软土地基双液注浆施工方法的探讨分析

双液注浆工艺是在软土地基注浆加固的基础上发展和新的突破。该工艺克服了注浆加固过程中引起的土体扰动，软化效应。达到了在超载地面下控制地下施工掘进引起的沉降的良好实效，并能使土体沉降稳定时间大大缩短，该新工法在盾构穿越石洞口电厂输煤栈桥时控制沉降的地基处理工程中取得了良好效果。并不断推广应用于市政建设和各项建筑工程施工中。
该工艺于1988年6月结合工程实例进行探索研制，运用合理多样的施工工艺，经过不断改进历时2年总结了一套双液注浆控制超重荷载情况下，地下施工保护地面建筑的新工艺取得了明显效果，获得了重大经济和社会效益，并于1991年通过技术鉴定，获上海市科学技术进步一等奖。
1 工法特点
1.1双液注浆工法可以广泛应用于基础加固工程中，既可适用于软土地基加固也可以应用于岩基断裂破碎带的加固。
1.2研制的浆液具有良好的流动性、触变性和扩散性，浆液初凝快且具可调性能，能适时提高强度，可以缩短土体沉降稳定时间，能克服注浆中引起的扰动和软化效应。
1.3该工法对地下工程施工控制地面不均匀沉降具有简易灵活，经挤实效的明显效果。
1.4在地面超荷载情况下，地下施工一般难于在短时间内控制建筑物下沉趋势，而双液注浆具有速凝性能，可以调节时间，缩短沉降周期，在瞬时间内能起到强化和加固作用，比单液注浆更能达到控制地面建筑下沉。
1.5施工安全简便、快速，工期短，质量好，效果快。
1.6该工法施工设备仪器体积小，调动灵活，适用市区狭窄的施工场区和不同深度层次要求的加固，对周围环境影响小等优点。
2 适用范围
该工法不仅适用于软土地基加固，也可应用于岩基的断裂破碎带和堵漏工程，对市政重大建设项目尤其在市区建筑群地下施工，对保护重要建筑管线或地下基坑开挖附近的重要管线(如煤气、电缆大口径水管等)以及控制不均匀沉降，防止破裂效果尤为明显。
3 原理
双液注浆主要具有克服注浆加固中引起的扰动和软化作用以及缩短固结沉降，控制沉降的特点，因此当双液浆及时充填到土体中的空隙，尤其是施工机械所造成的建筑空隙中后，由于浆液具有速凝并可在瞬时内初凝的特点，因此能起到强化和加固作用，同时注浆过程中浆液流失少而有效充填量提高，及时补充了由诸多原因造成的土体损失。限制产生地基活动发源处附近的位移，达到未影响建筑结构物之前，减少地面沉降。同时当双液浆在充填土体中的空隙达到一定饱和后，会在压力作用下逐渐扩散不断充填空隙，能对周围土体产生挤压并劈人土体的薄弱部位，形成交叉网状凝固体，增强了土的密实度和压缩模量，扩大了应力场，提高了承载能力，从而大大减少了最终沉降量。
4施工顺序和工艺流程
4.1施工顺序
按工程实际需要对被加固体进行设计布孔，并按技术要求照图施工。
4.1.1按设计要求钻孔至设计深度。
4.1.2孔径一般为φ91mm左右或垂直孔或倾斜孔。
4.1.3灌入封闭泥浆，从钻杆内灌入，封闭浆液粘度80″左右，井应封堵地面裂缝，防止冒浆等。
4.1.4在双液注浆时应先凿除封头，接通管路，启动注浆泵注入孔内。
4.2工艺流程
4.2.1按设计配合比用SM200-1外循环或高速拌浆机拌和浆液。


4.2.2配制化学浆液
4.2.3将配制拌和好的化学浆和水泥浆各送入SS-400搅拌式贮浆桶内备用。
4.2.4当需注浆时，启动注浆泵，通过2台注浆泵2条管路同时接上Y型接头从孔口混合注入孔底充填扩散到空隙空洞或被加固的土体部位。
4.2.5开启或关闭注浆泵时必须先开化学注浆泵，后关化学泵，以免堵塞管路。
4.2.6双液注浆一般应与施工开挖掘进同步进行，及时补充充填建筑和其他原因造成的空隙。
4.2.7注浆过程中应尽可能控制流量和压力，防止浆液流失。

