袖閥管注漿法在地基處理中的應(yīng)用探討

林陽軍

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們對(duì)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(yùn)行的基礎(chǔ)和保障，地基建設(shè)的質(zhì)量將直接關(guān)乎公路的質(zhì)量。在建設(shè)地基的過程中，通過對(duì)各種建設(shè)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(yīng)用，通過施工后的地基承載力測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)袖閥管注漿法在地基建設(shè)中達(dá)到了預(yù)期效果。本文著重對(duì)處理方案進(jìn)行了對(duì)比，探究了袖筏管注漿原理以及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，探討了施工的具體流程，希望能為相關(guān)工作人員提供一些建議和幫助。

關(guān)鍵詞：袖閥管注漿法；地基；公路

以高速公路生活區(qū)地基質(zhì)量為例，服務(wù)區(qū)的設(shè)備有油站、油罐、電房等，是給過往司機(jī)提供加油服務(wù)和休息服務(wù)的重要場(chǎng)所，一般來講服務(wù)站的建設(shè)位置大多都選在地勢(shì)較為平坦的地方，方便其他建筑的構(gòu)建。在進(jìn)行地基構(gòu)建時(shí)，需要對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘察，勘查地質(zhì)的成分以及在建設(shè)地基的過程中需要著重注意的事項(xiàng)。場(chǎng)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?yàn)樵谠搱?chǎng)地上的土質(zhì)層是由土和石塊混合組成的，在這種特殊結(jié)構(gòu)面前，管樁施工時(shí)無法達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，也就無法使用PHC管樁施工方案。

1.處理方案比選

根據(jù)對(duì)高速公路生活區(qū)地基的勘察，需要結(jié)合場(chǎng)地的填料特點(diǎn)，并且結(jié)合構(gòu)筑物承載力的設(shè)計(jì)要求較小的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)方需要根據(jù)這種特點(diǎn)改用鉆孔樁或者是在地基建設(shè)工作完成之后使用天然基礎(chǔ)，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(shí)間就會(huì)較長(zhǎng)，造成很大的資源浪費(fèi)，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(shè)速度，有效地縮短工作所需要的時(shí)間，在地基處理法中使用到的注漿技術(shù)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(wěn)定性，并對(duì)其進(jìn)行加固，對(duì)于地基的承載力而言也有著一定的提高，保證地基建設(shè)工作能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，適合當(dāng)?shù)氐牡鼗ㄔO(shè)標(biāo)準(zhǔn)，為地基的質(zhì)量做出保障。

2.袖閥管注漿原理及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

2.1袖閥管注漿原理

袖閥管的主要結(jié)構(gòu)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(chǎn)生的壓力來幫助漿液經(jīng)過袖閥管內(nèi)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(gè)灌漿的過程中主要需要注意的一個(gè)環(huán)節(jié)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(shí)，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(nèi)部的漿液在選擇注漿階段中沖開環(huán)并且進(jìn)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(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)，漿液不會(huì)發(fā)生亂竄的現(xiàn)象發(fā)生。

袖閥管雖然內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要是由花管以及橡皮套等兩個(gè)部位組成的，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)見圖1。

當(dāng)需要使用的漿液進(jìn)入到了處理地層的通道當(dāng)中，如果當(dāng)漿液通過注漿內(nèi)管進(jìn)入到了雙塞管的時(shí)候，漿液會(huì)從袖閥管內(nèi)管上的出漿孔流出來。如果注漿液進(jìn)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(gè)橡皮套就被沖開了，如果說壓力以及注漿都達(dá)到了一定的程度時(shí)，袖閥管外側(cè)的橡膠圈就會(huì)被沖開，套殼料會(huì)逐漸地被注漿擠碎，這樣一來注漿就會(huì)被壓力擠壓到選擇的地層當(dāng)中，以此達(dá)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(gè)零件之間的互相合作完成注漿工作。

2.2袖閥管注漿設(shè)計(jì)、參數(shù)的確定

根據(jù)實(shí)際場(chǎng)地工程的地質(zhì)情況分析，場(chǎng)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(huì)出現(xiàn)一定問題，因此出于設(shè)計(jì)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(jìn)行注漿。

