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摘要：本论文是介绍压密注浆在软弱地基加固中的应用，主要通过互联网，专业课本查阅相关资料，阐述压加固机理，设计方案、施工中应注意的关键技术等。阐明了该处理解决的问题及存在的问题，最后还做了加固效果评价和结论。
关键词：压密注浆；软土；加固；
中图分类号： U457 文献标识码： A
1概述
1.1注浆的定义
注浆（亦称灌浆）就是用压送设备将具有有充填和胶结性能的浆液材料注入地层中土颗粒的间隙，土层的界面或岩面层的裂隙内，使其扩散，胶凝或固化，以增加地层强度、降低地层渗透性，防止地层变形和进行托换技术的地基处理技术。
根据美国土木工程师协会注浆委员会所讲的定义，压密注浆就是浆液坍落度小于25mm的注浆。国内对压密注浆的定义与上述定义有较大的差别，亦即按浆液在土体上的流动特征，凡是能对土体产生压密效应的注浆皆可称为压密注浆。事实上，国内的压密注浆浆液体多为速凝型浆液或水泥稠浆，一般而言，压密注浆固结体在土体中呈似球体或块体状分布。
1.2注浆材料
注浆材料常分为粒状浆材和化学浆材两个系统，其后再按材料的主要特点细分为不稳定粒状浆材（水泥浆、水泥砂浆），稳定粒状浆材（粘土浆、水泥粘土浆），无机化学浆材和有机化学浆材(环氧树脂类、甲基丙烯酸酯类、聚氧脂类、丙烯酰胺类、木质素类)等四类。
1.3适用对象及范围
压密注浆的最大优点是它对于最软弱土层区域能起到最大的压密作用，压密注浆法一般用于粉细砂中，也可用于有充分排水条件的粘土和饱和粘性土。此外，还可用来调整不均匀沉降、进行纠偏托换，以及在大开挖隧道开挖时临近土进行加固，但在加固深度小于1～2m时，加固质量很难保证，除非其上原有建筑物能提供约束。
2加固机理
压密注浆是用极稠的浆液（坍落度25～50mm）以高压快速通过钻孔强行挤入弱透水性土中的灌注方法。由于弱透水性土的空隙不能进浆，因此，不可能产生传统冲填型的渗入性灌浆，而是在注浆点集中地形成近似球形的浆泡，通过浆泡挤压邻近的土体，使土体被压密，承载力得到提高。在浆泡的直径或体积较小时，压力主要是径向（水平向）的，随着浆泡的扩大，在底层内部出现复杂的径向和切向应力体系。在灌浆体临近区出现大的破裂、剪切和塑性变形带，这一带的地基土密度由于扰动而降低。随着地基土距灌浆体接合面距离的增加，地基土变形逐渐以弹性变形为主，地基土密度得到明显的增加。
3施工主要技术方案的确定
灌浆方案应根据灌浆工程的目的，灌浆工程的水文地质状况，工程的性质等综合因素考虑，一般主要考虑灌浆材料和灌浆方法的选择。
3.1浆材选择
对于压密注浆而言，浆液一般应选择有水泥、粉土和砂土组成的稠浆，坍落度应低于25 mm。一般情况下，浆液不进入基土孔隙，而保持为一均质体，它可控制置换压密松散土，或控制置换抬高建筑物或两者兼有。
压密注浆将液中理想的砂料为天然的圆粒砂料，能够100%地通过8号分筛，小于50μm的砂粒不得多于20%，砂中最好含有一些粉砂，但应避免浆液内含有过多的粘土；即使粘土的含量少，也会降低浆液的耐久性，特别是当承受动荷载或处于潮湿的环境下，耐久性更加降低。对于采用压密注浆对软弱土地基进行加固，常用注浆材料可选择水泥浆、桂芬水泥浆、水玻璃水泥浆等。
3.2注浆方法
用压密注浆对软弱土地基进行加固，适用的灌浆方法为套阀管法最好，也可用自上而下分段钻灌法。
3.3浆液的扩散半径
