后压浆法在钻机基础施工中的应用

席国强 代飞旭

中国石油塔里木油田分公司 新疆巴州 841000

1 后压浆技术加固原理

后压浆技术在实际应用中，可利用侧面摩擦阻力提高加固稳定性，在摩阻施工控制的过程中，可通过压浆施工控制，提高土体的稳固性，并提高桩的稳固性与安全性。后压浆施工控制的过程中，则需要从浆液、桩底沉渣固结作业的角度，提高桩端承载力。在对后压浆技术加固施工中，则需要在桩底注浆施工控制的基础上，对持力层的承载力、支承结构等进行综合控制，提高后压浆施工的综合质量。后压浆施工质量控制中，则需要在压浆管施工控制的视角下，提高后压浆的施工控制水平。压浆管在实际应用与分析中，可通过压浆管的应用，利用直径25mm的黑铁管进行制作，并对施工控制过程、压浆处理方式等进行整合，从而实现压浆质量控制的综合水平。在实际施工中，水泥浆通过注浆孔以及图钉的孔隙压入到图层中，对提高压浆控制水平有积极作用。在布置压浆管的过程中，将2 根压浆管对称固定在钢筋笼外侧，在安装的过程中，要注意对压浆管的保护，并按照规范要求灌注混凝土。考虑到桩本身的承载能力，与孔底沉渣与成孔泥浆等质量有直接关系，在对沉渣以及成孔泥浆进行控制下，可提高钻孔灌注桩的承载力。结合底层的实际情况，在对泥浆密度进行控制中，可对水量进行控制，避免出现塌孔的情况出现。在对压浆施工的实际应用进行研究中，则需要利用整个承台群桩进行压浆处理，根据施工周围桩位的情况，对压浆过程进行控制，并对压浆处理过程以及技术参数等进行优化，从而提高压浆施工控制的综合水平。

2 工程概况

钻机基础施工中心导管施工区域为沙雅县、库车县境内，地貌单元为塔里木河冲积平原与塔里木盆地交汇地带，地基土由细颗粒地层组成，主要以粉土、粉细砂及局部薄层钙质胶结地层，特点是容易钻进，孔壁不稳定易坍塌，钻进时沉淀快，易埋钻。

3 成孔工艺

在成孔作业的过程中，可从测放桩位的角度进行施工，结合现场环境，对成孔钻机施工过程进行管理，并对施工控制方式、打孔中心点等进行综合控制。定位后，在中心点钉入一根长500mm 的竹竿，并对碾压位移问题进行控制[1]。在利用钻机进行施工中，护筒的内径大于钻头直径为500mm，在这一过程中，设计流浆口，并在护筒施工过程控制的基础上，对护筒坑挖以及回填施工等进行控制，保证钻井施工的基本水平。并结合地表土层的实际情况，护筒埋深则要控制在1m 以内。在开钻施工之前，可结合水准点，对护筒标高进行控制，保证孔的深度。压浆施工控制中，还需要从泥浆配制施工的角度，对泥浆池的应用进行调整与控制，并保护孔壁，避免出现坍塌的情况。在对膨润土泥浆进行水化处理中，则需要将泥浆比重控制在1.05～1.1 之间，稠度则控制在16～22 之间。在砂土以及较厚的砂层中进行钻进作业中，泥浆的比重可控制在1.2～1.45 之间，稠度为19～28。在泥浆黏度控制与质量控制的基础上，提高后压浆的施工控制水平。在实际钻孔施工处理的过程中，则需要结合后压浆施工控制需求，保证钻头中心、井口中心、吊点在一条直线上，在对压浆施工质量控制中，将泥浆比重控制在1.2～1.45 之间，在实际钻进施工控制中，对抓卷扬机的进度进行控制，并对地层与地质资料之间的差异性进行评估与分析，避免出现钻孔精度偏差过大的情况出现。在对终孔进行检查与分析中，孔深要高于设计控制的500mm 以内，垂直度的偏差要控制在3%以内。在终孔检查阶段，可利用SPC- 600 型车载钻机进行施工，开孔的钻头直径为φ800mm，成孔深度36m。导管选用外径Φ529×12m×8mm 螺旋管，材质为Q235b，钻进泥浆采用膨润土泥浆，比重大约1.05～1.10，稠度：16～22，失水量＜15。

