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1、软土振冲注浆技术及其应用825软土振冲注浆技术及其应用杨春满李凤君(北京中煤矿山工程有限公司北京和平里100013)摘要介绍了软土杯冲注浆技术的工艺参数和所采用的csF型双液复合注浆材料，分析了振冲注摹技术的作用机理，并阐述了振冲注浆的几种应用类型。关键调振冲注浆注浆材料软土加固基坑堵水0前曹在上海等软土地区，由于软土特有的含水量大、高压缩性和流变性，很多深基坑开挖时会根据不同的目的对基础下部或周边的土体进行注浆加固。振冲注浆工艺是采用振动冲击钻机造孔，并直接利用钻杆作为注浆管注浆。即振动钻机将钻杆振冲到设计深度后，连接注浆管路开始注浆，达到一定的注浆量和注浆压力后，开始上提一个段高继续注浆，
2、直至一个孔位注浆结束。采用这种方法进行注浆施工，注浆段高随意可调，浆液扩散更均匀，由于振动钻机为无水钻进，钻杆和土体密实接触，避免了沿钻杆外返浆现象成孔速度快和节约了以往塑料阀管注浆中的埋管时间，缩短了工程工期；节省了塑料管材和封孔材料，从而降低了工程造价。1振冲注浆工艺参数的确定1_1注浆流量与注浆量根据不同的施工目的注浆流量应有所不同，在跟踪注浆中发现注浆流量较小，一般约为20Lmin左右在塌方区充填注浆中注浆流量较大，一般为60Lmin左右。注浆量是保证注浆质量的根本因素，根据不同地质条件和注浆要求确定总注浆量Q，一般可按下式计算：QV哼口(1+卢)式中v加固体总体积，m3空隙率a浆液充
3、填系数，充填注浆时a1，压密注浆时a1；口浆液损耗系数。在注浆施工中，由于所计算的空隙率与土层实际空隙率有一定的误差，实际注浆量可根据钻孔过程中钻进速度和注浆过程中注浆压力进行相应调整；根据不同土层和材料可注性浆液充填率有所不同。一般充填注浆时充填率取为o9左右，压密注浆时取为122浆液损耗系数根据不同的施工队伍和管理水平可取o1o3。土层注浆多为定量注浆，为指导具体施工应计算单孔每段注浆时间。f=Q(扎Lg)式中注浆段高，mIn注浆孔数；L注浆深度。m826全国矿山建设学术会议论文选集口注浆流量，m3min。12注浆压力地层容许注浆压力一般与地层的物理力学指标、施工环境和施工要求有关，与注浆
4、量、注浆孔段位置、埋深、注浆材料、工艺等也有一定关系。重要工程地层容许注浆压力的确定多由注浆试验得出，通过试验，控制一定的地表变形值，可获得注浆压力、注浆量、注浆孔段的埋深的关系曲线，据此曲线可作为注浆过程中压力控制的上限。一般情况下可参照类似工程经验和有关公式拟出，在工程实施中逐步调整确定。根据经验，振冲注浆压力通常在o3MPao5MPa，在有周边建构筑物需安全保护时，应严格控制注浆压力，一般在o3MPa以下；在加固要求质量较高，注浆深度较深时，应加大注浆压力，可以控制在l_5MPa以内。13孔间距及孔位布置注浆布孔间距，一般应由浆液的有效扩散半径决定，由于地层的不均匀性，浆液扩散往往是不规
5、律的，注浆扩散半径难以准确计算。一般注浆的扩散半径与地层渗透系数、孔晾尺寸、注浆压力、浆液的可注性和浆液凝较时间等因素有关。可通过注浆压力、浆液的黏度和凝较时间调整浆液的扩散半径，与土层密实程度和浆液黏度成反比，与浆液凝胶时间和注浆压力成正比在实际旎工中孔间距一般可取o62om。注浆孔位布置和数量主要根据工程目的和地质条件确定，一般防渗注浆孔多采用线形布置，呈单排或多排，且各排孔多采用单数孔，按分序加密原则实施。加固注浆孔多采用方格形或梅花形布置，典型的布孔方式参见图l。珏囹(b)(c)(d)oI序孔；o序孔；一序孔：0一检壹孔图l典型孔位布置图14注浆段长与注浆方式为使浆液渗透均匀，注浆段不