浆液的扩散半径是指能符合设计要求的浆液扩散半径，由于地质条件的复杂多变，理论公式计算的半径由于计算参数不易选择，而常常偏差很大，一般应通过现场试验来确定。现场灌浆试验场采用三角形或矩形布孔法。试验结束后，可通过钻孔压水或注水，求灌浆体的渗透系数或钻孔取样，检查孔隙充浆情况来评价浆液的扩散半径。
3.4注浆孔的布置
注浆孔的布置包括布置形式和孔排距，工程中应选择最优的布置方式，以便在相同效果的前提下，是钻孔和灌浆总费用降至最低。
固结灌浆常用的布置呈梅花形和方格形。压密注浆理想的孔距是依据被灌土的条件，能承受的最大泵压力（与覆盖土的深度和能承受的隆起有关）以及要求达到的密度等而定。一般的孔距大约为1.8～3.0m左右。
3.5灌浆压力
灌浆过程中，灌浆压力的控制通常可分为“一次升压法”和“分级升压法”兩种方式。压密注浆的灌浆压力应控制在最大允许压力下并根据浆液的稠度控制在1～7MPa范围内，坍落度较小时，可去高雅；对于水泥—水玻璃双液快凝浆液，注浆压力应小于1MPa。
压密注浆起始速率一般应为20～30L/min，如果灌浆压力增长较慢，则可适当增大灌浆速率；随着灌浆体的增大，应放低灌浆速率，以免使压力的增加超过最大的额定速率，一般为35～48kPa/min。
3.6灌浆量
浆液占据的体积理论上应为地层孔隙或裂隙的体积，但在实际灌浆过程中，浆液不可能完全充满所有的空间，所以在计算浆液用量时，常乘上一个小于1的灌浆折减系数，同时，应考虑到浆液容易流到加固区外的损耗，计算时浆液体积
Q=V·n·m（1＋L）
式中
V—加固区的总容量；
n—土体孔隙率，常通过标贯试验册的；
m—孔隙充填系数，应通过现场试验确定，在无试验质料时，可参照下表3-1；
L—浆液损耗系数，在5%～15%之间变化。
表3-1 灌浆充填系数（m）
软土 粘性土 细砂 中砂粗砂 砾砂 湿显性黄土
0.3～0.5 0.5～0.7 0.7～1.0 0.5～0.8
注：在化学加固中，若为双液法，按1.0考虑。
3.7灌浆工艺确定
压密灌浆时，为防止灌浆过程中出现水力劈裂造成灌浆压力的降低，浆液的流散和浆泡的缩小，应采用低坍落度（如小于25 mm）的稠浆以高压进行连续快速（不小于30L/min）注浆。实践表明，当坍落度过小，易堵塞管路；过大（如大于38 mm或50 mm），则中途转化为劈裂灌浆的可能性将大大增加。压密注浆一般宜采用底孔管法自上而下分段灌浆，孔深应超过地表到开始加固的深度，且至少不小于1.2 m。灌浆管直径为50～110 mm与土体紧密封埋在地下，从而保证在1～7MPa的高压下灌浆时不被基础。压密灌浆时，每次分段深度宜在1.5～3.0m左右，且所有灌浆孔的深度都应延深至基土持力层或延石面。
3.8终灌标准
终灌标准随工程的具体情况差异而定，并无公认的标准。
3.9封孔回填
在灌浆过程中，在各个孔灌浆完成后，均应进行很好的封孔回填。常用的封孔方法有机械压浆法和人工回填法。
4结论
通过对压密注浆的加固机理、设计方案、施工工艺的阐述，以及压密注浆已在实际工程中的运用效果可以看出，压密注浆技术对于处治软弱土地基的加固、纠正不均匀沉降等软土地基问题均有很好的效果。而且，压密注浆技术相对于其他地基处理技术而言，具有施工简便、施工质量容易控制及节省费用等优点，所以，在整治软弱土地基中，压密注浆是一种很好的方法。
参考文献
[5]刘特洪[著].岩土灌浆渗流机理[博士论文].北京：北方交通大学.2003年