5 材料要求
5.1 A液要求
5.1.1注浆用水应是可饮用的河水、井水、及其他清洁水，对含有油脂、糖类、酸性大的水、海水和工业生活废水不宜采用。
5.1.2注浆用的水泥应采用普通硅酸盐水泥，水泥标号宜为425＃，水泥应保持新鲜，一般不超过出厂日期3个月，受潮结块者不得使用。水泥的各项指标应符合国家标准，并附有出厂质保单，对矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥不宜于注浆。
5.1.3在满足强度要求的前提下，可用粉煤灰替代一定量的水泥，掺入量应通过试验确定。
5.1.4为改善浆液性能应在浆液拌制好时加入适量外加剂。如KA-l掺入水泥量的0.3～0.5%可提高浆液扩散性和可泵性能。加入约5％的膨润土可提高浆液的均匀性和稳定性，防止固体颗粒分离和沉淀。
5.2 B液要求
5.2.1选购市场上销售的符合国家质量要求的波美度为35°～40°的水玻璃。
5.2.2对选购的水玻璃进行稀释直至符合要求的浓度备用。
5.2.3对上述两种A、B液进行合理配制，双液浆的粘度要求>35″。
比重1.3～1.5
初凝时间2～3min
凝固强度3～4MPa／2h
5.2.4注浆钢管φ63.5mm或注浆塑料单向阀管和Y型接头。
6.机具配备
6.1钻机
普通小型地质钻探机均可适用，如无锡30型、杭州SG2-150等钻杆一般选用田φ42～50mm。
6.2 SM-200外循环或高速拌浆机，具有自输送能力。制备浆液及时迅速，搅拌浆液均匀，维修方便，耐腐蚀。
6.3 SS-400搅拌式贮浆桶，具有过滤杂质和大颗粒作用，能保持浆液均匀和不易离析，结构简捷，维修方便，且贮浆量较大。
6.4 SYB50／50液压注浆泵具有无级调速，注浆流量0～50L／min，注浆压力可以设定最高值，不会发生压力无限上升现象，压力最高为5MPa，并可压注粒径<5mm的砂浆。长时间运转不渗漏，密封性好，安全可靠，适用露天作业的机械。
6.5 SPQ-850流量压力自动记录仪，具有电脑功能，既可显示流量压力和总注浆量，又能直接打印出注浆数据曲线、孔号、日期等功能。
6.6水泵和污泥泵均为市场出售的常用规格产品。
7 施工要点
7.1注浆钻孔应采用钻机成孔，并标明注浆孔的设计角度，用倾斜尺、水准尺等工具进行调整钻机角度，安装牢固，定位稳妥、固定。
7.2各类设备应就近安装固定管线，不宜搞得过长，以防压力和流量消耗。
7.3钻机成孔插入注浆管后应封堵孔口及附近的地面裂缝以防冒浆。
7.4对控制建筑物沉降和抬升房基的加固应采用垂直孔和倾斜孔相结合的方法。
7.5对不均匀沉降的加固注浆孔应布置在沉降量大的一侧。
7.6对机械推进施工如盾构掘进或顶管顶进，应把注浆孔布置在轴线上，以充填建筑留下的空隙。
7.7对控制管线沉降地段应在管线两侧按不同注浆深度进行注浆加固。
7.8注浆孔的孔距布置一般取I～2m，并应交叉错位布置。
7.9选定浆液及其配合比，初凝时间长短及浆液强度要求应槐加固目的而定。并应考虑地质，地基，土体空隙大小及地下水等情况在满足所需目的范围内选定最佳配比要求。
7.10对配制的浆液一般应在适宜的时间内凝固成具有一定强度的固体。按工程需要，浆液应具有可调性，浆液本身的防渗性和耐久性应满足技术设计要求。
7.11注浆过程中应注意控制压力和流量，根据土层特性和加固目的选用不同注浆参数，确定流量压力和注浆量。一般流量为8~12L／min，压力0.1～0.5MPa，注浆量为被加固体体积的10%～12%左右。
8 质量标准
8.1检查注浆孔偏差一般应不大干o.5cm，孔深误差应小于20cm，饲料度<1%。
8.2抽查浆液粘度一般不小于35″，比重1.4。
8.3控制注浆流量一般为8～l2L／min，压力0.1～0.5Mpa。
8.4抽查浆液配合比。
8.5核实注浆钻孔数量。
8.6掌握浆材的实耗和浆液的注入量。
8.7检查封闭泥浆、封顶浆是否按施工组织设计执行，了解注浆孔冒浆情况和相应的采取措施。
8.8收集孔隙水压力、地面沉降和水平位移等数据。
8.9通过检测手段如静力触探，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。标准贯入度测定加固体的力学性能。钻孔取样测定土样的各项性能指标等。
9 劳动组织及安全
主要工种为钻机工、注浆泵工、浆蔽配制搅拌工、电工理人员等组成。
主要安全问题是钻机及三角架在施工中和移位时应放置平稳、牢固，防止倾斜倒塌。其他机电设备应固定就位，不可乱堆放、搬动，电动部分应设置网罩，电箱电线应悬挂。
10 效益分析
在软土地基地下施工中，由于地面开挖、盾构掘进、顶管推进、打桩等施工影响造成土体扰动、挤压流失引起地表沉陷隆起位移、失稳等变化，往往影响地下工程正常施工和使用，并会对周围的建筑、地下管线及其他市政工程设施造成不同程度的危害，如不采取加固措施则会造成难以估量的损失，因此采用该工艺加固可以保护地面建筑物，减少建筑物和管线的拆建动迁，节约大量费用。其社会效益和经济效益都是十分明显的。
11 工程实例
本工艺已广泛应用于各类地下建筑施工中，如石洞口第二电厂进排水隧道施工，盾构先后4次穿越石洞口电厂的输煤栈桥，为保护14m高，每根重200t的栈桥承重立柱，我们采用了压密跟踪双液注浆工艺后，煤栈桥的承重柱相对沉降控制在3%以内。绝对沉降量小于3cm，而且在2个月就趋于稳定，确保了发电厂的正常运转，取得了明显的经济和社会效益。