袖閥管注漿在基礎(chǔ)加固中的應(yīng)用

曹揚(yáng)政

廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，廣東 廣州 510800

1 袖閥管注漿施工概述

袖閥管注漿是一種比較先進(jìn)的注漿工藝，該方法結(jié)合了劈裂注漿、壓密注漿與滲入注漿3種注漿方法的優(yōu)點(diǎn)，施工時(shí)運(yùn)用該方法可以很好地控制注漿范圍和注漿壓力，發(fā)生冒漿和串漿的可能性非常小，同時(shí)可以進(jìn)行二次注漿。因此，該方法對(duì)地基加固處理和軟基處理以及建筑物的糾偏加固效果顯著。

1.1 袖閥管注漿施工原理

袖閥管注漿是通過(guò)注漿泵加壓，使注漿液進(jìn)入袖閥管注漿管段，在壓力作用下，包裹在PVC管外的橡膠圈會(huì)被沖開，套殼料會(huì)被擠碎。隨著注漿泵的持續(xù)加壓，漿液會(huì)沿著地層縫隙流動(dòng)，將地層結(jié)構(gòu)填充、滲透、密實(shí)，使劈裂裂縫繼續(xù)向外延伸。待壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值，持續(xù)一段時(shí)間，壓力平穩(wěn)后，漿液和土壤凝聚在一起形成固結(jié)體，從而達(dá)到提高地層強(qiáng)度、降低地層滲透性的目的。

1.2 袖閥管注漿施工工藝特點(diǎn)

袖閥管結(jié)構(gòu)由各種直徑大小的PVC外管、橡膠套、堵頭、接頭、蓋帽、止?jié){圈等構(gòu)成。橡膠圈、套殼料、雙塞管等幾個(gè)特殊構(gòu)件，使袖閥管注漿施工工藝綜合了劈裂注漿、壓（擠）密注漿與滲入注漿3種施工工藝的優(yōu)點(diǎn)。該施工工藝避免了注漿時(shí)出現(xiàn)冒漿、串漿的問(wèn)題，也可以根據(jù)需要進(jìn)行分段注漿，或者同一注漿段重復(fù)注漿，極大地提高了施工效率，與其他注漿技術(shù)相比，更適用于各種巖土軟基處理，以及公路路基、建筑等地基加固工程。

橡膠圈起到單向閥門的作用，注漿時(shí)橡膠圈被脹開，漿液進(jìn)入地層，停止注漿時(shí)橡膠圈封閉泄?jié){孔，阻止?jié){液逆向進(jìn)入袖閥管內(nèi)。

套殼料起到分段注漿的定向作用，套殼料硬化后，在袖閥管周圍形成一圈保護(hù)層，分段注漿時(shí)，漿液在袖閥管有孔的部位擠碎套殼料，而上下部分的套殼料因未受到破壞而阻止了漿液的上下流動(dòng)，這樣漿液就只在套殼料已擠碎的那一段橫向流動(dòng)，增加了地層加固半徑。

雙塞管起到增壓的作用，當(dāng)漿液通過(guò)注漿內(nèi)管進(jìn)入雙塞管后，在壓力作用下，漿液從內(nèi)管上的出漿孔流進(jìn)袖閥管和雙塞管中間層，壓力達(dá)到一定程度后，橡皮帽將被頂起，隨著漿液的聚集，袖閥管外側(cè)的橡膠圈被脹開，套殼料被擠碎，從而將漿液擠壓至地層中。

2 袖閥管注漿工藝的應(yīng)用實(shí)例

2.1 工程概況

連州某光伏項(xiàng)目周邊邊坡為填土邊坡，高度為4～8m，原始邊坡裸露，南側(cè)與東側(cè)邊坡較高。因連降大雨，坡頂面未做防水措施，雨水下滲，且由于填土部分壓實(shí)不夠，土層較松散，導(dǎo)致建筑物地基發(fā)生沉降，場(chǎng)內(nèi)填土地基不均勻沉降，導(dǎo)致邊坡變形，邊坡坡面出現(xiàn)滑動(dòng)開裂現(xiàn)象。

2.2 巖土體結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性質(zhì)

根據(jù)項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告（初步勘查階段），場(chǎng)地內(nèi)普遍為下伏基巖，為第三系泥巖，各巖土層分述如下。

