浅析双液袖阀管灌浆的施工方法

杨伙辉

(韶关市住宅建筑工程公司，广东 韶关 512026)

1 工程地质及水文条件

根据某综合楼基础的地质报告显示:场地土质属粉质粘土层和砂砾卵石层，粉质粘土表层淤泥及砂砾卵石层下伏基岩为灰岩，而且属于多发育溶洞层，呈流塑状和软塑状，属高含水量、高压缩性土，属软弱地基，属隐患型不良地质条件。溶洞顶板较薄、易破碎，容易造成顶板坍塌，使上覆土层下沉或形成土洞。而溶洞部位基岩裂隙发育，地下水丰富且相互连通，容易侵蚀基岩使溶洞扩大至坍塌，最终导致上部浅基础的失稳，严重威胁拟建筑物的安全使用和耐久性。

由此可见，砂砾卵石层底部至基岩面层不能满足设计承载力的要求，须对地基进行加固处理。根据设计要求，地基加固处理后，将会使地基承载力达到不小于250kPa，最终使地基能满足设计承载力的要求。

2 灌浆加固方法

(1)根据业主、监理、设计、勘察等单位的专家论证，确定地基加固处理方案采用双液袖阀管灌浆法。

(2)注浆原理:袖阀管注浆法系在灌浆孔成孔之后，再注入套壳料，然后下入袖阀管，候凝至一定强度，再利用注浆管进行封闭压力灌浆，使注浆段土体被浆液挤密达到处理的既定目的。

(3)注浆工艺的分析:双液袖阀管灌浆法是一种有效和成熟的灌浆工艺，对于特别疏松，均匀性极差的地层，其优越性更为明显，而且工期短，燥音小。

双液法是在单液法的基础上，同时加入速凝剂和固化剂，使浆液在加固区内快速凝固，本法主要用于无充填严重漏浆的土、溶洞加固，当采取单液法灌浆时出现吸浆量大或压力无法提升，才采用双液法灌浆。

(4)灌浆方案布置:根据注浆布孔的设计蓝图的要求，按2.0m×1.7m梅花型状进行布置袖阀管灌浆点。

(5)地基加固目的:地基溶洞灌浆的目的主要是能使溶洞填充密实，消除溶洞继续发育的条件，改善其整体力学性质，提高地基强度，使地基形成具有一定强度的稳定体，使上部浅基达到安全使用性;其次是防止溶洞的继续发展和危害建筑物安全。

(6)质量要求:

①地基灌浆加固处理后，地基设计承载力要求达到250Kpa，

图1 袖阀管注浆原理示意图

②变形模量要求达到20Mpa，最终使地基能满足设计承载力的要求。

④产品合格率100%。

3 袖阀管灌浆施工工艺

3.1 施工方法

(1)灌浆施工前应先进行灌浆试验，确定灌浆参数的适合性。

(2)灌浆加固处理以2.0m×1.7m梅花型的灌浆孔对溶洞内的软弱层进行加固处理，对于相互连通的溶洞，可以同时一次性的进行加固施工。

(3)地基加固施工时，可能会出现一般或严重漏浆两种情况，不同情况采取不同的工艺。一般情况，是指钻孔过程中无垮孔、钻进过程中不漏浆或一般漏浆，经加浓循环液或掺水泥浆的循环液后可返浆的情况;严重漏浆的情况系指孔位溶洞无法充填，钻进时严重漏浆，经采取措施无法返浆的灌浆钻孔。前者采用正常工艺，后者在灌注套壳料时，必须对溶洞段和需要加固的土层上段分隔，以防止套壳料无法灌满及套壳料厚度不均而无法开环。

(4)当灌浆段吸浆量大于30L/分钟、或出现严重漏浆时，则根据实际情况选用以下措施:

①减小灌浆压力。在冒浆地表处用压砂袋、或用水泥加水玻璃浆、又或用干硬性水泥砂浆等措施封堵，封堵前在冒浆处先进行刻槽。

②采用间歇、暂停10－20分钟的方法灌浆，又或采用限流方法灌浆。

③在水泥浆液中掺入3%－5%的水玻璃速凝剂。

④对吸浆量大，一次难以灌注结束的灌浆段，采用复灌措施直至达到溶洞填充密实为止。

⑤当遇到套壳料待凝时间过长，在规定的开环压力不能开环灌浆时，则在该孔旁边重新造孔，以弥补尚未灌注的孔段。

(5)灌浆顺序

①先灌有溶洞发育的和严重漏浆的钻孔，后灌一般钻孔;

②先灌周边孔后灌中间孔;

③自下而上分段灌浆。

(6)灌浆压力:压力自小变大，慢慢提高;对于严重漏浆的钻孔，应采用较低灌浆压力，一般钻孔可采用较高压力灌浆。

3.2 施工流程图

图2 施工流程图

4 施工过程

4.1 测定孔位:

(1)按设计图纸要求放线定位。

(2)测量并记录孔位实际标高。

(3)根据设计平面图的布置，按从上到下，从左到右的顺序对图中孔位统一编号。

4.2 钻孔

(1)钻机就位，安装平稳，对准孔位，检查孔中心点、立轴和天车(滑轮)是否三点成一直线。校正钻机底座四角水准点，然后校正立轴，使之垂直或成设计角度。

(2)钻孔设备采用XY－1型或XY－1A型回转式钻机，用钻机钻进至设计要求的加固深度，然后终孔。

(3)钻孔的孔径为Φ110mm，对于已知有溶洞发育的孔位，则采用小口径钻孔。

(4)钻孔的有效深度:当钻进遇溶洞时，应钻至溶洞底板，当钻进灰岩厚度达1.0m以上未发现溶洞可终孔，此时只需对岩面以上的土洞进行灌浆处理。当钻进遇到多层溶洞发育时，应对比超前钻探资料，在确定孔位上有溶洞发育层位时，可以将溶洞底板作为灌浆钻孔的深度。

(5)钻孔记录:对钻孔的各种情况进行详细描述，描述内容包括:涌水漏水、土层的划分及物理性能、破碎带、掉块、掉钻、岩层变化、溶洞的发育层位、充填情况等有关地质现象。对于严重漏浆的钻孔应作出标识，以使下一工序区别处理。

4.3 下入袖阀管、注入套壳料

(1)对于一般钻孔，钻孔完成后，下入钻杆到孔底，用泵将配好的套壳料自孔底注满钻孔，然后下入袖阀管(管底密封)。也可先下入袖阀管后，再注入套壳料。必须防止套壳料进入袖阀管。

(2)对于严重漏浆钻孔，应在灌浆段上限位安装阻浆塞，防止套壳料进入加固段，先下入带阻浆塞的袖阀管(管底密封)，然后注入套壳料至孔口。

(3)套壳料的配合比必须严格执行设计规定:水泥:粘土:水 =1∶1.5∶1.9(重量比)，而且必须事先在现场做配合比试验，以确定配合比的适用性。

(4)应记录套壳料注入量及注入段位，非灌浆加固段采用密封管，以保证灌浆层位的准确性。

(5)阻浆塞制安:在袖阀管壁缠麻丝、麻袋、水泥袋，麻丝、麻袋或水泥袋所缠部位设在注上限0.5m处，所缠麻丝与孔径相一致后，将带麻丝或麻袋的袖阀管一并下入孔内，直至达到设计深度，管与孔壁即可注入套壳料。

4.4 分段压浆

(1)待套壳料凝固后，在袖阀管内下入带双塞的注浆管，下至注浆部位，然后开环灌浆。

(2)灌浆自下而上分段灌浆，分段长度0.33m。

灌浆参数选择:

(1)灌浆参数必须通过初灌试验后才能最终确定。

(2)浆液配制:采用42.5R普硅水泥，浆液配合比(重量比):水:水泥=1∶0.8，必须事先在现场做配合比试验，以确定配合比的适用性。采用双液管时，加入水泥用量的10～20%的水玻璃速凝剂，同样需要进行试配。

(3)注浆泵压力:宜1～1.5MPa，灌浆压力应保持平衡提升，不宜瞬间加压，压力的大小宜现场试验确定。

(4)注浆速度:注浆速度为20～50L/min。

(5)终灌标准:为确保因局部地层垮塌造成的空洞能充填密实，因此不能以灌浆量作为终灌标准，必须以灌浆压力作为终灌标准，双液灌浆终止稳定压力为2MPa。

在灌浆过程中，应观察相邻注浆孔的排气、返水、冒浆等情况，若周围孔有浆液冒出，应停止灌浆。

在灌浆过程中，由经验相当丰富的工程师把关，通过观察灌浆范围内排气、返水、冒浆及灌浆孔吸浆量、压力提升速度、浆流量等情况，充分收集现场各种迹象综合判断，及时确定灌浆方法、调整施工参数，并由组织能力强的项目经理进行有效的管理。

质检员要切实履行职责，认真检查各道工序;上道工序不合格，未经整改不得进行下道工序施工。

必须坚持编写施工日志，做好隐蔽验收记录、原始班报表记录和现场签证等工程技术资料收集整理。

5 施工准备

(1)做好施工场地布置

(2)积极做好施工队伍、施工设备及材料进场和进行前验收等准备工作。

(3)严格按规定对进场施工人员进行三级安全技术交底和上岗前技术培训。

6 文明施工、环境保护

(1)遵守城市卫生、环境保护等规定，加强现场用水用电、排污的管理，做好场地综合整治工作，保证现场井然有序，卫生整洁。

(2)对进场施工人员进行文明施工教育、社会公德教育，提高施工人员文明施工意识，为企业树立良好形象，做到文明作业，礼貌待人。

(3)加强对生活区、宿舍、食堂的卫生和治安管理，防止偷盗和打架事件的发生。

(4)工程竣工验收后，及时拆除现场内一切临时设施，并将工地及四周现场清理、平整。

［1］应金星.袖阀管注浆加固设计与施工工艺研究［J］，吉林水利局，1999.

［2］昊顺川，金爱兵，高永涛.袖阀管注荣技术改良土体研究及效果评价［J］.岩石力学，2007.

［3］中华人民共和国建设部，工程测量规范［S］，北京:中国计划出版社，1993.

［4］中华人民共和国建设部，岩土工程勘察规范［S］，北京:中国建筑工业出版社，2002.