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摘要：文章从浆液的物理性能对土体的作用、注浆方式、凝胶特性等方面叙述了渗透性注入和挤密性注入的工艺流程与特点，同时提出了几个值得再探讨的问题和可提供参数。
关键词：浆液；注浆；渗透；挤密；固化土壤
一、概述
通过压力将具有凝胶（固化）作用的水泥浆液或化学浆液压送到土层或构筑物内，促其力学性能得到改善的施工方法称压密注浆法。该方法已在我市土建基础、道路、桥涵、管道、泵站等市政工程、水利建设、电力建设、交通能源、地下建筑等许多工程领域得到广泛的应用。用压密注浆法加固土体具有使用机械、设备简单、操作灵活、占地面积少、工期短、见效快等特点。在市政工程、道路、桥涵、管道、泵站基础及地下构筑物施工过程中，已相当普遍的采用压密注浆法稳定土壤的技术，尤其是对地质条件不良地段（如杂填土层、回填欠密实土层、粉砂、流砂土层等）采用压密注浆施工措施确保了构筑物施工过程中土体的稳定，减少构筑物沉陷、纠正构筑物倾斜偏差、补强构筑物开裂。
压密注浆法施工技术的目的主要有三个。一是堵水：就是通过压密注浆来降低土体内地下水的渗透性，减少或截断渗透水的流动，提高构筑物的抗渗透能力。二是加固：就是提高、土体的力学强度和形变摸量，提高土体的承载能力，恢复构筑物的整体性。三是挤压充填：就是利用浆液对土体的挤压作用保持土体密实面稳定。例如对构筑物的倾斜纠偏注浆，对顶管施工中的土压平衡注浆等。
二、压密注浆法注入浆液的类型
压密注浆所涉及的浆液种类很多，有水泥类、粘土类、水玻璃类高分子有机浆液（如环氧树脂类、木质素类、聚氨脂类尿醛树脂类）等等。但就其浆液特性来讲，一般可归纳为两大类：一类是溶液型浆液，另一类是悬浊形浆液（也称颗粒型浆液）。
水玻璃类，高分子有机浆液属于溶液型浆液。
水泥类、粘土类浆液属于悬浊型浆液。
我们常采用的浆液是水泥类、高分子有机浆液中聚氨脂类、水玻璃类。水玻璃是极易固化剂溶液，因此我们亦采用水泥浆液里掺入极少量水玻璃溶液混合而进行压密注浆，目的是提高固化的时效，快速封堵土体中的渗水状态，使注入土体的浆液及时形成浆泡，不使浆液无限溶入土体而按照我们预期要求去形成浆泡。
聚氨脂类注入土体极易与地下水起作用，形成泡沫将土体中空隙填得满满的封堵地下水。但其质地松软使顶管机头的刀刃或其他锋利的刀具极易切割。
三、压密注浆法和浆液注入方式
按照浆液的注入机理来说，基本将浆液注入土体的方式分为渗透性注入和挤密性注入。
渗透性注入是指浆液在压力作用下沿着土体颗粒间形成的空隙通道均匀地渗入被加固的土体中。用浆液取代土体颗粒空隙中的水，当浆液凝结（固化）后，将松散的土颗粒固结在一起达到固化土壤的目的。我们用水泥类浆液注入土体后，受其作用到的范围形成水泥與土的固结体，我们常称其水泥土，浆液注入过程不破坏土体原有的颗粒结构。
挤密性注入是指通过注入浆液对土体的挤压作用保持土体稳定。当注浆压力小于土体抗剪强度时，注浆具有挤密和填充作用。当注浆压力大于土体的抗剪强度时，土体出现局部范围的剪力破坏，形成脉状劈裂注浆。
四、压密注浆法注浆工艺流程
五、注浆设备的选择原则及最简易的设备组成
——应使用对浆液具有高速剪切作用的外循环高速制浆机来替代常用的砂浆搅拌机，确保植被的浆液性能优良。
——应使用对土体面层达到坚硬质地的覆盖层进行快速钻入的钻孔设备（如路石、路基、砂石覆盖层等）。
——应使用具有标准压力表和流量计量的注浆泵，标明使用瞬时的注浆量和注入压力显示。
一般情况下，注浆施工设备配备如下：
1.钻机——制孔（钻孔）用或振动泵——成孔用。
2.制备浆液的高速制浆机（设备）及水泵。
