淺析水泥注漿加固污水坑塘砂礫填築

導語：利用灌漿泵或漿液自重，通過鑽孔、埋管、或混凝土與鋼板之間的空隙和孔洞，以增強圍巖或結構的密實性的灌漿，這種空隙和孔洞是由於混凝土澆築施工的缺陷或技術能力的限制所造成的。

　　1加固機理

灌漿就是要讓水泥漿液在周圍土體中通過滲透、充填、壓密擴展形成漿脈。通過鑽孔向土層中加壓灌入一定水灰比的漿液，一方面灌漿孔向外擴張形成圓柱狀漿體，鑽孔周圍土體被擠壓充填，緊靠漿體的土體遭受破壞和剪切，形成塑性變形區，離漿體較遠的土體則發生彈性變形，鑽孔周圍土體的整個密度得到提高。另一方面隨着灌漿的進行，土體裂縫的發展和漿液的滲透，漿液在地層中形成方向各異、厚薄不一的片狀、條狀、團塊狀漿體，縱模交錯的漿脈隨着其凝結硬化，造成結石體與土體之間緊密而粗糙的接觸，沿灌漿管形成不規則的、直徑粗細相間的樁柱體。這樣從而相互共同作用起到控制沉降、提高承載力的作用。

滲透注漿是指在注漿壓力作用下，漿液克服各種阻力而滲入土體的空隙和裂縫中，在注漿過程中，地層結構不受擾動和破壞的注漿形式。

灌漿材料採用粒狀漿液，即普通硅酸鹽水泥。其礦物成分主要有4種：硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣。此外，水泥中還含有少量氧化鐵、水和遊離石灰。鋁酸三鈣是快凝物質，能放出較大的熱量。鐵鋁酸四鈣的凝結速度也較快，但釋放的熱量比鋁酸三鈣少。硅酸三鈣幾乎在7d齡期內就能得到全部強度。硅酸二鈣的凝結速度則極慢，釋放的`熱量也很低。

影響強度主要因素為漿液濃度，也即漿液的起始水灰比。由於地下水位高，經大量工程實踐證實，水灰比在1:1.5～1:2為最佳範圍。

　　2注漿工程佈置

(1)注漿工程長度佈置於路基邊緣填方擴散坡之內。寬度為路基邊緣3m範圍以內。

(2)注漿孔深度為路基頂面至砂礫墊層底部，延伸至原地面以下0.5m。

(3)注漿孔平面佈置：孔距1.0m，梅花型布孔。

(4)注漿孔孔徑設計為φ≥75mm。

　　3施工工藝

　　3.1成孔

注漿孔成孔才用G2-A油壓鑽機潛孔錘，迴轉鑽進，空氣排渣法鑽探工藝完成2#、3#坑，注漿孔施工，跟據地質情況1#坑成孔難度很大，選擇金剛石鑽頭取芯或結合水泥漿多次速凝護壁法成孔。

　　3.2主要機具設備

XY-1型油壓鑽機2台，G2-A型鑽機1台，空氣壓縮機(9m3)，10kW發電機組，桶式水泥漿攪拌機2台，20kg/cm2注漿泵2台。

　　3.3封孔

成孔後，插入打好注漿小孔的鋼管(φ25mm)，小孔採用人工鑽眼，小孔孔徑φ0.5cm，小孔間距20cm，鋼管長度應超出鑽孔深度0.5m，以便於下道注漿工序的順利操作。

封孔採用水玻璃、水泥乾粉拌和液，在注漿管與孔壁之間先塞人預先團好的牛皮紙團，用鐵條將其湧入，深度控制在設計深度，然後用黏土少量封填搗實，最後倒入水玻璃、水泥乾粉拌和液，由於拌和液為快速凝固體，大約10min左右即達到封孔效果。

