利用高壓噴射注漿防滲技術解決人工挖孔樁中的強流砂問題

摘要：采用單管法高壓注漿施工技術，完成在河床內砂卵層中樁身周圍的防滲和砂卵石的固結，解決了常規施工中所采用的混凝土護壁施工很難解決的高水頭、強流砂問題，不但保證了樁基能夠以人工成孔進行施工，并且成孔效率以雙倍的速度高于單純以混凝土護壁方式開挖施工，不但保證了工期，又降低了施工成本。本文主要介紹防滲方法的選比、操作工藝等施工技術，以供其它類似工程施工參考。

關鍵詞：高壓注漿防滲；人工挖孔樁；強流砂

1工程概述

大廣壩水利水電二期（灌區）昌江干渠Ⅰ標段工程3#渡槽全長324m，跨河床段全部為人工挖孔灌注樁，采用人工護壁成孔施工，入巖深度平均5m。

勘探地質情況如下：素填土→淤泥質土→中砂、砂質土→強風化砂巖→中風化花崗巖。中砂、砂質土含有豐富地下水，且具有強透水性，層厚3.5～7.5米，天然含水率13.7～20.8%。雨季最大流量350m3/s，冬季過水流量26～50m3/s。

2施工中遇到的主要困難

因工作面位于河床中，水位高于工作面，經試挖，一經攪動就會形成流砂，處理起來相當困難。各樁孔內滲水和流砂嚴重，每節護壁高度降低到50cm時仍不能成孔，更無法進行護壁混凝澆筑，依照施工圖中要求的人工護壁基本無法施工，在本文所述的技術試用之前，跨河段的所有樁基一直處于停工狀態。

3需解決的問題

阻止流砂和樁孔的大量滲水為解決問題的關鍵，十分有必要在樁身周圍先進行防滲處理，然后進行人工挖孔施工。

4解決問題的思路

根據現場流砂、涌水之大的實際情況，無論是采取人工挖孔樁還是擴大基礎打開挖都需要采取防滲措施，常用防滲措施有兩種，一是采用鋼板樁防滲，另一種是采用高壓注漿防滲，但是針對本工程的地質情況，采用鋼板樁已不能滿足要求。因為本工程的地質狀況砂層較厚，基底置在中風化巖層1.0米以下的設計要求，采用鋼板樁就不能滿足要求了。因為鋼板樁適用于均勻、連續的粘土或砂土地質，巖石介質鋼板樁根本就壓不進去；并且要求基底較高于鋼板樁根部。

5設備選型

②鉆機就位

移動鉆機到指定樁位，將鉆頭對準孔位中心，同時整平鉆機，放置平穩、水平，鉆桿的垂直度偏差不大于1%～1.5%。就位后，開始鉆孔，首先進行低壓（0.5MPa）射水試驗，用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常。

③鉆孔

確保鉆孔深度達到設計要求，成孔后，檢驗孔位、孔深及垂直度是否符合設計要求。

④下注漿管

成孔合格后即可下注漿管到預定深度，下管前，進行地面試噴，檢驗噴射裝置及水、漿發生裝置是否正常。

⑤噴射注漿作業

將注漿管下到預定深度后，檢驗噴射方向，進行底下試噴，一切正常后即可自下而上進行噴射作業。施工中注意檢查漿液初凝時間、流量及壓力、提升速度、噴射方向等參數是否符合要求并及時作好施工記錄。

⑥沖洗器具

噴射作業完成后，將注漿泵的吸漿管放到水池中，在地面上噴射，以便把注漿管和軟管內的漿液全部排除，防止殘留水泥漿堵塞管路。

6.3施工中要注意的幾個問題

①冒漿處理

在噴射過程中，有一定數量的土粒與水、漿混合后，沿著管壁冒出地面，通過冒漿量、冒漿比重的測量及顏色的觀察，可即使了解地層狀況；冒漿量與測算值相對誤差在20%以內屬于正常，完全不冒漿、斷續冒漿及冒漿量過大或過小均為異常現象；當出現異常現象時，應檢查提升速度，水、漿流量和壓力等技術參數是否符合要求，并采取相應措施調整。

②搭接處理

如果注漿管不能一次提升完成而要分幾次拆管時，可能會造成注漿間斷；施工過程中，也會出現種種故障造成斷漿，出現這種情況，必須進行搭接處理，分段提升的搭接長度一般采用不得小于100mm。

③防止凹穴

由于施工時，終噴后因水泥土漿液的滲漏、析水和沉淀作用，混合漿液在凝固過程中會存在不同程度的收縮，最終固結體頂部會出現凹穴，影響防滲堵水效果，應采取補漿填平的補救措施。

④分序噴射

噴射施工時，應分序隔孔施工，可防止竄孔破壞已噴射注漿固結體，相鄰孔噴射作業間隔時間不得小于2～5天，如發生竄孔可用沙袋堵塞竄孔冒漿出口。

7工程質量檢驗

①根據孔距、布孔形式進行孔位的放樣工作，必須位于設計要求的軸線上，孔距不得大于規定值。

②鉆機開孔前須復核孔位、孔距，誤差不得大于50mm，檢查鉆機的水平度、立軸垂直度。鉆到終孔深度后，技術人員應及時驗收孔深、孔徑及孔斜率，孔斜率不小于1.0%-1.5%。

③用比重瓶或比重計來檢查拌制的水泥漿是否符合設計要求。技術人員應經常檢查每延米用漿量和水泥用量，是否滿足設計和施工要求。

④檢查制漿、噴射注漿記錄表，是否及時詳細填寫，異常情況處理是否得當。噴灌參數是否滿足設計要求，對進行控制形和復噴的位置要重點檢查。

8施工安全

8.1高壓泥漿泵

①泵體內不得留有殘渣和鐵屑，各類密封圈套必須完整良好，無泄漏現象。

②安全閥中的安全銷要進行試壓檢驗，必須確保在規定達到最高壓力時，能斷銷卸壓，決不可安裝未經試壓檢驗的或自制的安全銷。

③高壓泵、鉆機、漿液攪拌機等要密切聯系配合協作，一旦某部發生故障，應及時停泵停機，及時排除故障。

8.2鉆機

①人與噴嘴距離應不小于600mm，防止噴出漿液傷人。

②鉆孔的位置需經現場技術負責人確認，確認無誤后方可開鉆。

8.3管路

①高壓膠管：在使用時不得超過容許壓力范圍。

②膠管：彎曲使用時不應小于規定的最小彎曲半徑。

8.3清洗及檢修

①噴射注漿施工結束后，應立即將鉆桿、泵及膠管等用清水清洗干凈，防止漿液凝結后堵塞管道，造成再次噴射時管道內壓力驟增而發生意外。

②施工中途發生故障，必須卸壓后方可拆除連接接口，不得高壓下拆除連接接口。

9結語

本工程采用單管法高壓注漿固結防滲后再進行人工挖孔樁施工的方法施工，解決了常規施工中所采用的混凝土護壁施工很難解決的高水頭、強流砂問題，不但保證了樁基能夠以人工成孔進行施工，并且成孔效率以雙倍的速度高于單純以混凝土護壁方式開挖施工。 施工簡易、安全可靠、速度快且施工相對費用較低；實施效果顯著、大大縮短了施工工期，節約成本約61萬元，取得了較好的經濟效益，值得在類似工程中推廣。

參考文獻

[1]《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》GB50202-2002

[2]《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2002、J220-2002）

[3] 龔曉南《地基處理新技術》陜西：陜西科學出版社