岩石施工工程项目中注浆施工技术应用探究

李君平

（山东正元建设工程有限责任公司，山东淄博255200）

当前，建筑项目快速发展的同时，人们对施工质量的要求越来越严格。岩土工程项目中，注浆技术是一种常见、关键的技术。相比于发达国家，我国注浆技术发展较晚，然而发展速度却不亚于发达国家。在建筑项目中运用这一技术，大大增加了工程建设效益，并获得了显著的社会利益。随着新材料的不断出现和技术的日益成熟，注浆技术能够解决岩土工程施工中出现的各种问题，从而有利于增强施工安全性与质量，保证工程安全、顺利进行，同时能够增强地基抗震水平。

1 岩土工程项目的特征

1.1 隐蔽性

相比于其他类型项目，岩土工程项目隐蔽性较为凸显[1]。岩体和地下结构是这一工程施工的对象，这样以来工程施工环境和施工工序较为隐蔽，当上一环节施工成果便能够巡视被下一步工序所掩盖。从外观观察，基本上看不到项目成功的全部结构。

1.2 复杂性

岩石工程施工复杂性的原因在于：其一，该项目施工过程中使用到很多大型机械设备，这便需要各种车辆运输机械设备，从而对施工现场提出三通一平的要求。然而具体施工过程中，由于施工技术人员多、机械种类繁多等原因，使得施工现场常常无法实现三通一平的要求；其二，岩石工程施工对象、施工程序十分复杂。因各个岩石差异性较大，所以施工条件也有所不同，这便需要采用相对应的施工技术，从而造成施工工艺具有不确定性的特征，技术人员常常与施工人员关于施工技术出现分歧。

1.3 不可逆性

因岩石工程项目具有隐蔽性、复杂性特征，从而使得其具有不可逆性特征[2]。这一类项目施工成果一旦完成则无法返修。例如，注浆施工时，当注浆结束后，工程质量已经大致定型。若后期检查发现相关施工技术未达标准时，则难以去改进注浆质量。

2 注浆施工技术概述

2.1 注浆施工技术内涵

这里讲到的注浆施工技术是指利用液压、电渗、气压等方式将浆水注入到介质中，当这些浆水凝固后便成为了结石体，有利于增强介质的稳定性、强度，同时具有防水、防渗的作用。注浆技术实施的关键点在于注浆孔实际数量和位置的选择与确认，其直接影响了注浆成本和施工质量。针对地质情况复杂的工程项目而言，组织开展科学合理的注浆孔布置工作尤为关键，不仅要求合理设置注浆孔，而且还应详细检查其含水层实际埋深，实际注浆孔深度必须穿过含水层，只有这样才能实现防水封堵的作用。现阶段，注浆技术日益成熟，其能够有效解决岩土施工工程中遇到的各种难题，其作用日益体现，应用更加普及。注浆技术的运用同注浆材料、注浆工艺和方法之间具有直接的关联，基于不同工程项目岩石性质特征的差异，这便要求注浆施工人员应结合施工工程状况，采用合理的注浆工艺和材料。

2.2 注装施工技术应用方面

2.2.1 防水防渗堵漏

岩石项目中，因地质环境十分复杂，常常会出现各种不良地质的情况，例如碎屑结构、粘土、灰质页岩等，这些地质大部分含水量高、强度差、稳定性不足，在隧道爆破、基坑开挖施工过程中，将会对爆破、开挖施工质量造成严重影响，甚至出现冒顶、垮塌等安全事故，不利于支护。基于此，可采用注浆施工技术，有效截断岩层中的水流，控制岩石的渗透性，逐渐形成一道严密的防渗帷幕，避免出现渗漏。同时，围堰还具有自承拱的功效，为施工中临时支护、永久支护创造优质的条件，确保岩土工程顺利施工。

2.2.2 加固地基结构

岩土工程项目施工中，地基结构强度是影响顺利施工的关键性因素，特别是土层强度低的软土地基，加固地基结构尤为重要。在各种工程建设中，建设规模日益拓展，高度也不断增加，随之对地基基础承载能力的要求则越来越严格。基于此，实施注浆施工技术，有效改善岩土原有条件，对岩层中的孔洞、缝隙进行有效填充[3]。当浆液凝固后，便会同原有的岩层形成新的一种结构，大大提高了地基的承载能力与强度，减少岩土的压缩性和变形模量，避免地基陷落；针对边坡岩层来讲，能够提高稳定性能，保证岩土工程顺利施工，并圆满完成任务。

