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1、7-1-6注浆地基7-1-6-1水泥注浆地基水泥注浆地基是浆水泥浆，通过压浆泵、濯浆管均匀地注入土体中，以填充、渗透和挤密等方式，驱走岩石裂隙中或土颗粒间的水分和气体，并填充其位置，硬化后将岩土胶结成个整体，形成个强度大、压缩性低、抗渗性高和稳定性良好的新的岩土体，从而使地基得到加固，可防止或减少涔透和不均匀的沉降，在建筑工程中应用较为广泛。1 .特点及适用范围水泥注浆法的特点是：能与岩土体结合形成强度高、渗透性小的结石体；取材容易，配方简单，操作易于掌握：无环境污染，价格便宜等。水泥注浆适用丁软粘土、粉土、新近沉积粘性土、砂土提高强度的加固和渗透系数大于10-cm/s的土层的止水加固以及已建
2、工程局部松软地基的加固。2 .机具设备灌浆设备主要是压浆泵，其选用原则是：能满足滩浆压力的要求，一般为海浆实际压力的1.21.5倍：应能满足岩土吸浆量的要求：压力稔定，能保证安全可靠地运转；机身轻便，结构简单，易于组装、拆卸、搬运。水泥压浆泵多用泥浆泵或砂浆泵代替。国产泥浆泵、砂浆泵类型较多，常用手灌浆的有BW-25O/5O型、TBW-2(X),4O型、TBW-250/40型、NSB-KXWO型泥浆泵以及I00/15(C-232)型砂浆泵等。配套机具有搅拌机、灌浆管、阀门、压力表等，此外还有钻孔机等机具设备。3 .材料要求及配合比(1)水泥用强度等级32.5或42.5普通硅酸盐水泥：在特殊条件
3、下亦可使用矿渣水泥、火山灰质水泥或抗硫酸款水泥，要求新鲜无结块。(2)水用一般饮用淡水，但不应采用含硫酸盐大于。1、氯化钠大丁05%以及含过量糖、悬浮物质、碱类的水。灌浆一般用净水泥浆,水灰比变化范围为0.620,常用水灰比从8:1到1：1；要求快凝时,可采用快硬水泥或在水中掺入水泥用量1%2%的氯化钙：如要求缓凝时，可掺加水泥用量0.1.%05%的木质素磺酸帝亦可掺加其他外加剂以调节水泥浆性能。在裂隙或孔隙较大、可流性好的地层，可在浆液中掺入适量细砂，或粉煤灰比例为1：0.51：3,以节约水泥，更好的充填,并可减少收缩“对不以提岛固结强度为主的松散上层，亦可在水泥浆中掺加细粉质粘土配成水泥粘
4、土浆，灰泥比为1：38（水泥：土,体积比），可以提高浆液的稳定性，防止沉淀和析水，使填充更加密实。4 .施工工艺方法要点（1）水泥注浆的工艺流程为：钻孔一下注浆管、套管一填砂一拔套管一封口一边注浆边拔注浆管一封孔.（2）地基注浆加固前，应通过试验确定灌浆段长度、灌浆孔距、灌浆压力等有关技术参数：灌浆段长度根据土的裂隙、松散情况、渗透性以及灌浆设备能力等条件选定。在一般地质条件下，段长多控制在56m：在土质严重松散、裂隙发育、渗透性强的情况下，宜为24m：潮浆孔距般不宜大于2.0m,单孔加固的直径范围可按2m考虑：孔深视土层加固深度而定：灌浆压力是指灌浆段所受的全压力，即孔口处压力表上指示的压力
5、，所用压力大小视钻孔深度、土的渗透性以及水泥浆的稠度等而定，般为0306MPa0（3）灌浆施工方法是先在加固地基中按规定位置用钻机或手钻钻孔到要求的深度，孔径一般为55-1.mm,并探测地质情况，然后在孔内插入直径3850mm的注浆射管，管底部1.01.5m管壁上钻有注浆孔，在射管之外设有套管，在射管与套管之间用砂填寒。地基表面空隙用I：3水泥砂浆或粘土、麻丝填塞，而后拔出套管，用压浆泵浆水泥浆压入射管而透入土层孔隙中，水泥浆应连续一次压入，不得中断.灌浆先从稀浆开始，逐渐加浓。灌浆次序一般把射管一次沉入整个深度后，自F而上分段连续进行，分段拔管直至孔口为止。灌浆宜间隙进行，第I组孔灌浆结束后
