浅谈高喷法防渗加固施工工艺及相应问题处理措施

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　　摘要：本文总结探讨了高压喷射注浆法防渗加固的施工工艺及施工过程控制，并就施工中常见的事故及特殊情况处理方式做了探讨，希与同行共同切磋。
　　关键词：高压喷射注浆法、防渗加固、施工工艺
　　
　　引言
　　高压喷射注浆防渗墙具有较好的防渗加固性能，不需要开挖地基，可灌性、可控性好，连接可靠，并且高喷法对施工场地的要求不高，施工简便、灵活，机具振动小、噪音低，
　　质量检测方便等诸多优点。
　　 本文中，笔者根据自己的工作经验，就高压旋喷注浆设计与施工技术进行探讨，并就其施工中常见事故及特殊情况处理方法做详细介绍。
　　
　　一、高喷法防渗加固施工工艺及过程控制
　　 高压喷射注浆法适用于处理一般土层和碎石土等地基，当土中含有不理想地层的工程，应根据现场试验结果确定其适用性。由于高压喷射注浆工程为隐蔽工程，因此在工程施工过程中必要进行施工过程参数检测，遇到特殊情况要有合理的处理措施。
　　 下文中，笔者就从高喷法防渗加固施工程序入手，具体探讨其施工控制要点。
　　1、施工程序简介
　　尽管各种高压喷射注浆法所注入的介质种类和数量不同，但其施工程序却基本一致，均按照自下而上的工序进行施工。
　　(1)钻孔
　　钻孔的目的是为将喷射注浆管插入预定的地层中，钻孔方法视地层地质情况、加固深度、机具设备等条件而定。当遇到较坚硬的土层时宜采用地质钻机钻孔，一般在二重管和三重管旋喷法施工中，采用地质钻机钻孔。
　　(2)插管
　　钻孔完成后，应及时将喷射注浆管插入地层预定深度，插管与钻孔两道工序一般合二为一，但使用地质钻机钻孔完成后，必须拔出岩芯管，插入喷射管。在插管过程中，为防止泥沙杜塞喷嘴，可边射水、边插管，但其压力过高易将孔壁射塌。
　　 (3)喷浆
　　 根据土质、土类、地下水等环境调整喷浆压力、流量、旋转提升速度等，自下而上喷射注浆。
　　 （4）补浆
　　喷射的浆液与土搅拌混合后的凝固过程中，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，造成在固结体顶部凹陷，对地基的加固和防渗堵水极为不利。
　　2、施工控制要点
　　(1)施工前先进行场地平整，挖好排浆沟，做好钻机定位，要求钻机安放保持水平，其倾斜度不得大于5%。
　　(2)在插入旋喷管前，先检查高压水与空气喷射情况，各部位密封圈是否封闭，插入后先做压水试验，合格后方可喷射浆液，如因塌孔插入困难时，可用低压((0. 1 -2HPa)水冲孔(3)喷射时，先应达到预定的喷射压力和喷浆量后，且孔口冒出桨液，再逐渐提升喷射管，中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体或板墙中断，同时立即进行检查，排除故障;如发现有浆液喷射不足，影响桩体的设计直径时，应进行复喷。
　　(4)对需要扩大加固范围或提高强度的工程，可采取复喷措施，即先洗一遍清水，再喷一遍或两遍水泥浆。
　　(5)喷到桩高顶设计高程后迅速拔出喷射管，用清水冲洗管路，防止凝固堵塞。相邻两桩施工间隙时间应不小于48h，间距应不得小于4-6m。在含黏粒较少的地层中进行高喷注浆。孔口回浆应经处理后方可重复使用：在黏性土或软塑一流塑状淤泥质土层中，孔口回浆不宜重复使用。
　　
　　二、施工中常见事故及特殊情况处理
　　1,冒浆
　　在喷射注浆过程中，喷射冲击破坏土层所产生的部分细小土粒随一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面。通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况、喷射的大致效果和喷射参数的合理性等。
　　根据经验，冒浆(内有土粒、水及浆液)最小于注浆量20%者为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应措施。减小冒浆的措施有：①提高喷射压力；②适当减小喷嘴直径；③加快提升和旋转速度等。出现不冒浆或断续冒浆时，若系土质松软则视为正常现象，可适当进行复喷；若系附近有空洞、通道，则应不提升注浆管继续注浆，直至冒浆为止或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆。