1-1層為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，褐紅色、暗紅色，巖石結(jié)構(gòu)大部分受風(fēng)化破壞，巖芯多呈半巖半土狀、塊狀，巖塊易擊碎，遇水易軟化崩解，局部夾少量中風(fēng)化巖塊，其中上部0.4m為坡殘積可塑狀粉質(zhì)黏土。巖體基本質(zhì)量等級(jí)分類為Ⅴ級(jí)。全部鉆孔均有揭露該層，揭露層厚1.2～1.8m，平均厚度為1.57m。

1-2層為中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，褐紅色，泥、鈣質(zhì)膠結(jié)，中厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)較軟，巖芯多呈短柱狀、塊狀，錘擊聲啞，易碎。巖石為軟巖，巖體較破碎。巖體基本質(zhì)量等級(jí)分類為Ⅴ級(jí)。全部鉆孔均有揭露該層，揭露層厚3.2～3.8m，層面埋深為1.2～1.8m。

2.3 治理方案

此次邊坡變形是由場(chǎng)內(nèi)填土地基不均勻沉降導(dǎo)致，治理工程的設(shè)計(jì)思路是場(chǎng)內(nèi)填土加固后固腳和隔水。主要采取的措施有袖閥管注漿、擋土墻、拱形骨架植草以及排水措施、地面硬化等。在進(jìn)行邊坡治理前，采用小型壓路機(jī)將場(chǎng)地內(nèi)填土壓實(shí)，讓邊坡充分變形后再治理，然后用袖閥管注漿加固地基。待地基加固完全后，再進(jìn)行邊坡坡面防護(hù)、場(chǎng)內(nèi)排水系統(tǒng)、地面硬化隔水等措施。

2.4 袖閥管注漿施工

（1）袖閥管設(shè)計(jì)參數(shù)。袖閥管以進(jìn)入原狀土1m深度控制，袖閥管材料采用φ48mm的PVC管，鉆孔直徑為90mm，鉆孔角度為90°（垂直地面）。采用強(qiáng)度等級(jí)為32.5的硅酸鹽水泥注漿，注漿壓力控制在1～2MPa，水灰比控制在0.6～ 0.8。

（2）工藝流程。按照以下工藝流程進(jìn)行袖閥管注漿施工。

第一，測(cè)量放樣。按照設(shè)計(jì)標(biāo)高和間距定好孔位，袖閥管間距為1.5m×1.5m，按梅花形布置，同時(shí)要對(duì)照業(yè)主提供的地下管線圖，避免所布孔位與地下管線位置沖突。

第二，鉆孔。按照測(cè)量放線所布置的孔位，鉆機(jī)就位，然后檢查并校正鉆桿的垂直度，鉆孔過(guò)程中采用泥漿循環(huán)護(hù)壁成孔，鉆孔完成后立即清孔。

第三，袖閥管安裝。清理鉆孔后拔出內(nèi)鉆桿，將預(yù)制好的袖閥管插入孔底，同時(shí)要保證袖閥管在鉆孔中央位置，便于套殼料將袖閥管均勻包裹，下袖閥管時(shí)將套殼料注料管一同下入孔內(nèi)。該加固項(xiàng)目實(shí)際鉆孔深度在8～11m，根據(jù)鉆孔深度確定袖閥管的長(zhǎng)度，袖閥管安裝時(shí)必須高出地面0.3m，實(shí)際袖閥管安裝長(zhǎng)度為孔深加0.3m，然后將袖閥管管口用保護(hù)帽套好，防止雜物進(jìn)入管內(nèi)。

第四，灌注套殼料。每完成一鉆孔，立刻灌注套殼料，防止塌孔。將配好的套殼料注入套殼料注料管，套殼料會(huì)從孔底向外返漿，待孔內(nèi)套殼料注滿后方可關(guān)閉排氣管的閥門。

第五，水泥漿漿液配置。根據(jù)設(shè)計(jì)水灰比要求，計(jì)算出攪拌機(jī)每一次攪拌所需的水泥量和用水量，攪拌均勻后倒入儲(chǔ)漿池內(nèi)。如遇到特殊情況必須暫停注漿時(shí)，水泥漿液若發(fā)生沉淀、離析現(xiàn)象，必須進(jìn)行二次攪拌，待漿液符合要求后方可使用。

