水泥-水玻璃双液注浆在软土地基加固中的应用

齐凌

（福州市第三建筑工程公司）

水泥-水玻璃双液注浆在软土地基加固中的应用

齐凌

（福州市第三建筑工程公司）

水泥-水玻璃双液注浆在软土地基加固中能及时充填到土体的空隙中，形成交叉网状凝固体，有效克服单液注浆加固过程中造成的土体扰动和软化，增强土的压缩模量和密实度，提高地基承载力，确保了工程的施工质量和环境的安全。

双液注浆；加固；软土地基

引言

双液注浆采用水泥和水玻璃作为灌浆材料，具有克服注浆加固中造成的土体扰动以及减少固结沉降的特点，因此当双液注浆填充到土体的空隙中后，由于浆液迅速凝固并且能够在很短时间内达到初凝，因此起到对土体的强化和加固的作用，并且在注浆过程中双液浆流失量较少，从而有效提高充填量，及时对由多种原因造成的土体损失进行了补充。当双液浆对土体中的空隙填充达到一定程度的饱和后，会在压力持续作用下逐步扩散，不断充盈空隙，对四周土体产生挤压并劈入土体的薄弱部位，形成交叉网状凝固体，增强土体的压缩模量和密实度，提高了承载力。双液注浆能在短时间内起到加固和强化作用，有效地控制地面构筑物下沉，减少最终沉降量。

1 工程概况

1.1 工程简介盘昇新港花园1#、3#、4#职工宿舍位于福清市新厝镇。工程总建筑面积约39900m2，地下室一层。基坑开挖前的自然地面标高为罗零7.000m，开挖后基坑底标高为0.330m，基坑开挖深度为

6.67 m。工程东面为在建项目，南面和西面为主干道，地下管线情况复杂。基坑支护采用直径 800mm的钻孔灌注桩，间距1000mm。

1.2 地质情况

根据福州市勘察院提供的《岩土工程勘察报告》资料，土层参数见表1所示。

表1 土的物理力学性能指标

1.3 加固方法

由于支护桩为悬臂结构，桩顶设置一道冠梁通过锚杆与土体拉结。桩身入土大部份落在淤泥层上，且淤泥层厚度约9～14m，因此在支护桩基坑底内侧被动区3m宽、3m深范围内的淤泥土层采用双液注浆进行土体加固，以减少土方开挖施工时，因基坑底桩身侧向变形过大，对周边构筑物造成的不利影响。

2 水泥-水玻璃双液浆配合比的设计

在水泥-水玻璃双液注浆中，既要达到要求的扩散半径，又不能使双液浆的扩散半径太大而造成浪费。根据以往的注浆经验，采用35Be′的水玻璃，水灰比取1：1，水泥浆与水玻璃的比为1：1。但在实际施工中发现，这种注浆配比浆液的凝结速度太快，甚至达不到要求的扩散半径就凝固了，并且注浆泵稍一停下就会发生堵管现象，因此施工人员在现场重新做了水玻璃和水泥的配比试验，对注浆参数进行分析，选择出合适浓度的水玻璃，再进行配比。实验采用了固定水灰比，仅改变水泥浆与水玻璃浆比例的办法，做出不同水泥浆与水玻璃浆体积比下的凝胶曲线进行研究，发现取水灰比1：1，20Be′浓度的水玻璃，水泥浆与水玻璃浆体积比为1：0.55，是最合适的。这种浓度浆液的初凝与终凝的时间差较为符合要求，弥补施工中现场稀释水泥浆产生的误差，水泥浆浓一些或稀一些都不会让初凝与终凝的时间差变化很大，基本保持在初凝3s，终凝300s，这样浆液的扩散半径不至过小或过大，可以控制在设计要求范围内，并且在施工进程中，注浆设备如果出现故障，有较为充足的时间进行清洗、检修，而不至于因堵管损坏机器设备或高压输浆管。

3 水泥-水玻璃双液注浆施工控制要点

3.1 浆液的制备

采用425#普通硅酸盐水泥，将水泥浆搅拌均匀，搅拌时间不小于3min，并测量水泥浆液密度。水玻璃选用工业纯碱为原料，使用前加水稀释至20Be′且搅拌均匀。将注浆材料按浆液配比进行计量，水泥等固相材料采用称量法进行计量，允许偏差为±5%；水和水玻璃按体积进行计量，允许偏差为±1%。水泥浆的水灰比利用泥浆比重计来控制。将双液注浆浆液用筛网进行过滤，浆液温度保持在10～30℃，然后按设计配合比用SM-200-1拌浆桶拌和浆液。