6、宜太长。地基土一般因铅直方向上的渗透系数小于水平方向的渗透系数，所以采用的分段长度要比孔距小，一般的段长为孔闻距的o3o5倍。注浆次序分为下行式和上行式。下行式注浆就是自上而下分段注浆，该法是先注上层土体，使上层土体形成一个硬壳，以防止地表跑浆，便于下部采用较高的压力，但不适于平行作业。上行式注浆就是自下而上分段注浆，该法一次成孔，钻孔、注浆可以分别进行，实现平行软土振冲注浆技术及其应用827作业。但在注上部土体时，容易造成串浆、冒浆、地面隆起等现象。2振冲注浆材料以往注浆材料存在颗粒较大、扩散不均匀、环境污染和成本较高等问题，为了满足振冲注浆定位控制注浆对凝胶时间和加固体强度较高的要求，我们
7、在cs型双液注浆材料的基础上开发研制出了cSF型双液复合注浆材料。它是以水泥、水玻璃和粉煤灰为主剂，配以适量的添加剂，应用双液注浆系统进行注浆施工。这种注浆材料改变了以往粉煤灰在双液注浆中的掺入方法大大提高了粉煤灰作为注浆材料的掺入量，由于掺入粉煤灰对水泥浆体的渗透系数有显著的降低作用，有利于改善浆体的抗渗性能。水泥中掺入低钙粉煤灰有缓凝作用，这对注浆具有特别意义。根据水泥、水玻璃和粉煤灰配比的不同，使其既有原水泥一水玻璃双液浆快凝和凝胶时间可调的特性，又使注浆易于操作，同时增加了结实体的结实率(达到100“)和早期强度(14天10MPa以上)，大量节省了水玻璃和水泥的用量，使注浆材料成本大幅
8、度降低。3振冲注浆作用机理按现行注浆机理分类，可以分为：充填注浆、渗透注浆、劈裂注浆和压密注浆。(1)充填注浆。是指注入浆液充填地基土中的大孔隙、大空洞。浆液主要起充填作用，浆体固结形态与土层内原有的空洞相同。(2)渗透注浆。是浆液在压力作用下，渗入土的空隙和岩石的裂隙中，将孔隙中的自由水和气体排挤出去，但不改变土体结构的原状和体积。浆液凝固后把土颗粒粘结在一起，使土层的抗压强度和抗渗性能得以提高。(3)劈裂注浆。是浆液在较高(相对于渗透和充填注浆)压力作用下，劈入土层中，浆液路线呈纵横交叉的脉状网络。固结形态多呈扁平球体或板状固结。(4)压密注浆。是以较高压力向土层中注入较高塌落度和较高内摩
9、擦力的浆液，浆液并不渗透进入土体孔隙，而是以均质的浆体置换该位置的土体。随着浆液的注入，土体受挤压变密实，水和气被挤出，土颗粒重新排列。振冲注浆采用csF型双液复合注浆材料，浆液进入地层开始主要以劈裂注浆为主，拌有部分渗透注浆，一段时间(根据具体工程扩散要求一般在1min左右)浆液凝胶后，以压密注浆为主。4振冲注浆应用振冲注浆与其他几种注浆工法相比，具有灵活机动、施工快捷和经济有效等特点而得到广搓应用，见表l。5结语振冲注浆技术具有施工设备简单，适应狭小空间，施工速度快，加固体强度较高，凝固速度快，浆液扩散范围可控性强等特点，在上海等淤泥质地层中具有较广阔的应用前景。目前已在上海地铁、南京地铁
10、和北京市政管线工程等近20项工程中得到应用，均取得了良好效果。828全国矿山建设学术会议论文选集亵l撮冲洼浆应用类型殛图示应用类型施工酃位目的图示基坑底部围护对基坑底部土抵抗开挖引起擎体变形控制注体抽条注浆加维护结构变形冽1浆固和土体反弹0嗣面图圈基坑外侧邻近随着基坑开挖，控制基坑开挖0学建筑物沉降控在基境维护结引起的建筑物构和建筑物之不均匀沉降变制洼浆间鼠踪注浆形基坑底部构筑在基坑底部和控制基坑开挖蘼kJLd物上淖控制注构筑物之间注卸载后其下部构筑物反弹上浆浆加固浮变形平面圈剖面围隧道过不良地在拟施工髓道璜防罐遭施工洼浆加固区层超前加固注前方的软土地引起上部土体二豳层进行顼注浆蒙坍塌加固原有
11、建筑物基在原有建筑物提高原基础的础补强加圊注内部对底部基承藏力阻满足f建筑秘f洼棠加固区建筑物增高要渤柴础进行注浆求。基坑渗漏水封在基坑维护结封堵维护结构注嘲构外围出水点J堵注浆渗漏水点位置注浆软土振冲注浆技术及其砬胃829续裘l应甩类型施工部位目的酉示塌方区充填洼在塌方区上部对塌方区快速浆土层注浆恢复进行加固在议建道路或软土路基补强机场跑道对敏控制路基沉降加固注装土路基注浆加固参考文献1梁炯控锚固与注浆技术手册北京：中国电力出版社，19992陈兴年，刘国彬，候学渊等挤压注浆在上海地区的发展探讨岩石力学与工程学报，2003年3期作者简介插春满，男，1968年生工程师，1991年毕业于阜新矿业学院，现从事注浆技术研究和施工管理工作，在有关刊物发丧论文10杂篇。