第六，注漿。待套殼料養(yǎng)護(hù)2～3d后開環(huán)。注漿過(guò)程中主要通過(guò)查看壓力表、注漿量判斷注漿的實(shí)施效果。注漿采取由外到內(nèi)、自下而上的順序，即先從最外側(cè)孔開始注漿，然后逐步隔孔交替進(jìn)行往內(nèi)側(cè)孔推進(jìn)，以控制漿液擴(kuò)散范圍，保證注漿效果。每段注漿時(shí)，壓力表會(huì)出現(xiàn)兩次峰值。在注漿剛開始，沖破套殼料之前會(huì)出現(xiàn)第一次峰值，當(dāng)套殼料被擠碎后，壓力值會(huì)逐漸下降，隨著漿液的注入，地層中的空隙會(huì)被填滿，注漿壓力也逐漸增大。當(dāng)壓力值達(dá)到第二次峰值時(shí)，暫停注入漿液，持續(xù)一段時(shí)間后，將注漿內(nèi)管上提進(jìn)行下一段注漿。注漿管的上提一般是在壓力值和注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)進(jìn)行，因此上提注漿管要用力均勻、及時(shí)快速，并按一定的步距。根據(jù)該項(xiàng)目加固的地質(zhì)情況，因?yàn)樘钔恋貙觾?nèi)縫隙較多，所以將每次提升的高度設(shè)為0.33m。如果遇到注漿用量超過(guò)設(shè)計(jì)用量太多，壓力值達(dá)不到設(shè)計(jì)值的情況，應(yīng)暫停注漿，清洗注漿管，24h后進(jìn)行二次注漿。注漿過(guò)程中必須安排專人觀測(cè)注漿孔周圍的地表情況，如發(fā)現(xiàn)地表隆起，必須立刻暫停注漿，待平復(fù)后緩慢加壓，如不再出現(xiàn)地表隆起情況，繼續(xù)按原設(shè)計(jì)要求完成注漿工藝，注漿完成后，用高壓清水泵沖洗袖閥管內(nèi)漿液，戴好保護(hù)蓋。如果加壓后繼續(xù)出現(xiàn)地表隆起情況，做封孔處理。注漿操作員要做好注漿記錄，并保證所記錄的注漿過(guò)程和用漿量的真實(shí)性。

第七，封口。壓漿結(jié)束后立即拔出注漿栓塞，如果管內(nèi)漿液繼續(xù)下降，需填至路面平齊，待漿液不繼續(xù)下降又不會(huì)往上涌時(shí)將木塞拔出，并密封孔口。

第八，施工質(zhì)量控制措施。采用符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的水泥等材料，進(jìn)場(chǎng)材料必須附有出廠合格證和試驗(yàn)報(bào)告；壓漿材料的配合比需準(zhǔn)確；注漿操作員必須真實(shí)地填寫注漿記錄，記錄內(nèi)容包括注漿對(duì)應(yīng)的孔號(hào)、孔深，注漿開始時(shí)間、終壓時(shí)間、穩(wěn)壓時(shí)間及注漿量。每批次注漿都應(yīng)按要求制作灰漿試塊，試塊達(dá)到齡期后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

第九，開孔檢驗(yàn)。注漿完成后，在注漿平面鉆孔取樣，檢查地層中的縫隙是否填滿。檢查孔的數(shù)量不少于總注漿孔數(shù)的5%，且總孔數(shù)不少于3個(gè)。檢查發(fā)現(xiàn)不合格時(shí)，需在未飽滿區(qū)域內(nèi)重新加密布孔進(jìn)行注漿，直至注漿檢查合格。

2.5 施工監(jiān)測(cè)

為了保證施工安全，在袖閥管注漿前，應(yīng)先對(duì)地梁和既有房屋外墻的邊線進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確認(rèn)各邊線，然后根據(jù)注漿孔布置圖確定鉆孔位置。在注漿過(guò)程中，應(yīng)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)房屋和地表的變化，以防房屋和地表隆起。

3 結(jié)束語(yǔ)

袖閥管注漿法具有順序注漿、分段注漿、深度注漿、定量注漿、間歇注漿、重復(fù)注漿等特點(diǎn)，從注漿效果和經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，是一種理想的注漿方法。與高壓噴射注漿等方法相比，該方法的工藝成本顯著降低，經(jīng)濟(jì)效益好，加固效果接近；與普通注漿方法相比，袖閥管注漿效果更明顯，但成本相差不大。因此，袖閥管注漿技術(shù)在路面沉降加固、建筑物糾偏、地基加固等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。