3.制备浆液的贮存罐——存放分阶段制备好的浆液。
4.注浆泵——注浆主机。
5.注浆器（一般称花管）。
6.其他附属设备及电气设备。
六、工程实例
1.无锡市新区防汛工程中新建、改建、河道驳岸工程中，对建成后达到防汛标准的驳岸背后的杂填土、回填土进行一排形式的压密注浆，注浆孔距为1米，孔深为基础底下大于1米。其目的是将驳岸背后土体注浆密实，增加该部分土体密实度和封堵河水，减少对驳岸后背土体的冲蚀。浆液为水泥类、局部为水泥—水玻璃类，水灰比0.5～0.6，水玻璃用量为水泥量加3-5%。
2.无锡通江大道自来水管加固工程，管径φ800，管道基底以下2-3米为杂填土，基地以下7-8米为淤泥土层，设计要求对基底下土层进行压密注浆。注浆深度为管基下8米至管顶上1米，注浆孔的布置紧贴管基垫层外侧，两侧各一排，孔间距1米，采用跳注法，就是先1…4…7，后注2…5…8，再注3…6…9孔。注浆时管道两侧应同时进行。浆液为42.5水泥：水：水玻璃=1：0.6：0.06。水玻璃模数2.4～3.4。浓度大于35度，浆液搅拌时间大于120S，注浆速率为30L/min，注浆压力大于0.25MPa，小于0.6MPa。压浆由深而浅连续进行，每次提管高度为0.3m，压密注浆每立方土体的水泥用量为80kg。注浆结束后28天进行注浆效果的检验。抽检孔数为孔数的2～2.5%，每孔两个试块，在槽底下0.5M，1.5M各取一块，所取样的直剪凝聚力不小于30KPa为准。
3.无锡市新区高田路泵站部分，发现沉井下沉过程中发现井内渗水越来越大且发现有大量流砂出现，迹象表明井内由于土体扰动砂眼增大，导致井边河水渗入。拟采用压密注浆来处治和封堵井周土体。浆液制备为42.5普硅水泥：水：水玻璃=1：0.6：0.05，注浆深度为注入沉井底板以下2M，注浆孔布置为井周多排布置，孔间距1M，排距0.5M。
4.顶管工程中，遇到顶进部位的土体为建筑垃圾等杂填土、土体松散、碎砖碎石多且大量渗水，工作管机头无法工作，采用水泥—水玻璃可起到填充和封堵土体的问题，但对原来是切割土体，工作机头刀刃损耗极大，难以顶进。我们采用压密注浆，注入浆液采用聚氨脂类有机浆液。浆液注入后遇水发泡，填充空隙，封堵水流通道，工作机头也极易切割，解决了问题，使顶管作业顺利进展。
七、几个问题的探讨
1.注浆压力控制是注浆成败的关键，浆液渗透量与注入压力一段时间成正比关系，即开始一段时，压力较大，浆液渗透量也大，但压力增加到破坏土体原状构造出现劈裂破坏，浆液渗透量还在增大而压力出现下降，浆液沿土体裂缝流失，不能形成柱状浆泡而造成渗透性注浆失败，因此在整个注浆过程中应始终控制注浆压力和注入时间，以加深预期的注浆效果，这就是通常提出的“低压慢灌”原则。
2.粉砂、砂及砂砾土，它的渗透系数K≥10-5cm/s，适于采用渗透性注入，取溶液型浆液比较适合。细砂、粉砂土的渗透系数较小，也应选用粘度低，凝胶时间稍长的浆液，使用水泥类浆液，不一定要掺入水玻璃。
3.注意注浆工作面和封闭，尤其是在注浆孔口部位，注浆管外壁与土体之间的密封是保证注浆操作成败的先决条件。我们用粘土封口，效果较好，也可用速凝型浆液，如水泥—水玻璃型浆液封口，封口长度可根据现场具体情况加长或缩短。
八、结束语
1.采用压密法固化和稳定土壤的方法很多，涉及的范围很广，在实际应用中要结合施工现场各方面因素，因地制宜制定注浆方案，选择浆液材料和选择适用的制备浆液设备和注入设备，才能投入少，收到理想的效果。
2.在浆液选择上，高分子有机浆液虽然具有粘度低，凝胶强度高，凝胶时间短等特点，以往常被用于堵水或特殊场合注浆。但某些浆液具有毒性，造价高，一般应有限制作用，而水泥类—水玻璃类浆液在无锡地区得到广泛的应用。