4 中心导管底部后压浆施工

后压浆法在实际施工中，还需要对中心导管底部的压浆施工过程进行控制，在实际操作中，按照水灰比对水泥浆进行质量控制，并对注浆泵与中心导管的连接质量控制，在打开排气阀后，可对注浆泵进行放气处理。在完成排气处理后进行压浆作业，并通过压浆量的调整与控制，保证后压浆施工控制的综合水平。在压浆施工的过程中，可对浆液处理过程以及浆液析水率等进行控制，在泥浆黏度控制的前提下，提高浆体施工质量控制的综合水平。在对析水率进行计算与分析中，可对浆体的质量与体积之间的关系进行计算ρ=m/ V。

利用泥浆比重对积液密度进行计算中，可在一定温度下，对参加反应的进行混合，直到凝结发生并不再有浆液流出为止，时间用t 来表示。由于凝结时间没有明确的标准，所以，在稳定浆液后，可对浆液的流动过程以及抗压强度等进行控制，提高后压浆施工的总额华水平。为提高后压浆的强度控制水平，可按照（70.7×70.7×70.7）mm 的模具进行凝结，并在20℃±5℃的水中进行养护。在进行养护的过程中，可从3d、7d、28d 龄期的角度，对结石抗压强度进行检验，每次选择3 组数据的平均值进行计算，有助于提高后压浆的质量控制水平。在后压浆施工技术的应用中，则需要对浆液凝结过程及西宁控制，并在后压浆施工控制下，提高压浆处理的综合水平。

4.1 注浆管的制作

选用32 mmPPR 管制作注浆管，采用热熔机连接，注浆管设置两组，一组为主注浆管，另一组为备用注浆管，一组长度与成孔深度一致，另一组自中心导管24m 处开始下入。采用φ32mm 镀锌PPR 管做成环形状，围绕中心导管一圈，环形注浆管上部设置注浆孔，注浆孔直径8mm，间距10cm，梅花形排列，上疏下密，底口用堵头封闭。

4.2 注浆管的安装

用14 号铁丝对称绑扎在中心导管外壁上，随中心导管一道下入孔内；注浆管连接方法[2]，用热熔机焊接；注浆管下入时应向管内加入清水，以减少内外压力差；注浆管上口应高出中心导管顶30cm～50cm，并用堵头堵死方可灌注混凝土。

4.3 注浆固井

中心导管置入孔底后，对井口位置进行校正，居中后开始安装注浆设备，开始固井。

4.4 压水疏通注浆管

压水疏通注浆的过程中，则需要对注水泥浆进行处理，并根据压力强度变化，对压水疏通注浆管的质量进行检验，提高压浆处理中的压强控制效果，可提高压浆处理水平。在对注浆通道进行疏通处理的过程中，可对压力时间、压力量等进行综合控制，将其控制在0.6m3左右，并在2MPa 压力下，对注浆管道进行疏通处理，提高注浆施工控制的综合水平。压水疏通注浆管的疏通处理，可在注浆施工处理的基础上，对注浆管道的抗压强度进行检验，保证后压浆施工控制的综合水平。

4.5 水泥浆液要求

4.5.1 浆液配比及注浆压力

浆液的水灰比要结合施工需求以及后压浆施工工艺，对土饱和度、渗透系数等进行计算，结合计算结果，可以适当添加水玻璃溶液（Na2O·nSiO2），并提高压浆施工控制的综合水平。不同浓度有不同的性能，根据土层性质和注浆点深度确定，一般在1.2～2MPa 范围内。

