摘要：文章通过对引洮项目暗渠渠道基础产生不均匀沉降后采取注浆加固措施的工程实例，介绍了注浆加固的施工工艺，总结经验，为同类工程施工提供经验借鉴。
关键词：暗渠渠道沉降 注浆加固 措施应用
1 引言
在各项工程类施工中注浆加固，因其施工投资小、操作简单、见效快、施工中产生的噪声小、对环境污染轻、加固深度可深可浅容易控制等特点越来越受到重视，因而在公路、铁路、水利、市政等领域被广泛推广应用，并取得良好效果。本文结合引洮项目暗渠渠道基础产生沉降后所采取的注浆加固措施进行论述。
2 渠道病害现状调查
根据现场调查，位于陇西县马河镇马河村的引洮一期工程暗渠，出现病害分为两段，一段是：桩号 106+968.88～107+064.74(约96 延米)；另一段是：桩号 108+709.92～108+880.92（171延米），2 大段渠段 3 处出现不均匀沉降漏水，现将主要的病害分述如下：
2.1桩号 106+968.74～107+064.74 段
本段病害起始里程为：106+968.74，结束里程为 107+064.74，其中病害最为严重的是 106+995.08～107+053.88 段范围之内，该段暗渠与总干渠 5 #山洪涵洞顶部斜交通过，设计总干渠桩号为 107+047.81，涵顶与渠底间设 3:7 灰土垫层 50cm 厚。渠顶设 1.5m 厚夯填粘土。目前在涵洞顶部大里程侧出现不均匀下沉，伸缩缝位置侧面及底部拉裂，顶部挤胀变形，局部混凝土受压破坏，钢筋外露，渠道内水外泄。据甘肃省水电设计院出具的地质雷达探测成果表可知，自 106+976.74 处开始，渠底部 5.7m～6.7m 出现软弱层，至 107+018.88 处逐渐增厚至 12.4m～13.2m 深。同时数据显示，涵两侧 25m 范围内软弱层均大于10m。测量资料显示最为严重的 107+044.74 处靠小里程方向下沉 39cm、靠大里程方向下沉 31cm（图1）。
2.2桩号 108+709.92～108+880.92 段
本段病害起始里程为：108+709.92，结束里程为 108+880.92，其中病害最为严重的是 108+760～108+860 段范围之内，据甘肃省水电设计院出具的地质雷达探测成果表可知，自 108+715.42 处开始，渠底部 5.5m～7.0m出现软弱层，至 108+878.72处逐渐 增厚至 12.5m ～13.2m深。同时数据显示，108+792.92处最大软弱层厚 13.2m， 108+878.72处最大软弱层厚 12.7m。测量资料显示最为严重的 108+819.92 处靠小里程方向下沉 51cm、靠大里程方向下沉 50cm（图1）。
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图1：暗渠下沉后现场影像
3渠道病害原因分析
渠道不均匀沉降的影响因素主要有：
（1）土层不均匀（回填土厚度差异较大、回填区域刚度不均），土体压缩量差异化；
（2）罐区顶部回填土原有使用功能改变，有车辆荷载增加，大于地基土体设计承载力值；
（3）伸缩缝处渗漏水导致下部湿陷性土体加速沉降变形；
4加固处理方案
4.1总体设计思路
原结构整体性较好，为矩形箱形结构，采用基础形式为筏板基础，底部设 50cm 厚 3:7 灰土垫层，下部采用灰土挤密桩处理地基土体，形成复合地基，整体承受上部荷载的重量。本渠主要荷载为水荷载，为均布荷载形式。因原基础形式为筏板基础， 分析引起沉降及差异沉降的相关因素，本工程适合采取桩、土共同作用的方式承担上部荷载。
原结构的薄弱部位就是每 10m 一节的伸缩缝处，控制伸缩缝处的差异沉降是本工程能否达到加固效果的关键。
对桩号 108 的渠局部管节整体已出现侧向位移的病害，应紧贴渠壁增设双排微型钢管灌注桩，约束渠体侧向位移，同时，起到加固浅层滑移蠕动面的目的。
4.2基础加固方案
（1）地基土整体加固方案
因原建筑物已出现不均匀下沉，为防止在加固过程中出现过大的附加下沉，造成渠道的二次破坏，选择的加固方案必须保证不产生附加沉降。根据我公司在西北地区湿陷性黄土处理的研究及工程实践经验，拟采用水泥水玻璃双液浆进行基础整体加固。水泥水玻璃双液组成的灌浆材料，浆液本身固结强度高，浆液通过注浆管注入土体中的空隙或孔隙间，起到充填、挤密和固化的作用，形成树枝状、板状等交叉网状凝固体，从而增强了土体的密实度和压缩模量，减小了基础周边土体的流失，提高了承载力。采用水泥水玻璃双液注浆加固的范围应仅对病害严重地段进行，其余范围仅对伸缩缝沉降进行控制性加固，以达到经济合理的目的。