3.压密注浆施工也不是万能的，对于有些土质或工况条件下，用压密注浆法不能取得良好的固化土壤的效果，则按需采用其他施工方案进行固化土壤。
关键词：浆液；注浆；渗透；挤密；固化土壤
一、概述
通过压力将具有凝胶（固化）作用的水泥浆液或化学浆液压送到土层或构筑物内，促其力学性能得到改善的施工方法称压密注浆法。该方法已在我市土建基础、道路、桥涵、管道、泵站等市政工程、水利建设、电力建设、交通能源、地下建筑等许多工程领域得到广泛的应用。用压密注浆法加固土体具有使用机械、设备简单、操作灵活、占地面积少、工期短、见效快等特点。在市政工程、道路、桥涵、管道、泵站基础及地下构筑物施工过程中，已相当普遍的采用压密注浆法稳定土壤的技术，尤其是对地质条件不良地段（如杂填土层、回填欠密实土层、粉砂、流砂土层等）采用压密注浆施工措施确保了构筑物施工过程中土体的稳定，减少构筑物沉陷、纠正构筑物倾斜偏差、补强构筑物开裂。
压密注浆法施工技术的目的主要有三个。一是堵水：就是通过压密注浆来降低土体内地下水的渗透性，减少或截断渗透水的流动，提高构筑物的抗渗透能力。二是加固：就是提高、土体的力学强度和形变摸量，提高土体的承载能力，恢复构筑物的整体性。三是挤压充填：就是利用浆液对土体的挤压作用保持土体密实面稳定。例如对构筑物的倾斜纠偏注浆，对顶管施工中的土压平衡注浆等。
二、压密注浆法注入浆液的类型
压密注浆所涉及的浆液种类很多，有水泥类、粘土类、水玻璃类高分子有机浆液（如环氧树脂类、木质素类、聚氨脂类尿醛树脂类）等等。但就其浆液特性来讲，一般可归纳为两大类：一类是溶液型浆液，另一类是悬浊形浆液（也称颗粒型浆液）。
水玻璃类，高分子有机浆液属于溶液型浆液。
水泥类、粘土类浆液属于悬浊型浆液。
我们常采用的浆液是水泥类、高分子有机浆液中聚氨脂类、水玻璃类。水玻璃是极易固化剂溶液，因此我们亦采用水泥浆液里掺入极少量水玻璃溶液混合而进行压密注浆，目的是提高固化的时效，快速封堵土体中的渗水状态，使注入土体的浆液及时形成浆泡，不使浆液无限溶入土体而按照我们预期要求去形成浆泡。
聚氨脂类注入土体极易与地下水起作用，形成泡沫将土体中空隙填得满满的封堵地下水。但其质地松软使顶管机头的刀刃或其他锋利的刀具极易切割。
三、压密注浆法和浆液注入方式
按照浆液的注入机理来说，基本将浆液注入土体的方式分为渗透性注入和挤密性注入。
渗透性注入是指浆液在压力作用下沿着土体颗粒间形成的空隙通道均匀地渗入被加固的土体中。用浆液取代土体颗粒空隙中的水，当浆液凝结（固化）后，将松散的土颗粒固结在一起达到固化土壤的目的。我们用水泥类浆液注入土体后，受其作用到的范围形成水泥與土的固结体，我们常称其水泥土，浆液注入过程不破坏土体原有的颗粒结构。
挤密性注入是指通过注入浆液对土体的挤压作用保持土体稳定。当注浆压力小于土体抗剪强度时，注浆具有挤密和填充作用。当注浆压力大于土体的抗剪强度时，土体出现局部范围的剪力破坏，形成脉状劈裂注浆。
四、压密注浆法注浆工艺流程
五、注浆设备的选择原则及最简易的设备组成
——应使用对浆液具有高速剪切作用的外循环高速制浆机来替代常用的砂浆搅拌机，确保植被的浆液性能优良。
——应使用对土体面层达到坚硬质地的覆盖层进行快速钻入的钻孔设备（如路石、路基、砂石覆盖层等）。
——应使用具有标准压力表和流量计量的注浆泵，标明使用瞬时的注浆量和注入压力显示。
一般情况下，注浆施工设备配备如下：
1.钻机——制孔（钻孔）用或振动泵——成孔用。
2.制备浆液的高速制浆机（设备）及水泵。
3.制备浆液的贮存罐——存放分阶段制备好的浆液。
4.注浆泵——注浆主机。
5.注浆器（一般称花管）。
6.其他附属设备及电气设备。
六、工程实例
