袖閥管注漿法在地基處理中的應用探討

林陽軍

摘要：隨著我國社會經濟水平的不斷提高，人們對于選擇交通方式變得更加多樣，無論是哪一種交通方式人們都注重交通安全。地基是公路得以正常運行的基礎和保障，地基建設的質量將直接關乎公路的質量。在建設地基的過程中，通過對各種建設方法的研究和比較，袖閥管注漿法在地基處理中有著良好的應用，通過施工后的地基承載力測試可以發現袖閥管注漿法在地基建設中達到了預期效果。本文著重對處理方案進行了對比，探究了袖筏管注漿原理以及設計結構，探討了施工的具體流程，希望能為相關工作人員提供一些建議和幫助。

關鍵詞：袖閥管注漿法；地基；公路

以高速公路生活區地基質量為例，服務區的設備有油站、油罐、電房等，是給過往司機提供加油服務和休息服務的重要場所，一般來講服務站的建設位置大多都選在地勢較為平坦的地方，方便其他建筑的構建。在進行地基構建時，需要對地質進行勘察，勘查地質的成分以及在建設地基的過程中需要著重注意的事項。場地地層上部為土和石塊混合的填土，該填土的主要成分有黏土、粉土等，并且在填土中還有著很多的基巖、花崗巖等。因為在該場地上的土質層是由土和石塊混合組成的，在這種特殊結構面前，管樁施工時無法達到相應的設計標準，也就無法使用PHC管樁施工方案。

1.處理方案比選

根據對高速公路生活區地基的勘察，需要結合場地的填料特點，并且結合構筑物承載力的設計要求較小的特點，設計方需要根據這種特點改用鉆孔樁或者是在地基建設工作完成之后使用天然基礎，通過使用這種方法來解決PHC管樁施工中遇到的問題[1]。如果使用鉆孔樁，那么時間就會較長，造成很大的資源浪費，修建地基的成本也就越大。地基處理法不同于管樁法，地基處理法可以有效地提高整體的地基建設速度，有效地縮短工作所需要的時間，在地基處理法中使用到的注漿技術就是袖閥管注漿法，這種注漿法可以滿足地基承載力大于200kPa的要求，并能夠很好地提供這種地基的穩定性，并對其進行加固，對于地基的承載力而言也有著一定的提高，保證地基建設工作能夠達到設計要求，適合當地的地基建設標準，為地基的質量做出保障。

2.袖閥管注漿原理及設計結構

2.1袖閥管注漿原理

袖閥管的主要結構是由PVC外管，橡膠套，堵頭，接頭，蓋帽，注漿器止槳圈等組成，主要用于袖閥管注漿[2]。袖閥管注漿法主要是通過在灌漿過程中所產生的壓力來幫助漿液經過袖閥管內部的射漿孔，沖裂套殼料，并把漿液注入需要灌注的地層中。在整個灌漿的過程中主要需要注意的一個環節就是選擇套殼料，套殼料主要是在袖閥管和鉆孔壁之間的空間中存在的，方便在注漿時，漿液可以通過在該部位的擠壓來完成擠碎套殼料的目的，讓袖閥管內部的漿液在選擇注漿階段中沖開環并且進入到地層之中。這樣的處理可以讓漿液在袖閥管中的很小的一個范圍內進行流動，漿液不會發生亂竄的現象發生。

袖閥管雖然內部結構復雜，主要是由花管以及橡皮套等兩個部位組成的，詳細內容請見圖1。

當需要使用的漿液進入到了處理地層的通道當中，如果當漿液通過注漿內管進入到了雙塞管的時候，漿液會從袖閥管內管上的出漿孔流出來。如果注漿液進入到了袖閥管以及雙色管中，在袖閥管外部壓力的作用下，整個橡皮套就被沖開了，如果說壓力以及注漿都達到了一定的程度時，袖閥管外側的橡膠圈就會被沖開，套殼料會逐漸地被注漿擠碎，這樣一來注漿就會被壓力擠壓到選擇的地層當中，以此達到加固地層的目的[3]。橡皮套在袖閥管中主要起到了逆止閥門的作用，在注漿過程中，這些零件的使用都擁有其自己的作用，通過各個零件之間的互相合作完成注漿工作。

2.2袖閥管注漿設計、參數的確定

根據實際場地工程的地質情況分析，場地上方的主要原料還是土和石塊組成的填土，填土在使用過程中會出現一定問題，因此出于設計要求，考慮到地基整體的承載力，所以在具體施工的過程中使用袖閥管注漿法進行注漿。

