巖石施工工程項目中注漿施工技術(shù)應(yīng)用探究

李君平

（山東正元建設(shè)工程有限責(zé)任公司，山東淄博255200）

當(dāng)前，建筑項目快速發(fā)展的同時，人們對施工質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)格。巖土工程項目中，注漿技術(shù)是一種常見、關(guān)鍵的技術(shù)。相比于發(fā)達國家，我國注漿技術(shù)發(fā)展較晚，然而發(fā)展速度卻不亞于發(fā)達國家。在建筑項目中運用這一技術(shù)，大大增加了工程建設(shè)效益，并獲得了顯著的社會利益。隨著新材料的不斷出現(xiàn)和技術(shù)的日益成熟，注漿技術(shù)能夠解決巖土工程施工中出現(xiàn)的各種問題，從而有利于增強施工安全性與質(zhì)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(jié)構(gòu)是這一工程施工的對象，這樣以來工程施工環(huán)境和施工工序較為隱蔽，當(dāng)上一環(huán)節(jié)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(jié)構(gòu)。

1.2 復(fù)雜性

巖石工程施工復(fù)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(shè)備，這便需要各種車輛運輸機械設(shè)備，從而對施工現(xiàn)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(shù)人員多、機械種類繁多等原因，使得施工現(xiàn)場常常無法實現(xiàn)三通一平的要求；其二，巖石工程施工對象、施工程序十分復(fù)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(yīng)的施工技術(shù)，從而造成施工工藝具有不確定性的特征，技術(shù)人員常常與施工人員關(guān)于施工技術(shù)出現(xiàn)分歧。

1.3 不可逆性

因巖石工程項目具有隱蔽性、復(fù)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(dāng)注漿結(jié)束后，工程質(zhì)量已經(jīng)大致定型。若后期檢查發(fā)現(xiàn)相關(guān)施工技術(shù)未達標(biāo)準(zhǔn)時，則難以去改進注漿質(zhì)量。

2 注漿施工技術(shù)概述

2.1 注漿施工技術(shù)內(nèi)涵

這里講到的注漿施工技術(shù)是指利用液壓、電滲、氣壓等方式將漿水注入到介質(zhì)中，當(dāng)這些漿水凝固后便成為了結(jié)石體，有利于增強介質(zhì)的穩(wěn)定性、強度，同時具有防水、防滲的作用。注漿技術(shù)實施的關(guān)鍵點在于注漿孔實際數(shù)量和位置的選擇與確認(rèn)，其直接影響了注漿成本和施工質(zhì)量。針對地質(zhì)情況復(fù)雜的工程項目而言，組織開展科學(xué)合理的注漿孔布置工作尤為關(guān)鍵，不僅要求合理設(shè)置注漿孔，而且還應(yīng)詳細(xì)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(xiàn)防水封堵的作用。現(xiàn)階段，注漿技術(shù)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(xiàn)，應(yīng)用更加普及。注漿技術(shù)的運用同注漿材料、注漿工藝和方法之間具有直接的關(guān)聯(lián)，基于不同工程項目巖石性質(zhì)特征的差異，這便要求注漿施工人員應(yīng)結(jié)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(shù)應(yīng)用方面

2.2.1 防水防滲堵漏

巖石項目中，因地質(zhì)環(huán)境十分復(fù)雜，常常會出現(xiàn)各種不良地質(zhì)的情況，例如碎屑結(jié)構(gòu)、粘土、灰質(zhì)頁巖等，這些地質(zhì)大部分含水量高、強度差、穩(wěn)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(zhì)量造成嚴(yán)重影響，甚至出現(xiàn)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(shù)，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(yán)密的防滲帷幕，避免出現(xiàn)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(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的條件，確保巖土工程順利施工。

2.2.2 加固地基結(jié)構(gòu)

巖土工程項目施工中，地基結(jié)構(gòu)強度是影響順利施工的關(guān)鍵性因素，特別是土層強度低的軟土地基，加固地基結(jié)構(gòu)尤為重要。在各種工程建設(shè)中，建設(shè)規(guī)模日益拓展，高度也不斷增加，隨之對地基基礎(chǔ)承載能力的要求則越來越嚴(yán)格?；诖?，實施注漿施工技術(shù)，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(dāng)漿液凝固后，便會同原有的巖層形成新的一種結(jié)構(gòu)，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(wěn)定性能，保證巖土工程順利施工，并圓滿完成任務(wù)。

3 巖土施工項目中主要的注漿技術(shù)