3 岩土施工项目中主要的注浆技术

3.1 压密注浆法

压密注浆法是指根据一定的比例混合拌匀成水泥浆和相对应的化学浆液，采用高压的方法全部灌入到土层中，进而增加土层自身密度，进一步优化土层环境的改良式注浆方法[4]。在施工过程中，首先填充孔洞和缝隙位置，同时基于此采用高压方法进入土层中，填充一些较小孔隙。这一技术一般使用于粘土地基饱和中砂地基，且发挥着无可替代的应用效果。压密注浆施工技术一般分为4个环节，其一，桩位线的设置，施工人员在操作过程中努力同施工工程控制点进行定位结合，合理定位和科学放样桩位，同时项目监理人员应对这一操作进行细致审核，允许放桩位线出现实际误差，但是不得超过2cm；其二，审核通过后，开始注浆打孔的工序，采用震动打孔机开展施工，其第一节底部入土前必须加注浆头后再进入下面的钻杆；其三，浆液搅拌施工。在这一工序中，应严格按照设计标准配置浆液，确保其质量，同时应按照实际需求进行配比工作，搅拌所需的材料、计量、搅拌时间和具体运用等步骤都必须严格遵守施工工序规定开展；其四，注浆工序。在注浆前，应认真检查和审核所需设备和材料，重视准备工作，确保注浆工作按时完成。另外，施工人员必须严格遵照操作要求开展注浆施工，提高施工的安全性。

3.2 劈裂注浆方法

劈裂注浆方法是指采用高压注浆的技术，将水泥或化学浆液注入到土层中，进一步改善土层性能。在具体施工过程中，按照土层实际强度合理设置土体剪切裂缝，通过浆液的加工形成土体的骨架。这一注浆方法主要运用在透水性效果不佳的岩土工程中。劈裂注浆法的具体施工步骤为：其一钻孔，施工中应选择90cm孔径，钻孔施工时应保证垂直度，1.3m最合适，采用梅花状的排列形状[5]；其二，注浆操作，一般将浆液注入到钻孔壁间和单向阀管链接的缝隙中实施填充，确保灌入的水泥浆能够在孔内开环，在压力的作用下浆液将套壳料挤破，然后渐渐注入到周围的土层中；其三，插入单向阀管，一般选用50cm直径的阀管；其四，分层注浆，在插进双向密封注浆芯管后实施分层注浆的操作（详见图1）。

图1 劈裂注浆作用过程

3.3 电动化学注浆方法

电动化学注浆法广泛应用在岩土工程施工中，这一操作方法是指在具体施工中把有孔的注浆设施管当作阳极，将滤水管当作阴极，通过阳极把浆液压入到土层中，同时接入直列点，以电的渗透作用促使孔隙水流向，从阳极到阴极，然后慢慢减少通电区域中的含水量，渐渐形成渗浆通道，在这一原理下化学浆液则渐渐渗入到土层缝隙中，渐渐硬结。电动化学注浆的操作方法操作实际胶凝时间控制，具有固体实际强度高、粘连度低等优势，其适用于各种岩土环境，其应用效果佳。

4 岩石施工工程项目中注浆施工技术具体应用

4.1 工程概况

本文选用XXX工程为例，其是综合性建筑楼项目，建筑楼占地面积高达14000m2，建筑总面积50000m2，建筑设计有地下2层和地上18层。这一建筑项目设计为钢筋混凝土框架剪力墙结构，规定钻孔灌注桩的标准为∅700mm与∅800mm，总共140根，灌注桩的有效长度确定为28m，每一根灌注桩垂直方向承载力规定为7000kN与8000kN，使用泥浆护壁，沉渣厚度不小于100mm，采用高压注浆施工技术开展相关施工任务，注浆压力控制在3～5MPa，注浆质量控制在50～1400kg。