　　3.4注漿漿液

注漿漿液採用水：水泥乾粉=1:1.5～1:2的較濃漿液，即速凝添加劑(水玻璃、三乙醇胺)，在施工過程中根據灌漿量及灌漿效果及時再作調整。

　　3.5注漿

根據地層及1#污水坑回填情況，採用三次注漿：

(1)將水泥濃漿液加人速凝劑(水玻璃、三乙醇胺、石膏)使其在30min凝固，並按其計算量注入孔內。

(2)注入普通水泥漿至設計壓力持續10min～20min後停泵。

(3)待停注漿10h後補充孔內濃水泥漿至滿為止。

注漿採用可調壓力注漿泵，注漿壓力原則採用靜壓注漿，即採用小泵量、小壓力，控制在5kg/cm2～15kg/cm2範圍。因為泵壓過大將會產生地基土或路基填土的劈裂，進而形成劈裂通道，反而影響了注漿效果。

　　3.6特殊情況下的技術處理措施

(1)在灌漿過程中，發現漿液冒出地表即冒漿，採取以下控制性措施：①降低灌漿壓力，同時提高漿液濃度，必要時摻砂或水玻璃;②限量灌漿，控制單位吸漿量不超過30L/min～40L/min或更小一些;③採用間歇灌漿的方法，即發現冒漿後就停灌，待15min左右再灌。

(2)在灌漿過程中，當漿液從附近其他鑽孔流出即串漿，採取以下方法處理：①加大第1次序孔間的孔距;②在施工組織安排上，適當延長相鄰兩個次序孔施工時間的間隔，使前一次序孔漿液基本凝固或具有一定強度後，再開始後一次序鑽孔，相鄰同一次序孔不要在同一高程鑽孔中灌漿;③串漿孔若為待灌孔，採取同時並同灌漿的方法處理，如串漿孔正在鑽孔，則停鑽封閉孔口。待灌漿完後再恢復鑽孔。

　　4施工組織

本工程的施工管理採用項目管理法，設置1名項目經理，負責整個工程的全面管理。

各鑽進注漿組設組長1名，負責其小組的生產組織，每鑽組設置技術人員1名。主要負責其小組施工過程中的技術問題，也即負責實施完成設計文件中的各項技術指標。

根據本工程量及工期要求，將組織鑽機3～5台。

　　5質量保證體系

本注漿工程，根據工程目的、地質情況等，主要質量環節為成孔—封孔—配漿液—注漿。其中，封孔這一環節尤為重要，如若封孔失效，孔內漿液處於無壓狀態。加固地基土的目的將無從實現。

為此，本公司在每個鑽組將設置有經驗的專門人才指導封孔工作。

採用全面質量管理辦法，設置項目技術負責1名。質量指標層層分解、層層負責、人人有指標、人人有壓力。以下為具體措施：

(1)工序管理措施。工地成立質量管理小組。由項目經理指揮，項目技術負責人負責制。做好事先指導，中間自檢，最後審查。配專職質檢員，按全面質量管理要求施工，以工作質量保證工序質量，以工序質量保證工程質量。

(2)鑽孔一定要達到設計深度，鑽孔應垂直。

(3)放孔要準確。

(4)嚴格按照圖紙設計要求及有關規範進行施工。

(5)嚴格控制注漿量、水灰比。保證灌漿效果。

(6)嚴把材料關，不合格的材料堅決不用。

(7)技術人員應把好成孔、插管、封孔、注漿關，並如實做好記錄。

　　6安全保證體系

“安全為了生產，生產必須安全”，本公司一貫堅持“安全第一，質量第一”。樹立安全第一、質量第一思想、職工上崗前應進行安全教育和技術交底;機班長負責每班安全生產;現場用電及電器應有專職電工管理，防止發生電氣火災事故;夜間施工設置照明設備，由專人值班管理;在現場設置安全標語牌;嚴禁酒後上崗;工人上班需戴安全帽;勤檢查、勤維修，把一切不安全因素儘量排除。

　　7結論

(1)注漿技術加固軟路基，在技術上是可行的，在施工質量和處理效果上是好的，對其承載力和穩定性將得到較大的提高。

(2)注漿技術的關鍵是注漿壓力的選擇和控制、漿材配比和注漿工藝。

(3)注漿參數的選擇是一個複雜的問題，只有通過現場試驗才能切實地確定。

(4)在地基加固處理方面，選擇注漿方法比其他諸如碎石樁、大開挖換填等處理方法，不但技術上可行、經濟上合理、工期上縮短，而且極大地減少了環境污染問題。