3.2 施工机具的选择

水泥-水玻璃双液注浆采用SYB50/50-1注浆泵，该设备注浆压力稳定，便于控制，能够更好地实现双液浆的配合比。压力

表一个安装在注浆泵出口，一个安装在注浆孔口，并且用塑料薄膜作为压力表与注浆管之间的隔浆装置。由于初凝时间小于1min，因此选择将混合器设置在孔底。

3.3 注浆孔的设置

首先选取部分注浆孔作为先导孔，数量为总孔数的3～5%，采取芯样并核对底层岩土特性。由于本工程是软土地基加固，故直接采用钻杆注浆。采用振动法埋管，先冲振压浆管到达设计深度，再进行压力注浆。针对注浆管出浆孔堵塞的问题，我们选用DN25焊接管，每根管长1.5～2.0m，前端加工成圆锥形并封焊密实。焊接管端部1m作花管，花管出浆孔孔径加大为φ6～φ8mm，采用梅花型布置，孔径间距为100mm。用橡胶套将溢浆孔套上，这样不但能确保双液浆在压力作用下注进土体，而且还能阻止土体中的水和泥砂混入注浆管，影响双液注浆的施工效果。

图1

3.4 注浆顺序

开始注浆时，发动注浆泵，通过两台注浆泵两条注浆管同时接上Y型接头，从孔口混合注入孔底扩散充填到被加固的土体部位，并将注浆压力控制在0.1～0.2MPa。为了获得均匀的流动性，得到良好的注浆效果，在3m宽带范围内布3排孔。孔间距为1.0m，排间距为1.0m，交叉错位排列。采用上行法注浆，自下而上注浆，先注第一排，再注第三排，最后注第二排。单排采用跳孔间隔注浆，跳开1～2个孔，跳孔注浆时间间隔应大于8h，以防止窜浆。待注浆量达到设计标准时，停止双液注浆。

4 施工注意事项

4.1 质量保证措施

注浆前应对机械设备和注浆材料进行检查或试验。注浆用的水泥出厂时间不得超过两个月，无受潮结块，各项指标均应符合国家现行标准规范要求，有出厂合格证及检验报告。注浆用水应是自来水或其他清洁水，不可选用工业废水或pH＜4的酸性水。在注浆时要记录注浆孔位、注浆开始时间和结束时间、注浆压力值、注浆量等施工参数，做好注浆施工记录。

4.2 地下管沟保护

采用双液注浆进行加固施工时，首先应调查清楚地下管沟位置和深度。当发现注浆施工对地下管沟产生破坏性影响时，应立刻停止压力注浆施工。但可以暂时不拆除或封堵注浆管孔，等待一段时间后，再在原孔实施注浆。如若双液浆还可压注，则表明土层中还存在空隙没有封密。

4.3 异常情况处理

当注浆压力突然升高时，首先暂停注浆，分析注浆管是否堵塞。若确定是注浆管堵塞，应先疏通注浆管，实在无法疏通时，应考虑换管；如果不是注浆管堵塞，则关闭水玻璃浆液，往导管中注入清水，等到压力正常时，再进行注浆。施工过程中，有时候双液浆会从其他孔位向外流出，这种现象经常发生，这时应停止注浆，待双液浆初凝后继续注浆，达到注浆量或设计压力后，结束注浆。

5 检验与检测

通过对钻孔、注浆记录等进行整理，结合注浆施工使用机械的特点，从注浆施工情况来看，注浆压力达到设计注浆终压。同时，注浆速度在慢慢减小，这说明浆液的充填扩散范围能够满足设计的要求，注浆固结体强度达到75%后，选择具有相关资质的检测单位通过静力触探，对比加固前后土体强度指标的变化；抽水试验测定加固土体的渗透系数；现场十字板试验测定加固体的不排水抗剪强度；标准贯入度检测加固体的力学性能；钻孔取样检测土体的各项性能指标等；选取的检验点个数为施工孔数的1%且不少于3点，注浆质量能满足设计规范要求。

6 结语

在盘昇新港花园1#、3#、4#职工宿舍项目施工中，采用水泥-水玻璃双液注浆对支护桩侧边的基坑底淤泥土层进行局部土体加固，从基坑监测报告提供的数值，支护桩侧向位移变形量没有超过设计要求的控制值。并且与旋喷桩相比可缩短工期2/3，大大提高了工效，节约了大量费用。进一步验证了双液注浆加固土体的优点：施工安全简单、快捷、工期短、质量高、效果好，且基本对环境不造成污染，其社会效益和经济效益都是十分显著的。

[1]《建筑工程水泥-水玻璃双液注浆技术规程》（JGJ/T211-2010）.

[2]《建筑地基基础技术规范》（JGJ79-2002）.

[3]《实用建筑施工手册》.中国建筑工业出版社，1999，3.

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2015-10-29