1.无锡市新区防汛工程中新建、改建、河道驳岸工程中，对建成后达到防汛标准的驳岸背后的杂填土、回填土进行一排形式的压密注浆，注浆孔距为1米，孔深为基础底下大于1米。其目的是将驳岸背后土体注浆密实，增加该部分土体密实度和封堵河水，减少对驳岸后背土体的冲蚀。浆液为水泥类、局部为水泥—水玻璃类，水灰比0.5～0.6，水玻璃用量为水泥量加3-5%。
2.无锡通江大道自来水管加固工程，管径φ800，管道基底以下2-3米为杂填土，基地以下7-8米为淤泥土层，设计要求对基底下土层进行压密注浆。注浆深度为管基下8米至管顶上1米，注浆孔的布置紧贴管基垫层外侧，两侧各一排，孔间距1米，采用跳注法，就是先1…4…7，后注2…5…8，再注3…6…9孔。注浆时管道两侧应同时进行。浆液为42.5水泥：水：水玻璃=1：0.6：0.06。水玻璃模数2.4～3.4。浓度大于35度，浆液搅拌时间大于120S，注浆速率为30L/min，注浆压力大于0.25MPa，小于0.6MPa。压浆由深而浅连续进行，每次提管高度为0.3m，压密注浆每立方土体的水泥用量为80kg。注浆结束后28天进行注浆效果的检验。抽检孔数为孔数的2～2.5%，每孔两个试块，在槽底下0.5M，1.5M各取一块，所取样的直剪凝聚力不小于30KPa为准。
3.无锡市新区高田路泵站部分，发现沉井下沉过程中发现井内渗水越来越大且发现有大量流砂出现，迹象表明井内由于土体扰动砂眼增大，导致井边河水渗入。拟采用压密注浆来处治和封堵井周土体。浆液制备为42.5普硅水泥：水：水玻璃=1：0.6：0.05，注浆深度为注入沉井底板以下2M，注浆孔布置为井周多排布置，孔间距1M，排距0.5M。
4.顶管工程中，遇到顶进部位的土体为建筑垃圾等杂填土、土体松散、碎砖碎石多且大量渗水，工作管机头无法工作，采用水泥—水玻璃可起到填充和封堵土体的问题，但对原来是切割土体，工作机头刀刃损耗极大，难以顶进。我们采用压密注浆，注入浆液采用聚氨脂类有机浆液。浆液注入后遇水发泡，填充空隙，封堵水流通道，工作机头也极易切割，解决了问题，使顶管作业顺利进展。
七、几个问题的探讨
1.注浆压力控制是注浆成败的关键，浆液渗透量与注入压力一段时间成正比关系，即开始一段时，压力较大，浆液渗透量也大，但压力增加到破坏土体原状构造出现劈裂破坏，浆液渗透量还在增大而压力出现下降，浆液沿土体裂缝流失，不能形成柱状浆泡而造成渗透性注浆失败，因此在整个注浆过程中应始终控制注浆压力和注入时间，以加深预期的注浆效果，这就是通常提出的“低压慢灌”原则。
2.粉砂、砂及砂砾土，它的渗透系数K≥10-5cm/s，适于采用渗透性注入，取溶液型浆液比较适合。细砂、粉砂土的渗透系数较小，也应选用粘度低，凝胶时间稍长的浆液，使用水泥类浆液，不一定要掺入水玻璃。
3.注意注浆工作面和封闭，尤其是在注浆孔口部位，注浆管外壁与土体之间的密封是保证注浆操作成败的先决条件。我们用粘土封口，效果较好，也可用速凝型浆液，如水泥—水玻璃型浆液封口，封口长度可根据现场具体情况加长或缩短。
八、结束语
1.采用压密法固化和稳定土壤的方法很多，涉及的范围很广，在实际应用中要结合施工现场各方面因素，因地制宜制定注浆方案，选择浆液材料和选择适用的制备浆液设备和注入设备，才能投入少，收到理想的效果。
2.在浆液选择上，高分子有机浆液虽然具有粘度低，凝胶强度高，凝胶时间短等特点，以往常被用于堵水或特殊场合注浆。但某些浆液具有毒性，造价高，一般应有限制作用，而水泥类—水玻璃类浆液在无锡地区得到广泛的应用。
3.压密注浆施工也不是万能的，对于有些土质或工况条件下，用压密注浆法不能取得良好的固化土壤的效果，则按需采用其他施工方案进行固化土壤。