通過對(duì)地質(zhì)的勘察工作所得到的具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可以對(duì)袖閥管注漿技術(shù)進(jìn)行初步的分析和對(duì)照，首先對(duì)袖閥管的擴(kuò)散半徑進(jìn)行測(cè)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(jù)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(zhì)之間的融合。本次實(shí)驗(yàn)和建造地基所采取的技術(shù)是垂直布設(shè)注漿孔，并根據(jù)5m到7m的鉆孔設(shè)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(shè)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(duì)于套殼料的配合比設(shè)計(jì)，如果要順利地完成袖閥管注漿技術(shù)的使用，并有效地對(duì)一些軟土地基進(jìn)行處理，那么就必須要對(duì)套殼料的配比設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，以便于達(dá)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(zhì)必須滿足合適的力學(xué)強(qiáng)度，保證兼顧開環(huán)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(xué)強(qiáng)度為主要原則，該原則主要體現(xiàn)的內(nèi)容就是力學(xué)強(qiáng)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(huán)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(wěn)定性較高，其次在實(shí)際應(yīng)用后可以發(fā)現(xiàn)其抗壓強(qiáng)度需要達(dá)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(shè)計(jì)以及壓力的確定

在實(shí)際的施工場(chǎng)地之中，填土工作大多數(shù)都是用人工的方式來完成，同時(shí)如果按照地基處理技術(shù)的相關(guān)規(guī)范要求，整體的施工過程應(yīng)該進(jìn)行多次注漿，每一次注漿之間相隔的時(shí)間需要根據(jù)具體的實(shí)踐設(shè)定，一般來講最好是小于4h[5]。在施工場(chǎng)地中，無論是填土還是下覆地層以及粉質(zhì)黏土、粉土、粉細(xì)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得知應(yīng)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(gè)步驟，在第一次注漿時(shí)采取的比例應(yīng)該為1.0，第二次應(yīng)該為0.9，第三次應(yīng)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?jí)毫?.2MPa，注漿的最后壓力為0.5MPa，整個(gè)注漿過程都需要根據(jù)壓力的不同來進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。最后就是漿量的問題，根據(jù)實(shí)驗(yàn)以及實(shí)際情況分析可以確定，每延米注漿量大約應(yīng)該控制在100kg到500kg之間。

2.4現(xiàn)場(chǎng)小面積注漿試驗(yàn)

在進(jìn)行袖閥管注漿之前一定要對(duì)地基建設(shè)工程本身有一個(gè)大概的了解，也就是說在明確了袖閥管施工的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)之后，工作人員需要在場(chǎng)地內(nèi)選擇一塊面積較小但是地勢(shì)較平的區(qū)域進(jìn)行小面積注漿試驗(yàn)，以此保證在真正注漿時(shí)不會(huì)出現(xiàn)其他問題。實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容主要是采用5x5排成方塊，注漿孔孔距需要按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)進(jìn)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(wù)的具體安排實(shí)施，也就是說需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來對(duì)實(shí)際的工作進(jìn)行設(shè)置。在工作完成之后，無論是設(shè)計(jì)水泥的用量還是注漿壓力都要根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行具體分析，從而判斷對(duì)應(yīng)的注漿效果，為以后的注漿工作提供專業(yè)的參考標(biāo)準(zhǔn)[6]。

3.施工工藝流程

在進(jìn)行袖閥管注漿法施工的過程中，要進(jìn)行測(cè)量放樣工作，對(duì)實(shí)際的工程場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)量，對(duì)土質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，從而得到相應(yīng)的土地?cái)?shù)據(jù)，并進(jìn)行放樣工作，工作內(nèi)容需要根據(jù)施工方案所規(guī)定的內(nèi)容保持一致。然后進(jìn)行鉆機(jī)成孔工作對(duì)地基建造區(qū)域使用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，孔位的設(shè)置和分布需要嚴(yán)格按照施工方案執(zhí)行。隨后進(jìn)行澆筑套殼料，并插入袖閥管，插入袖閥管之后進(jìn)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(shí)施

4.1施工技術(shù)

