黃土地區(qū)裂隙餡穴條件下灌注樁預(yù)注漿技術(shù)

嚴(yán)杰

（中國(guó)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(qū)屬于黃土丘陵-黃土梁地貌，具濕陷性黃土，地質(zhì)土層主要以粉質(zhì)黏土、粉土為主，地形起伏不平，沖溝、溝谷發(fā)育，地形條件復(fù)雜。施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)受濕陷性黃土地區(qū)裂隙、餡穴等特殊地質(zhì)的影響，樁基采用泥漿鉆孔施工過(guò)程中出現(xiàn)大面積漏漿、坍塌現(xiàn)象，樁基難以成孔，嚴(yán)重制約施工進(jìn)度，經(jīng)過(guò)各方面的研究對(duì)比，最終采用“鉆孔注漿法”進(jìn)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(jìn)度，減少了不必要的工期和成本浪費(fèi)。

2 工藝原理

“鉆孔注漿法”采用泥漿護(hù)壁、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、全孔段無(wú)芯的鉆進(jìn)方法成孔，成孔后在孔內(nèi)呈梯形方式均布注漿管，通過(guò)注漿泵逐次對(duì)注漿管進(jìn)行注漿，形成水泥漿固結(jié)體，對(duì)地基中空隙填充、防滲、固結(jié)原土地基，改善土體穩(wěn)定性，提高土體穩(wěn)定強(qiáng)度。其原理是利用水泥漿液速凝的特點(diǎn)，注漿后能起到強(qiáng)化和加固作用，同時(shí)注漿過(guò)程中漿液流失少而使有效充填量提高，及時(shí)補(bǔ)充了由諸多原因造成的土體損失。當(dāng)水泥漿在充填土體中的空隙達(dá)到一定飽和后，會(huì)在壓力作用下逐漸擴(kuò)散不斷充填空隙，能對(duì)周?chē)馏w產(chǎn)生擠壓并劈入土體的薄弱部位，形成交叉網(wǎng)狀凝固體，增強(qiáng)了土的密實(shí)度和壓縮模量，從而為樁基施工創(chuàng)造條件。

3 鉆孔注漿的操作要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

3.1.1 場(chǎng)地平整

施工場(chǎng)區(qū)平整，須滿(mǎn)足測(cè)量定位放線(xiàn)與鉆孔施工要求。現(xiàn)場(chǎng)清理過(guò)程中，須將鉆孔基礎(chǔ)范圍內(nèi)的一切障礙物清除干凈，以便于鉆機(jī)造孔的順利進(jìn)行。在施工場(chǎng)內(nèi)應(yīng)鋪設(shè)場(chǎng)內(nèi)道路，以滿(mǎn)足施工時(shí)的材料運(yùn)輸。

3.1.2 測(cè)量放線(xiàn)

使用全站儀按照樁位坐標(biāo)精確放出注漿孔中心，并設(shè)置標(biāo)記，繪制注漿孔平面布置圖。經(jīng)測(cè)量監(jiān)理工程師檢測(cè)合格同意進(jìn)行鉆孔作業(yè)。

3.1.3 技術(shù)交底

施工前，做好現(xiàn)場(chǎng)三級(jí)技術(shù)交底，并組織全體職工及施工人員認(rèn)真學(xué)習(xí)熟悉施工圖紙、技術(shù)規(guī)范等有關(guān)文件和圖紙，做到人人熟悉，各負(fù)其責(zé)。

3.1.4 原材料的質(zhì)量控制

鉆孔注漿施工所需的工程材料，按《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行試驗(yàn)鑒定，對(duì)原材料、半成品、成品分別堆放整齊，產(chǎn)地、規(guī)格、批號(hào)、數(shù)量、檢驗(yàn)狀態(tài)標(biāo)識(shí)清楚，按要求選定砂漿和水泥漿配合比。

3.2 注漿孔布設(shè)