　　2.固结体不完整
　　高压喷射注浆完毕后，或在喷射注浆过程中因故中断，均可能产生加固地基与建筑物基础不密贴或脱空、桩体不连续现象。
　　 防止因浆液凝固收缩，可采用超高喷射(喷射处理地革的顶面超过建筑物基础底面，其超高量大于收缩高度)、回灌冒浆或第二次注浆等措施。防止因喷射注浆中断导致的断桩，可在每次卸管及重新下注浆管时，保证停顿部位的搭接长度不小于100mm，以保证固结体的整体性。
　　 3、固结体不垂直
　　 固结体不垂直会导致其承载力降低,更为严重的是使防渗堵水失败。固结体不垂直主要由钻孔不垂直引起。
　　 实际施工时，钻机就位应准确、稳固、垂直，并采用水平尺校正钻机垂直度.确保钻机就位偏差不大于50mm,垂直度偏差不大于1/100a。
　　 4、建筑物的附加沉降。
　　 高压喷射注浆处理地基时，在浆液未硬化前，有效范围内的地基因受到扰动而降低强度，容易产生附加变形。通常采用控制施工速度、顺序和加快浆液凝固时间等方法防止或减小附加变形。
　　 5,固结体强度不均。
　　 不同的土层特性对喷射注浆固结体的直径、强度影响较大.如较坚硬土层桩径偏小、含有机质阻碍固结体硬化造成强度偏低、砂类土中固结体强度较高等，实际工程施工中，宜报据不同土层深度和岸度及时调整喷射参数或进行复喷。
　　 6.咬射流压力偏低。
　　 高压泵压力偏低会造成喷射流破坏力较低而达不到处理效果.可能的原因有高压泵性能不足、高压泵摆放距离过远、浆液竹路泄翻等。若因高压泵性能不足，不能产生设计要求的压力，应立即更换高压泵:高压泵摆放距离过远，增加了高压胶管的长度，使高压喷射流的沿程损失增大，导致实际喷射压力降低，实际施工中，钻机与高压泵的距离不宜大于50m；流里较大而压力偏低时，应检查各部位的泄露情况，必要时拔出注浆管.位查密封性能。
　　 7、喷射深层长桩。
　　 从多数情况来看，旋喷注浆地基，主要是第四纪冲积层。由于天然地基的土质情况沿着深应变化较大，土质种类、密实程度、地下水状况等一般都有明显的差异.在这种情况下，旋喷时若只采用固定的旋喷工艺参数，势必形成上部较粗、下部较细的固结体，严重影响旋喷尚结体的承载或抗渗能力。
　　 因此，在旋喷深层长桩时，应按地质剖面图及地下水资料等，在不同深度，针对不同土质情况，适用合适的旋喷参数，才能获得均匀、密实的长桩。对深层硬土，可采用增加压力和流量或适当降低旋转和提升速度等方法。
　　 8、重复喷射。
　　 根据喷射机理可知，在不同的介质环境中有效喷射长度差别很大，对土体进行第一次喷射时，喷射流冲击对象为破坏原状结构土。若在原位进行第二次喷射，则喷射流冲击破坏对象发生改变，成为浆土棍合液体。冲击破坏所遇到的阻力较第一次喷射时小。
　　 在一般情况下，重复喷射有增加固结体直径的效果，增大的数值主要随土质密度而变。虽然重复喷射有增径效果，但由于增径率难以控制和影响施工速度，因此再实际中不把它作为增径的主要措施。通常在发现浆液喷射不足，可能影响固结质量时，或工程要求较大的直径时，才进行重复喷射。
　　 9、大量漏浆和冒浆处理。
　　 在旋喷过程中，往往有一定数量的土粒，碳P.部分浆液沿着喷射管管壁冒出地面.通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况、旋喷的大致效果和旋喷参数的合理性等。根据经验，冒浆(内有土粒、水及浆液)壁小于注浆量20%者为正常现象，超出20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施
　　
　　 展望
　　 目前高喷法的工艺参数主要结合实践经验，并针对特定工程进行现场试验确定。为了完善高喷法的应用，应该对高喷法的应用进行系统的研究，特别是高喷射流有效范围、固结体的直径与射流压力和土体结构的关系、高喷法的浆液材料配比与固结体的力学性能指标及抗渗性能指标的关系等。完善的理论研究将会对提高成桩质量、降低工程造价起到积极作用。
　　 参考文献
　　 【1】孙钊.大坝基岩注浆.北京:中国水利水电出版社，2004. 1-6
　　 【2】张伏样.水库坝基砂卵石层高压喷射注浆防渗技术研究【D].郑州大学工程硕士学位论文，2005.

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