巖石施工工程項目中注漿施工技術應用探究

李君平

（山東正元建設工程有限責任公司，山東淄博255200）

當前，建筑項目快速發展的同時，人們對施工質量的要求越來越嚴格。巖土工程項目中，注漿技術是一種常見、關鍵的技術。相比于發達國家，我國注漿技術發展較晚，然而發展速度卻不亞于發達國家。在建筑項目中運用這一技術，大大增加了工程建設效益，并獲得了顯著的社會利益。隨著新材料的不斷出現和技術的日益成熟，注漿技術能夠解決巖土工程施工中出現的各種問題，從而有利于增強施工安全性與質量，保證工程安全、順利進行，同時能夠增強地基抗震水平。

1 巖土工程項目的特征

1.1 隱蔽性

相比于其他類型項目，巖土工程項目隱蔽性較為凸顯[1]。巖體和地下結構是這一工程施工的對象，這樣以來工程施工環境和施工工序較為隱蔽，當上一環節施工成果便能夠巡視被下一步工序所掩蓋。從外觀觀察，基本上看不到項目成功的全部結構。

1.2 復雜性

巖石工程施工復雜性的原因在于：其一，該項目施工過程中使用到很多大型機械設備，這便需要各種車輛運輸機械設備，從而對施工現場提出三通一平的要求。然而具體施工過程中，由于施工技術人員多、機械種類繁多等原因，使得施工現場常常無法實現三通一平的要求；其二，巖石工程施工對象、施工程序十分復雜。因各個巖石差異性較大，所以施工條件也有所不同，這便需要采用相對應的施工技術，從而造成施工工藝具有不確定性的特征，技術人員常常與施工人員關于施工技術出現分歧。

1.3 不可逆性

因巖石工程項目具有隱蔽性、復雜性特征，從而使得其具有不可逆性特征[2]。這一類項目施工成果一旦完成則無法返修。例如，注漿施工時，當注漿結束后，工程質量已經大致定型。若后期檢查發現相關施工技術未達標準時，則難以去改進注漿質量。

2 注漿施工技術概述

2.1 注漿施工技術內涵

這里講到的注漿施工技術是指利用液壓、電滲、氣壓等方式將漿水注入到介質中，當這些漿水凝固后便成為了結石體，有利于增強介質的穩定性、強度，同時具有防水、防滲的作用。注漿技術實施的關鍵點在于注漿孔實際數量和位置的選擇與確認，其直接影響了注漿成本和施工質量。針對地質情況復雜的工程項目而言，組織開展科學合理的注漿孔布置工作尤為關鍵，不僅要求合理設置注漿孔，而且還應詳細檢查其含水層實際埋深，實際注漿孔深度必須穿過含水層，只有這樣才能實現防水封堵的作用。現階段，注漿技術日益成熟，其能夠有效解決巖土施工工程中遇到的各種難題，其作用日益體現，應用更加普及。注漿技術的運用同注漿材料、注漿工藝和方法之間具有直接的關聯，基于不同工程項目巖石性質特征的差異，這便要求注漿施工人員應結合施工工程狀況，采用合理的注漿工藝和材料。

2.2 注裝施工技術應用方面

2.2.1 防水防滲堵漏

巖石項目中，因地質環境十分復雜，常常會出現各種不良地質的情況，例如碎屑結構、粘土、灰質頁巖等，這些地質大部分含水量高、強度差、穩定性不足，在隧道爆破、基坑開挖施工過程中，將會對爆破、開挖施工質量造成嚴重影響，甚至出現冒頂、垮塌等安全事故，不利于支護。基于此，可采用注漿施工技術，有效截斷巖層中的水流，控制巖石的滲透性，逐漸形成一道嚴密的防滲帷幕，避免出現滲漏。同時，圍堰還具有自承拱的功效，為施工中臨時支護、永久支護創造優質的條件，確保巖土工程順利施工。

2.2.2 加固地基結構

巖土工程項目施工中，地基結構強度是影響順利施工的關鍵性因素，特別是土層強度低的軟土地基，加固地基結構尤為重要。在各種工程建設中，建設規模日益拓展，高度也不斷增加，隨之對地基基礎承載能力的要求則越來越嚴格。基于此，實施注漿施工技術，有效改善巖土原有條件，對巖層中的孔洞、縫隙進行有效填充[3]。當漿液凝固后，便會同原有的巖層形成新的一種結構，大大提高了地基的承載能力與強度，減少巖土的壓縮性和變形模量，避免地基陷落；針對邊坡巖層來講，能夠提高穩定性能，保證巖土工程順利施工，并圓滿完成任務。

