钢花管分段注浆工艺试验与检测

注浆钢花管能起到改良土体、提高土体的抗渗性能的功能,还能够承受一定的荷载。基坑工程中采用的注浆钢花管,其加固形式从最初的钢锚管发展到承受侧向荷载的钢花管桩,在目前基坑和边(滑)坡支护工程中应用越来越多。可形成钢锚管复合土钉墙、超前钢花管桩复合土钉墙、多排钢花管微型组合桩以及钢花管桩挡土墙等多种复合加固体系。
目前有工程设置较密的注浆钢花管桩,并将其作为基坑或人工挖孔桩的防水帷幕,亦有在深基坑流砂治理、抢险工程中的应用实例。据相关文献记载,注浆钢花管桩复合支护体系1994年以后才开始在基坑中应用,其施工工法目前也处于探索当中。应用于基坑工程的注浆钢花管主要有钢锚管和钢花管微型桩2种形式,不同应用形式的注浆钢花管在注浆管结构、布置形式、施工工艺以及注浆工艺与参数上差异较大,没有形成相对统一的工法,工程施工质量较难保证。某道路滑坡治理时采用钢花管劈裂注浆技术,钢花管采用布置螺旋形注浆孔的89×5无缝钢管,第1次注浆采用外接pvc管无压灌浆,浆液配合比为水泥:水=1:0.45;间隔12—24h后进行第2次注浆,第2次注浆采用注浆枪头压力注浆,注浆压力为0.5~1.00mpa,配合比为水泥:水=1:(0.60—0.80)。张小东介绍了某基坑采用双排梅花形布置钢花管桩管身布置~b20mm注浆小孔的6140×10无缝钢管,外接pvc管多次高压灌注砂浆,直到浆液溢出孔口。某地铁基坑采用钢锚管土钉墙技术,以梅花形布置注浆孔的西42×3.5钢管作为钢锚管,低压慢灌工艺纯压式灌浆,水灰比为0.5:1;控制压力达0.4—0.6mpa,并稳压3—5min即可停止注浆。
注浆钢花管在注浆管结构、布置形式、施工工艺以及注浆工艺与参数上差异较大,有的采用孔底自下而上一次注浆,大直径钢花管采用二次间歇式灌浆工艺的较多,但在多次注浆压力与稳定注浆压力的确定、间歇时间确定、灌浆控制方法以及终止灌浆条件等的设置上,仍然缺乏统一的原则和控制方法。
总体上看,注浆钢花管多采用全段注浆方式,如不采用间隔注浆工艺难以获得较好灌注效果,在复杂地层条件下极易造成浆液顺渗透性较大地层或空隙通道流走,而发生不能在全段范围内均匀扩散的情况。分段注浆工艺是将整个注浆长度分段,分别灌入浆液的一种注浆工艺,一般可实现反复灌注,可以实现分层注浆量和注浆压力可控,在一定程度上可以解决全段注浆浆液不均匀扩散,以及孔口爆浆、串浆等问题。为提高注浆质量,宜采用分段注浆方法。但由于施工工序更为复杂,以及缺少配套的注浆装置,分段注浆较少的应用于大管径注浆钢花管中。针对这一情况,开发了钢花管分段注浆装置与相应工法,并申请了该注浆装置的专利。利用开发的注浆装置选择空隙发育的碎石土地层进行,对钢花管全段二次间隔注浆工艺和分段间隔注浆工艺进行对比试验,对2种工艺的注浆效果与实现难度进行对比。钢花管工艺试验前后分别进行勘测、渗透系数试验和开挖检验,检验全段二次间隔注浆工艺方法和分段注浆工艺方法的注浆效果。最后通过钢花管桩水平荷载试验,测试水平荷载作用下的地基承载力,评价钢管的受力性能,反算地基反力系数,由此判定加固效果。