4.3加固范围
根据地质雷达揭示的资料以及变形观测资料和现场观测，确定的加固范围如下：
（1）桩号 106+968.88～107+064.74 段
第一处：106+973.88～107+010.08，加固长度：37m（桩号 106+978.88～107+005.08两侧各延长 5m）；
第二处：107+013.88～107+035.28 加固长度：22m（桩号 107+018.88～107+035.28小里程侧延长 5m）；
第三处：107+046.28～107+058.88 加固长度：12m（桩号 107+046.28～107+053.88大里程侧延长 5m）；
本段累计加固长度为 71m，设计注浆孔成孔深度为 20m，有效加固范围为：原灰土挤密桩底部 10m 范围。
（2）桩号 108+709.92～108+880.92 段
加固范围为：108+789.32～108+880.92，加固长度：91m；设计注浆孔成孔深度为 21.65m，有效加固范围为：原灰土挤密桩底部 10m 范围。
4.4 注浆关键设计参数
注浆压力：0.2～1.0MP
注浆流量：10～60L/min
浆液配比：A 液：水/水泥=（0.8~1）：1
B 液：22°～25°Be’
水玻璃双液体积比：A 液/B 液=1：0.35
4.5注浆孔孔深及布置方式
注浆孔孔深：孔深(垂直孔深)：21.65m
注浆孔布置方式：单侧双排斜向布置，同一角度注浆孔间距为 2m，两排孔间隔跳开布置。其中桩号 106+968.88～107+064.74 段共布置注浆孔 144 个，注浆孔钻孔深度 3118 延米。桩号 108+709.92～108+880.92 段共布置注浆孔 184 个，注浆孔钻孔深度 3984 延米。
注浆孔成孔方式：可采用机械成孔或振动成孔，孔内放置φ49mm 注浆花管。
4.6注浆用材料要求
注浆用水泥：P.O42.5 级水泥；
水玻璃：，模数 2.5～3.2，密度大于 1.40，不溶于水的杂质含量不超过 2%；
4.7注浆量及注浆结束标准
当注浆量小于 0.4L/min，或出现大量冒浆，稳定 30min 时即可完成注浆，浆液注入率不应小于 15%。同时根据现场情况确定，在设计最大注浆压力条件下，持续注浆一段时间后，其吸浆量明显小于正常注入量时，注浆即可结束。同时应通过重复注浆，补孔注浆等方式、保证注入率。
4.8注浆施工工艺要求
注浆顺序：平面上先注外排，后注内排，间隔跳孔，内外排间隔时间大于 12 小时，使外排浆液形成结合体挡墙，防止浆液外溢。立面上：注浆自下而上分层进行。每层注浆间距不大于 1.5m。
5 伸缩缝沉降控制加固方案
5.1加固范围
根据地质雷达揭示的资料以及变形观测资料和现场观测，本次雷达监测范围内均出现灰土挤密桩底部土体存在非密实的空隙，为防止发生伸缩缝处的地基的差异沉降，导致伸缩缝破坏，引起更多范围的地基下陷，在本次检测范围内每个伸缩缝两侧1m 处设置 2 个旋喷桩进行加固。本次病害段伸缩缝合计 26 段，合计 104 孔，旋喷桩长度为 2132 延米。
5.2旋喷桩设计参数
（1）旋喷桩布孔
为防止处理地基时，基础产生过大的瞬时沉降，钻孔布置采用跳打法施工，同时在浆液中添加 3%～5%的水玻璃浆，并严密观测渠体的变形情况，若有变形过大及时调整施工孔位顺序。
沉降缝两侧采用旋喷桩复合地基进行沉降控制加固，桩顶和基础之间利用原500mm～1020mm 厚的灰土垫层作为褥垫层，旋喷桩的长度为褥垫层下 20m，桩与桩中心间距为 2.4m，旋喷桩直径为 600mm。
（2）施工技术参数及要求
①旋喷桩采用单管法，注浆宜采用强度等级为 42.5 级的普通硅酸盐水泥，水泥浆的水灰 比可选 0.8，使用时滤网过滤。
②孔位偏差：实际桩位与设计孔位的偏差不大于 20mm；钻孔垂直度偏差值：1%；
③旋喷中冒浆量控制在 10%-25%之间，需要扩大加固范围可采用复喷措施。
④压力控制：水泥浆浆压力 20-30mpa, 浆液比重 1.30～1.49 旋喷喷提升速度10cm/min，旋转速度 10r/min,水泥浆流量 60-80L/min，喷嘴直径 2-3mm。
6伸缩缝处理方案
根据目前伸缩缝的病害现状，为保证地基加固效果，保证伸缩缝正常工作，对病害区段原采用“652 橡胶止水带”，内部采用锯沫（沥青）水泥砂浆，外部采用聚乙烯低密度孔泡沫板的原有伸缩缝进行剔除，在内部处理渠壁伸缩缝时，对因沉降差异变形较大的部位，要先对池壁进行植筋补浇高标号细石砼或使用灌浆料修复补平，采用注入 BST-U 注浆性橡化沥青非固化防水涂料的方案进行更换。
