砂礫石地基灌漿

並不是所有的軟土地基都適合灌漿，砂礫石的可灌性是指砂礫石地層能否接受灌漿材料灌入的一種特性。砂礫石地基的可灌性灌漿材料的細度、灌漿的壓力和灌漿工藝等因素。

砂礫石地基是比較鬆散的地層，其空隙率大，滲透性強、}L壁易坍塌等。因而在灌漿施工中，為保證灌漿質量和施工的進行，還需要採取一些特殊的施工工藝措施。

基本介紹

• 中文名：砂礫石地基灌漿
• 條件：對軟土基進行可灌性判斷
• 可灌性：主要取決於底層的顆粒級配
• 類型：地基灌漿

可灌性

可灌性指砂礫石地基能接受灌漿材料灌入的一種特性。可灌性主要取決於地基的顆粒級配、灌漿材料的細度、漿液的稠度、灌漿壓力和施工工藝等因素。砂礫石地基的可灌性一般常用以下幾種指標衡量。
1）可灌比值M：
M=
式中D——受灌砂礫石層的顆粒級配曲線上相應於含量為15%粒徑，mm；
——灌注材料的顆粒級配曲線上相應於含量為85%粒徑，mm。
M值愈大，可灌性就愈好。一般認為，當M≥15時，可灌水泥漿；M=10~15時，可灌水泥粘土漿；M=5～l0時，宜灌含水玻璃的高細度水泥粘土漿。

2）砂礫石層中粒徑小於0.1mm的顆粒含量百分數愈高，則可灌性愈差。當含量

灌漿材料

砂礫石地基灌漿，多用於修築防滲帷幕，很少用於加固地基，一般多採用水泥粘土漿。有時為了改善漿液的性能，可摻少量的膨潤土和其它外加劑。

砂礫石地基經灌漿後，一般要求帷幕幕體內的滲透係數能夠降低到10～10cm/s以下；漿液結石28d的強度能夠達到0.4～0.5MPa。

水泥粘土漿的穩定性和可灌性指標，均優於水泥漿。其缺點是析水能力低，排水固結時間長，漿液結石強度不高，粘結力較低，抗滲和抗沖能力較差等。

要求粘土遇水以後，能迅速崩解分散，吸水膨脹，並具有一定的穩定性和粘結力。
漿液配比，視帷幕的設計要求而定，一般配比（重量比）為水泥：粘土=1：2～l：4，漿液的稠度為水：乾料=6：1：～1：1。
有關灌漿材料的選用，漿液配比的確定以及漿液稠度的分級等問題，均需根據砂礫石層特性和灌漿要求，通過室內外的試驗來確定。

鑽灌方法

砂礫石層中的灌漿孔都是鉛直向的鑽孔，除打管灌漿法外，其造孔方式主要有衝擊鑽進和迴轉鑽進兩大類；就使用的沖洗液來分，則有清水沖洗鑽進和泥漿固壁鑽進兩種。
砂礫石層防滲帷幕灌漿，可分為以下四種基本方法。

打管灌漿

灌漿管由厚壁的無縫鋼管、花管和錐形體管頭所組成，用吊錘夯擊或振動沉管的方法，打入到砂礫石受灌地層設計深度，打孔和灌漿在工序上緊密結合，如圖3-15所示。每段灌漿前，用壓力水通過水管進行沖洗，把土砂等雜質衝出管外或壓入地層中去，使射漿孔暢通，直至回水澄清。可採用自流式或壓力灌漿，自下而上，分段拔管分段灌漿，直到結束。
此法設備簡單，操作方便，一般適用於深度較淺，結構鬆散，空隙率大，無大孤石的砂礫石層，多用於l臨時性工程或對防滲性能要求不高的帷幕。

套管灌漿

施工程式是：邊鑽孔、邊下護壁套管（或隨打入護壁套管，隨沖淘管內砂礫石），直到套管下到設計深度。然後將鑽孔沖洗乾淨，下入灌漿管，再起拔套管至第一灌漿段頂部，安好阻塞器，然後注漿。如此自下而上，逐段提升灌漿管和套管，逐段灌漿，直至結束，如圖3-16所示。也可自上而下，分段鑽孔灌漿，缺點是施工控制較為困難。

