工民建施工中的注浆技术探究

2013-05-14李秋博

卷宗 2013年1期

李秋博

摘要：在我国城市化建设越加深入的今天，每年都会出现大量的工业建筑和民用建筑。工民建工程越来越多的形势下，极大推动了工民建工程所涉相关技术的快速发展，这也为注浆技术提供了更为广阔的发展空间。为了进一步提高民共建工程中注浆技术施工水平，本文基于大量资料扼要分析了注浆技术对改善土层工程条件发挥的作用，并详细分析了其中高压喷射注浆技术的施工工序，使其在工民建工程中得到更为广泛地应用。

关键词：高压喷射；注浆技术；分类；土层

注浆技术主要应用于工民建基础工程中，用以改善和加固土建工程基础土层性质，在延长建筑物施工寿命上发挥了极大的作用。为此，注浆技术在工民建工程施工中越来越受到业界人士的重视。其施工原理是：利用注浆设备把具有填充胶结性能的材料配成浆液注入到地层的孔洞、孔隙或裂隙中，待浆液凝结、硬化后达到堵水、加固或填充的目的。经过多年应用，其已经成为了工民建工程中非常重要的一项辅助施工技术，适应性强、应用范围广，值得进一步加强研究与推广应用。

一、注浆技术在工民建工程中发挥的作用

在公民建工程中应用注浆技术有着改善工程基础质量的效果，作为工民建工程施工中的一种辅助性技术，在其中发挥了巨大作用。下面将一一进行分析，具体内容如下。

（一）提高了土层的抗剪能力

在土层没有化学胶结的情况下，土粒间的抗剪强度主要来源于颗粒接触处的原子、分子间的键力，以及颗粒间由于外荷载产生的应力值。根据这一原理，土层抗剪能力的强弱关键在于土粒间联结力大小及联结数量的多少。但是由于土层中存在着微小的结构空隙，加上工程施工不可避免对土层造成一定扰动，造成了更大的空隙、裂隙，严重影响了土层的抗剪能力。如果对土层进行注浆施工的话，水泥浆液可充满土层中的空隙、裂缝，当注浆压力逐渐增加的时候，空隙、裂缝周围的土层得到进一步密实，从而提高了基础工程中土层的抗剪能力。

（二）改善了工民建基础工程的力学性能

土层性质为软土、粘土时，极不利于基础工程施工。倘若采用注浆措施，水泥浆在压力作用下可渗入土层空隙，且渗入直径相当大。在土层中含有大量水泥颗粒的情况下，不仅可使土层更加密实，也使得水泥颗粒经水化作用固结成水泥土，大大改善了土层力学性质，为工民建工程提供了更为适合的土层性质。

（三）增强了基础工程的承载能力

通常，持力层为砂层和卵石层时易在桩侧和桩底注浆。原因在于此种地质条件下施工的桩基，采用后注浆策略时，浆液易在桩侧和桩底土层中渗入。这样的话，注入桩底的浆液可加固桩端沉渣，下渗的浆液还可凝固桩端土层，扩大桩端持力层的受力面积。与此同时，沿桩侧渗入的浆液可增强泥浆护臂的强度，还可向四周渗入浆液以扩大桩侧尺寸，使工程基础更加稳固，大大提高了工程基础的承载能力。

二、工民建工程基础中应用注浆技术的主要方法

注浆技术的应用方法多种多样，标准不同注浆方法也有所不同。按照压力不同进行分类是比较常见的分类标准。按照压力的不同，可将逐渐注浆技术分为劈裂注浆法、高压喷射法，具体内容如下。

（一）劈裂灌浆法

大量工民建工程施工中不可避免地会遇到软土地基，软土地基往往不能承受上部建筑物所带来的压力，不满足工程施工要求。为了增强软土地基的强度，必须采用灌浆的方法进行加固。根据劈裂作用的相关理论，利用专门设备产生的压力将水泥浆灌入底层之下，水泥浆便可自流注入密度比较小的土层，填充土层空隙，增强土层整体强度，从而使得土层有足够的承载能力避免发生不规则沉降问题。

（二）高压喷射注浆法

20世纪90年代末，我国引进日本高压喷射注浆技术，在此基础上对高压喷射技术进行了改进，形成了相对成熟的施工工艺，无论在工业建筑和民用建筑中都发挥了极其重要的作用。为此，此种灌浆方法在我国的应用范围十分广泛，下一段内容将详细论述其具体的施工工艺和施工要点。但是由于高压注浆技术的施工方法比较单一，为了客服这一局限性，经常采用复合注浆工艺，即高压喷射注浆和劈裂灌浆复合灌浆工艺，两种灌浆工艺交替使用取长补短，使得注浆效果得到了显著提高。由此可见，复合式注浆工艺有着更为广泛的发展空间。

三、高压喷射注浆法的具体施工工艺

（一）施工工艺

1、钻机就位

首先，将钻机安装在设计好的孔位上，并保持垂直。但是，施工的时候允许旋喷管稍微倾斜。

2、钻孔

正常情况下，单管旋喷法施工中常使用旋转振动钻机，适用于密度小的砂土和粘性土层。遇到密度比较大的坚实土层，千万不能采用单管旋喷，应采用二重管和三重管旋喷法施工中的地质钻机钻孔，已取得良好效果。实际施工过程中，允许钻孔位置与设计位置最大偏差为5cm。

3、插管

插管是指将喷射管插入地层预定位置。在这里需要明确一点，如果使用振动钻机钻孔的话，可将插管与钻孔两道工序合二为一，当插管工序完成的时候钻孔工序也完成。如果使用地质钻机钻孔的话，完成钻孔后必须将岩芯管，然后将旋喷管插入预定深度。此此插管过程中，为了有效防止泥砂赌塞喷射嘴，应一边插管一边射水，水压最好不超过1MPa，水压太高的话，恐将孔壁射塌。

4、喷射

在喷射管插入预定位置时，即可开始喷射作业。在此过程中，技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，随时做好记录，绘制作业过程曲线，时刻监控作业动向。值得注意的是，当浆液初凝时间超过20个小时后，必须及时停止使用该水泥浆液。

5、冲洗

完成喷射作业后，及时将注浆设备清洗干净，机内不可残存水泥浆。

（二）施工要点

第一，钻机、喷射机就位时一定要保持位置精确、稳定，立轴或转盘必须与孔位对正，偏差允许在0.5角度内。

第二，进行喷射作业之前应认真检查高压设备和管路系统，确保设备压力和排量满足设计要求，管路系统密封良好，喷射嘴和通道内不得出现杂物。

第三，喷射作业完成后，在浆液析水作用下，固结体顶部不可避免地出现不同程度的收缩，顶部出现凹穴，此时应及时采取合理比例

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的水泥浆进行补灌。同时，防止其他空隙中的杂土和泥浆深入其中，确保浇筑浆液使用性能良好。

第四，喷射水泥浆液过程中，工作人员必须时刻观察冒浆情况，以及时了土层情况、浆液喷射效果，判断喷浆施工是否满足设计要求。正常情况下，采用单管、二重管、三重管注浆时，正常冒浆量应小于注浆量的20%。如果超过这个数值，应立即采取补救措施。