边坡锚固工程注浆工艺的再探讨(旧文新读、假日专题)

锚固工程质量的一个关键因素是注浆质量,从多年锚固事故来看,注浆质量的好坏是影响锚固质量中最为核心、最为常见的工艺之一。基于此,笔者依据多年来自己施工、设计和咨询经验,对锚固工程的注浆工艺汇总如下,供大家参考。

1、锚固工程的孔底返浆工艺。

锚索、锚杆等锚固工程均严格要求采用孔底返浆,即在筋体编束时在其上绑定较筋长约50cm的注浆管,并严格要求在灌浆的过程中禁止上拔、甚至回收注浆管。这样利用浆体不断的由孔底注浆管中压出时推动浆体向孔口流动,由此利用浆体的重力、粘稠度等形成的“镇压力”,有效确保注浆压力的实现,从而有效实现浆体对孔壁岩土体“压力”,继而确保锚固工程锚固力有效实现。换句话说,有些技术人员认为锚固工程分压力注浆和普通注浆,其实是不合理的,因为锚固工程都是压力注浆。

反之,在现实中有很多设计人员、施工人员,在设计文件中没有明确“孔底返浆”,没有相应的注浆管工程量和细部图,甚至要求施工人员边灌边拔,或要求孔中设置止浆塞等等,这都是纸上谈兵的结果;施工人员由于人员素质层次不齐,常喜欢在“孔口吹浆”,这何来注浆质量。

需要说明的是,对于一此长度超过30m,甚至达到50m以上的锚索,由于浆体的作用很难采用一根孔底注浆管实现孔底返浆(因为孔太深,上部浆体作用造成实在压不上来,压不到孔口),这时就宜采用“接力返浆法”,即在筋体中分别在钻孔底部、中部绑定两根注浆管。当下部的注浆超过中部注浆一定距离或“过压报废”时,继续采用中部注浆管进行接力注浆直至孔口出浆。

2、钻孔有地下水时的对锚固质量有影响吗?

工程实践中,由于地下水的原因,常造成钻机成孔后孔中地下水渗入,甚至整个锚固工程钻孔全是地下水。这时有些技术人员要求将孔中的地下水排干方能确保锚固工程质量。暂且不说孔中地下水如何排干或有多大的难度,其实只要认真想想,只要确保“孔底返浆”,利用浆液将地下水如“水下灌注砼”一样逼出钻孔,就基本可以忽略地下水对锚固工程锚固的影响。

3、坡体破碎造成注浆量过大的问题。

有些破碎坡体常会出现浆体注浆量过大,甚至有的施工人员一个锚索孔注十几吨浆液的问题,这都是不应该的。因为,锚固工程注浆,它只是想确保锚固的锚固力,它不是对整个边坡进行复合地基灌浆,它也没有必要管那么多“闲事”。因此,岩土体破碎而注浆出现过量增加时,应在增加浆粘稠度,甚至成为“泥浆”,减小浆体的渗流速度和途径。笔者在工程中最常用1%左右的水玻璃加入进行处治,效果非常好,且锚固力也能有效保障。

此外,有一些大空洞、架空很厉害的坡体中,采用粘稠浆都无法解决时,笔者在二十前施工时采用“套袋法”解决。即编束时在筋体通长绑上水泥编织袋(最后一个袋子封底)将筋体“装入袋中”,下孔后通过在袋中注浆使基涨大而防止浆体四溢,从而达到确保锚固力的同时控制注浆量,这在工程中应用非常成功。

近些年来,国内所谓的“膜袋注浆”,其实就是将笔者现场随手使用的废弃编织袋更换为厂家生产的“袋”进行注浆而已,没有实质性的差别。

4、二次注浆工艺问题。

4.1、由于地层太差造成锚固体的锚固力通过一次孔底返浆无法实现时,工程最常用的造价相对较低、工艺相对简单的二次注浆工艺。但在相关课本、规范中常有要求一次注浆后24小时、28天后进行注浆的要求,或有二次注浆必须形成复合地基(树根状)等提高锚固力的要求。

其实依据笔者多年注浆的施工和设计经验看,只要将一次注浆看成的“封孔”,就可以在一次注浆完成后2小时左右进行二次高压注浆。工程实践证明,这种工艺效果非常好,且前后两次注浆衔接好,造价低廉,笔者推广后深受大家的欢迎,尤其是在笔者曾经工作过的广东省,其花岗岩全风化层、残去积层为代表,应用效果非常良好(当然,别的省份也可以用,大自然是没有界限的,技术是没有界限的)。

4.2、关于二次注浆要求采用劈裂注浆工艺的问题。这在相关课本、规范中最常见的是劈裂后的注浆形成复合地基。而在笔者多年工程施工和试验中发现,现实中绝大多数二次注浆很难形成劈裂。长为10m的锚固段往往二次注浆量不到2L(可乐瓶都装不满),但锚固力的确是翻了一番都不止。

其实,造成这种理论与现实差异的原因笔者认为是,课本、规范中的数据常来源于试验室,而试验进行二次注浆工艺研究,必然是“重塑岩土体”,其性质肯定不如现场原状土,造成加压注浆后极易形成劈裂。而现实中由于浆体很难劈裂,但高压造成浆体紧紧的握住了筋体,造成浆体紧紧挤压了孔壁。这在确保一定时间的“稳压”后,有效确保了锚固的翻番。

在此,笔者需要说明的是,有的技术人员认为:

1)现在很少用于二次注浆了,因为一次注浆可有效解决锚固力问题,除非是“稀泥”体才可能用到二次劈裂注浆,可能采用建筑部门的施喷锚索成功率更高。

2)二次注浆的配比、材料、压力、注浆管道材料等一系列问题,现在几乎没有单位会做了。

在此,笔者在此说明一下:

1)二次注浆是特殊工艺,不会在所有的地层中应用,当然也不会在“稀泥”中应用(因为用了也形不成锚固力,确需在“稀泥”中应用,笔者建议采用搅拌桩可能更优于旋喷桩)。但在煤系地层、高液限地层、残坡积体或有些全风化层(如花岗岩)、黄土、半成岩等地层之中有着广泛的应用。

2)二次注浆工艺并不等同于劈裂注浆,笔者在上面的文章已有说明。

3)无论是二次注浆还是劈裂注浆,工程施工工艺简单,且工程实践中并不会对其配比、材料等进行调整,为的就是施工便捷(这个工艺笔者在现场施工注浆和锚固工程多年,且工艺在全国很多省份广泛应用。当然,工程中笔者也见有的单位调整了配比和材料,这是另一条比较麻烦的工艺,不建议采用。)

篇幅所限,以后的事以后再说

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