[6]杜嘉鸿等编著.国外化学注浆教程[M]北京：水利电力出版社.2004年
[7]张季容，朱向荣.简明建筑基础设计与计算手册[M].北京：中国建筑工业出版社.2000年
关键词：压密注浆；软土；加固；
中图分类号： U457 文献标识码： A
1概述
1.1注浆的定义
注浆（亦称灌浆）就是用压送设备将具有有充填和胶结性能的浆液材料注入地层中土颗粒的间隙，土层的界面或岩面层的裂隙内，使其扩散，胶凝或固化，以增加地层强度、降低地层渗透性，防止地层变形和进行托换技术的地基处理技术。
根据美国土木工程师协会注浆委员会所讲的定义，压密注浆就是浆液坍落度小于25mm的注浆。国内对压密注浆的定义与上述定义有较大的差别，亦即按浆液在土体上的流动特征，凡是能对土体产生压密效应的注浆皆可称为压密注浆。事实上，国内的压密注浆浆液体多为速凝型浆液或水泥稠浆，一般而言，压密注浆固结体在土体中呈似球体或块体状分布。
1.2注浆材料
注浆材料常分为粒状浆材和化学浆材两个系统，其后再按材料的主要特点细分为不稳定粒状浆材（水泥浆、水泥砂浆），稳定粒状浆材（粘土浆、水泥粘土浆），无机化学浆材和有机化学浆材(环氧树脂类、甲基丙烯酸酯类、聚氧脂类、丙烯酰胺类、木质素类)等四类。
1.3适用对象及范围
压密注浆的最大优点是它对于最软弱土层区域能起到最大的压密作用，压密注浆法一般用于粉细砂中，也可用于有充分排水条件的粘土和饱和粘性土。此外，还可用来调整不均匀沉降、进行纠偏托换，以及在大开挖隧道开挖时临近土进行加固，但在加固深度小于1～2m时，加固质量很难保证，除非其上原有建筑物能提供约束。
2加固机理
压密注浆是用极稠的浆液（坍落度25～50mm）以高压快速通过钻孔强行挤入弱透水性土中的灌注方法。由于弱透水性土的空隙不能进浆，因此，不可能产生传统冲填型的渗入性灌浆，而是在注浆点集中地形成近似球形的浆泡，通过浆泡挤压邻近的土体，使土体被压密，承载力得到提高。在浆泡的直径或体积较小时，压力主要是径向（水平向）的，随着浆泡的扩大，在底层内部出现复杂的径向和切向应力体系。在灌浆体临近区出现大的破裂、剪切和塑性变形带，这一带的地基土密度由于扰动而降低。随着地基土距灌浆体接合面距离的增加，地基土变形逐渐以弹性变形为主，地基土密度得到明显的增加。
3施工主要技术方案的确定
灌浆方案应根据灌浆工程的目的，灌浆工程的水文地质状况，工程的性质等综合因素考虑，一般主要考虑灌浆材料和灌浆方法的选择。
3.1浆材选择
对于压密注浆而言，浆液一般应选择有水泥、粉土和砂土组成的稠浆，坍落度应低于25 mm。一般情况下，浆液不进入基土孔隙，而保持为一均质体，它可控制置换压密松散土，或控制置换抬高建筑物或两者兼有。
压密注浆将液中理想的砂料为天然的圆粒砂料，能够100%地通过8号分筛，小于50μm的砂粒不得多于20%，砂中最好含有一些粉砂，但应避免浆液内含有过多的粘土；即使粘土的含量少，也会降低浆液的耐久性，特别是当承受动荷载或处于潮湿的环境下，耐久性更加降低。对于采用压密注浆对软弱土地基进行加固，常用注浆材料可选择水泥浆、桂芬水泥浆、水玻璃水泥浆等。
3.2注浆方法
用压密注浆对软弱土地基进行加固，适用的灌浆方法为套阀管法最好，也可用自上而下分段钻灌法。
3.3浆液的扩散半径
浆液的扩散半径是指能符合设计要求的浆液扩散半径，由于地质条件的复杂多变，理论公式计算的半径由于计算参数不易选择，而常常偏差很大，一般应通过现场试验来确定。现场灌浆试验场采用三角形或矩形布孔法。试验结束后，可通过钻孔压水或注水，求灌浆体的渗透系数或钻孔取样，检查孔隙充浆情况来评价浆液的扩散半径。
