某电厂深基坑支护注浆技术研究

某电厂深基坑支护注浆技术研究
摘要：注浆是岩土木工程中一门专业性很强的学术分支，用注浆处理各种岩土工程问题，已成为常用的方法。

文章结合某电厂转运站深基坑支护工程实例针对电厂深基坑支护的注浆技术进行了探讨。

关键词：注浆技术；参数；影响
注浆技术的工作原理是通过压送技术将具有一定凝胶时间的浆液注入进含水岩层或裂缝松散土层中，使浆液凝结后团结上的颗粒充塞岩层裂缝，最终使土层的水理性质和力学性质都得以改善。

注浆技术作为一种新型的加固技术，可广泛地使用到房建工程的施工中，该技术具有承载力高、适用范围广、施工方法灵活、效益显著和便于普及的特点。

1工程实况
施工现场开挖深度从地面（236.0m）算起需开挖22m，原支护设计方案采用土钉墙+锚索+排桩。

排桩采用冲孔灌注桩，基岩系灰岩或硅质灰岩，冲孔时常发生偏孔卡锤等，考虑到总体规划的工程进度，对未进行排桩施工的部位进行注浆，已达到稳定要求。

转运站范围内可塑状粘土自支护桩桩顶起算厚一般为5米，存在流塑-软塑状粘土，层厚度为7.2~9.4米不等，层顶标高为214.8~216.9米，层底标高最深为207.5米。

注浆位置：原支护桩位置因各种原因未能按设计要求完成，自桩顶以上3.3米向基坑底部注浆，基坑底部距离排桩2.5米位置处均应注浆，具体如何注浆见详细注浆设计。

2、设计基本内容
2.1根据加固目的及工程、地质状况确定加固深度
本次注浆目的就是要提高基坑土的抗剪强度和变形模量，也就是提高粘聚力及内摩擦角，使得粘聚力达到35Kpa，内摩擦角达到30度，在此基础上，验算边坡的稳定性。

[ 验算简图]
加固对象主要为基坑软塑至流塑状粘土，土质成份中含有少量至多量的高岭
土，分布不均匀；地下水位埋藏较深，一般为基坑底以下2米左右，考虑到上部土钉长度及加固后的效果，形成一堵“重力式挡墙”，墙宽约10米，下部需要加固的土体本身也作为挡墙的持力层。

同时考虑到地质条件复杂，部分减轻对桩身上的作用，本次加固的深度为每排与土钉及锚杆平行，长度为10米。

2.2计算加固体积，确定注入率及注浆量
基坑上部14米采用放坡结合土钉形式，下部14-22米采用排桩与锚杆结合支护，加固的体积为标高225.3米至222米，范围为第二道马道至桩顶的斜面积，加固体积为23.9*3.3*10=788.7m3，桩顶以下部分加固体积为8*1*10=80m3,基坑底内侧加固体积为2.5*23.9*5=298.75m3。

总共加固体积为1167.45m3，单根注浆加固体积为3.14*0.4*0.4*10=5.024m3。

由于粘性土中的劈裂注浆，浆液并非进入到孔隙中，而是劈裂层后形成脉状结石体；除此外在软粘土地基中，土的压缩过程是伴随着孔隙水的排出进行的，土的孔隙水排出是一个缓慢的过程，不可能在注浆过程中瞬时完成。

而且浆液劈裂土体后形成的结石体也不是理想的球体。

综上所述，软粘土中劈裂注浆的注入率应该根据经验确定，其主要取决于土地刚度、侧限条件和土体的不均匀性。

增大注入率对改善加固效果有好处，但由于孔隙水压力消散慢，注入率高时，势必造成地面溢浆。

据工程实践经验，对软粘土注入率一般不超过10%，，以8%左右为宜，对于袖阀管法注浆，待浆液凝固后，采用后续注浆的方法，可使注入率适当提高。

故本次采用的注入率为10~12%。

注浆量为Q=V*λ=1167.45*(10-12%)=117~140m3。

2.3确定每孔注浆量及注浆参数
单孔注浆量为Q=V*λ=5.024*(10-12%)=0.5~0.6m3（特别说明：上述注浆量为估算方法，在实际施工中应根据注浆压力的变化、地面是否冒浆、地表抬升、周边建筑物位移等情况对注浆量进行即时的控制）。

劈裂注浆压力应根据土层性质及其埋深确定，在粘性土地层经验数值是0.2~0.3MPa，采用水泥~水玻璃双液快凝浆液后，注浆压力可以部分提高，但不宜超过1MPa，在保证注入的前提下，尽量减小注浆压力，浆液流量也一般控制在10~20L/min。

