袖阀管注浆法在地基处理中的应用探讨

林阳军

摘要：随着我国社会经济水平的不断提高，人们对于选择交通方式变得更加多样，无论是哪一种交通方式人们都注重交通安全。地基是公路得以正常运行的基础和保障，地基建设的质量将直接关乎公路的质量。在建设地基的过程中，通过对各种建设方法的研究和比较，袖阀管注浆法在地基处理中有着良好的应用，通过施工后的地基承载力测试可以发现袖阀管注浆法在地基建设中达到了预期效果。本文着重对处理方案进行了对比，探究了袖筏管注浆原理以及设计结构，探讨了施工的具体流程，希望能为相关工作人员提供一些建议和帮助。

关键词：袖阀管注浆法；地基；公路

以高速公路生活区地基质量为例，服务区的设备有油站、油罐、电房等，是给过往司机提供加油服务和休息服务的重要场所，一般来讲服务站的建设位置大多都选在地势较为平坦的地方，方便其他建筑的构建。在进行地基构建时，需要对地质进行勘察，勘查地质的成分以及在建设地基的过程中需要着重注意的事项。场地地层上部为土和石块混合的填土，该填土的主要成分有黏土、粉土等，并且在填土中还有着很多的基岩、花岗岩等。因为在该场地上的土质层是由土和石块混合组成的，在这种特殊结构面前，管桩施工时无法达到相应的设计标准，也就无法使用PHC管桩施工方案。

1.处理方案比选

根据对高速公路生活区地基的勘察，需要结合场地的填料特点，并且结合构筑物承载力的设计要求较小的特点，设计方需要根据这种特点改用钻孔桩或者是在地基建设工作完成之后使用天然基础，通过使用这种方法来解决PHC管桩施工中遇到的问题[1]。如果使用钻孔桩，那么时间就会较长，造成很大的资源浪费，修建地基的成本也就越大。地基处理法不同于管桩法，地基处理法可以有效地提高整体的地基建设速度，有效地缩短工作所需要的时间，在地基处理法中使用到的注浆技术就是袖阀管注浆法，这种注浆法可以满足地基承载力大于200kPa的要求，并能够很好地提供这种地基的稳定性，并对其进行加固，对于地基的承载力而言也有着一定的提高，保证地基建设工作能够达到设计要求，适合当地的地基建设标准，为地基的质量做出保障。

2.袖阀管注浆原理及设计结构

2.1袖阀管注浆原理

袖阀管的主要结构是由PVC外管，橡胶套，堵头，接头，盖帽，注浆器止桨圈等组成，主要用于袖阀管注浆[2]。袖阀管注浆法主要是通过在灌浆过程中所产生的压力来帮助浆液经过袖阀管内部的射浆孔，冲裂套壳料，并把浆液注入需要灌注的地层中。在整个灌浆的过程中主要需要注意的一个环节就是选择套壳料，套壳料主要是在袖阀管和钻孔壁之间的空间中存在的，方便在注浆时，浆液可以通过在该部位的挤压来完成挤碎套壳料的目的，让袖阀管内部的浆液在选择注浆阶段中冲开环并且进入到地层之中。这样的处理可以让浆液在袖阀管中的很小的一个范围内进行流动，浆液不会发生乱窜的现象发生。

袖阀管虽然内部结构复杂，主要是由花管以及橡皮套等两个部位组成的，详细内容请见图1。

当需要使用的浆液进入到了处理地层的通道当中，如果当浆液通过注浆内管进入到了双塞管的时候，浆液会从袖阀管内管上的出浆孔流出来。如果注浆液进入到了袖阀管以及双色管中，在袖阀管外部压力的作用下，整个橡皮套就被冲开了，如果说压力以及注浆都达到了一定的程度时，袖阀管外侧的橡胶圈就会被冲开，套壳料会逐渐地被注浆挤碎，这样一来注浆就会被压力挤压到选择的地层当中，以此达到加固地层的目的[3]。橡皮套在袖阀管中主要起到了逆止阀门的作用，在注浆过程中，这些零件的使用都拥有其自己的作用，通过各个零件之间的互相合作完成注浆工作。

2.2袖阀管注浆设计、参数的确定

根据实际场地工程的地质情况分析，场地上方的主要原料还是土和石块组成的填土，填土在使用过程中会出现一定问题，因此出于设计要求，考虑到地基整体的承载力，所以在具体施工的过程中使用袖阀管注浆法进行注浆。

