淺談高噴法防滲加固施工工藝及相應問題處理措施

單建軍

摘要：本文總結探討了高壓噴射注漿法防滲加固的施工工藝及施工過程控制，并就施工中常見的事故及特殊情況處理方式做了探討，希與同行共同切磋。

關鍵詞：高壓噴射注漿法、防滲加固、施工工藝

引言

高壓噴射注漿防滲墻具有較好的防滲加固性能，不需要開挖地基，可灌性、可控性好，連接可靠，并且高噴法對施工場地的要求不高，施工簡便、靈活，機具振動小、噪音低，

質量檢測方便等諸多優點。

本文中，筆者根據自己的工作經驗，就高壓旋噴注漿設計與施工技術進行探討，并就其施工中常見事故及特殊情況處理方法做詳細介紹。

一、高噴法防滲加固施工工藝及過程控制

高壓噴射注漿法適用于處理一般土層和碎石土等地基，當土中含有不理想地層的工程，應根據現場試驗結果確定其適用性。由于高壓噴射注漿工程為隱蔽工程，因此在工程施工過程中必要進行施工過程參數檢測，遇到特殊情況要有合理的處理措施。

下文中，筆者就從高噴法防滲加固施工程序入手，具體探討其施工控制要點。

1、施工程序簡介

盡管各種高壓噴射注漿法所注入的介質種類和數量不同，但其施工程序卻基本一致，均按照自下而上的工序進行施工。

(1)鉆孔

鉆孔的目的是為將噴射注漿管插入預定的地層中，鉆孔方法視地層地質情況、加固深度、機具設備等條件而定。當遇到較堅硬的土層時宜采用地質鉆機鉆孔，一般在二重管和三重管旋噴法施工中，采用地質鉆機鉆孔。

(2)插管

鉆孔完成后，應及時將噴射注漿管插入地層預定深度，插管與鉆孔兩道工序一般合二為一，但使用地質鉆機鉆孔完成后，必須拔出巖芯管，插入噴射管。在插管過程中，為防止泥沙杜塞噴嘴，可邊射水、邊插管，但其壓力過高易將孔壁射塌。

(3)噴漿

根據土質、土類、地下水等環境調整噴漿壓力、流量、旋轉提升速度等，自下而上噴射注漿。

（4）補漿

噴射的漿液與土攪拌混合后的凝固過程中，由于漿液的析水作用，一般均有不同程度的收縮，造成在固結體頂部凹陷，對地基的加固和防滲堵水極為不利。

2、施工控制要點

(1)施工前先進行場地平整，挖好排漿溝，做好鉆機定位，要求鉆機安放保持水平，其傾斜度不得大于5%。

(2)在插入旋噴管前，先檢查高壓水與空氣噴射情況，各部位密封圈是否封閉，插入后先做壓水試驗，合格后方可噴射漿液，如因塌孔插入困難時，可用低壓((0. 1 -2HPa)水沖孔(3)噴射時，先應達到預定的噴射壓力和噴漿量后，且孔口冒出槳液，再逐漸提升噴射管，中間發生故障時，應停止提升和旋噴，以防樁體或板墻中斷，同時立即進行檢查，排除故障;如發現有漿液噴射不足，影響樁體的設計直徑時，應進行復噴。

(4)對需要擴大加固范圍或提高強度的工程，可采取復噴措施，即先洗一遍清水，再噴一遍或兩遍水泥漿。

(5)噴到樁高頂設計高程后迅速拔出噴射管，用清水沖洗管路，防止凝固堵塞。相鄰兩樁施工間隙時間應不小于48h，間距應不得小于4-6m。在含黏粒較少的地層中進行高噴注漿?？卓诨貪{應經處理后方可重復使用：在黏性土或軟塑一流塑狀淤泥質土層中，孔口回漿不宜重復使用。

二、施工中常見事故及特殊情況處理

1,冒漿

在噴射注漿過程中，噴射沖擊破壞土層所產生的部分細小土粒隨一部分漿液沿著注漿管管壁冒出地面。通過對冒漿的觀察，可以及時了解土層狀況、噴射的大致效果和噴射參數的合理性等。

根據經驗，冒漿(內有土粒、水及漿液)最小于注漿量20%者為正?，F象，超過20%或完全不冒漿時，應查明原因并采取相應措施。減小冒漿的措施有：①提高噴射壓力；②適當減小噴嘴直徑；③加快提升和旋轉速度等。出現不冒漿或斷續冒漿時，若系土質松軟則視為正?，F象，可適當進行復噴；若系附近有空洞、通道，則應不提升注漿管繼續注漿，直至冒漿為止或拔出注漿管待漿液凝固后重新注漿。

