隨著水玻璃的摻合量的增大，強(qiáng)度持續(xù)變小，砂卵石地層結(jié)構(gòu)比較松散，為保證加固體具有較高的強(qiáng)度，基底不發(fā)生滲透破壞，應(yīng)嚴(yán)格控制水玻璃的摻量。

2)注漿孔間距是影響基坑開(kāi)挖安全性的一個(gè)控制性指標(biāo)，不同孔距下基坑開(kāi)挖對(duì)周邊環(huán)境的擾動(dòng)影響差異較大，隨著注漿孔距的增大，基坑開(kāi)挖引起的周邊地表最大沉降和周邊建筑物最大沉降也在不斷地增大。

3)對(duì)于粒徑分布為20～40mm，滲透系數(shù)在 35～45 m /d 的富水砂卵石地層，為了有效地控制CS雙液漿凝結(jié)時(shí)間，有利于漿液擴(kuò)散到設(shè)計(jì)的范圍，當(dāng)水灰比取1∶1時(shí)水玻璃濃度宜取40波美度左右，水玻璃摻合量宜控制在8%～10%，注漿孔距宜控制在1.8 m左右。

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(編輯蔣學(xué)東)

Study on optimization of grouting parameters in water-soaked sand and cobble stratum

LI Xiangsong1，QIN Juan1,LUO Gai1,DENG Jun2

(1.China Railway No.5 Engineering Group Co. Ltd ,Changsha 410100,China；2.School of Civil Enginneering, Central South University, Changsha 410075, China)

Abstract:Choosing reasonable grouting parameter is the key to grouting reinforcement for Water-soaked sand and cobble stratum, which has the characteristics of looseness, large porosity and high permeability. Taking a subway station in Changsha as the project background, in the light of the actual problems of cement-sodium silicate slurry grouting including difficultly controlling the setting time and empirically determining grouting hole spacing, the paper has optimized grouting material parameters and hole spacing by indoor grouting material testing, field grouting testing and finite element numerical simulation and proposed the corresponding grouting control standards. It is suggested that water-cement ratio should be 0.8-1.0,water glass about 40 Baume Degrees, water glass addition 8% - 10% and grouting hole spacing about 1.8 m when Water-soaked sand and cobble stratum adopted cement-water class to grout.

Key words：Water-soaked sand and cobble stratum; grouting reinforcement; cement-sodium silicate slurry; parameter optimization of grouting

中圖分類(lèi)號(hào)：U455.45

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1672-7029(2016)03-0469-07

通訊作者：李享松(1970-)，男，湖南邵陽(yáng)人，高級(jí)工程師，從事隧道與地下工程施工及技術(shù)管理工作；E-mail：438849287@qq.com

基金項(xiàng)目：湖南省科技計(jì)劃資助項(xiàng)目(2010GK3173)；中鐵五局集團(tuán)有限公司資助項(xiàng)目

收稿日期：2015-08-03