4.5.2 注浆量

注浆量根据成孔深度、成孔直径、土层情况等影响，注浆量按式（1）估算。

式中：R——钻孔半径0.4m；

H——注浆长度，为36m；

V——注浆区域体积0.306m3；

η——岩体裂隙率，取0.09。

则，Q=3.14×0.2×0.2×36+0.306×0.09=4.55m3。

按照上进公式计算得出，水泥用量为7.0～10.0t，在注浆作业前应进行注浆试验，优化并最终确定注浆参数。

4.5.3 压浆终止标准

压浆量、压浆压力与返浆情况是压浆终止的控制标准，其满足下列条件之一终止压浆：压浆量达到设计要求；压浆总量已达到设计值的80%且压浆压力达到设计压浆压力的150%，并维持5min 以上；压浆总量已达到设计值的80%，且返还地面浆液全部为水泥浆。

4.6 固井

采用水灰比（体积比）1∶1 纯水泥浆固井，选用WB250 泥浆泵双管孔注浆法将纯水泥浆从φ32mm 注浆管底部返涌至井口[4]。中心导管采用满焊连接，吊车下管，卡口采用穿管，焊口采用满焊接确保焊接质量。后压浆是利用预先装设于中心导管底侧的注浆系统和延伸至顶部的注浆管进行注浆，通过灌注水泥浆使中心导管与孔壁之间填充密实，起到固井的效果。

5 施工过程质量控制及注意事项

5.1 施工过程质量控制

在利用后压浆法进行施工的过程中，则要以《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB 50202—2002）为标准，对桩基施工过程、质量控制等进行完善，从而提高施工控制的综合水平。在实际施工的过程中，则需要对施工过程以及施工参数等进行针对管理，提高后压浆施工作业的整体质量。在后压浆施工中的成孔作业阶段，对孔深度进行控制，在钻进砂层后，对钻机捞砂次数进行控制，控制次数为3 次，避免钻孔作业过程中对砂层产生破坏。在螺旋中心导管安装阶段，则要对压浆管、阀门等进行控制，避免出现压浆管、阀等出现堵塞的情况。钻机成孔的过程中，可对沉渣厚度进行控制，如果出现沉渣过厚的情况，则可以对加压浆量进行调整，提高沉渣厚度的控制水平。在《灌注桩后压浆技术规程》（Q／JY 14—1999）的要求下，压浆管注浆作业中，压力超过6.0MPa 时，可以通过间歇压浆的方式进行施工，如果两次间歇压浆仍然出现超压的情况，则可以利用另一压浆管进行压浆作用。后压浆施工控制中，要对水灰比以及水泥降压入量等进行综合控制，并在间歇压浆的基础上，将间歇压浆控制在30min 以内，保证压浆施工控制的综合水平。

5.2 注意事项

在对后压浆施工作业进行分析中，则需要在钻机基础施工的过程中，对注浆管、中心导管施工等进行综合控制，在对注浆管以及螺旋管中心导管进行中会亮控制的过程中，则需要对导管施工进行质量控制，提高后压浆施工控制的综合水平。在后压浆施工控制的过程中，则需要对注浆泵压力表、安全阀施工控制等进行整合，在工作状态检验以及堵管施工质量控制的基础上，则需要对注浆泵施工控制以及砂网安全性等进行综合控制，对提高堵管施工质量控制水平有促进作用。在后压浆施工的过程中，则可通过双管交替注浆的方式进行控制，在压浆施工控制的基础上，可提高注浆施工的综合控制水平。

6 结语

后压浆法在钻机基础施工中的应用，则是通过中心导管的应用，对施工过程以及压浆处理过程等进行优化，从而实现后压浆的施工控制水平提升。在钻机基础施工过程中，则需要在后压浆施工控制的前提下，对导管安装、注浆等施工流程进行针对控制，并消除后压浆法施工的隐患问题，提高后压浆法的实际应用效果。