對(duì)于濕陷性黃土地區(qū)裂隙、餡穴分布較廣，采用注漿法進(jìn)行地基處理時(shí)需要對(duì)樁基范圍內(nèi)全部地基進(jìn)行處理，方可保障后期樁基鉆孔過(guò)程中泥漿不致流失。以該橋梁為例：橋位處共計(jì)28 根樁基，樁位中心間距為4.7m，每根樁基外側(cè)呈梅花狀均布4 個(gè)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(xiàn)方格控制網(wǎng)和高程基準(zhǔn)點(diǎn)，確定成孔定位，安裝成孔設(shè)備；注漿鉆孔采用地質(zhì)鉆機(jī)，鉆進(jìn)方法為采用泥漿護(hù)壁、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，成孔深度為施工平臺(tái)距樁底以下3m 的長(zhǎng)度。注漿鉆孔開(kāi)孔直徑要求120mm，垂直精度小于1.5%。鉆孔泥漿根據(jù)橋位區(qū)地質(zhì)條件，經(jīng)試驗(yàn)確定。鉆孔過(guò)程中，注意孔內(nèi)泥漿指標(biāo)控制，適時(shí)調(diào)整施工工藝，確保成孔順利進(jìn)行，對(duì)每根的鉆孔，必須詳細(xì)做好整個(gè)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(jié)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度6m，數(shù)量根據(jù)注漿孔深度合理配置，一般距離孔底約30～50cm，注漿管底部設(shè)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(shè)多跟注漿管跟進(jìn)，方可保證注漿效果，以該項(xiàng)目95m 樁長(zhǎng)為例，同一注漿孔內(nèi)布置四根注漿管，一般按照20～25m 高差呈梯形進(jìn)行合理布置，分別配置長(zhǎng)度為20m、45m、70m、90m，注漿時(shí)首先向最長(zhǎng)注漿管內(nèi)注漿。

3.5 注漿施工

為了保證注漿過(guò)程的順利，注漿之前首先利用注漿泵壓注清水進(jìn)入受注地層“落水洞”，壓力自小而大，一方面用來(lái)檢查止?jié){塞的止?jié){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(shí)性和膠結(jié)強(qiáng)度。注水結(jié)束以后，開(kāi)始注入水泥漿，水泥漿配合比由試驗(yàn)室結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行驗(yàn)證，并經(jīng)審批后實(shí)施，待正常后迅速將吸漿龍頭放進(jìn)水泥漿桶，實(shí)施注漿。

為防止竄漿，實(shí)施隔孔注漿，通過(guò)采用間歇注漿方式來(lái)防止?jié){液流失太遠(yuǎn)所造成的浪費(fèi)，使先注入的漿液初步達(dá)到膠結(jié)之后再進(jìn)行注漿，并循環(huán)多次注漿，達(dá)到規(guī)定最小注漿量和注漿壓力控制值之時(shí)結(jié)束。注漿管注漿順序按照注漿管布設(shè)示意圖自下而上分別注漿，每次間隔0.5-2h。

3.6 注漿結(jié)束后標(biāo)準(zhǔn)

注漿結(jié)束后最理想狀態(tài)是達(dá)到終壓完全不吸漿，但在實(shí)際施工中難以做到，一般標(biāo)準(zhǔn)是：

以注漿壓力的終值控制，當(dāng)注漿壓力由小增大，注漿量由大到小，最終達(dá)到或接近設(shè)計(jì)的注漿終壓，并維持10min 以上。

注漿流量隨時(shí)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(shí)，在壓力上不去進(jìn)漿量很大的情況下，經(jīng)過(guò)漿液濃度的變換仍達(dá)不到終壓與注漿量的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，采取間歇注漿，待養(yǎng)護(hù)24h后復(fù)注，以控制設(shè)計(jì)的注漿量和達(dá)到設(shè)計(jì)終壓。

對(duì)進(jìn)出場(chǎng)原材料進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)核算，通過(guò)計(jì)算對(duì)比實(shí)際材料用量與理論用量的差別，判定注漿效果。

4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)布孔，注漿孔間距、孔深、鉆孔偏斜率及漿液配合比設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定并符合設(shè)計(jì)要求。

（2）漿體應(yīng)經(jīng)過(guò)攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蟛拍荛_(kāi)始?jí)鹤?，并?yīng)在注漿過(guò)程中不停緩慢攪拌，攪拌時(shí)間應(yīng)小于漿液的初凝時(shí)間。

（3）注漿過(guò)程中應(yīng)根據(jù)地質(zhì)和設(shè)計(jì)要求等盡可能控制流量和壓力，防止?jié){液流失。

（4）在某一深度注漿達(dá)到設(shè)計(jì)注入量后，將注漿管向下沉入后連續(xù)注入，如此循環(huán)操作直至完成一個(gè)孔的設(shè)計(jì)注漿量。

（5）拔出注漿管，封堵注漿孔，防止?jié){液流失。

（6）及時(shí)清洗注漿管，避免殘留漿液凝固后堵塞管道。

（7）注漿結(jié)束后應(yīng)檢查其效果，不合格者應(yīng)補(bǔ)漿。檢查合格后注漿鉆孔及檢查孔應(yīng)封堵密實(shí)。

5 結(jié)語(yǔ)

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