注浆质量控制与常见质量问题的防治.docx
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注浆质量控制与常见质量问题的防治
注浆地基施工的质量控制与常见质量问题的防治
随着中国加入WTO后，逐步对我国重点行业对外开放，大量国外企业涌入中国抢占市场，为了迎接来自世界的挑战，加强竞争力提高技术含量，各大型国有企业纷纷对原有设备进行技术改造。
在进行此类改造项目的土建基础施工时，往往存在以下困难：
1、施工场地狭小，大型机具无法进场施工；
2、相关地质资料无法正确采集，土层分布不均，无法确定该施工区域地基承载力。
注浆地基作为一种简单易行的施工工艺能很好的克服上面的困难，并且能有效的保证该地基承载力满足上部荷载要求。
注浆地基的施工工艺
注浆地基是一种用气压、液压或电化学原理把某些能固化的浆液通过压浆泵、灌浆管均匀的注入各种介质的裂缝或孔隙中，以填充、渗进和挤密等方式，驱走裂缝、孔隙中的水分和气体，并填充其位置，硬化后将岩图胶结成一个整体，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，从而改善地基的物理化学性质的施工工艺。
该工艺在地基处理中应用领域十分广泛，主要用于截水、堵漏、加固地基、防止及纠正建筑物变形。
注浆地基按注浆材料的不同可分为：
水泥注浆地基和硅化注浆地基。
水泥注浆地基的注浆浆液采用水泥浆；而硅化注浆地基采用的注浆液是硅酸钠（水玻璃）为主剂的混合浆液（或水玻璃水泥浆），特点和适用范围如表1所示：
注浆地基的特点和适用范围表1
注浆材料
特点
适用范围
水泥浆
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
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透系数较大的土层的止水加固以及已建工程局部松软地基的加固
水玻璃
混合浆液
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，降低压缩比
各类土质的局部加固新建或已建的建（构）筑物基础、稳定边坡以及防爆帷幕等。
但水玻璃混合浆液不宜用于沥青、油脂和石油化合物所浸透和地下水pH值大于9.0的土质
因硅化注浆地基应用范围更为广泛，本文所讨论的多以硅化注浆地基为主。
地基注浆施工工艺主要包括：
1）成孔：
可使用钻头或打、压的方法成孔；
2）洗孔与压水试验；
为提高灌浆的质量，灌浆前须先将成孔时残留在孔底或孔壁的岩粉或淤泥冲出孔外，再进行压水试验。
压水试验的关键是如何控制试验中的稳定流量、压力、压水时间和成果判断，压水试验为保证试验成果质量，减少试验误差，大多选取三个压力点。
Ø稳定流量指流量呈稳定状态下的（压力保持在设计或要求值情况下，压入水量保持常量状态）流量。
Ø
压水试验的压力，是设计要求作用在试验段上的实际压力（包括表压和水柱压）。
Ø压水时间是指稳定流量状态下的压水
时间，采用三个压力点压水时，压水
时间一般在30～60min之间。
Ø试验成果判断：
压水试验通常
用双对数坐标上的压力流量曲
线判断（如图1），如果P-μ关
系点成一直线且26o34＇＜θ＜45o，
则可认定试验满足结果满足要求。
3）灌浆：
采用压浆机将拌制好的降液以设计压力压入成孔内。
1、注浆地基施工中质量控制要点
2.1施工准备阶段
2.1.1首先，作业人员要熟悉和掌握国家、地方验收规范，阅读图纸及其它相关技术文件，以了解该施工区域的地质概况（地质分层情况，每一层的厚度以及哪一层为持力层），了解总钻孔数及分布情况、钻孔深度、注浆浆液配合比、注浆压力等技术参数以及检测要求等；
2.1.2要重视对设计图纸的审查和施工方案的编制；
设计人员有时对现场实际情况了解不够，难免会有遗漏之处，所以作业人员要认真熟悉图纸并参加设计交底及图纸会审，对设计中可能出现的不合理和错误及时向设计人员指出，同时提出设计方面的疑问。