通過對地質的勘察工作所得到的具體實驗數據分析可以對袖閥管注漿技術進行初步的分析和對照，首先對袖閥管的擴散半徑進行測量，一般來講建造地基所使用的材料都是水泥漿和一些硅粉水泥漿，但是根據情況的不同加入的材料也都不同，還有可能加入一些粉煤灰和一些助凝劑，方便不同物質之間的融合。本次實驗和建造地基所采取的技術是垂直布設注漿孔，并根據5m到7m的鉆孔設置注漿孔成孔直徑大約為91mm。從平面上來看，注漿孔主要采取的擺放方法是梅花形布置，其中需要著重注意的是注漿孔的布設要大過周邊建筑物的面積，最外面一排的灌漿孔中心需要離最近的建筑的外緣的距離不能小于100cm[4]。

對于套殼料的配合比設計，如果要順利地完成袖閥管注漿技術的使用，并有效地對一些軟土地基進行處理，那么就必須要對套殼料的配比設計進行研究，以便于達到最為理想的處理效果。為了保證最佳的使用效果，套殼料的物理性質必須滿足合適的力學強度，保證兼顧開環以及防止竄漿的需求。套殼料本身的收縮性就比較小，如果套殼料在凝固之后還能和袖閥管粘在一起。套殼料的配方主要是以力學強度為主要原則，該原則主要體現的內容就是力學強度早期快，后期慢。一般情況下套殼料的脆性要更高，以便于增加沖開環后的破碎程度，并且保證在施工過程中保證它的粘性和析水率較小，穩定性較高，其次在實際應用后可以發現其抗壓強度需要達到10N/cm2到20N/cm2，這樣的套殼料才是符合要求的。

2.3注漿液的設計以及壓力的確定

在實際的施工場地之中，填土工作大多數都是用人工的方式來完成，同時如果按照地基處理技術的相關規范要求，整體的施工過程應該進行多次注漿，每一次注漿之間相隔的時間需要根據具體的實踐設定，一般來講最好是小于4h[5]。在施工場地中，無論是填土還是下覆地層以及粉質黏土、粉土、粉細沙層為主要的組成部分，在灌漿過程中主要灌漿的材料就是水泥，水泥的比例通過實驗數據可以得知應該控制在1.0到0.8之間，這樣才能更好地完成注漿工作。注漿工作分為多個步驟，在第一次注漿時采取的比例應該為1.0，第二次應該為0.9，第三次應該為0.8。其次就是壓力問題，按照正常情況來看，注漿的初始壓力為0.2MPa，注漿的最后壓力為0.5MPa，整個注漿過程都需要根據壓力的不同來進行適當的調整。最后就是漿量的問題，根據實驗以及實際情況分析可以確定，每延米注漿量大約應該控制在100kg到500kg之間。

2.4現場小面積注漿試驗

在進行袖閥管注漿之前一定要對地基建設工程本身有一個大概的了解，也就是說在明確了袖閥管施工的各項技術參數之后，工作人員需要在場地內選擇一塊面積較小但是地勢較平的區域進行小面積注漿試驗，以此保證在真正注漿時不會出現其他問題。實驗的內容主要是采用5x5排成方塊，注漿孔孔距需要按照相應的設計進行布置，無論是水灰比、注漿壓力和注漿量都需要按照工程任務的具體安排實施，也就是說需要根據實驗內容來對實際的工作進行設置。在工作完成之后，無論是設計水泥的用量還是注漿壓力都要根據相關的數據進行具體分析，從而判斷對應的注漿效果，為以后的注漿工作提供專業的參考標準[6]。

3.施工工藝流程

在進行袖閥管注漿法施工的過程中，要進行測量放樣工作，對實際的工程場地進行測量，對土質進行測量，從而得到相應的土地數據，并進行放樣工作，工作內容需要根據施工方案所規定的內容保持一致。然后進行鉆機成孔工作對地基建造區域使用鉆機進行鉆孔，孔位的設置和分布需要嚴格按照施工方案執行。隨后進行澆筑套殼料，并插入袖閥管，插入袖閥管之后進行第一次注漿，隨后是第二次、第三次注漿，每一次注漿的配比需要逐漸減少，最后注漿完成。

