水泥-水玻璃双液注浆在深基坑土体加固中的技术应用

郭贤 静恩鹏 黄志红 马泽琛

摘要：本文结合一深基坑工程实例，探讨水泥-水玻璃双液注浆在深基坑土体加固中的措施、工艺等问题，以期为基坑施工的安全和稳定提供保障。

关键词：深基坑：双液注浆；土体加固：浆液配比

引言

随着我国经济的快速发展，开发地下空间已是当前趋势，随着城市建筑物的密度越来越大，深基坑对安全的要求也越来越高。基坑施工过程中常常会受到周边施工对土体的影响，相应事故经常出现，对基坑围护体系及周边建筑物、构筑物均能造成不可估量的损失，因此要采取必要措施加强对基坑周边土体的加固。本文通过某城市文庙街区项目基坑支护工程为例，采取了水泥-水玻璃双液注浆加固土体处理措施，起到了很好的加固效果。

1.项目概况

某城市文庙街区项目，框架结构，建筑面积约33456㎡，地下二层，地上庙街区三层、鼓楼部分二层。古建部分为砖木结构，其中鼓楼2层，其余1层，古建部分总面积约2152㎡,其中最大古建单体面积约300㎡。基坑规模：基坑面积12600m²，基坑周长570m，基坑深度11m，基坑等级一级。

2.现场原因说明分析

某城市文庙街区项目工程三轴水泥搅拌桩止水帷幕施工已完成，但是基坑东侧、南侧后进行市政工程地下管线施工。市政工程施工位置距离该工程止水帷幕较近，其支护体系采用插打钢板桩工艺施工，可能对该工程止水帷幕及周边土体产生扰动。

3.双液注浆参数

3.1注浆压力的选定

注浆压力是注浆施工中的重要参数，它关系到注浆施工的质量以及是否经济。因此，正确确定注浆压力和合理运用注浆压力有着重要的意义。

注浆压力与砂层孔隙发育程度、涌水压力、浆液材料的粘度和凝胶时间长短等有关，目前均按经验确定。通常情况下按如下经验式计算：

按已知的地下水静水压力计算，设计的注浆压力（终压值）为静水压力的2-3倍，最大可达到3-5倍，即

P’＜P＜(3-5) P’

式中： P ——设计注浆压力（终压值）（Mpa）

P’ ——注浆处静水压力（Mpa）

根据注浆处地层深度计算

P=KH

式中：P——设计注浆压力（终压值）（Mpa）

H——注浆处深度（m）

K——由注浆深度确定的压力系数

压力系数K的取值如表示：

注浆深度 （m）	＜8	10-12	12-16	16-20	＞20
K	0.023-0.021	0.021-0.020	0.020-0.018	0.018-0.016	0.016

该工程按静水压力确定注浆压力为0.3～0.5Mpa（喷头压力）。

有效扩散半径：R=700mm。

凝结时间：30s―60s(根据地质条件可做适当调整)。

3.2注浆具体参数

双液注浆孔孔间距1.0m。

水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。水玻璃玻美度为40。

水：水泥：水玻璃=1：1：（0.5~1.0）；

水泥浆比重：1.5；

注浆压力0.5MPa；

有效扩散半径：R=700mm。

凝结时间：30s―60s(根据地质条件可做适当调整)。

注意事项：注浆时要随时观测建筑物临边支护桩体系及基坑内部土体的变化，随时调整注浆参数和节奏，确保注浆时不产生次生破坏。

4.注浆施工

4.1施工步骤

（1）钻机就位，钻头对准桩位，在技术人员指导下，调整钻杆的角度、垂直度。第一个孔施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。密切观察溢水出水情况，出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后再进行施工。

（2）钻至设计深度，提钻分层注浆，严格控制提升幅度，每分钟不大于 15cm-20cm，匀速上升，注意注浆参数变化。每500mm静止注浆一次，静止注浆时间不少于3分钟，一般以孔口返浆为准，平均注浆量不小于50Kg/m。