对于施工方案的编制，应保证施工工艺的可操作性；如果设计孔数较多，应将整个钻孔区域分区，编上编号，并在方案上附上编好号的孔位平面图。
2.1.3在正式注浆前，必须进行灌浆试验，确定各项技术参数。
如发现设计要求桩孔深度、注浆浆液配合比、注浆压力不能满足现场实际情况或现场地质状况与地质勘察报告不符，应及时书面报业主及设计单位。
2.2施工阶段
2.2.1所有进场材料、机具必须通过检查验收：
Ø检查注浆材料的质量证明文件，必要时现场见证取样抽检；
Ø检查附加剂（如速凝剂、缓凝剂、流动剂、加气剂、防析水剂等）的质量化验单；
Ø检查骨料（砂石）的级配、含黏粒量是否符合要求；
Ø检查注浆液的性质、参数是否符合设计要求，必要时对浆液的渗透性、粘度、凝胶时间、浆液凝固后加固体的物理力学性状进行测试；
Ø钻孔前场地是否平整，检查钻机及注浆机情况，需特别注意检查钻机最大深钻深度是否能满足本工程要求以及注浆机压力计是否能够正常使用；
Ø检查浆液的水灰比，一般用比重计测量相对密度，以此换算出水灰比。
2.2.2施工过程中质量控制
Ø现场钻孔情况应安排专人如实的记录在钻孔记录表上；
Ø硅化加固的土层以上应保留1m厚的不加固土层，以防将液上冒，必要时须夯填素土或打灰土层；
Ø灌注浆液的压力一般在0.2～0.4Mpa（始）和0.8～1.0Mpa（终）范围内；
Ø土的加固程序，一般自上而下进行，如土的渗透系数随深度而增大时，则应自下而上进行。
如相邻涂层的土质不同时，渗透系数较大的土层应先进行加固；
Ø应经常抽查浆液的配比及主要性能指标、注浆顺序、注浆孔位、孔径、孔深以及注浆过程的压力值是否满足要求，并将自己的检查结果与现在记录人员的记录相核对。
（可通过量测注浆管的长度的方法来检查注浆孔的孔深）；
Ø及时在编好号的孔位平面图上对已注浆孔进行标记并注明钻孔日期，避免漏孔情况出现；
Ø如出现地面或附近建筑物变形的情况，应立即停止注浆，分析原因，调整注浆参数。
2.2.3注浆地基的验收
注浆材料在地层中隐藏的扩散，直接定量判断注浆效果，在技术上是很困难的。
需要对施工过程中的钻孔记录以及自己的检查记录进行分析，判断注浆效果和质量，一般来说施工中注浆孔数、注浆量、注浆压力符合设计要求，一般可以认为注浆效果是好的。
注浆效果检测的选点数一般为总量的2％～5％，且不应少于5个；选点一般选取地层破碎处、断层、岩溶发育处、钻孔倾斜大、注浆量不正常处、注浆过程中出现过问题以及对注浆质量有怀疑的部位。
如果选点不合格率大于或等于20％时应进行二次注浆。
针对不同应用的注浆地基，检测方法各不相同：
Ø用于地基加固的注浆地基检测方法
（1）开挖检查加固体的情况；
（2）取样孔做抗压、抗剪强度试验；（3）触探、标贯试验。
与加固前的地层进行比较，求的加固后地基承载等数据；（4）荷载试验；（5）沉降观测。
水泥加固体的注浆质量检查应在结束注浆28d后进行；硅化地基验收，对砂土和黄土应在施工完毕后15d进行，黏性土应在60d后进行；其他凝胶、固结时间段的注浆材料，据实际情况确定，一般不少于7d。
Ø用于截水的注浆地基检测方法
（1）现场钻孔作注水试验，对注浆前后单位吸水率进行比较，一般要求单位吸水率小于0.01～0.05L/min·m·MPa）；
（2）利用取样进行室内渗透试验；（3）对井巷截水、堵水注浆处理工程，可由井巷突水量大小来检查注浆效果；（4）对用劈裂注浆防止水坝坝体渗漏的工程，可从坝坡不再有渗水和湿润现象，由坝体引起的坝后渗水基本断流或显著减少，来检查注浆效果。
效果检查的时间：
水泥浆应在该部位注浆结束14d后进行。
粘土――水泥浆应在该部位注浆结束后28d后进行。
其他凝胶时间短的浆液可根据具体实际情况适当缩短。
采用劈裂注浆进行帷幕阻水或水坝防漏加固的效果检查、施工验收应在注浆结束后1年后进行。
Ø用于覆盖型岩溶地区防止地面塌陷的注浆效果检查方法
（1）钻孔取样，检查溶洞、裂隙、土洞的水泥充填的水泥结石情况；
（2）现场注水试验。
一般要求注浆段单位吸水率不大于0.05L/（min·m·m；（3）物探仪器测试检查溶洞充填结石情况。
