公路地基處理高壓噴射注漿技術施工與控制

摘 要:公路建設項目越來越多，地基處理在具體工程項目中是重要的一個環節，其施工方法也呈現出多樣化，高壓噴射注漿法是其中用的比較多的一種。本文闡述該施工工藝的技術原理和特點，分析高壓噴射注漿法工藝流程。同時，提出施工中經常出現的問題，探討解決對策。

關鍵詞:注漿施工工藝地基處理

中圖分類號:U4文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(b)-0063-01

地基處理在高級別公路建設中是一個首先要解決的問題，地基處理的好壞直接影響著道路的正常使用和公路上車輛人員的安全，現在地基處理的方法有很多，其中，高壓噴射注漿技術引入中國已經有了四十多年的歷史，是一種比較成熟的施工手法，具有加固體強度高、同時可以控制加固體形狀等特點，在國內工程的地基處理具體實施中應用比較廣泛，本文研究了這種方法的原理、施工和問題的控制。

1 高壓噴射注漿技術的原理

1.1 注漿概述

Grouting(灌漿)，是指按一定要求把某種擁有流動性和膠凝性兩種特性的漿液首先配比，再經過鉆孔用專用設備將其壓入基礎部分縫隙中的工藝，因此又稱注漿，通過該工藝的實施使漿液在地基土體中擴散、滲透并充塞，最終凝固、硬化，實現地基的加固和抗滲防水。

1.2 具體作用體現

(1)粘合作用，由于漿液具有膠凝性，通過注漿把己經脫松的巖塊粘合在一起，改善地基的聯合承載能力;

(2)壓密作用，注漿將漿液壓入的過程，地層受到擠壓力作用，地基土體中的小裂隙和孔隙受到壓縮和擠密，提升了整個地層的密實性和物理性能;

(3)充填作用，注漿后，漿液進入地層空隙充填并凝結起來，有效地隔斷了水流，地層的密實性有效得以提升;

(4)固化作用，有些特定的漿液具有化學性質，注漿進入土體之中與地層中松軟物質能夠發生化學反應，土體中的松軟物質被凝固轉化為堅固的“類巖體”，提升地基的抗剪強度。

1.3 高壓噴射注漿法分類

大量工程實踐證實，高壓噴射注漿法后得到的固結體形狀由噴射流移動的方向決定。據此，將其分為三類:

(1)旋噴

這種噴射注漿的方法是噴嘴在噴射的同時有旋轉和提升的動作，此法得到的固結體為圓柱狀，旋噴法工藝主要用于地基的加固，對地基的抗剪強度的提升很有幫助，能有效改善圖體的的形變屬性，有時該工藝可以組成閉合的帷幕，起到阻隔地下水流和治理流砂的作用，或者相當于擋土墻對邊坡的穩定其一定作用;

(2)定噴

這種噴射注漿的方法實施中噴嘴噴射的同時有提升動作，不過始終不改變其噴射方向，此法得到的固結體形狀為板壁狀，該工藝一般用于基礎的防滲，同時對地基土的水流性質的改善有一定的作用;

(3)擺噴

這種噴射注漿的方法實施中噴嘴噴射的同時有提升動作，與定噴不同，此法方向以一定角度正反擺動，此法得到的固結體形狀為扇形或者是楔形。該工藝和定噴一樣通常用于基礎防滲，以及改善地基土的水流性質。

2 施工工藝

2.1 鉆孔

鉆孔的目的是為將旋噴注漿噴嘴插入預定的地層中，將鉆機移到設計的孔位上，跟管鉆進，邊鉆進邊跟入套管，直至終孔。這一過程，一是要保證做好充填堵漏工作，保證孔內的泥漿正常地循環;二是始終要注意鉆頭是否對準孔位中心。

2.2 插管

這一過程就是將噴管插入到土體中預定的深度，如果使用的是76型振動鉆機鉆孔的應用過程中，鉆孔和插管作業是同時完成的;如果使用的是地質鉆機，那么在鉆孔工序完成后，巖芯管拔出來并將旋噴管換上插入到預定深度，具體插管的同時一般射水，能夠有效防止泥砂塞住噴嘴，不過為防止孔壁被水射塌，需要控制好射水的水壓小于1MPa。

2.3 高噴施工

插管工序完成后，下面應該嚴格按照施工指定的參數，自下而上實施高壓噴射作業，具體實踐中，要求施工人員時刻關注檢查漿液的初凝時間、壓力、注漿流量和旋轉提升速度等等參數，并與設計要求相比對，看是否符合要求，檢測的同時做好記錄，并作業過程曲線的繪制工作，為進一步質量檢測提供資料。

2.4 沖洗

待施工結束后，應及時地把注漿管等設備沖洗干凈，保證管內、機內沒有水泥漿殘存。

3 常見問題原因分析與對策

3.1 非正常冒漿

在具體的工程應用之中，會有一定數量的土顆粒沿著注漿管管壁跟著一部分漿液冒出地面。大量工程實踐證實，小于注漿量20%的冒漿量是正常的冒漿現象。超過上述數值或不冒漿的現象均屬于不正常的冒漿，需要及時的去排查原因，并實施對應的處理。

分析非正常冒漿的主要原因與對策:

(1)流量不變，但是壓力突然下降，可能導致非正常冒漿;土質松軟或孔附近有空洞和通道可能出現不冒漿或斷續冒漿。

如果是流量不變而壓力陡然降落，應對各部位進行檢查，甚至需要拔出注漿管，檢測密封性;如果是土體的問題，應該適當進行復噴，有必要時可以重新注漿。

(2)注漿量與有效噴射范圍不適應，例如注漿量大大超過旋噴固結所需的漿量，容易致使出現冒漿量過大，是產生比較大的冒漿量的主要原因。

通常情況下，如果冒漿量超過了20%這一指標，可以通過以下的措施來減少冒漿量:保持噴漿量不變，提升噴射的壓力，或反之，保持噴射壓力不變，通過適當縮小噴嘴孔徑來減少噴漿量;或者通過加快提升和旋轉速度來減少冒漿量。

3.2 固結體頂部收縮凹穴

噴射如果漿液是純水泥漿，那么工程中發現這樣一個現象:攪拌漿液與土粒，待其混合后的凝固過程，因為春水泥漿液具有一定的析水作用，往往會發生一定程度的收縮，在固結體的頂部因收縮呈現出一個凹穴。工程實踐表明，凹穴的深度還跟很多因素有關，呈現出不同的深度，其中漿液的析水性、地層性質、固結體的全長和直徑等因素對深度的影響比較大，像一般工程中噴射10m長固結體凹穴深度在0.3～1.0m之間，其中三重管旋噴造成的凹穴最大，甚至能達到1.2m。

對應的處理對策有以下兩個:

(1)新建工程的地基處理中發生上述問題，可以運用超高壓噴射法來處理地基的頂面超過建筑物基礎底面，這樣收縮高度就自然小于超高部分;

(2)既有構筑物地基處理過程中，目前工程上大多是采用兩次注漿方法。

4 結語

高壓噴射注漿技術引進我國已經被工程中應用了四十多年，其具有的加固體強度高、加固體形狀可以控制等優點，在公路地基處理中越來越多的被應用，本文只是觸及到該施工工藝的一個小小的角落，希望能引起廣大同行的注意，并深入到該施工方法的研究中來，最終對公路地基處理實踐起到一定的作用。

參考文獻

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