4.2 注浆设备

本工程建设中选择单管旋喷注浆施工技术。在开展这一注浆技术时，地下部分涵管盖分为注浆管、桩底压力注浆设备及垂直方向导管。地面上可涵盖高压注浆泵、存浆筒、过滤网、地面注浆管道系统、浆液搅拌机和数据观测仪表灯。其中，该项目施工过程中高压注浆泵是关键性设备，其能够预防钻孔上台现象的出现，在灌柱状底部注浆施工中，有效控制泥浆排放量，从而保证灌注桩内产生强大的压力。另外，能够长时间保持比较稳定的形状。针对该工程，高压注浆泵额度压力不得大于5MPa，泥浆排放速度控制在30～50L/min。

4.3 相关技术要点

（1）下入注浆管与钢筋笼。在这一施工环节，值得我们注意的是，在钢精笼下入操作完成后，应认真清理钻孔。在实施注浆管下放施工中，这一做法的目的在于确保注浆管下放位置能够处于灌注桩的最底部。

（2）灌注桩附近混凝土的浇筑。在浇筑导管下入施工操作中，施工人员应注意轻拿轻放导管，谨慎操作，避免因注浆管破裂而引起的损害。在实施水下混凝土浇筑操作时，混凝土对钻孔底部产生巨大的冲击力，从而使得钢精笼不断上升，随之使得注浆管也不断上升。基于此，在混凝土水下浇筑施工开展过程中，施工人员应严密、全方位监视注浆管实时情况，一旦出现上浮情况，应立即采用有效的补救措施，避免由于注浆管的上升而造成注浆整体质量的降低。同时，浇筑混凝土前，应封闭注浆口上部端口，这一做法的出发点在于预防泥砂等异物掉入注浆管，导致注浆管堵塞。

（3）注浆。在注浆操作施工前，应保证桩底部长期保持巨大的压力，这主要是只有桩身强度满足规定标准才能保证注浆操作的顺利开展。在注浆操作前，还应灌入压力水，这一做法的出发点在于能够置换掉灌注桩底部沉积的废渣，然后再实施注浆管清洗工作，确保注浆管通畅。然后采用通过稀释处理的泥浆置换掉注浆管中的水。在注浆操作正式实施时，选用2根注浆管同时开始注浆施工，同时在注浆管顶部安装压力测试表，根据灌注桩底部持力层的具体情况，合理配置泥浆。针对这一工程的实际情况，水灰比应调配为（0.8∶1）～（0.6∶1），在填充、渗透、挤压、凝固等作用完全发挥的前提下，将灌注桩底部形成预想的形态，同时大大增强灌注桩段的阻力。为了确保这一工程中泥浆注入量符合工程规定标准，在注浆施工开展前，相关专业人员应严格计算泥浆使用量，具体计算方式为：

式中：Q——每一根灌注桩需要的泥浆注射量；

β——泥浆的填充系数，针对这一建设工程应设定为0.4～0.9；

N——孔隙率；

H——加固段的整体高度；

R——泥浆的有效扩散半径；

A——泥浆的损耗系数。

另外，在注浆施工中，因阶段的不断改变，注浆压力也随之逐渐变化，例如在注浆刚开始时，需面对强大的阻力，基于此应提高注浆压力，然而在平稳注浆时，其压力逐渐降低，施工人员应合理控制压力，从而预防跑浆、冒浆情况的出现。

总之，对于岩土工程而言，注浆技术是一个关键性施工技术，不仅有利于增强项目工程的安全性，而且有利于工程质量的提高，因此施工人员应高度重视施工质量。结合施工现场具体情况，采用有效的施工工艺，提高工程质量，促使岩土施工工程的高速发展。

[1] 黄培洪.关于建筑工程中灌注桩后注浆施工技术的应用研究[J].低碳世界，2014（13）：245-246.

[2] 冉俊杰.岩土工程项目中注浆施工技术的应用[J].住宅与房地产，2017（6）：140-143.

[3] 李超.灌注桩后注浆施工技术在建筑工程施工中的应用研究[J].门窗，2016（11）：105-105.

[4] 朱永兴.刍议灌注桩后注浆施工技术在建筑工程施工中的应用研究[J].工程技术：引文版，2016（12）：57.

[5] 高大伟.论灌注桩后注浆施工技术在建筑工程施工中的应用研究[J].工业，2016（9）：136.

[6] 赖文辉.基础灌浆施工技术在水利工程基础施工中的应用探究[J].建筑工程技术与设计，2016（25）：201-203.