Ø注浆地基的质量检验标准如表2所示
注浆地基质量检验标准表2
项目
序号
检查项目
允许偏差
或允许值
检查方法
单位
数值
主控项目
1
原材料检验
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
含泥量及有机物含量
mm
％
＜2.5
＜2.0
＜3
试验室试验
注浆用粘土：
塑性指数
粘料含量
含砂量
有机物含量
％
％
％
＞14
＞25
＞5
＞3
试验室试验
粉煤灰：
细度
烧失量
不粗于同时使用的水泥
试验室试验
％
＜3
水玻璃：
模数
2.5～3.3
抽样送检
其他化学浆液
设计要求
查出厂质保书或抽样送检
2
注浆体强度
设计要求
取样检验
3
地基承载力
设计要求
按规定方法
一般项目
1
各种注浆材料称量误差
％
＜3
抽查
2
注浆孔位
mm
±20
用钢尺量
3
注浆孔深
mm
±100
量测注浆管长度
4
注浆压力（与设计参数比）
％
±10
检查压力表读数
2、常见质量问题的防治
3.1注浆孔倾斜出现这种情况的主要是由于场地不平，造成钻机机台不平或施钻操作不当造成的；该质量问题以防为主，只要在上场前做好场地平整工作，并在施钻时适当加长开孔管即可。
3.2可灌性差选择浆液及浆液配合比不当以及选择注浆压力不当，浆液扩散半径小都会使浆液可灌性差。
由于地质分布不均，致使设计人员在确定注浆浆液类型及注浆参数时，不能满足现场实际要求，可在正式注浆前增大试注浆孔数，使之能正确反映整个施工区域的情况，并调整注浆压力、配比等相关参数。
如在正式注浆工程中发现局部区域存在可灌性差的现象，可采用局部增加注浆孔进行补救。
3.3冒浆岩层破碎、裂隙增大；止浆不好或在用套管嵌入止浆时，套管嵌入不好；注浆压力过大都可能是引起冒浆的原因。
调整注浆压力，限制进浆量，间歇注浆以及重新嵌套管（或加止浆塞）可对该质量问题加以防治，必要时在止浆处下套管，用水泥砂浆封住，重新扫孔注浆。
3.4串浆出现浆液从其他孔中流出的情况，一般是由于两孔间的连通性好，可采用加大孔间的间距，适当延长相邻孔施工时间的间隔，用止浆塞塞于被串孔串浆部位上方2～3m处，相邻串浆孔同时注浆这几种方法进行处理。
3.5浆液过量流失到非注浆部位如出现某孔注浆量异常大于正常情况，极可能因为岩石破碎，裂隙发育；岩溶地区注浆；注浆压力过大；浆液过稀；泵量过大使浆液流失到非注浆部位。
巡视周边区域确认后，可采用：
（1）低压或自流注浆；
（2）改用较浓浆液；
（3）加速凝剂；
（4）加粗骨料；
（5）间歇注浆；
（6）控制注浆施工程序，在注浆范围的边缘和底部用水泥－水玻璃浆液，调整配合比，使其在十几分钟内凝固以封闭外围及地层；
（7）用泵量较小的泵。
参考文献
［1］建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）
［2］林宗元主编.岩土工程治理手册.沈阳：
辽宁科学技术出版社
［3］毛洪渊、于文著编著.地基与基础施工.北京：
中国铁道出版社
［4］林洪元主编.岩土工程监理手册.沈阳：
辽宁科学技术出版社
［5］刘建航、侯学渊主编.基坑工程手册.北京：
中国建筑工业出版社
双液注浆工法是以改良土壤为目的，一方面增加土质的强度，另一方面又可以达到止水堵漏的效果。
经过近三十年的发展，此工法已经成为地基处理不可缺少的施工方法并已被广泛地利用。
针对各种复杂的地层，根据工程的实际情况需要注入各种类型的注浆材料，就必须采用多种注浆工法，才能达到设计要求及预想的改良效果。
虽然以改良土壤的强度和止水性能是地基处理的主要目的，但在实际施工过程中，都会遇到不同的问题而陷入困境。
对于我们来说，地质改良的效果是第一位的，为使地层保持自然状态，仅仅使用水和土来达到改良效果是我们今后的研究方向。
任何的工法都有自身的长处和短处，而双液注浆技术，比其它类型地基处理工法都有广泛地适用性，可以满足越来越复杂的地基处理工程的要求。
