水泥-水玻璃双注液在在污水检查井底板注浆改造中的技术应用

水泥 -水玻璃双注液在在污水检查井底板注浆改造中的技术应用

陈 祯 仁 、杨海山

深圳市市政工程总公司，广东 深圳 518100

摘要：水泥-水玻璃双注液较传统的水泥浆注浆处理工艺相比，具有快速胶凝，施工时间短的优势，目前在软土地基处理中得到很大程度上的推广应用。笔者总结多年的施工案例，供大家参考。

关键词：双注液；软土地基；技术应用

1工程背景介绍

1.1工程概况

华容县塔市驿污水管网施工项目P45~P63段污水管网，此段污水管网全长690m，共19个检查井。管线采用牵引管作业，检查井采用沉井作业。检查井埋深3.1~4m。

1.2地质条件

项目地紧靠长江大堤，属围湖改田区域，全场地质条件较差，根据湖南省地质勘察设计研究院对沿线地质勘察报告结果，勘察范围内特殊性岩土主要为人工填土①及淤泥质粉质黏土②

（1）人工填土①（Q₄^pd）：褐灰、灰黄色，含少量有机质，见植物根系，湿，结构松散。该层在场地内部分地段有分布，层厚1.50～5.20m，平均厚度为2.46m，层底标高28.03～30.87m。

（2）淤泥质粉质黏土②（Q^al+l）：灰褐、灰黑色，饱和，软塑状态，含有机质、腐殖质，具有臭味，摇震无反应，切面光滑，干强度及韧性低。该层在场地内大部分地段有分布，本次勘察揭露层厚0.50～12.70m，平均厚度为3.84m。

勘察期间测得其稳定水位埋深为1.20~1.52m，相当于标高26.51~28.21m。

表1-1物理力学参数建议表

表1-2基坑工程分析与评价表

2施工难点

在沉井试井作业实际施工中，牵引管作业井和污水检查井突涌问题非常突出,导致基坑内塌方、流沙,造成沉井突沉、偏斜或下沉过慢或不下沉等现象发生。

3突涌原因分析

形成突涌的原因：因作业井埋深3.5~4m,根据地质勘察报告及现场开挖实际情况,上地下水位处地表以下1.2~1.5m,基底与周边土层水头压力高程在2.5~2.8m之间,导致基底土处于不稳定状态,从而易导致流沙管涌现象发生。

4管涌治理思路

利用旋挖桩或SWM工法桩做止水帷幕，施工工期长，造价过高，施工围档占地过宽，且污水管线施工地分散，不利大型打桩机进出场作业。因而从施工工期短、施工机械简单占地小、工程造价低的角度出发，利用高压注入掺和水玻璃的水泥浆的化学加固方法，让基底土层与水泥浆液快速固结成不透水土层,从而根治管涌现象的发生，这是一种因地制宜的施工方法。

5双注液施工

5.1加固土层厚度

H>(hγ0-Hoγ)/( r-γ0)

式中H0—基底开挖后不透水层厚度m；γ—土的重度kN/m

³；γ0—水的重度kN/m³；h—承压水头高于含水层顶板的高度m。按最不利取值HO忽略不计，γ取值2，水头差h取值3，经计算H>3m。

图1 注浆加固厚度示意图

5.2注浆孔的布置

注浆孔的布置主要依据浆液在相应土层的扩散半径确定,浆孔排列形式可按梅花形交错布置，特殊情况可按正方形布置，注浆孔孔距可参照有效扩散半径或加固半径进行设计^[1]。一般情况下浆液扩散半径与岩层裂隙大小、浆液粘度、胶凝时间、注浆压力、注浆时间、注浆量等因素有关，双注液在各土层中的有效扩散半径建议值如下：

表2-1扩散半径取值建议表

考虑土层实际情况，扩散半径取0.5M，桩孔布置按0.8~1.7倍扩散半径布置，排间距为注浆孔的0.8~1.0倍。示意图如下。

图2 注浆孔布置示意图

5.3注浆体总量计算法

Q=V•n•α•β式中

Q—注浆土体总注浆量m³，

V—注浆土体总体积m³，

N—孔隙率，查地质报告取0.4,

α—浆液损失系数取1.15~1.30(注浆面积小时取大值)，

β—浆液充填系数，取0.3~1.0。

注浆范围为4*4，深度为3m，Q=4*4*3*0.4*1.3*0.8=20m³。

5.4注浆材料及配比

①水泥：强度等级P.O，32.5级以上普通硅酸盐水泥，水玻璃：35～40Be′模数2.4～3.4。浆液配比②A液：B液=l：l。

5.5注浆压力

P=(1.5～2.0)γh

式中γ—土的天然重度，H—注浆深度。
根据当地注浆单位经验，每延m深度压力通常为20～50KPa，最大注浆压力可按照土体自重压力增加1倍选取。由于土层注浆管细，孔壁黏滞系数和摩阻力大，孔口压力表数值显示会增大。施工前应进行压力调试，通常注浆压力可达1～4MPa。

5.6注浆工作流程

注浆工作流程：平整场地辅轨排→架设沉管机→接输浆管→沉管至注浆段→开泵注浆→再沉拔管至注浆段→全孔注浆完毕→移动至新孔^[2]。

5.7注浆工艺及结束标准

（1）基坑开挖前，压密注浆，压浆管采用ø25~42 白铁管，孔距800 ~l000 mm，注浆方式：先外围，后内部，分层注浆，跳孔间隙注浆。

（2）注浆步骤如下：

注浆工艺及方法：①打入孔注浆本着“先外后内，先边缘后中心”的施工顺序，同时坚持隔排跳孔施工。②打入孔注浆根据需要和地质条件可从上至下或从下至上，一般为从上至下注浆。③分段注浆长度为1m，误差不宜超过10%，即10cm。

（3）注浆施工每延m注浆段平均进浆速度10～20L/min，

（4）注浆达到如下标准之一时，即可结束注浆(以注浆管路=32～35mm为例)。

a、当泵压已达4MPa，而吸浆量≤1.0L/min时。

b、注浆量控制标准，每延m注浆达到设计要求。

c、注浆过程中发现冒浆宜在地表孔口用水泥水玻璃混合料封闭管壁与地表土孔。

（5）隙，或者调整注浆次序及压力，或者待浆液凝固后采用重复注浆，当采取上述措施冒浆仍然不止时，可以停止注浆，但相邻孔应实施“补偿”措施^[3]。

（6）注浆方法及施工机械

机械设备：振动设备、振动锤。

注浆设备：专用双注浆泵。

注浆管直径：25~42mm。

花管结构：注浆管的前端注浆花管，长度为1m, 直径为3~4mm的孔眼，外套橡皮圈。以42的管为例：

图3 注浆管示意图

结语：

利用双注液工艺能更好更快的加固软土地层，又能根治突涌。工程完工后，对19个检查井进行沉降测量，检查井下沉量基本在5~8mm以内，检查井室内无开裂渗漏现象。从经济效益上来看，比旋挖桩、SMW工法桩、深层水泥搅拌桩，可节省30%以上的投资。从社会效益来看，本设计方案合理，措施到位，截水成功，防止了沉井施工过程中的突涌造成的塌陷、突沉、不下沉现象，也保护了邻近道路、建筑。另外缩短了施工工期，使得工程提前竣工，提前投入使用。

参考文献：

[1]JGJ/T 211-2010.建筑工程水泥-水玻璃双注液技术规程[S].

[2]徐东亮,申国良.注浆加固在深基坑防水工程中的应用[J]建筑，2010（12）.

[3]刘广建.逆作法在顶管施工井中的应用[J]机电信息，2010（1）.