通过对地质的勘察工作所得到的具体实验数据分析可以对袖阀管注浆技术进行初步的分析和对照，首先对袖阀管的扩散半径进行测量，一般来讲建造地基所使用的材料都是水泥浆和一些硅粉水泥浆，但是根据情况的不同加入的材料也都不同，还有可能加入一些粉煤灰和一些助凝剂，方便不同物质之间的融合。本次实验和建造地基所采取的技术是垂直布设注浆孔，并根据5m到7m的钻孔设置注浆孔成孔直径大约为91mm。从平面上来看，注浆孔主要采取的摆放方法是梅花形布置，其中需要着重注意的是注浆孔的布设要大过周边建筑物的面积，最外面一排的灌浆孔中心需要离最近的建筑的外缘的距离不能小于100cm[4]。

對于套壳料的配合比设计，如果要顺利地完成袖阀管注浆技术的使用，并有效地对一些软土地基进行处理，那么就必须要对套壳料的配比设计进行研究，以便于达到最为理想的处理效果。为了保证最佳的使用效果，套壳料的物理性质必须满足合适的力学强度，保证兼顾开环以及防止窜浆的需求。套壳料本身的收缩性就比较小，如果套壳料在凝固之后还能和袖阀管粘在一起。套壳料的配方主要是以力学强度为主要原则，该原则主要体现的内容就是力学强度早期快，后期慢。一般情况下套壳料的脆性要更高，以便于增加冲开环后的破碎程度，并且保证在施工过程中保证它的粘性和析水率较小，稳定性较高，其次在实际应用后可以发现其抗压强度需要达到10N/cm2到20N/cm2，这样的套壳料才是符合要求的。

2.3注浆液的设计以及压力的确定

在实际的施工场地之中，填土工作大多数都是用人工的方式来完成，同时如果按照地基处理技术的相关规范要求，整体的施工过程应该进行多次注浆，每一次注浆之间相隔的时间需要根据具体的实践设定，一般来讲最好是小于4h[5]。在施工场地中，无论是填土还是下覆地层以及粉质黏土、粉土、粉细沙层为主要的组成部分，在灌浆过程中主要灌浆的材料就是水泥，水泥的比例通过实验数据可以得知应该控制在1.0到0.8之间，这样才能更好地完成注浆工作。注浆工作分为多个步骤，在第一次注浆时采取的比例应该为1.0，第二次应该为0.9，第三次应该为0.8。其次就是压力问题，按照正常情况来看，注浆的初始压力为0.2MPa，注浆的最后压力为0.5MPa，整个注浆过程都需要根据压力的不同来进行适当的调整。最后就是浆量的问题，根据实验以及实际情况分析可以确定，每延米注浆量大约应该控制在100kg到500kg之间。

2.4现场小面积注浆试验

在进行袖阀管注浆之前一定要对地基建设工程本身有一个大概的了解，也就是说在明确了袖阀管施工的各项技术参数之后，工作人员需要在场地内选择一块面积较小但是地势较平的区域进行小面积注浆试验，以此保证在真正注浆时不会出现其他问题。实验的内容主要是采用5x5排成方块，注浆孔孔距需要按照相应的设计进行布置，无论是水灰比、注浆压力和注浆量都需要按照工程任务的具体安排实施，也就是说需要根据实验内容来对实际的工作进行设置。在工作完成之后，无论是设计水泥的用量还是注浆壓力都要根据相关的数据进行具体分析，从而判断对应的注浆效果，为以后的注浆工作提供专业的参考标准[6]。

3.施工工艺流程

在进行袖阀管注浆法施工的过程中，要进行测量放样工作，对实际的工程场地进行测量，对土质进行测量，从而得到相应的土地数据，并进行放样工作，工作内容需要根据施工方案所规定的内容保持一致。然后进行钻机成孔工作对地基建造区域使用钻机进行钻孔，孔位的设置和分布需要严格按照施工方案执行。随后进行浇筑套壳料，并插入袖阀管，插入袖阀管之后进行第一次注浆，随后是第二次、第三次注浆，每一次注浆的配比需要逐渐减少，最后注浆完成。