（3）低压注浆压力不大于0.3MPa，高压注浆压力≤0.5-1.0Mpa，注浆持续时间不少于15分钟。

（4）为防止临孔出现串浆现象，可采用多孔并联注浆或跳孔注浆等方法，注浆后对冒浆孔和浆液过低孔进行二次注浆。

（5）注浆后用水灰比0.5的浓浆封孔可适当添加石屑或粗沙砾，增加强度。

（6）浆液配比：采用经计量准确的计量工具，按照设计配方配料。

（7）注浆：严格控制注浆压力，同时密切关注浆量，当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆时，应立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆参数或移位等措施重新注浆。注浆全过程加强施工检查和监测，防止地面溢浆和隆起。

4.2施工注意事项

4.2.1根据施工范围定出孔位，孔距1.0米，矩形布置。注浆前应进行注浆试验，确定各种技术参数，满足要求后再进行施工。

4.2.2钻孔为带水作业，边钻孔边压入清水。到达预定的深度后，用注浆泵分别将水泥浆和水玻璃液压入二重管钻杆的外管和内管，并在二重管的端头混合室内混合，通过喷嘴在水平方向进行喷射。端头从下向上进行回抽喷射，每上升2.0米，及时卸掉1节二重管，继续注浆，直至注完该孔，然后移到下一孔位。

4.3监控量测及注浆效果检测

4.3.1监控量测

（1）注浆施工中在地面上布置监控测量点进行观测，在注浆全过程加强施工检查和监测，及时监测监控点，防止地面溢浆和隆起。由量测点的监测结果指导注浆施工。

（2）监控量测点布置：施工前在注浆范围内的地面布置监控量测点，观测点间距3m，监控量测用的水准点设于远离施工区域的稳定地面或结构物上。

（3）监控量测 ：在注浆施工时，需每隔2小时对每一个监控量测点观测一次，并即时反馈量测信息，根据量测信息采取调控注浆。

4.3.2注浆效果检测手段

（1）注浆施工结束后，通过注浆体内钻孔，用压水、注水或抽水等办法测定土（砂）层的流量及渗透系数，达不到设计要求需进行补充注浆。检查孔的数目每个循环设 2-3个检查孔，检查孔钻取芯，观察浆液充填情况，并检查孔内涌水量，检查孔涌水量小于0.2L/m.min，布孔的重点是地质条件不好的地段以及注浆质量较差或有疑问的部位。

（2）在防渗注浆工程中，这类检测是一种重要的和基本的手段。 对加固注浆而言上述水力物理性虽不能直接反映加固效果，但至今仍旧被广泛的当作一种参考指标，因为吸水量大小与地基的密度和强度之间存在着一定的关系。

（3）通过钻孔，从注浆体内取出原状样品，送实验室进行必要的试验研究。实践经验证明，通过这类检测可得出下述几项重要的物理力学性能指标，据此能对注浆效果做出比较确切的评价 : 样品的密度； 结石的性质； 浆液充填率及剩余孔隙率； 异地同地质情况下做垂直注浆试验采用挖探取心检查土质的密实度及结石性质，钻孔注浆辐射咬合及浆液充填率；无侧限抗压强度与抗剪强度。

5.结语

通过对某城市文庙街区工程深基坑注浆加固土体进行试验和使用，分析了水泥-水玻璃浆液的双液注浆技术在土体加固的应用，结果显示，水泥-水玻璃浆液的双液注浆技术应用在深基坑注浆加固土体施工中，收到了良好的效果。本文总结分析了深基坑注浆加固土体施工过程中的各种影响因素，且对这些不利因素进行改进，对深基坑土体的加固改造质量的加固，能够从根本上提高了深基坑施工的安全性。

参考文献：

[1]曹鸿鹏.水泥 - 水玻璃双液注浆在 底板注浆改造中的技术应用[N].河北企业,2020(5)159.

[2]曹玉有.帷幕注浆技术在复杂地质隧道中的应用.石家庄铁道大学学报 (自然科学版) 2018,31(S2),86-90 DOI:10.13319/j.cnki.sjztddxxbzrb.2018.S2.22