注浆扩散半径根据经验取800mm，注浆孔水平向间距为1.2米，重叠部分为0.4米，纵向间距为1.0米，重叠部分为0.6米。

2.4选择注浆工艺
通过分析比较，确定本次采用袖阀管注浆工艺，具体如下：
1、施工时步骤
⑴钻孔用泥浆护壁，孔径110mm，垂直度偏差小于1%;
⑵浇注封闭泥浆:封闭泥浆7d立方体试块(边长为7.07cm)的抗压强度宜为
0.3-0.5MPa，浆液粘度宜为80-90s;
⑶插入袖阀管:将袖阀管灌满水后插入封闭泥浆中，为使封闭泥浆厚度均匀，使袖阀管位于钻孔的中心;
⑷待封闭泥浆凝固后，在袖阀管内放入带双塞的注浆芯管进行注浆;
⑸袖阀管法注浆时的控制压力为开塞压力，即浆液冲破封闭泥浆的压力。

开塞后浆液注入土体的压力应作记录；
⑹注浆过程一般由下向上逐段进行，用袖阀管法时可采用“少量、多次、速凝”的注浆工艺以减少浆液外溢。

需多次注浆的注浆孔，在一次注浆完成后需用清水冲洗。

2、当出现大量溢浆或产生不允许的地面上抬现象时，应及时停止注浆。

在查找原因后，可采取如下措施:
1)加大或加浓速凝剂的用量;
2)减小注浆流量;
3)更换孔位，在未出现溢浆现象的孔中补足上一个孔少注的浆液(袖阀管法可清孔并静置一定时间后，在同一孔位再次注浆)。

3、注浆用水不得采用PH值小于4的酸性水和工业废水。

4、浆体应经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始压注。

浆液在泵送前应经过筛网过滤。

5、温度低于-3℃的条件下注浆时，应在施工现场采取措施，保证浆液不冻结。

6、拌和用水温度不得超过30-35度；并不得将储浆桶和注浆管路在注浆体处于静止状态时暴露于阳光下，防止浆液凝固。

7、注浆过程中，应做好详细的施工记录和资料整理工作，分析注浆中存在的问题，并及时解决。

3选定注浆材料配比
以加固为目的的软粘土劈裂注浆一般采用水泥系浆材(采用42.5级普通硅酸盐水泥)。

当添加粉煤灰(应为II级或以上)时，掺量为水泥重量的40-50%，，水料比(水与水泥加粉煤灰重量之比)可取0.5-0.8之间。

为减少浆液外溢及保证较高的结石率，可配用Be’=10~15%的水玻璃，其与水泥一粉煤灰浆液的体积比一般为10~15%。

4确定注浆顺序
注浆施工顺序按分序加密的原则。

多排孔注浆时，在排序上应遵循先边排后中排、先外围孔后内部孔注浆的原则;同一排上的注浆孔，应采用间隔跳跃式注浆顺序。

注浆范围以外有边界约束条件时，也可采用自内侧开始顺次往外侧的注浆顺序。

5 注浆对场地周边环境影响的评估
在采用注浆法时行施工时，要经历先破坏，扰动基地，然后经过浆液凝固，土体固结等过程使地基土改良的过程，因此，在施工时，要做到控制周边环境，需要采取如下控制措施：
1）在可注入的前担下，尽量降低注浆压力和流量，降低孔隙水压力的突增量，有利于孔隙水压力的消散，同时有利于提高注浆效果；
2）采用“多点少注”的方法，即加密布孔，减少每孔注浆量，避免应力过分集中。

3）采用由建筑物近端向远端推进的施工顺序，将施工引起的附加地内压力向远侧引；
4）控制施工节奏，放慢施工速度，同样有利于降低孔隙水压力的突增量，有利于孔隙水压力的消散，避免应力过分集中。

通过采取以上的措施，对周边环境控制能达到一个良好的效果，但除此外，还应对注浆进行严格的信息化施工管理，即在施工期间对周边环境进行严密的观测和监测，并将相关信息及时传递至施工方面，施工方面及时对信息进行分析，并根据分析结果对施工工艺，技术参数，施工顺序，施工速度等进行调整。

6 注浆质量检测要求
施工完成后，注浆能否达到预期效果需通过检验，采取的检测手段及达到的要求：
⑴采用动力触探和静力触探取得反映加固均匀性的定性成果和评价软质粘土地基由于注浆产生的挤密加固相对效果的定量数据;
⑵注浆检验时间宜在注浆龄期达到28天后进行，因工期需要也应在至少15天后进行。

当注浆检验点的合格率小于或等于80，或虽大于80%但检验点的平均值达不到设计要求时，在确认设计原则正确后应对不合格的注浆区实施重复注浆。

检测点位置应视检测方法和现场条件，由施工单位和设计单位协商决定。

总结：
从以上的验算结果，当开挖至基坑底部时，稳定性系数为0.982，基本处于临界状态，但仍未达到规范要求；在考虑桩锚上的锚杆作用及基坑底部的注浆以及1#转运站壁墙的施工后，相当于对护坡土体加劲及增加了坡前的被动土压力，对基坑稳定性有利，稳定性安全系数会得到大幅度提高，故此时的稳定性系数对整个基坑边坡安全不构成威胁。

参考文献：
1颜晓萍浅谈注浆技术在房建工程中的应用《黑龙江科技信息》2007年13期
2胡忠锋注浆技术在房建工程中的应用研究《现代商贸工业》2009年第13期
3谢红亮灌注桩后注浆技术分析《科学之友》2009年第10期。