锚固工程注浆的一些问题讨论(旧文新读,假日专题)

近日一些朋友询问锚杆、锚索和钢锚管的一些注浆问题,现汇总如下,供大家参考。

1、锚固工程注浆是采用纯水泥浆体还是砂浆体?

纯水泥浆体或砂浆体均可作为锚固工程的注浆材料。

这是因为采用砂浆的目的是提高注浆体的抗裂性。但由于考虑到浆体的可灌性,为防止砂含量过高造成堵泵、堵管等问题的出现而造成锚固工程注浆的失败,故浆体中所掺入的砂含量是相当少,对提高注浆体的抗裂性效果是相对有限的。

因此,只要浆体材料强度达到设计或规范要求(如M30或M35),在注浆过程中确保有效的注浆压力,就可有效防止或减小浆体凝固收缩造成的注浆体开裂。

2、锚固工程注浆的注浆压力如何确保?

在设计文件中,往往要求锚固工程注浆压力不小于0.4~0.6MPa等不同压力的要求。这对于确保锚固工程的锚固力是非常必要的。

但在一些设计文件中,由于技术人员对现场施做缺乏必要的认知,而出以下主要问题:

1)在设计图件中没有绘制出注浆管的布设,造成施工人员无法照图施工,从而出现“孔口注浆”的现象;

2)要求施工人员采用对注浆管“边灌边拔”的现象,造成注浆管拔管过快而出现注浆管浮于注浆体或出现“断桩”的现象;

3)要求钻孔中设置“贯穿”锚杆或锚索的止浆塞,从而形成注浆压力创造条件。这造成注浆时由于止浆塞与钻孔孔壁、止浆塞与钢筋或钢绞线之间存在间隙而漏浆严重,无法形成有效注浆压力。

以上这些现场中常见的不合理现象,其实均可采用将合格质量的注浆PVC管绑定于锚杆或锚索,并严禁在注浆时上拔,采用孔底返浆工艺就可实现锚固工程的有效注浆压力,从而实现锚固工程的有效锚固力。这是由于孔底返浆时,由于浆体具有较高粘度,故可有效利用于浆体的重力和粘挡力,实现注浆压力的要求。从笔者负责的多个工程施工来看,孔底返浆一般情况下均可满足注浆压力不小于0.4~0.6MPa的要求。

3、溶洞或其它的孔隙发育的边坡,如何防止注浆量过大或注浆压力无法实现的问题?

在一些不良坡体中,常听见施工方说某个孔灌注了几十方,甚至几百方的浆体,且可能钻孔仍未注满的怪异情况。这是非常不合理的。

对于锚固工程的注浆量若大于钻孔体积的1倍,就应停灌分析原因,而不能一昧的进行盲目注浆。因为,锚固工程是为了提高锚固工程的锚固力,而非对边坡体进行大量灌浆。

对于孔隙发育的破碎基岩或堆积体,一般可在搅拌罐中不断搅拌的浆体中加入1%左右的水玻璃,使浆体呈流塑状时灌入锚固钻孔而实现有效注浆。这在笔者负责的多个工点得以有效应用,工程效果良好。

对于存在单个大空洞或溶洞的边坡,考虑到锚固工程的“群锚性”,对个别锚固工程取消注浆是不会影响边坡整体稳定性的。笔者就曾在有些工程施工时,采用在坡面设置“没有锚固工程的框架梁”通过大空洞所在边坡区。这不但确保了边坡的美观,边坡使用多年来没出现的任何病害。

对于存在多个影响边坡稳定性的大空洞或溶洞的边坡,可采用将多个水泥编织袋“串接”(最后一个编织袋封底)套住锚杆或锚索,并进行适当绑扎后将注浆管置于串状编织袋中。从而确保注浆时由于编织袋的约束而避免了“跑浆”的发生,也有效利于编织袋注浆扩张时填满整个注浆孔,从而有效确保在不发生过量注浆的情况下实现锚固压力和锚固力。这在笔者施工的工点中也多成功应用。

4、锚索的二次注浆什么时候进行?

锚索的锚固力不足时,最常用的工艺为二次注浆。而二次注浆在有些规范或参考书中要求为一次注浆后的24小时或28天后进行,这造成了二次注浆的难以有效实施或现场施做的难度加大。

根据笔者多年现场施工经验总结,在一次注浆完成2小时后,即可快速进行二次注浆。这时由于一次注浆的良好封孔,为二次注浆压力提供了有效的保障。而一、二次注浆间隔时间的减小,可有效防止二次注浆难以劈裂、难以确保在注浆体在高压作用下对孔壁的挤压作用。这在笔者施工或指导的多种地层试验中得到了有效验证,并在多个省、部级设计院成功应用,也取得了相应的发明专利。

5、二次注浆提高锚固工程锚固力的原理是什么?

在多数教课书或参考书中,多认为由于二次注浆的劈裂作用,形成的”树根状“浆体有效扩大了锚固半径而实现注浆压力的有效提高。但在笔者负责的多个工程施做中,发现多数锚索锚固段的注浆量往往不到0.2L/m,但锚索的锚固力却基本上均能实现锚固力”翻番“的情况,而这样小的注浆量,是很难实现劈裂注浆压力的,也应更谈不上所谓”树根状“浆体有效扩大了锚固半径实现锚固力的工作原理。

基于此,笔者认为当锚固体锚固力只要能确保有效的注浆量或有效的注浆压力时,均可实现有效的锚固力。这就是锚固工程注浆时要求确保注浆量或锚固压力的原因。

多数教课书或参考书所反映的劈裂注浆为主实现锚索锚固力的原因,是由于试验室在进行二次注浆试验时的边坡模型多为重塑土体,其密实度相对于残坡积等自然坡体而言是偏低的,造成试验室进行二次注浆时往往发生劈裂而扩大了锚固半径,从而实现锚固力的提高。

但对于密实度较好的自然坡体,浆体进行劈裂时所需压力明显较大。但这种劈裂压力在实现前,由于二次注浆压力(稳定压力)能满足锚固工程锚固力的要求时,故没有必要继续提高压力形成劈裂压力。这种由压力实现的锚固力提高,在工程实践中明显较劈裂注浆实现锚固力占有绝对比率。这在笔者施工的多种地层试验中得到了有效验证,并在多个省、部级设计院成功应用,也取得了相应的发明专利。

实践出真知,尽信书不如无书。

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