4.施工方案的實施

4.1施工技術

在具體的施工過程中，放樣技術主要就是按照設計單位提供的施工圖紙，并且在構筑物所在的范圍之內進行布設施工鉆孔，主要作用就是灌漿，注漿孔的布設需要大于構筑物的面積，同時還需要保證最外排的灌漿孔中心離構筑物的外緣記錄小于100cm。對于成孔技術而言，除了施工場地內的填土大多數都是土和石塊，而且大部分的石塊都是較大的，正常的鉆機是很難進行鉆孔的。結合對施工現場特征以及對以往施工經驗來看，對于無填石的地區需要直接使用鉆機成孔，并對有塊石混填的低段混合使用鉆機、風機、潛孔錘等工具進行成孔。在成孔的過程中使用膨潤土漿進行護壁。施工前施工人員調整好鉆孔的垂直度，保證成孔的垂直度，將成孔的垂直度偏差小于百分之一[7]。對于澆注套殼料，鉆孔施工至設計標高后，直接利用鉆桿的內孔，并向孔內注入套殼料，將孔內的泥漿進行置換，以此來防止孔內的泥漿進入套殼料內。然后插入袖閥管，澆注套殼料后，在孔內插入提前制作好的設計長度的袖閥管，袖閥管的管底要進行封閉，并且盡量讓袖閥管的中心處于尊孔的中間。當插入到袖閥管中時，為了防止注漿過程中出現冒漿現象，需要在地面至洞內30cm的范圍內用水泥進行封孔，當套殼料達到了一定的強度之后，注漿工作就可以進行了。在施工場地中，需要根據具體施工所需要的水泥比例進行制作漿液，在制作的過程中要進行充分的攪拌，同時在袖閥管內插入注漿管，采用分段式注漿方法在第一次注漿完成之后對袖閥管內部進行清洗。然后進行第二次注漿，之后重復第一個步驟之后進行第二次注漿。在注漿過程中一定要做好施工記錄也就是說要對鉆孔深度、注漿壓力、注漿量等參數進行詳細的記錄，根據相關分析判斷注漿效果。

4.2施工成果

在經歷一系列的施工技術手段之后，場地完成鉆探的工作量大約在2600m以上，總工程所使用到的水泥總量為356噸，通過對工程項目的成本核算，使用袖閥管注漿法可以節省更多的費用，縮短一定的工期，通過這兩個方面來看袖閥管是非?？尚械?。完工之后需要取百分之五的注漿孔進行取芯檢查工作，通過這種方法來檢查滲透的情況，如果滲透情況較為良好，那就說明袖閥管注漿法應用較為成功，在28天后進行壓板試驗，檢驗整體地基的承載力，符合所有要求。

4.3質量檢驗

在進行質量檢驗的時候，需要使用開挖檢驗方法和復合地基載荷試驗，開挖檢驗方法是在工程項目完成之后的28天進行基坑開發，在挖掘到2m左右之后發現漿液成脈狀、面狀在填土中延展，厚度大約在1cm到3cm之間。土壤局部可能出現結石體，直徑需要達到50cm左右。其中袖閥管與孔之間容易柱狀結實體。本實驗采用直徑為1.2m的正方形剛性壓板。地基承載力特征采用沉降量所對應的荷載平均數作為地基承載力特征值，如表一所示。

4.4設計方案

在工程完成之后還需要對設計方案進行檢查，設計方案在上文有所贅述，主要是利用壓送設備并且通過壓力注漿膠管，在壓力驅動下，將漿液充分注入到加固地土層中。隨后通過漿液在土體中劈裂，擠壓和滲透等作用激勵，將漿液和土地有很多的時間進行充分結合，形成具有非常高強度的水泥土固結體和樹枝狀水泥網脈體，其中固結體和周圍被擠密的土體工程形成最初工程方案所要求的樣子。無論是布孔、配合比、終灌標準并且采用多次復灌工藝都能很好地建設好地基。

5.結語

綜上所述，在對地基進行處理時，地基的土質問題尤為重要，對于軟土地基的處理方法多種多樣，但是需要根據實際的情況來進行設定，需要考慮到工期、造價等多方面因素的影響，并制訂對應的處理方案。在進行地基處理的時候，袖閥管注漿法具有較大的優勢，可以多次的通過人為控制的方式來控制注漿量，但是要注意保證注漿量要處于合理的范圍之中，保證注漿液均勻地分布在地層中。在進行地基基礎設計時，施工人員需要針對不同的地質情況采取合適的基礎設計方式，節約工程建設的基礎成本，縮短施工的工期。

參考文獻：

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