6、，再灌第2组、第3组。（4）灌浆完后，拔出灌浆管，留孔用I：2水泥砂浆或细砂砾石填塞密实：亦可用原浆压浆堵口。（5）注浆充填率应根据加固土要求达到的强度指标、加固深度、注浆流量、土体的孔隙率和渗透系数等因素确定。饱和软粘土的一次注浆充填率不宜大于0.150.17。（6）注浆加固上的强度具有较大的窗散性，加固土的质量检验宜采用静力触探法，检测点数应满足有关规范要求。检测结果的分析方法可采用面枳积分平均法.5 .质量控制（1）施工前应检查有关技术文件（注浆点位置、浆液配比、注浆施工技术参数，检测耍求等），对有关浆液组成材料的性能及注浆设备也应进行检查.（2）施工中应经常抽查浆液的配比及主要性能指标
7、、注浆的顺序、注浆过程中的压力控制等。（3）施工结束后应检杳注浆体强度、承载力等。检查孔数为总量的2%5%,不合格率大于或等于20%时应进行2次注浆。检验应在I5d（对砂土、黄土）或60d（对粘性土）进行.（4）水泥注浆地基的质量检验标准如表7-25所示.水泥（底化）注浆地基质量检骁标准表7-25项序检杳项目允许偏差或允许假检杳方法单位数值主控I原材料检膑水泥设计要求查产品合格证书或抽样送检注浆用砂：粒径细度模数含泥量及有机物含最mm%2.52.03试脸室试验粉煤灰：细度烧失技不粗于同时使用的水泥试蛤室试验%3水玻璃：模数2.53.3抽样送检其他化学浆液设计要求”出厂侦保行或抽样送检2注光忆体
8、强度设计要求取样检验3地基求致力设计要求按规定的方法一般Jiij目I234各种注浆材料称量误差注浆孔位注浆孔深注浆压力（与改计参数比）%mmnm%3+20+IW10抽查用钢尺依依测注浆管长度检查压力表读数7-1-6-2硅化注浆地基硅化注浆地基系利用硅酸钠（水玻玳）为主剂的混合溶液（或水玻璃水泥浆）,通过注浆管均匀地注入地层,浆液赶走土粒间或岩土裂隙中的水分和空气，并将岩土胶结成整体,形成强度较大、防水性能好的结石体，从而使地基得到加强，本法亦称硅化注浆法或硅化法。1 .辞化法分类及加固机理硅化法根据浆液注入的方式分为压力硅化,电动硅化和加气硅化：类。压力硅化根据溶液的不同，又可分为压力双液硅化
9、、压力单液硅化和压力混合液硅化三种。（1）压力双液硅化法系将水玻璃与氯化钙溶液用泵或压缩空气通过注液管轮流压入土中，溶液接触反应后生成硅股,将土的颗粒胶结在起，使具仃强度和不透水性。氯化钙溶液的作用主要是加速硅胶的形成，其反应式为：Na2OnSiO2+CaCh+mH2OnSiO20nSiO2）+Na2A1.2O-AI（S1003+3（n-1.）SiO+4Na；O（4）电动硅化法又称电动双液硅化法，电化学加固法，是在压力双液硅化法的基础上设.四电极通入直流电，经过电渗作用扩大溶液的分布半径。施工时，把仃孔濯浆液管作为阳极,铁棒作为阴极（也可用泥水管进行抽水），将水玻璃和氛化钙溶液先后由阳极压入土