6.1加固材料
非固化橡胶沥青防水涂料 （ Non-curable rubber modified asphalt coating forwaterproofing）以橡胶、沥青为主要组份，加入助剂混合制成的在使用年限内保持粘性膏状体的防水涂料。非固化橡胶沥青防水涂料(以下简称非固化涂料)是以橡胶粉、沥青和特殊添加剂为主要原料，在应用状态下长期保持黏性膏状体的具有蠕变性的一种新型防水材料。该涂料能封闭基层裂缝和毛细孔，能适应复杂的施工作业面；与空气接触后长期不固化，始终保持黏稠胶质的特性，自愈能力强、碰触即粘、难以剥离，在一 20℃仍具有良好的粘结性能。它能解决因基层开裂应力传递给防水层造成的防水层断裂、挠曲疲劳或处于高应力状态下的提前老化等问题；同时，蠕变性材料的黏滞性使其能够很好地封闭基层的毛细孔和裂缝，解决了防水层的窜水难题，使防水可靠性得到大幅度提高；还能解决现有防水卷材和防水涂料复合使用时的相容性问题
6.2处理方案
处理渠壁伸缩缝时，对因沉降差异变形较大的部位，要先对池壁进行植筋补浇高标号细石砼或使用灌浆料修复补平，然后再按照下述步骤进行处理。
（1）伸缩缝两侧开凿成“下八字”状（如下图）
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（2）清理伸缩缝并用清水洗净
（3）卡入 BST-F 密封胶
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（4）伸缩缝上做条状不锈钢盖板（铆钉固定）
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（5）注入 BST-U 注浆性橡化沥青非固化防水涂料
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7 侧向变形加固
对桩号 108 的渠局部管节整体已出现侧向位移的病害，因地表已形成贯通的后缘环状裂缝，为防止地表水下渗，造成渠体沿底部软弱面滑移，除对地表裂缝进行灰土夯填处理外，根据病害程度，应在渠结构 1/2 高度处外援增设双排微型钢管灌注桩， 顶部设连系梁，约束渠体侧向位移，同时，加固浅层滑移蠕动面的目的。
7.1加固范围
根据现场调查情况，病害最为严重的是 108+760～108+860 段范围之内，而以 108+809.92～108+829.92 段渠身发生侧向位移，因此，采用采用双排微型钢管桩，约束渠体侧向位移，加固范围向侧向位移严重段各向两侧延伸 5m，加固具体范围为：108+804.92～108+834.92，合计 30m 长。
7.2微型桩设计参数
微型桩采用潜孔钻机成孔，高压风清孔，设计钻孔孔径为φ150mm，孔内放置φ89mm 钢管，钢管壁厚为 5mm，钢管中间放置 3 束φ25mm 钢筋束，钢筋外露处与顶部混凝土连系梁钢筋焊接。
微型钢管桩内灌注 M30 水泥砂浆。
微型桩纵向间距 2.0m，竖向间距 1.5m。微型桩桩长 18m，合计 32 个孔，576 延米。
混凝土连系梁尺寸为 30cm×40cm，混凝土标号为 C25。
8结束语
完工工程中会出现各种各样的质量问题，其中因基础不均匀沉降引起结构物开裂、结构物伸缩缝、沉降缝破坏，严重致使结构物整体报废是工程中较常见现象；而出现此类现象处理方案也是多种多样，其中注浆加固是比较简单、经济、效果明显、工期较短的方案。注浆加固施工中也有浆液配比不合理、注浆孔位置不合理等因素引起加固效果差，想要充分保证加固质量，需要做大量的施工准备工作、施工中观察监控工作、施工后总结复查工作。工程后期加固处理本来就是一个发现问题、查找原因，制定措施、解决问题的过程，在加固施工过程中总结经验，借鉴经验、交流施工方法，可以在施工中避免问题、保证加固处理质量，从而达到加固效果与经济双赢的效果。
参考文献
（1）引洮工程地质勘查报告 甘肃省水利水电勘查设计研究院 2017年04月
（2）建筑工程水泥-水玻璃双液注浆技术规程（JGJ/T211-2010） 中华人民共和国住房和城乡建设部 2010年09月01日
论文作者:刘大蛟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：注浆论文; 伸缩缝论文; 病害论文; 里程论文; 浆液论文; 暗渠论文; 水玻璃论文; 《电力设备》2019年第22期论文;