3 巖土施工項目中主要的注漿技術

3.1 壓密注漿法

壓密注漿法是指根據一定的比例混合拌勻成水泥漿和相對應的化學漿液，采用高壓的方法全部灌入到土層中，進而增加土層自身密度，進一步優化土層環境的改良式注漿方法[4]。在施工過程中，首先填充孔洞和縫隙位置，同時基于此采用高壓方法進入土層中，填充一些較小孔隙。這一技術一般使用于粘土地基飽和中砂地基，且發揮著無可替代的應用效果。壓密注漿施工技術一般分為4個環節，其一，樁位線的設置，施工人員在操作過程中努力同施工工程控制點進行定位結合，合理定位和科學放樣樁位，同時項目監理人員應對這一操作進行細致審核，允許放樁位線出現實際誤差，但是不得超過2cm；其二，審核通過后，開始注漿打孔的工序，采用震動打孔機開展施工，其第一節底部入土前必須加注漿頭后再進入下面的鉆桿；其三，漿液攪拌施工。在這一工序中，應嚴格按照設計標準配置漿液，確保其質量，同時應按照實際需求進行配比工作，攪拌所需的材料、計量、攪拌時間和具體運用等步驟都必須嚴格遵守施工工序規定開展；其四，注漿工序。在注漿前，應認真檢查和審核所需設備和材料，重視準備工作，確保注漿工作按時完成。另外，施工人員必須嚴格遵照操作要求開展注漿施工，提高施工的安全性。

3.2 劈裂注漿方法

劈裂注漿方法是指采用高壓注漿的技術，將水泥或化學漿液注入到土層中，進一步改善土層性能。在具體施工過程中，按照土層實際強度合理設置土體剪切裂縫，通過漿液的加工形成土體的骨架。這一注漿方法主要運用在透水性效果不佳的巖土工程中。劈裂注漿法的具體施工步驟為：其一鉆孔，施工中應選擇90cm孔徑，鉆孔施工時應保證垂直度，1.3m最合適，采用梅花狀的排列形狀[5]；其二，注漿操作，一般將漿液注入到鉆孔壁間和單向閥管鏈接的縫隙中實施填充，確保灌入的水泥漿能夠在孔內開環，在壓力的作用下漿液將套殼料擠破，然后漸漸注入到周圍的土層中；其三，插入單向閥管，一般選用50cm直徑的閥管；其四，分層注漿，在插進雙向密封注漿芯管后實施分層注漿的操作（詳見圖1）。

圖1 劈裂注漿作用過程

3.3 電動化學注漿方法

電動化學注漿法廣泛應用在巖土工程施工中，這一操作方法是指在具體施工中把有孔的注漿設施管當作陽極，將濾水管當作陰極，通過陽極把漿液壓入到土層中，同時接入直列點，以電的滲透作用促使孔隙水流向，從陽極到陰極，然后慢慢減少通電區域中的含水量，漸漸形成滲漿通道，在這一原理下化學漿液則漸漸滲入到土層縫隙中，漸漸硬結。電動化學注漿的操作方法操作實際膠凝時間控制，具有固體實際強度高、粘連度低等優勢，其適用于各種巖土環境，其應用效果佳。

4 巖石施工工程項目中注漿施工技術具體應用

4.1 工程概況

本文選用XXX工程為例，其是綜合性建筑樓項目，建筑樓占地面積高達14000m2，建筑總面積50000m2，建筑設計有地下2層和地上18層。這一建筑項目設計為鋼筋混凝土框架剪力墻結構，規定鉆孔灌注樁的標準為?700mm與?800mm，總共140根，灌注樁的有效長度確定為28m，每一根灌注樁垂直方向承載力規定為7000kN與8000kN，使用泥漿護壁，沉渣厚度不小于100mm，采用高壓注漿施工技術開展相關施工任務，注漿壓力控制在3～5MPa，注漿質量控制在50～1400kg。

