黃土地區裂隙餡穴條件下灌注樁預注漿技術

嚴杰

（中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450004）

1 工程概況

以某特大橋樁基施工為例，該橋位區屬于黃土丘陵-黃土梁地貌，具濕陷性黃土，地質土層主要以粉質黏土、粉土為主，地形起伏不平，沖溝、溝谷發育，地形條件復雜。施工過程中，發現受濕陷性黃土地區裂隙、餡穴等特殊地質的影響，樁基采用泥漿鉆孔施工過程中出現大面積漏漿、坍塌現象，樁基難以成孔，嚴重制約施工進度，經過各方面的研究對比，最終采用“鉆孔注漿法”進行處理，解決了因濕陷性黃土、裂隙餡穴條件下成孔困難的難題，保障了樁基施工進度，減少了不必要的工期和成本浪費。

2 工藝原理

“鉆孔注漿法”采用泥漿護壁、回轉鉆進、全孔段無芯的鉆進方法成孔，成孔后在孔內呈梯形方式均布注漿管，通過注漿泵逐次對注漿管進行注漿，形成水泥漿固結體，對地基中空隙填充、防滲、固結原土地基，改善土體穩定性，提高土體穩定強度。其原理是利用水泥漿液速凝的特點，注漿后能起到強化和加固作用，同時注漿過程中漿液流失少而使有效充填量提高，及時補充了由諸多原因造成的土體損失。當水泥漿在充填土體中的空隙達到一定飽和后，會在壓力作用下逐漸擴散不斷充填空隙，能對周圍土體產生擠壓并劈入土體的薄弱部位，形成交叉網狀凝固體，增強了土的密實度和壓縮模量，從而為樁基施工創造條件。

3 鉆孔注漿的操作要點

3.1 施工準備

3.1.1 場地平整

施工場區平整，須滿足測量定位放線與鉆孔施工要求。現場清理過程中，須將鉆孔基礎范圍內的一切障礙物清除干凈，以便于鉆機造孔的順利進行。在施工場內應鋪設場內道路，以滿足施工時的材料運輸。

3.1.2 測量放線

使用全站儀按照樁位坐標精確放出注漿孔中心，并設置標記，繪制注漿孔平面布置圖。經測量監理工程師檢測合格同意進行鉆孔作業。

3.1.3 技術交底

施工前，做好現場三級技術交底，并組織全體職工及施工人員認真學習熟悉施工圖紙、技術規范等有關文件和圖紙，做到人人熟悉，各負其責。

3.1.4 原材料的質量控制

鉆孔注漿施工所需的工程材料，按《公路工程質量檢驗評定標準》進行試驗鑒定，對原材料、半成品、成品分別堆放整齊，產地、規格、批號、數量、檢驗狀態標識清楚，按要求選定砂漿和水泥漿配合比。

3.2 注漿孔布設

對于濕陷性黃土地區裂隙、餡穴分布較廣，采用注漿法進行地基處理時需要對樁基范圍內全部地基進行處理，方可保障后期樁基鉆孔過程中泥漿不致流失。以該橋梁為例：橋位處共計28 根樁基，樁位中心間距為4.7m，每根樁基外側呈梅花狀均布4 個注漿孔，注漿孔間距與樁基樁位間距保持一致。

3.3 鉆孔施工

按照樁位軸線方格控制網和高程基準點，確定成孔定位，安裝成孔設備；注漿鉆孔采用地質鉆機，鉆進方法為采用泥漿護壁、回轉鉆進，成孔深度為施工平臺距樁底以下3m 的長度。注漿鉆孔開孔直徑要求120mm，垂直精度小于1.5%。鉆孔泥漿根據橋位區地質條件，經試驗確定。鉆孔過程中，注意孔內泥漿指標控制，適時調整施工工藝，確保成孔順利進行，對每根的鉆孔，必須詳細做好整個鉆孔的原始施工記錄。

3.4 注漿管的安裝

成孔后下入φ20mm 鋼管作注漿管，注漿管每節標準長度6m，數量根據注漿孔深度合理配置，一般距離孔底約30～50cm，注漿管底部設錐形噴嘴。考慮成孔注漿工藝，受注漿壓力、注漿半徑、范圍、深度等影響，每次注漿輻射深度約為20～25m，需要布設多跟注漿管跟進，方可保證注漿效果，以該項目95m 樁長為例，同一注漿孔內布置四根注漿管，一般按照20～25m 高差呈梯形進行合理布置，分別配置長度為20m、45m、70m、90m，注漿時首先向最長注漿管內注漿。

3.5 注漿施工

為了保證注漿過程的順利，注漿之前首先利用注漿泵壓注清水進入受注地層“落水洞”，壓力自小而大，一方面用來檢查止漿塞的止漿效果，另一方面把未沖洗凈還殘留在孔底或粘滯在孔壁上的雜物推到注漿范圍以外，使孔隙暢通，以保證漿液的密實性和膠結強度。注水結束以后，開始注入水泥漿，水泥漿配合比由試驗室結合現場實際情況進行驗證，并經審批后實施，待正常后迅速將吸漿龍頭放進水泥漿桶，實施注漿。

為防止竄漿，實施隔孔注漿，通過采用間歇注漿方式來防止漿液流失太遠所造成的浪費，使先注入的漿液初步達到膠結之后再進行注漿，并循環多次注漿，達到規定最小注漿量和注漿壓力控制值之時結束。注漿管注漿順序按照注漿管布設示意圖自下而上分別注漿，每次間隔0.5-2h。

3.6 注漿結束后標準

注漿結束后最理想狀態是達到終壓完全不吸漿，但在實際施工中難以做到，一般標準是：

以注漿壓力的終值控制，當注漿壓力由小增大，注漿量由大到小，最終達到或接近設計的注漿終壓，并維持10min 以上。

注漿流量隨時間逐漸減少，最終小于1L/min.m，并維持10min 以上。

遇到大“落水洞”時，在壓力上不去進漿量很大的情況下，經過漿液濃度的變換仍達不到終壓與注漿量的標準時，采取間歇注漿，待養護24h后復注，以控制設計的注漿量和達到設計終壓。

對進出場原材料進行盤點核算，通過計算對比實際材料用量與理論用量的差別，判定注漿效果。

4 質量控制要點

（1）根據設計布孔，注漿孔間距、孔深、鉆孔偏斜率及漿液配合比設計應根據試驗確定并符合設計要求。

（2）漿體應經過攪拌機充分攪拌均勻后才能開始壓注，并應在注漿過程中不停緩慢攪拌，攪拌時間應小于漿液的初凝時間。

（3）注漿過程中應根據地質和設計要求等盡可能控制流量和壓力，防止漿液流失。

（4）在某一深度注漿達到設計注入量后，將注漿管向下沉入后連續注入，如此循環操作直至完成一個孔的設計注漿量。

（5）拔出注漿管，封堵注漿孔，防止漿液流失。

（6）及時清洗注漿管，避免殘留漿液凝固后堵塞管道。

（7）注漿結束后應檢查其效果，不合格者應補漿。檢查合格后注漿鉆孔及檢查孔應封堵密實。

5 結語

在濕陷性黃土、裂隙、餡穴分布較廣地區，樁基施工存在一定難度，采用“鉆孔注漿法”對樁位地基進行加固處理，有效解決了在該地質條件下樁基采用泥漿護壁成孔過程中的漏漿問題，對樁基施工過程質量控制和施工安全保障起到了有利作用，同時也為橋梁施工進度提供了有效保障。