由于浆液混合方式和注浆的方向性可随时调节，注浆材料的凝胶时间可以从瞬结到缓结，配比可任意搭配，以及能够实现定向、定量、定压注浆施工。
悬浊液型及溶液型的浆液，能够解决不同地质条件的地基处理问题。
随着城市建设发展的需要，地铁、电力隧道、热力隧道、山岭隧道、引水及排水工程等建设任务越来越繁重，以及堤坝、桥梁、道路、机场跑道等其它工业与民用建筑的发展，双液注浆技术作为地基处理方法的一种，将得到更广泛的应用。
土层注浆的目的包括堵水和加固两方面，是一种古老而又新型的地基处理方法。
目前国内常采用的注浆施工方法多为静压注浆法、高压喷射注浆法、深层搅拌注浆法等。
经多年工程实践，这些方法都取得了成功的经验，并总结出行之有效的工艺、工法。
这些方法各有其特点和适用范围。
我们借鉴国外先进技术，开发研究了双液注浆技术，并应用于工程实践取得了极好的成效。
1．双液注浆技术
双液注浆技术是采用钻机钻孔至预定深度后注浆。
浆液有两种，即A液和B液。
两种浆液通过端头的浆液混合器充分混合。
注浆时实施定向、定量，定压注浆，使岩土层的空隙或孔隙间充满浆液并固化，改变了岩土层的性状。
双液注浆技术的特点
（1）注浆过程中注浆管不回转，不发生浆液溢流现象，有利于保护环境不受污染。
（2）浆液分溶液型（A、B液组成）和悬浊型（A、C液组成）。
浆液对土层有很强的渗透性，采用调节浆液配比和注浆压力的办法可使注浆范围人为控制；凝结时间可以调节，并以复合注入施工。
（3）钻杆端头的浆液混合器可使两种浆液完全混合，使浆液均匀。
（4）可从地面垂直注浆，亦可倾斜注浆，适当增加注浆压力，可进行水平放射注浆。
（5）从钻孔至注浆完毕，可连续作业。
（6）注浆材料可以是水玻璃、二氧化硅系胶负体等，材料来源广泛。
（7）适用范围广，可用于各种土层。
双液注浆技术的适用范围
（1）盾构、隧道及地下工程。
如盾构隧道、及地下工程周围土层改良盾构、隧道及地下工程掘进竖井洞口地层加固，地下管线保护、隧道通过地面建筑物基础的跟踪注浆等。
（2）深基坑工程。
如防止基坑底面隆起止水帷幕。
保护基坑外地下管线和建筑物的注浆加固。
（3）既有建（构）筑物或拟建（构）筑物基础加固工程。
如注浆改良地基提高地基载重力，控制沉降量，沉降差和沉降速率。
双液注浆技术的工艺流程和施工方法
（1）工艺流程
布置注浆孔间距及位置→布注浆孔、钻孔→注浆→回抽注浆→密封清理
（2）施工方法
①注浆孔间距：
根据工程实际确定，一般为认0.5m～1.5m；
②注浆管的设置：
钻孔机将注浆管设于预定深度注入清水并从浆液混合器端部流出；
③注浆，将A液、B液通过钻机钻杆在一定压力下注入预定深度；
④回抽注浆：
施加压力注浆时，必须精心操作控制压力。
在进行阶梯注浆时，以20m~50m为一区间。
对浆液施加适当压力，也可进行水平注浆施工；
⑤注浆完毕将注浆管冲洗干净全部收回，对注浆孔进行密封，恢复原状；
⑥浆液强度、硬化时间、渗透性能可根据工程实际需要调整。
⑦浆液不流失、固结后不收缩、硬化剂无毒、对周围环境及地下水资源不造成污染。
工程质量的保证措施
（1）钻孔
①布孔：
严格按照施工设计图布孔并进行复核。
②钻机定位：
定位准确，钻头点位误差≤20mm。
钻杆垂直度误差≤1度。
③钻孔：
密切观察钻进尺度及溢水出水情况，出现涌水时，立即停钻，先行注浆止水，再分析原因。
确认止水效果后，方可继续钻孔。
（2）配料计量工具必须经过检验合格按照设计配方配料。
（3）注浆按照设计的注浆程序施工。
进浆量必须准确，严格控制注浆压力，注浆方向并由专人操作，当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆以及跑浆时，立即停止注浆。
应采取措施解决并确保注浆量。
（4）注浆完毕后，应采取措施保证不溢浆。
不跑浆。
（5）由专人负责每道工序的操作记录。
（6）注浆全过程应加强施工检查和监测，防止地面出水溢浆、隆起和施工地段的地面沉降。
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