利用高壓噴射注漿防滲技術(shù)解決人工挖孔樁中的強(qiáng)流砂問題

摘要：采用單管法高壓注漿施工技術(shù)，完成在河床內(nèi)砂卵層中樁身周圍的防滲和砂卵石的固結(jié)，解決了常規(guī)施工中所采用的混凝土護(hù)壁施工很難解決的高水頭、強(qiáng)流砂問題，不但保證了樁基能夠以人工成孔進(jìn)行施工，并且成孔效率以雙倍的速度高于單純以混凝土護(hù)壁方式開挖施工，不但保證了工期，又降低了施工成本。本文主要介紹防滲方法的選比、操作工藝等施工技術(shù)，以供其它類似工程施工參考。

關(guān)鍵詞：高壓注漿防滲；人工挖孔樁；強(qiáng)流砂

1工程概述

大廣壩水利水電二期（灌區(qū)）昌江干渠Ⅰ標(biāo)段工程3#渡槽全長324m，跨河床段全部為人工挖孔灌注樁，采用人工護(hù)壁成孔施工，入巖深度平均5m。

勘探地質(zhì)情況如下：素填土→淤泥質(zhì)土→中砂、砂質(zhì)土→強(qiáng)風(fēng)化砂巖→中風(fēng)化花崗巖。中砂、砂質(zhì)土含有豐富地下水，且具有強(qiáng)透水性，層厚3.5～7.5米，天然含水率13.7～20.8%。雨季最大流量350m3/s，冬季過水流量26～50m3/s。

2施工中遇到的主要困難

因工作面位于河床中，水位高于工作面，經(jīng)試挖，一經(jīng)攪動(dòng)就會(huì)形成流砂，處理起來相當(dāng)困難。各樁孔內(nèi)滲水和流砂嚴(yán)重，每節(jié)護(hù)壁高度降低到50cm時(shí)仍不能成孔，更無法進(jìn)行護(hù)壁混凝澆筑，依照施工圖中要求的人工護(hù)壁基本無法施工，在本文所述的技術(shù)試用之前，跨河段的所有樁基一直處于停工狀態(tài)。

3需解決的問題

阻止流砂和樁孔的大量滲水為解決問題的關(guān)鍵，十分有必要在樁身周圍先進(jìn)行防滲處理，然后進(jìn)行人工挖孔施工。

4解決問題的思路

根據(jù)現(xiàn)場流砂、涌水之大的實(shí)際情況，無論是采取人工挖孔樁還是擴(kuò)大基礎(chǔ)打開挖都需要采取防滲措施，常用防滲措施有兩種，一是采用鋼板樁防滲，另一種是采用高壓注漿防滲，但是針對(duì)本工程的地質(zhì)情況，采用鋼板樁已不能滿足要求。因?yàn)楸竟こ痰牡刭|(zhì)狀況砂層較厚，基底置在中風(fēng)化巖層1.0米以下的設(shè)計(jì)要求，采用鋼板樁就不能滿足要求了。因?yàn)殇摪鍢哆m用于均勻、連續(xù)的粘土或砂土地質(zhì)，巖石介質(zhì)鋼板樁根本就壓不進(jìn)去；并且要求基底較高于鋼板樁根部。

5設(shè)備選型

②鉆機(jī)就位

移動(dòng)鉆機(jī)到指定樁位，將鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位中心，同時(shí)整平鉆機(jī)，放置平穩(wěn)、水平，鉆桿的垂直度偏差不大于1%～1.5%。就位后，開始鉆孔，首先進(jìn)行低壓（0.5MPa）射水試驗(yàn)，用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常。

③鉆孔

確保鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，成孔后，檢驗(yàn)孔位、孔深及垂直度是否符合設(shè)計(jì)要求。

④下注漿管

成孔合格后即可下注漿管到預(yù)定深度，下管前，進(jìn)行地面試噴，檢驗(yàn)噴射裝置及水、漿發(fā)生裝置是否正常。

⑤噴射注漿作業(yè)

將注漿管下到預(yù)定深度后，檢驗(yàn)噴射方向，進(jìn)行底下試噴，一切正常后即可自下而上進(jìn)行噴射作業(yè)。施工中注意檢查漿液初凝時(shí)間、流量及壓力、提升速度、噴射方向等參數(shù)是否符合要求并及時(shí)作好施工記錄。

⑥沖洗器具

噴射作業(yè)完成后，將注漿泵的吸漿管放到水池中，在地面上噴射，以便把注漿管和軟管內(nèi)的漿液全部排除，防止殘留水泥漿堵塞管路。

6.3施工中要注意的幾個(gè)問題

①冒漿處理

在噴射過程中，有一定數(shù)量的土粒與水、漿混合后，沿著管壁冒出地面，通過冒漿量、冒漿比重的測量及顏色的觀察，可即使了解地層狀況；冒漿量與測算值相對(duì)誤差在20%以內(nèi)屬于正常，完全不冒漿、斷續(xù)冒漿及冒漿量過大或過小均為異常現(xiàn)象；當(dāng)出現(xiàn)異常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)檢查提升速度，水、漿流量和壓力等技術(shù)參數(shù)是否符合要求，并采取相應(yīng)措施調(diào)整。

