（完整版）施工手册(第四版)第七章地基处理与桩基工程7-1-6注浆地基

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、灌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一个整体，形成一个强度大、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，可防止或减少渗透和不均匀的沉降，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。水泥注浆适用于软粘土、粉土、新近沉积粘性土、砂土提高强度的加固和渗-2透系数大于 10 cm/s的土层的止水加固以及已建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：能满足灌浆压力的要求，一般为灌浆实际压力的 1.21.5倍；应能满足岩土吸浆量的要求；压力稳定，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，常用于灌浆的有 BW-250/50型、TBW-200/40型、TBW-250/40型、NSB-100

2、/30型泥浆泵以及 100/15（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；在特殊条件下亦可使用矿渣水泥、火山灰质水泥或抗硫酸盐水泥，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 0.1%、氯化钠大于 0.5%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 0.62.0，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%0.5%的木质素磺酸钙；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、可灌性好的地层，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。对不以提高固结强度为主的松散土层，亦可在水泥浆中掺加细粉质粘土配成水泥粘土浆，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：钻孔下注浆管、套

3、管填砂拔套管封口边注浆边拔注浆管封孔。（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；灌浆孔距一般不宜大于 2.0m，单孔加固的直径范围可按 12m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，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，一般为 0.30.6MPa。（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 55100mm，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塞。地基表面空隙用 1：3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，自下而上分段连续进行，分段拔

4、管直至孔口为止。灌浆宜间隙进行，第 1组孔灌浆结束后，再灌第 2组、第 3组。（4）灌浆完后，拔出灌浆管，留孔用 1：2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）注浆加固土的强度具有较大的离散性，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积积分平均法。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，检测要求等），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、注浆的顺序、注浆过程中的压力控制等。（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 15d（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（硅化）注浆地基质量检验标准表 7-25允许偏差或允许值检查项目项序检查方

5、法单位数值水泥设计要求查产品合格证书或抽样送检注浆用砂：粒径mm%2.52.03原材料细度模数试验室试验含泥量及有机物含量1主控项目检粉煤灰：细度不粗于同时使用的水泥试验室试验验烧失量%3水玻璃：模数其他化学浆液2.53.3抽样送检设计要求查出厂质保书或抽样送检231234注浆体强度设计要求设计要求取样检验地基承载力按规定的方法抽查各种注浆材料称量误差注浆孔位%mmmm% 3一般项目20用钢尺量注浆孔深10010量测注浆管长度检查压力表读数注浆压力（与设计参数比）7-1-6-2硅化注浆地基硅化注浆地基系利用硅酸钠（水玻璃）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 岩土胶结成一整体，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硅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三类。压力硅化根据溶液的不同，又可分为压力双液硅化、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

6、胶，将土的颗粒胶结在一起，使具有强度和不透水性。氯化钙溶液的作用主要是加速硅胶的形成，其反应式为：Na2O nSiO OnSiO OCa（OH）2 2 2 2 2 2CaClmH （m-1）H 2NaCl（2）压力单液硅化法系将水玻璃单独压入含有盐类（如黄土）的土中，同样使水玻璃与土中钙盐起反应生成硅胶，将土粒胶结，其反应式为：Na2O nSiO OnSiO ONa SO2 4 2 2 2 2 4 2CaSOmH （m-1）H Ca（OH）（3）压力混合液硅化法系将水玻璃和铝酸钠混合液一次压入土中，水玻璃与铝酸钠反应，生成硅胶和硅酸铝盐的凝胶物质，粘结砂土，起到加固和堵水作用，其反应式为：3（Na O nSiO）Na OAl OAl（SiO）3（n-1）SiO4Na O2222 33322（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置电极通入直流电，经过电渗作用扩大溶液的分布半径。施工时，把有孔灌浆液管作为阳极，铁棒作为阴极（也可用滤水管进行抽水），将水玻璃和氛化钙溶液先后由阳极压入土中，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

7、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氧化碳（ CO）气体，使土中空气部分被 CO所取2 2代，从而使土体活化，然后将水玻璃压入土中，其后又灌入CO气体，由于碱2 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2匀分布，并渗透到土的微孔隙中，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：Na2SiO3OSiO O2Na HCO2COnH nH2 2 2 2 2 32特点及适用范围硅化法特点是：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，消除土的湿陷性，降低压缩性。根据检测，用双液硅化的砂土抗压强度可达 1.05.0MPa；单液硅化的黄土抗压强度达 0.61.0MPa；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 12倍，渗透系数可降低数百倍，水玻璃用量可减少30%。20%40%，成本降低各种硅化方法适用范围，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、稳定边坡以及作防渗帷幕等。但硅化法不宜用于为沥青、油脂和石油化合物所浸透和地下水pH值大于 9.0的土。各种硅化法的适用范围及化学溶液的浓度表 7-26土的渗透系数溶液的密度（ t18）水玻璃（模扩 2.53.3）硅化方法土的种类氯化钙（m/d）0.110102020800.12-1.351.381.381.411.411.441.131.251.261.28砂类土和粘性土压力双液硅化压力单液硅化压力混合液硅化电动双液硅化

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