工程实例-家属楼水泥浆水玻璃混合注浆加固
一、工程概况。
甘肃省粮食局家属楼位于兰州市会馆巷，六层，建筑结构型式为内板外砌，灌注桩基础。该楼1982 年建成，还未交工即发现有轻微裂缝，后又因室外上水管道破裂，大量自来水（浦水量达 700m³）浸入地基，加速了地基不均匀沉降的发展，使得房屋部分结构遭受严重损坏. 地梁断裂，最大裂缝宽达10mm，门窗启闭受阻，影响房屋正常使用。
事故原因是由于建楼前未进行工程地质勘察，灌注桩施工时.将粘土夹石填土层误认为是天然卵石层、致使部分灌注桩坐落在人工填土层上，该层土结构松散，具有湿陷性及高压缩性，当桩顶荷载达到一定数值时，建筑物必然产生较大沉降，加上被水浸湿地基产生严重湿陷，使不均匀沉降急剧增大，从而导致结构破坏。
二、工.程地质条件
事故发生后进行的工租地质勘察香明。该场地地层组成自上而下为，1.杂填土层∶厚2.40~3.00m，包含旧房条形砖石基础;
2.人工回填粘土层∶厚0.30~3.80m，含卵石量25%～30%，局部有大块孤石。该层土结构松散，压缩性较高，并具有湿陷性;
3.人工回填砂卵石层∶厚0.30~1.20m，卵石分选差，粒径一般大于50mm，砂为自色石英砂，较松散;
4.天然卵石层∶厚1.65～2.80m，埋深2.75~6.20m。分选好，密实，卵石层而由西向东、由北向南倾斜，其承载力标准值为 500kPa;5.第三纪红色砂岩∶承载力标准值为350kPa。三、加固方案
经比较，认为采用注浆法加固桩端下及桩侧的填土层较为适宜，它可消除土的湿陷性，减小压缩性，提高地基承载力。由于建筑物下有旧的废弃砖石基础，人工填土中又有卵石及大块孤石，故打管施工无法进行，只得采用人工挖孔埋管一次全孔注浆。该地基情况较为复杂，桩端持力层填土均匀性差，孔隙比大，如单纯灌注化学浆液，则流失量大，加固范围不易控制，故选用水玻璃和水泥浆先后灌注的方法。按一般原理，应先灌注填充性的颗粒浆材，后注溶液型浆材，但由于桩端土应力大，先注水泥浆由于硬化速度慢，可能会出现较大附如沉降。因此，先采用加气硅化法低压慢速灌注，利用其速凝早强的特点，提高桩端土的粒间接触强度，然后再注水泥浆以填充孔隙，加速硬化，这样对减少柱端高应力区土的附加沉降有利。
四、注浆试验
试验目的是为了确定适宜的注浆工艺参数和合理的浆液配方。本次试验共作两个试验孔;1 号孔采用水泥浆＋碳酸气硅化法，水泥浆的水灰比为0.65，水玻璃浓度为 25°Be 并加二氧化碳气;2号孔水泥浆水灰比为0.5，水玻璃浓度为 30°Be再加二氧化碳气。为改善水泥浆的流动性，配浆时加 2%的悬浮剂。试灌工艺如下∶
五、注浆设计与施工
（一）注浆设计
该建筑物共四个单元.根据填土分布情况，重点加固范围为--、四两个单元。一单元所有灌注桩全部加固，四单元加固80%的桩。根据试验结果并结合事故实际情况，，在施工时对注浆工艺参数作了局部调整，具体数据为∶
1.浆液材料 水泥浆水灰比为0.5~1.0水玻璃浓度为25°Be 并加二氧化碳气;
2.注浆压力 水玻璃注入压力小于或等于200kPa，水泥浆注入压力为800～1100xPa。
水玻璃定量注入，水泥浆饱和灌注，注浆稳定标准以压力控制;
3.注浆管布置∶为保证桩尖持力层受浆.每开挖孔设两根注浆管（一根垂直、一根倾斜），具体布置见图4.8-8。为了增加水泥浆的和易性，防止沉淀，在浆液中加人悬浮剂（F.D.N）0.8%～1.0%。加人后搅拌均匀即可灌注。按每100kg 配料计算，每桶加水剂F.D.N 2.4～3.0kg。
（二）注浆施工
注浆施工顺序为∶挖孔→埋管→斜管灌注（加固桩尖土）CO2→水玻璃→CO，→风（700kPa）→水泥浆（稳定压力 1100kPa）→直管灌注水泥浆（压力 700～1100kPa）→风→水玻璃（200kPa}→清孔及封底。
1.成孔时，每孔必须挖至桩底下 500mm，如 500mm 以下不是人工填筑的卵石时，继续下挖至卵石白砂处为止。埋管顺序是孔底回填土 300mm 放直管，然后分层回填至桩底下300mm，放斜管，管端直插桩底，再分层回填到斜管上缘 100cm.左右浇注混凝土封顶，封孔混凝土厚度 h≥1.0m。浇注混凝土 24 小时后方可注浆。
2.灌注水玻璃的泵用后立即用清水冲洗，灰浆泵注浆后立即用风将管内的浆液顶出、然后再用清水冲洗管路。
由于各桩尖下软弱土层厚度不等（0.10~2.50m），因而每桩注浆量也不同。考虑到填土的不均匀性，用额定注浆量法质量不易保证，所以改为以压力为稳定标准。不同浆液采用不同的压力标准，不管注浆多少（堵管情况例外），其稳定压力保持不变，确保注浆质量。
该建筑物地基加固共施工注浆孔100个，耗用水玻璃 50t，水泥 681，二氧化碳气0.5t。六、加固效果
加固后对建筑物进行了沉降观测并取样测定加固体强度∶
（一）沉降观测
该建筑物加固前无沉降观测资料，加固过程中观测到的附加沉降值仅1mm。加固完成后3个月沉降观测增量值为-0.5~+1.5mm.平均沉降增量仅0.2mm，表明建筑物沉降已基本稳定。
（二）加固体强度及加固范围
加固后对两个注浆孔进行了开挖探查，取加固后填土作无侧限抗压强度试验。试验结果示于表4.8-8。