2.固結體不完整

高壓噴射注漿完畢后，或在噴射注漿過程中因故中斷，均可能產生加固地基與建筑物基礎不密貼或脫空、樁體不連續現象。

防止因漿液凝固收縮，可采用超高噴射(噴射處理地革的頂面超過建筑物基礎底面，其超高量大于收縮高度)、回灌冒漿或第二次注漿等措施。防止因噴射注漿中斷導致的斷樁，可在每次卸管及重新下注漿管時，保證停頓部位的搭接長度不小于100mm，以保證固結體的整體性。

3、固結體不垂直

固結體不垂直會導致其承載力降低,更為嚴重的是使防滲堵水失敗。固結體不垂直主要由鉆孔不垂直引起。

實際施工時，鉆機就位應準確、穩固、垂直，并采用水平尺校正鉆機垂直度.確保鉆機就位偏差不大于50mm,垂直度偏差不大于1/100a。

4、建筑物的附加沉降。

高壓噴射注漿處理地基時，在漿液未硬化前，有效范圍內的地基因受到擾動而降低強度，容易產生附加變形。通常采用控制施工速度、順序和加快漿液凝固時間等方法防止或減小附加變形。

5,固結體強度不均。

不同的土層特性對噴射注漿固結體的直徑、強度影響較大.如較堅硬土層樁徑偏小、含有機質阻礙固結體硬化造成強度偏低、砂類土中固結體強度較高等，實際工程施工中，宜報據不同土層深度和岸度及時調整噴射參數或進行復噴。

6.咬射流壓力偏低。

高壓泵壓力偏低會造成噴射流破壞力較低而達不到處理效果.可能的原因有高壓泵性能不足、高壓泵擺放距離過遠、漿液竹路泄翻等。若因高壓泵性能不足，不能產生設計要求的壓力，應立即更換高壓泵:高壓泵擺放距離過遠，增加了高壓膠管的長度，使高壓噴射流的沿程損失增大，導致實際噴射壓力降低，實際施工中，鉆機與高壓泵的距離不宜大于50m；流里較大而壓力偏低時，應檢查各部位的泄露情況，必要時拔出注漿管.位查密封性能。

7、噴射深層長樁。

從多數情況來看，旋噴注漿地基，主要是第四紀沖積層。由于天然地基的土質情況沿著深應變化較大，土質種類、密實程度、地下水狀況等一般都有明顯的差異.在這種情況下，旋噴時若只采用固定的旋噴工藝參數，勢必形成上部較粗、下部較細的固結體，嚴重影響旋噴尚結體的承載或抗滲能力。

因此，在旋噴深層長樁時，應按地質剖面圖及地下水資料等，在不同深度，針對不同土質情況，適用合適的旋噴參數，才能獲得均勻、密實的長樁。對深層硬土，可采用增加壓力和流量或適當降低旋轉和提升速度等方法。

8、重復噴射。

根據噴射機理可知，在不同的介質環境中有效噴射長度差別很大，對土體進行第一次噴射時，噴射流沖擊對象為破壞原狀結構土。若在原位進行第二次噴射，則噴射流沖擊破壞對象發生改變，成為漿土棍合液體。沖擊破壞所遇到的阻力較第一次噴射時小。

在一般情況下，重復噴射有增加固結體直徑的效果，增大的數值主要隨土質密度而變。雖然重復噴射有增徑效果，但由于增徑率難以控制和影響施工速度，因此再實際中不把它作為增徑的主要措施。通常在發現漿液噴射不足，可能影響固結質量時，或工程要求較大的直徑時，才進行重復噴射。

9、大量漏漿和冒漿處理。

在旋噴過程中，往往有一定數量的土粒，碳P.部分漿液沿著噴射管管壁冒出地面.通過對冒漿的觀察，可以及時了解土層狀況、旋噴的大致效果和旋噴參數的合理性等。根據經驗，冒漿(內有土粒、水及漿液)壁小于注漿量20%者為正?，F象，超出20%或完全不冒漿時，應查明原因并采取相應的措施

展望

目前高噴法的工藝參數主要結合實踐經驗，并針對特定工程進行現場試驗確定。為了完善高噴法的應用，應該對高噴法的應用進行系統的研究，特別是高噴射流有效范圍、固結體的直徑與射流壓力和土體結構的關系、高噴法的漿液材料配比與固結體的力學性能指標及抗滲性能指標的關系等。完善的理論研究將會對提高成樁質量、降低工程造價起到積極作用。

參考文獻

【1】孫釗.大壩基巖注漿.北京:中國水利水電出版社，2004. 1-6

【2】張伏樣.水庫壩基砂卵石層高壓噴射注漿防滲技術研究【D].鄭州大學工程碩士學位論文，2005.