3.4注浆孔的布置
注浆孔的布置包括布置形式和孔排距，工程中应选择最优的布置方式，以便在相同效果的前提下，是钻孔和灌浆总费用降至最低。
固结灌浆常用的布置呈梅花形和方格形。压密注浆理想的孔距是依据被灌土的条件，能承受的最大泵压力（与覆盖土的深度和能承受的隆起有关）以及要求达到的密度等而定。一般的孔距大约为1.8～3.0m左右。
3.5灌浆压力
灌浆过程中，灌浆压力的控制通常可分为“一次升压法”和“分级升压法”兩种方式。压密注浆的灌浆压力应控制在最大允许压力下并根据浆液的稠度控制在1～7MPa范围内，坍落度较小时，可去高雅；对于水泥—水玻璃双液快凝浆液，注浆压力应小于1MPa。
压密注浆起始速率一般应为20～30L/min，如果灌浆压力增长较慢，则可适当增大灌浆速率；随着灌浆体的增大，应放低灌浆速率，以免使压力的增加超过最大的额定速率，一般为35～48kPa/min。
3.6灌浆量
浆液占据的体积理论上应为地层孔隙或裂隙的体积，但在实际灌浆过程中，浆液不可能完全充满所有的空间，所以在计算浆液用量时，常乘上一个小于1的灌浆折减系数，同时，应考虑到浆液容易流到加固区外的损耗，计算时浆液体积
Q=V·n·m（1＋L）
式中
V—加固区的总容量；
n—土体孔隙率，常通过标贯试验册的；
m—孔隙充填系数，应通过现场试验确定，在无试验质料时，可参照下表3-1；
L—浆液损耗系数，在5%～15%之间变化。
表3-1 灌浆充填系数（m）
软土 粘性土 细砂 中砂粗砂 砾砂 湿显性黄土
0.3～0.5 0.5～0.7 0.7～1.0 0.5～0.8
注：在化学加固中，若为双液法，按1.0考虑。
3.7灌浆工艺确定
压密灌浆时，为防止灌浆过程中出现水力劈裂造成灌浆压力的降低，浆液的流散和浆泡的缩小，应采用低坍落度（如小于25 mm）的稠浆以高压进行连续快速（不小于30L/min）注浆。实践表明，当坍落度过小，易堵塞管路；过大（如大于38 mm或50 mm），则中途转化为劈裂灌浆的可能性将大大增加。压密注浆一般宜采用底孔管法自上而下分段灌浆，孔深应超过地表到开始加固的深度，且至少不小于1.2 m。灌浆管直径为50～110 mm与土体紧密封埋在地下，从而保证在1～7MPa的高压下灌浆时不被基础。压密灌浆时，每次分段深度宜在1.5～3.0m左右，且所有灌浆孔的深度都应延深至基土持力层或延石面。
3.8终灌标准
终灌标准随工程的具体情况差异而定，并无公认的标准。
3.9封孔回填
在灌浆过程中，在各个孔灌浆完成后，均应进行很好的封孔回填。常用的封孔方法有机械压浆法和人工回填法。
4结论
通过对压密注浆的加固机理、设计方案、施工工艺的阐述，以及压密注浆已在实际工程中的运用效果可以看出，压密注浆技术对于处治软弱土地基的加固、纠正不均匀沉降等软土地基问题均有很好的效果。而且，压密注浆技术相对于其他地基处理技术而言，具有施工简便、施工质量容易控制及节省费用等优点，所以，在整治软弱土地基中，压密注浆是一种很好的方法。
参考文献
[5]刘特洪[著].岩土灌浆渗流机理[博士论文].北京：北方交通大学.2003年
[6]杜嘉鸿等编著.国外化学注浆教程[M]北京：水利电力出版社.2004年
[7]张季容，朱向荣.简明建筑基础设计与计算手册[M].北京：中国建筑工业出版社.2000年