10、中，通电后，孔隙水由阳极流向阴极，而化学溶液也随之渗流分布于土的孔隙中，经化学反应后生成硅胶，经过电渗作用还可以使硅胶部分脱水，加速加固过程，并增加其强度。（5）加气硅化法系先在地基中注入少量二翅化碳（CO2）气体，使土中空气部分被CO:所取代，从而使土体活化，然后将水玻璃压入土中，其后又淞入CO2气体，由于减性水玻璃溶液强烈地吸收CO?形成自真空作用,促使水玻璃溶液在土中能够均匀分布，并渗透到上的微孔隙中，使95%97%的孔隙被硅胶所填充，在土中起到胶结作用，从而使地基得到加固，加气硅化的化学反应方程式为：Na2SiOi+2COa+nHO-*SiO:nI+2Na2HCO32 .特点及适用范圉
11、硅化法特点是：设备工艺简单，使用机动灵活，技术易于掌握,加固效果好，可提高地基强度，消除十的海陷性，降低压缩性。根据检测，用双液硅化的砂土抗压强度可达1.0-5.0MPa;堆液睢化的黄土抗压强度达061.0MPa:压力混合液硅化的砂土强度达1.01.5MPa:用加气硅化法比压力单液硅化法加固的黄土的强度高50%-100%,可有效地减少附加下沉，加固土的体积增大一倍，水稳性提高1-2倍，渗透系数可降低数百倍，水玻啮用量可.减少20%40%,成本降低30%各种硅化方法适用范用，根据被加固土的种类、渗透系数而定，可参见表7-26。硅化法多用于局部加固新建或已建的建、（构）筑物基础、积定边坡以及作防港
12、帷幕等.但硅化法不宜用于为沥青、油脂和石油化合物所浸透和地卜水PH值大于9.0的士。各种硅化法的适用范圉及化学溶液的浓度表7-26硅化方法土的种类土的灌透系数（md）溶液的密度水玻玻（模扩2.53.3）氯化钙压力双液硅化砂类土和粘性土0.1-101.35-1.381.26-1.2810-20I.S8-I.4I20-801.41-1.44压力单液硅化湿陷性黄土0.1-21.13-1.25压力混合液砂化粗砂、细砂-水玻璃与铝酸钠按体枳比h1混合电动双液碎化各类土W0.11.13-1.211.07i.1.1.加气硅化砂土、湿陷性黄土、一股粘性土0.1-21.09-1.21-注：压力混合液砰化所用水玻
13、璃模数为2.42.8,波美欧40“：水鼓璃铝酸钠浆液血度为1375。凝胶时间为13-15s,浆液初期粘度为4X1.O,PaF.3 .机具设符及材料要求（I）碎化灌浆主要机具设备有：振动打拔管机（振动钻或三角架穿心锤）、注浆花管、压力胶管、442mm联接钢管、齿轮泵或手摇泵、压力表、唠秤、浆液搅拌机、贮液罐、三角架、倒链等。（2）濯浆材料有：水玻璃，模数宜为2533,不溶于水的杂质含量不得超过2%,颜色为透明或稍带混浊：氯化钙溶液：PH值不得小丁556.0,每I1.溶液中杂质不得超过60g,悬浮颗粒不得超过1%：硅化所用化学溶液的浓度，可参见表7-26规定的密度值采用：铝酸钠，含铝量为18（）g
14、1.,苛化系数2.425:二氧化碳，采用工业用二氧化碳（压缩瓶装）。采用水玻璃水泥浆注浆时，水泥用强度等级32.5普通水泥，要求新鲜无结块：水玻璃模数一般用2.430,浓度以3045波美度合适。水泥水玻璃配合比为：水泥浆的水灰比为0.8：IT：I：水泥浆与水玻璃的体枳比为1：0.6-1：I。对孔隙较大的土层亦可采用“三水浆”，常用配合比为：水泥：水：水玻璃：细砂=1：0.70.8:适ft：0.8.4 .施工工艺方法要点（1）施工前，应先在现场进行解浆试验,确定各项技术参数。（2）灌注溶液的钢管可采用内径为2050mm,壁厚大丁5mm的无缝钢管.它由管尖、有孔管、无孔接长管及管头等组成。管尖作成