4.2 注漿設備

本工程建設中選擇單管旋噴注漿施工技術。在開展這一注漿技術時，地下部分涵管蓋分為注漿管、樁底壓力注漿設備及垂直方向導管。地面上可涵蓋高壓注漿泵、存漿筒、過濾網、地面注漿管道系統、漿液攪拌機和數據觀測儀表燈。其中，該項目施工過程中高壓注漿泵是關鍵性設備，其能夠預防鉆孔上臺現象的出現，在灌柱狀底部注漿施工中，有效控制泥漿排放量，從而保證灌注樁內產生強大的壓力。另外，能夠長時間保持比較穩定的形狀。針對該工程，高壓注漿泵額度壓力不得大于5MPa，泥漿排放速度控制在30～50L/min。

4.3 相關技術要點

（1）下入注漿管與鋼筋籠。在這一施工環節，值得我們注意的是，在鋼精籠下入操作完成后，應認真清理鉆孔。在實施注漿管下放施工中，這一做法的目的在于確保注漿管下放位置能夠處于灌注樁的最底部。

（2）灌注樁附近混凝土的澆筑。在澆筑導管下入施工操作中，施工人員應注意輕拿輕放導管，謹慎操作，避免因注漿管破裂而引起的損害。在實施水下混凝土澆筑操作時，混凝土對鉆孔底部產生巨大的沖擊力，從而使得鋼精籠不斷上升，隨之使得注漿管也不斷上升。基于此，在混凝土水下澆筑施工開展過程中，施工人員應嚴密、全方位監視注漿管實時情況，一旦出現上浮情況，應立即采用有效的補救措施，避免由于注漿管的上升而造成注漿整體質量的降低。同時，澆筑混凝土前，應封閉注漿口上部端口，這一做法的出發點在于預防泥砂等異物掉入注漿管，導致注漿管堵塞。

（3）注漿。在注漿操作施工前，應保證樁底部長期保持巨大的壓力，這主要是只有樁身強度滿足規定標準才能保證注漿操作的順利開展。在注漿操作前，還應灌入壓力水，這一做法的出發點在于能夠置換掉灌注樁底部沉積的廢渣，然后再實施注漿管清洗工作，確保注漿管通暢。然后采用通過稀釋處理的泥漿置換掉注漿管中的水。在注漿操作正式實施時，選用2根注漿管同時開始注漿施工，同時在注漿管頂部安裝壓力測試表，根據灌注樁底部持力層的具體情況，合理配置泥漿。針對這一工程的實際情況，水灰比應調配為（0.8∶1）～（0.6∶1），在填充、滲透、擠壓、凝固等作用完全發揮的前提下，將灌注樁底部形成預想的形態，同時大大增強灌注樁段的阻力。為了確保這一工程中泥漿注入量符合工程規定標準，在注漿施工開展前，相關專業人員應嚴格計算泥漿使用量，具體計算方式為：

式中：Q——每一根灌注樁需要的泥漿注射量；

β——泥漿的填充系數，針對這一建設工程應設定為0.4～0.9；

N——孔隙率；

H——加固段的整體高度；

R——泥漿的有效擴散半徑；

A——泥漿的損耗系數。

另外，在注漿施工中，因階段的不斷改變，注漿壓力也隨之逐漸變化，例如在注漿剛開始時，需面對強大的阻力，基于此應提高注漿壓力，然而在平穩注漿時，其壓力逐漸降低，施工人員應合理控制壓力，從而預防跑漿、冒漿情況的出現。

總之，對于巖土工程而言，注漿技術是一個關鍵性施工技術，不僅有利于增強項目工程的安全性，而且有利于工程質量的提高，因此施工人員應高度重視施工質量。結合施工現場具體情況，采用有效的施工工藝，提高工程質量，促使巖土施工工程的高速發展。

[1] 黃培洪.關于建筑工程中灌注樁后注漿施工技術的應用研究[J].低碳世界，2014（13）：245-246.

[2] 冉俊杰.巖土工程項目中注漿施工技術的應用[J].住宅與房地產，2017（6）：140-143.

[3] 李超.灌注樁后注漿施工技術在建筑工程施工中的應用研究[J].門窗，2016（11）：105-105.

[4] 朱永興.芻議灌注樁后注漿施工技術在建筑工程施工中的應用研究[J].工程技術：引文版，2016（12）：57.

[5] 高大偉.論灌注樁后注漿施工技術在建筑工程施工中的應用研究[J].工業，2016（9）：136.

[6] 賴文輝.基礎灌漿施工技術在水利工程基礎施工中的應用探究[J].建筑工程技術與設計，2016（25）：201-203.