在具體的施工過程中，放樣技術(shù)主要就是按照設(shè)計(jì)單位提供的施工圖紙，并且在構(gòu)筑物所在的范圍之內(nèi)進(jìn)行布設(shè)施工鉆孔，主要作用就是灌漿，注漿孔的布設(shè)需要大于構(gòu)筑物的面積，同時(shí)還需要保證最外排的灌漿孔中心離構(gòu)筑物的外緣記錄小于100cm。對(duì)于成孔技術(shù)而言，除了施工場(chǎng)地內(nèi)的填土大多數(shù)都是土和石塊，而且大部分的石塊都是較大的，正常的鉆機(jī)是很難進(jìn)行鉆孔的。結(jié)合對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)特征以及對(duì)以往施工經(jīng)驗(yàn)來看，對(duì)于無填石的地區(qū)需要直接使用鉆機(jī)成孔，并對(duì)有塊石混填的低段混合使用鉆機(jī)、風(fēng)機(jī)、潛孔錘等工具進(jìn)行成孔。在成孔的過程中使用膨潤(rùn)土漿進(jìn)行護(hù)壁。施工前施工人員調(diào)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(duì)于澆注套殼料，鉆孔施工至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，直接利用鉆桿的內(nèi)孔，并向孔內(nèi)注入套殼料，將孔內(nèi)的泥漿進(jìn)行置換，以此來防止孔內(nèi)的泥漿進(jìn)入套殼料內(nèi)。然后插入袖閥管，澆注套殼料后，在孔內(nèi)插入提前制作好的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的袖閥管，袖閥管的管底要進(jìn)行封閉，并且盡量讓袖閥管的中心處于尊孔的中間。當(dāng)插入到袖閥管中時(shí)，為了防止注漿過程中出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，需要在地面至洞內(nèi)30cm的范圍內(nèi)用水泥進(jìn)行封孔，當(dāng)套殼料達(dá)到了一定的強(qiáng)度之后，注漿工作就可以進(jìn)行了。在施工場(chǎng)地中，需要根據(jù)具體施工所需要的水泥比例進(jìn)行制作漿液，在制作的過程中要進(jìn)行充分的攪拌，同時(shí)在袖閥管內(nèi)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(duì)袖閥管內(nèi)部進(jìn)行清洗。然后進(jìn)行第二次注漿，之后重復(fù)第一個(gè)步驟之后進(jìn)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(duì)鉆孔深度、注漿壓力、注漿量等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，根據(jù)相關(guān)分析判斷注漿效果。

4.2施工成果

在經(jīng)歷一系列的施工技術(shù)手段之后，場(chǎng)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(duì)工程項(xiàng)目的成本核算，使用袖閥管注漿法可以節(jié)省更多的費(fèi)用，縮短一定的工期，通過這兩個(gè)方面來看袖閥管是非常可行的。完工之后需要取百分之五的注漿孔進(jìn)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(yīng)用較為成功，在28天后進(jìn)行壓板試驗(yàn)，檢驗(yàn)整體地基的承載力，符合所有要求。

4.3質(zhì)量檢驗(yàn)

在進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的時(shí)候，需要使用開挖檢驗(yàn)方法和復(fù)合地基載荷試驗(yàn)，開挖檢驗(yàn)方法是在工程項(xiàng)目完成之后的28天進(jìn)行基坑開發(fā)，在挖掘到2m左右之后發(fā)現(xiàn)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(xiàn)結(jié)石體，直徑需要達(dá)到50cm左右。其中袖閥管與孔之間容易柱狀結(jié)實(shí)體。本實(shí)驗(yàn)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(duì)應(yīng)的荷載平均數(shù)作為地基承載力特征值，如表一所示。

4.4設(shè)計(jì)方案

在工程完成之后還需要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行檢查，設(shè)計(jì)方案在上文有所贅述，主要是利用壓送設(shè)備并且通過壓力注漿膠管，在壓力驅(qū)動(dòng)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(lì)，將漿液和土地有很多的時(shí)間進(jìn)行充分結(jié)合，形成具有非常高強(qiáng)度的水泥土固結(jié)體和樹枝狀水泥網(wǎng)脈體，其中固結(jié)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(biāo)準(zhǔn)并且采用多次復(fù)灌工藝都能很好地建設(shè)好地基。

5.結(jié)語

綜上所述，在對(duì)地基進(jìn)行處理時(shí)，地基的土質(zhì)問題尤為重要，對(duì)于軟土地基的處理方法多種多樣，但是需要根據(jù)實(shí)際的情況來進(jìn)行設(shè)定，需要考慮到工期、造價(jià)等多方面因素的影響，并制訂對(duì)應(yīng)的處理方案。在進(jìn)行地基處理的時(shí)候，袖閥管注漿法具有較大的優(yōu)勢(shì)，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(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，施工人員需要針對(duì)不同的地質(zhì)情況采取合適的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方式，節(jié)約工程建設(shè)的基礎(chǔ)成本，縮短施工的工期。

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