15、25-30圆锥体，尾部带有丝扣与有孔管连接：有孔管长一般为041.（）m,每米长度内有6080个直径为1.3mm向外扩大成喇叭形的孔眼，分4排交错排列：无孔接长管一般长1.5-2.0m,两端有丝扣。电极采用直径不小于22mm的钢筋或直径33mm钢管.通过不加固土U的注浆管和电极表面,须涂沥青绝缘，以防电流的损耗和作防腐。灌浆管系统包括输送溶液和输送压缩空气的软管、泵、软管与注浆管的连接部分、阀等，其规格应能适应灌筑溶液所采用的乐力。泵或空气压缩设备应能以0.20.6MPa的压力，向每个潴浆管供应1.-51.min的溶液压入土中，灌浆管的平面布置和土的每层加固序度如图7-28。海浆管间距为I.7
16、3R,各行间距为1.5R（R为根灌浆管的加固半径，其数值见表7-27）：电极沿每行注液管设罚.，间距与灌浆管相同.上的加固可分层进行，砂类土每一加固层的厚度为灌浆管有孔部分的长度加05R,湿陷性黄土及粘土类土按试验确定。图7-28压力硅化注浆管排列及构造（八）海浆管构造：b溯浆的，列与分层加固I单液窗聚管：2-4液潴浆管；3-第一种溶液：小第二种溶液：5硅化加囿区土的压力硅化加固半径表7-27项次土的类别加固方法士的渗透系ft土的加固半径(m)压力由液2-100.3-0.4I砂士10-200.4-0.6I2O-5O0.6、0.8硅化法5(-JW)0.87.0压力单液03-0.50.30.4粉砂
17、0.57.00.4-0.62硅化法1.0-2.00.6-0.82。5。0.8-1.0湿陷性黄土压力单液0.1-0.30.3-05O.3-O.40.4-0.63硅化法0.5-1.00.60.91.0-2.00.97.0(3)灌浆管的设置,，借打入法或钻孔法(振动打拔管机、振动钻或三角架穿心锤)沉入土中,保持垂直和距离正确，管了四周孔隙用土填塞夯实。电极可用打入法或先钻孔23m再打入。(4)硅化加固的土层以上应保留Im厚的不加固土层，以防溶液上自，必要时须夯填素土或打灰土层。（5）灌注溶液的压力一般在0.2-0.4MPa（始）和0.8-1.OMPa（终）范围内，采用电动硅化法时，不超过0.3MPa
18、（表乐）。（6）上的加固程序，一般自上而下进行，如土的渗透系数随深度而增大时，则应自卜.而上进行。如相邻土层的土质不同时，渗透系数较大的土层应先进行加固“灌注溶液次序，根据地下水的流速而定，当地下水流速在ImZd时，向每个加固层自上而下的灌注水玻璃，然后再自下而上的潴注疑化钙溶液，每层厚0.61.0m;当地下水流速为1.3md时，轮流将水玻璃和叙化钙溶液均匀地注入每个加固U中：当地下水流速大T3md时，应同时将水玻璃和氟化钙溶液注入，以减低地卜水流速，然后再轮流将两种溶液注入每个加固层。采用双液硅化法灌注，先由单数排的灌浆管压入，然后从双数排的灌浆管压入：采用单液硅化法时，溶液应逐排灌注。灌注
19、水玻璃与显化钙溶液的间隔时间不得超过表7-28规定。溶液濯注速度宜按友7-29的范围进行。向注液管中灌注水玻璃和氯化钙溶液的间隔时间表7-28地下水流速（nd）0.00.5T-1.53.0最大间隔时间h）24642I注：当加固土的厚度大于5m,且地下水流速小干ImAi.为避免超过上述间1.时间.可将加固的整体沿驿向分成几段i行，土的渗透系数和灌注速度表7-29土的名称土的渗透系数（m溶液流注速度（1.fmin）112砂类土152510-2()2-320-8()3-5湿陷性黄土0.i0.5230.5-2.03-5（7）灌浆溶液的总用量Q（1.）可按下式确定:QgKVn1000（7-10）式中V硅