4.施工方案的实施

4.1施工技术

在具体的施工过程中，放样技术主要就是按照设计单位提供的施工图纸，并且在构筑物所在的范围之内进行布设施工钻孔，主要作用就是灌浆，注浆孔的布设需要大于构筑物的面积，同时还需要保证最外排的灌浆孔中心离构筑物的外缘记录小于100cm。对于成孔技术而言，除了施工场地内的填土大多数都是土和石块，而且大部分的石块都是较大的，正常的钻机是很难进行钻孔的。结合对施工现场特征以及对以往施工经验来看，对于无填石的地区需要直接使用钻机成孔，并对有块石混填的低段混合使用钻机、风机、潜孔锤等工具进行成孔。在成孔的过程中使用膨润土浆进行护壁。施工前施工人员调整好钻孔的垂直度，保证成孔的垂直度，将成孔的垂直度偏差小于百分之一[7]。对于浇注套壳料，钻孔施工至设计标高后，直接利用钻杆的内孔，并向孔内注入套壳料，将孔内的泥浆进行置换，以此来防止孔内的泥浆进入套壳料内。然后插入袖阀管，浇注套壳料后，在孔内插入提前制作好的设计长度的袖阀管，袖阀管的管底要进行封闭，并且尽量让袖阀管的中心处于尊孔的中间。当插入到袖阀管中时，为了防止注浆过程中出现冒浆现象，需要在地面至洞内30cm的范围内用水泥进行封孔，当套壳料达到了一定的强度之后，注浆工作就可以进行了。在施工场地中，需要根据具体施工所需要的水泥比例进行制作浆液，在制作的过程中要进行充分的搅拌，同时在袖阀管内插入注浆管，采用分段式注浆方法在第一次注浆完成之后对袖阀管内部进行清洗。然后进行第二次注浆，之后重复第一个步骤之后进行第二次注浆。在注浆过程中一定要做好施工记录也就是说要对钻孔深度、注浆压力、注浆量等参数进行详细的记录，根据相关分析判断注浆效果。

4.2施工成果

在经历一系列的施工技术手段之后，场地完成钻探的工作量大约在2600m以上，总工程所使用到的水泥总量为356吨，通过对工程项目的成本核算，使用袖阀管注浆法可以节省更多的费用，缩短一定的工期，通过这两个方面来看袖阀管是非常可行的。完工之后需要取百分之五的注浆孔进行取芯检查工作，通过这种方法来检查渗透的情况，如果渗透情况较为良好，那就说明袖阀管注浆法应用较为成功，在28天后进行压板试验，检验整体地基的承载力，符合所有要求。

4.3质量检验

在进行质量检验的时候，需要使用开挖检验方法和复合地基载荷试验，开挖检验方法是在工程项目完成之后的28天进行基坑开发，在挖掘到2m左右之后发现浆液成脉状、面状在填土中延展，厚度大约在1cm到3cm之间。土壤局部可能出现结石体，直径需要达到50cm左右。其中袖阀管与孔之间容易柱状结实体。本实验采用直径为1.2m的正方形刚性压板。地基承载力特征采用沉降量所对应的荷载平均数作为地基承载力特征值，如表一所示。

4.4设计方案

在工程完成之后还需要对设计方案进行检查，设计方案在上文有所赘述，主要是利用压送设备并且通过压力注浆胶管，在压力驱动下，将浆液充分注入到加固地土层中。随后通过浆液在土体中劈裂，挤压和渗透等作用激励，将浆液和土地有很多的时间进行充分结合，形成具有非常高强度的水泥土固结体和树枝状水泥网脉体，其中固结体和周围被挤密的土体工程形成最初工程方案所要求的样子。无论是布孔、配合比、终灌标准并且采用多次复灌工艺都能很好地建设好地基。

5.结语

综上所述，在对地基进行处理时，地基的土质问题尤为重要，对于软土地基的处理方法多种多样，但是需要根据实际的情况来进行设定，需要考虑到工期、造价等多方面因素的影响，并制订对应的处理方案。在进行地基处理的时候，袖阀管注浆法具有较大的优势，可以多次的通过人为控制的方式来控制注浆量，但是要注意保证注浆量要处于合理的范围之中，保证注浆液均匀地分布在地层中。在进行地基基础设计时，施工人员需要针对不同的地质情况采取合适的基础设计方式，节约工程建设的基础成本，缩短施工的工期。

参考文献：

[1]卢雪峰.袖阀管注浆法在加固储罐CFG复合地基中的应用[J].科学技术创新， 2019（09）：136-137.

[2]宋培杨.袖阀管注浆法在地基处理中的应用[J].西部资源， 2018（02）：110-111.

[3]胡建冬.袖阀管注浆法在市政道路采空区和溶洞路基处理中的应用[J].北方交通，2016（04）：96-99.

[4]张家柱.袖阀管注浆法在杂填土地基防渗加固中的应用[J].人民黄河， 2013， 35（11）：3-5.

[5]袁国栋，邓生荣.袖阀管注浆施工技术在砂卵石地基处理中的应用[J].四川水力发电， 2012， 31（03）：30-33+128.

[6]朱孔进.袖阀管注浆技术在高速公路地基沉降处理中的应用[J].公路交通科技（应用技术版）， 2010， 6（08）：192-194.

[7]陈剑华，王松波.袖阀管注浆法在松散地层防渗处理中的应用[J].人民长江， 2009， 40（12）：41-42+60+93.