採用這種方法灌漿，由於有套管護壁，不會產生塌孔埋鑽事故。但壓力灌漿時，漿液容易沿著套管外壁向上流動，甚至產生表面冒漿，還會膠結套筒造成起拔困難，甚至拔不出。

循環灌漿

循環灌漿，實質上是一種自上而下，鑽一段、灌一段，無需待凝，鑽孔與灌漿循環進行的一種施工方法。鑽孔時用粘土漿或最稀一級水泥粘土漿固壁。鑽灌段的長度，視孔壁穩定情況和砂礫石滲漏大小而定，一般為1～2m。逐段下降，直到設計深度。這種方法灌漿，沒有阻塞器，而是採用孔口管頂端的
封閉器阻漿。

用這種方法灌漿，在灌漿起始段以上，應安裝孔口管，其目的是防止孔口坍塌和地表冒漿，提高灌漿質量，同時也兼起鑽孔導向的作用，如圖3—17所示。
孔口管的安裝方法有兩種：

埋管法

在孔位處先挖一個深l～1.5m，半徑大幹0.5m的坑。由底用乾鑽向下鑽進至砂礫石層1～1．5m，把加工好的孔口管下入孔內，孔口管下端1～1.5m加工成花管，孔口管管徑要與鑽孔孔徑相適應，上端應高出地面20cm左右。在淺坑底部設止漿環，防止灌漿時漿液沿管壁向上竄冒，淺坑用混凝土回填（或粘、壤土分層夯實），待凝固後，通過花管灌注純水泥漿，以便固結孔口管的下部，並形成密實的防止冒漿的蓋板。

（2）打管法鑽機鑽孔，孔口管插入鑽孔用吊錘打至預定位置，然後再向下鑽深30~50cm，並清除孔內廢渣，灌注水泥漿。

預埋花管灌漿

在鑽孔內預先下入帶有射漿孔的灌漿花管，管外與孔壁的環形空間注入填料，後在灌漿管內用雙層阻塞器（阻塞器之間為灌漿管的出漿孔）進行分段灌漿。其施工程式是：
（1）鑽孔及護壁常使用迴轉鑽機鑽孔至設計深度，接著下套管護壁或用泥漿固壁。
（2）清孔　鑽孔結束後，立即清除孔底殘留的石渣，將原固壁泥漿更換為新鮮泥漿。
（3）下花管和下填料　若套管護壁時，先下花管後下填料（若泥漿固壁時，則先下填料後下花管）。花管直徑為75~110mm，沿管長每隔0.3～0.5cm環向鑽一排（4個）孔徑為10mm的射漿孔。射漿孔外面用彈性良好的橡膠圈箍緊，橡膠圈厚度為1.5~2mm，寬度10~15cm。花管底部要封閉嚴密、牢固。安設花管要垂直對中，不能偏在套管（或孔壁）的一側。

用泵灌注花管與套管（或孔壁）之間環形空間的填料，邊下填料，邊起拔套管，連續澆注，直到全孔填滿將套管拔出為止。填料配比為水泥：粘土=1：2～1：3；
水：乾料=1：1～3：l；漿體密度1．35～1．36t/m³；粘度25s；結石強度R=0.1～0.2MPa，R≤0．5～0．6MPa。

開環　

孔壁填料待凝5～15d，達到一定強度後，可進行開環。在花管中下入雙層阻塞器，灌漿管的出漿孔要對準花管上準備灌漿的射漿孔，如圖3-18所示。然後用清水或稀漿逐漸升壓至開環為止。壓開花管上的橡皮圈，壓裂填料，形成通路，稱為開環，為漿液進入砂礫石層創造條件。

灌漿

開環以後，繼續用清水或稀漿灌注5～l0min，再開始灌漿。花管的每一排射漿孔就是一個灌漿段，灌完一段，移動阻塞器使其出漿孔對準另一排射漿孔，進行另一灌漿段的開環和灌漿。
由於雙層阻塞器的構造特點，可以在任一灌漿段進行開環灌漿，必要時還可重複灌漿，比較機動靈活。灌漿段長度一般為0.3～0.5m，不易發生串漿、冒漿現象，灌漿質量比較均勻，質量較有保證。國內外比較重要的砂礫石層灌漿多採用此法。其缺點是有時有不開環的現象，且花管被填料膠結後，不能起拔回收，耗用鋼材較多；工藝複雜，成本較高。

前三種灌漿方法的灌漿結束後，應立即封孔，以防坍孔冒漿；預埋花管法則可在帷幕檢查後集中進行封孔，但要孔口加蓋進行保護。砂礫石地基灌漿，應根據各工程的具體條件和灌漿應達到的要求，通過灌漿試驗，提出需要掌握的控制標準，用以指導灌漿施工。