20、化上的体积（mD：n一一土的孔隙率；K经蛤系数：对淤泥、粘性土、细砂，K=0.35;中砂、粗砂.K=0.5-0.7;砾砂，K=O.7-1.0；湿陷性黄土，K=0.5-0.8,采用双液睢化时，两种溶液用量应相等。（8）电动1.化系在灌注溶液的时候，同时通入直流电，电压梯度采用0.5（0.75Vcm1.,电源可由直流发电机或直流电焊机供给。灌注溶液与通电工作要连续进行，通电时间最长不超过36h。为了提高加固的均匀性，可采取每隔一定时间后，变换电极改变电流方向的办法。加固地区的地表水，应注意疏干。（9）加气硅化工艺与压力单液硅化法基本相同，只在灌浆前先通过灌浆管加气，然后盘浆，再加次气，即告完成。（
21、IO）土的硅化完毕,用桩架或三角架借倒链或绞磨将管子和电极拔出，遗留孔洞用I：5水泥砂浆或粘土填实。5.版量控制（1）海工前应掌握有关技术文件（注浆点位置、浆液配比、注浆施工参数、检测要求等）。浆液组成材料的性能应符合设计要求,注浆设备应确保正常运转，（2）施工中应经常抽查浆液的配比及主耍性能指标、注浆顺序、注浆过程的压力控制等。（3）施工结束后应检查注浆体强度、承载力等。检查孔数为总员的2%5%,不合格率大于或等20%时应进行二次注浆。检查应在注浆15d（砂土、黄土）或60d（粘性土）进行。（4）硅化注浆地基的班量检验标准如表7-25所示。施工现场安全施工注意事项：1、施工人员进入施工现场前
22、，必须要进行施工安全、消防知识的教育和考核工作，对考核不合格的职工，禁止进入施工现场参加施工.2、进入施工现场必须戴好安全帽，系好帽带，并正确使用个人劳动防护用品.3,严格执行操作规程，不得违章指挥和违章作业，对违章作业的指令有权拒绝并有责任制止他人违章作业。4、施工作业时必须正确穿殿个人防护用品，进入施工现场必须戴安全帽。不许私自用火，严禁酒后操作。5、穿拖鞋、高跟鞋、赤脚或赤膊不准进入液工现场。6,穿硬底鞋不得进行登高作业。7、在高空、钢筋、结构上作业时，一定要穿防滑鞋.8、现场用电,一定要有专人管理，同时设专用配电箱，严禁乱接乱拉，采取用电挂牌制度,尤其杜绝违堂作业，防Ih人身、线路，设
23、备事故的发生。9、电钻、电锤、电焊机等电动机具用电、配电箱必须要有漏电保护装置和良好的接地保护地线，所有电动机具和线缆必须定期检查,保证绝缘良好，使用电动机具时应穿绝缘鞋，戴绝缘手套.10、工地施工照明用电,必须使用36伏以下安全电压,所有电器机具在不使用时，必须随时切断电源,防止烧坏设备.11、在用喷灯、电焊机以及必要生火的地方，耍填写用火申请登记和设专人看管，随带消防器材等，保证消防措施的落实。施焊时，特别注意检查下方有无易燃物，并做好相应的防护，用完后要检查，确认无火后再离开.12、未经安全教白培训合格不得上岗，非操作者严禁进入危险区域：特种作业必须持特种作业资格证上岗。13、凡2m以上的高处作业无安全设施,必须系好安全带：安全带必须先挂牢后再作业。14、高处作业材料和工具等物件不得上抛下掷.15、从事高空作业人员要定期体脸。凡患有高血压、心脏病、贫血症、施痛病以及不适于高空作业的人员，不得从事高空作业。