②搭接處理

如果注漿管不能一次提升完成而要分幾次拆管時(shí)，可能會(huì)造成注漿間斷；施工過程中，也會(huì)出現(xiàn)種種故障造成斷漿，出現(xiàn)這種情況，必須進(jìn)行搭接處理，分段提升的搭接長度一般采用不得小于100mm。

③防止凹穴

由于施工時(shí)，終噴后因水泥土漿液的滲漏、析水和沉淀作用，混合漿液在凝固過程中會(huì)存在不同程度的收縮，最終固結(jié)體頂部會(huì)出現(xiàn)凹穴，影響防滲堵水效果，應(yīng)采取補(bǔ)漿填平的補(bǔ)救措施。

④分序噴射

噴射施工時(shí)，應(yīng)分序隔孔施工，可防止竄孔破壞已噴射注漿固結(jié)體，相鄰孔噴射作業(yè)間隔時(shí)間不得小于2～5天，如發(fā)生竄孔可用沙袋堵塞竄孔冒漿出口。

7工程質(zhì)量檢驗(yàn)

①根據(jù)孔距、布孔形式進(jìn)行孔位的放樣工作，必須位于設(shè)計(jì)要求的軸線上，孔距不得大于規(guī)定值。

②鉆機(jī)開孔前須復(fù)核孔位、孔距，誤差不得大于50mm，檢查鉆機(jī)的水平度、立軸垂直度。鉆到終孔深度后，技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)驗(yàn)收孔深、孔徑及孔斜率，孔斜率不小于1.0%-1.5%。

③用比重瓶或比重計(jì)來檢查拌制的水泥漿是否符合設(shè)計(jì)要求。技術(shù)人員應(yīng)經(jīng)常檢查每延米用漿量和水泥用量，是否滿足設(shè)計(jì)和施工要求。

④檢查制漿、噴射注漿記錄表，是否及時(shí)詳細(xì)填寫，異常情況處理是否得當(dāng)。噴灌參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)進(jìn)行控制形和復(fù)噴的位置要重點(diǎn)檢查。

8施工安全

8.1高壓泥漿泵

①泵體內(nèi)不得留有殘?jiān)丸F屑，各類密封圈套必須完整良好，無泄漏現(xiàn)象。

②安全閥中的安全銷要進(jìn)行試壓檢驗(yàn)，必須確保在規(guī)定達(dá)到最高壓力時(shí)，能斷銷卸壓，決不可安裝未經(jīng)試壓檢驗(yàn)的或自制的安全銷。

③高壓泵、鉆機(jī)、漿液攪拌機(jī)等要密切聯(lián)系配合協(xié)作，一旦某部發(fā)生故障，應(yīng)及時(shí)停泵停機(jī)，及時(shí)排除故障。

8.2鉆機(jī)

①人與噴嘴距離應(yīng)不小于600mm，防止噴出漿液傷人。

②鉆孔的位置需經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)負(fù)責(zé)人確認(rèn)，確認(rèn)無誤后方可開鉆。

8.3管路

①高壓膠管：在使用時(shí)不得超過容許壓力范圍。

②膠管：彎曲使用時(shí)不應(yīng)小于規(guī)定的最小彎曲半徑。

8.3清洗及檢修

①噴射注漿施工結(jié)束后，應(yīng)立即將鉆桿、泵及膠管等用清水清洗干凈，防止?jié){液凝結(jié)后堵塞管道，造成再次噴射時(shí)管道內(nèi)壓力驟增而發(fā)生意外。

②施工中途發(fā)生故障，必須卸壓后方可拆除連接接口，不得高壓下拆除連接接口。

9結(jié)語

本工程采用單管法高壓注漿固結(jié)防滲后再進(jìn)行人工挖孔樁施工的方法施工，解決了常規(guī)施工中所采用的混凝土護(hù)壁施工很難解決的高水頭、強(qiáng)流砂問題，不但保證了樁基能夠以人工成孔進(jìn)行施工，并且成孔效率以雙倍的速度高于單純以混凝土護(hù)壁方式開挖施工。 施工簡易、安全可靠、速度快且施工相對(duì)費(fèi)用較低；實(shí)施效果顯著、大大縮短了施工工期，節(jié)約成本約61萬元，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，值得在類似工程中推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50202-2002

[2]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002、J220-2002）

[3] 龔曉南《地基處理新技術(shù)》陜西：陜西科學(xué)出版社