3.1 壓密注漿法

壓密注漿法是指根據(jù)一定的比例混合拌勻成水泥漿和相對應(yīng)的化學(xué)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(yōu)化土層環(huán)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(shù)一般使用于粘土地基飽和中砂地基，且發(fā)揮著無可替代的應(yīng)用效果。壓密注漿施工技術(shù)一般分為4個環(huán)節(jié)，其一，樁位線的設(shè)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(jié)合，合理定位和科學(xué)放樣樁位，同時項目監(jiān)理人員應(yīng)對這一操作進行細(xì)致審核，允許放樁位線出現(xiàn)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(jié)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(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)配置漿液，確保其質(zhì)量，同時應(yīng)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(yán)格遵守施工工序規(guī)定開展；其四，注漿工序。在注漿前，應(yīng)認(rèn)真檢查和審核所需設(shè)備和材料，重視準(zhǔn)備工作，確保注漿工作按時完成。另外，施工人員必須嚴(yán)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(shù)，將水泥或化學(xué)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(shè)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(yīng)選擇90cm孔徑，鉆孔施工時應(yīng)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(nèi)開環(huán)，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(xué)注漿方法

電動化學(xué)注漿法廣泛應(yīng)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(shè)施管當(dāng)作陽極，將濾水管當(dāng)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(qū)域中的含水量，漸漸形成滲漿通道，在這一原理下化學(xué)漿液則漸漸滲入到土層縫隙中，漸漸硬結(jié)。電動化學(xué)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(yōu)勢，其適用于各種巖土環(huán)境，其應(yīng)用效果佳。

4 巖石施工工程項目中注漿施工技術(shù)具體應(yīng)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(shè)計有地下2層和地上18層。這一建筑項目設(shè)計為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，規(guī)定鉆孔灌注樁的標(biāo)準(zhǔn)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(guī)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(shù)開展相關(guān)施工任務(wù)，注漿壓力控制在3～5MPa，注漿質(zhì)量控制在50～1400kg。

4.2 注漿設(shè)備

本工程建設(shè)中選擇單管旋噴注漿施工技術(shù)。在開展這一注漿技術(shù)時，地下部分涵管蓋分為注漿管、樁底壓力注漿設(shè)備及垂直方向?qū)Ч?。地面上可涵蓋高壓注漿泵、存漿筒、過濾網(wǎng)、地面注漿管道系統(tǒng)、漿液攪拌機和數(shù)據(jù)觀測儀表燈。其中，該項目施工過程中高壓注漿泵是關(guān)鍵性設(shè)備，其能夠預(yù)防鉆孔上臺現(xiàn)象的出現(xiàn)，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(nèi)產(chǎn)生強大的壓力。另外，能夠長時間保持比較穩(wěn)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(guān)技術(shù)要點

（1）下入注漿管與鋼筋籠。在這一施工環(huán)節(jié)，值得我們注意的是，在鋼精籠下入操作完成后，應(yīng)認(rèn)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(dǎo)管下入施工操作中，施工人員應(yīng)注意輕拿輕放導(dǎo)管，謹(jǐn)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(chǎn)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?；诖?，在混凝土水下澆筑施工開展過程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)密、全方位監(jiān)視注漿管實時情況，一旦出現(xiàn)上浮情況，應(yīng)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(zhì)量的降低。同時，澆筑混凝土前，應(yīng)封閉注漿口上部端口，這一做法的出發(fā)點在于預(yù)防泥砂等異物掉入注漿管，導(dǎo)致注漿管堵塞。

（3）注漿。在注漿操作施工前，應(yīng)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(guī)定標(biāo)準(zhǔn)才能保證注漿操作的順利開展。在注漿操作前，還應(yīng)灌入壓力水，這一做法的出發(fā)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(jù)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(yīng)調(diào)配為（0.8∶1）～（0.6∶1），在填充、滲透、擠壓、凝固等作用完全發(fā)揮的前提下，將灌注樁底部形成預(yù)想的形態(tài)，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(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，在注漿施工開展前，相關(guān)專業(yè)人員應(yīng)嚴(yán)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(shù)，針對這一建設(shè)工程應(yīng)設(shè)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(shù)。

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(yīng)提高注漿壓力，然而在平穩(wěn)注漿時，其壓力逐漸降低，施工人員應(yīng)合理控制壓力，從而預(yù)防跑漿、冒漿情況的出現(xiàn)。

總之，對于巖土工程而言，注漿技術(shù)是一個關(guān)鍵性施工技術(shù)，不僅有利于增強項目工程的安全性，而且有利于工程質(zhì)量的提高，因此施工人員應(yīng)高度重視施工質(zhì)量。結(jié)合施工現(xiàn)場具體情況，采用有效的施工工藝，提高工程質(zhì)量，促使巖土施工工程的高速發(fā)展。

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

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[3] 李超.灌注樁后注漿施工技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)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(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用研究[J].工程技術(shù)：引文版，2016（12）：57.

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

[6] 賴文輝.基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)在水利工程基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用探究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2016（25）：201-203.