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松散破碎岩土体钻孔和注浆工艺

时间:2023-07-19 来源: 浏览:

松散破碎岩土体钻孔和注浆工艺

原创 成永刚 悠游2019
悠游2019

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博士,教高,注册岩土工程师,中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事,中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员,国际工程地质协会会员,深部国重实验室顾问委员,中国国家公路建设项目评标专家。

收录于合集
设置于松散、破碎岩土体中的锚固工程,往往由于钻进过程中的塌孔等原因导致无法钻进、下索,或导致注浆时浆量严重偏大,甚至出现无法注满的情况出现。这种现象严重困扰着现场工程施工人员,也直接影响了锚固工程的施工质量。故此,笔者对松散破碎岩土体钻孔和注浆工艺进行必要的说明,供大家参考。
一、钻孔
松散破碎岩土体在施钻的过程中,由于孔壁四周的岩土体破碎,导致在钻进地过程中极易出现塌孔,造成无法进行钻进甚至卡钻使钻杆无法拔出。这种塌孔卡钻现象在任何岩土体中都可能出现,也就是说与岩块和土颗粒的强度无关,而与其完整性密切相关
依据钻孔的深度和松散、破碎岩土体的位置,对应的处治情况如下:
1、对于钻孔深度较小不超过10m左右的锚杆或钢锚管工程,由于钻孔深度较小,故可采用大方量空压机,配以大直径钻杆的潜孔钻机,使钻孔过程中以强大的气流和钻机的强大扭矩进行钻进,并在停钻后及时下入筋体予以解决。但需要说明的是,任何边坡工程中严禁采用开水钻进。这是因为强大的水流可有效提高钻孔的能力,但极易造成大量水体进入坡体而导致边坡出现病害。
2、对于钻孔深度较大的锚索工程,由于孔深较大,故往往很难采用加大空压机方量和大马力钻机解决,这时需通过加固钻孔壁进行解决。
1)对于钻孔深度全长范围内基本上都存在松散、破碎岩土体时,需采用跟管钻进。即在潜孔钻机钻进的过程中,同时将临时固壁的钢套管带入,从而实现对孔壁的有效支撑。待钻进结束筋体下入孔中后,利用千斤顶将套管拔出,从而实现钻孔、下索程序。

图1 跟管钻进工艺
2)对于在全长孔壁的局部存在松散、破碎的岩土体时,采用全长跟管钻进是不经济的。因此,工程中可采用注浆固化局部松散、破碎孔壁的方法进行解决。即钻进至松散、破碎岩土体的卡钻部位时,通过对该部位的钻孔注入添加速凝剂的一定量水泥浆,并放置一段时间,浆体有效实现孔壁的固化后重新扫孔钻进通过塌孔段。

二、注浆

在钻孔中及时下入锚杆、钢锚管或锚索等筋体后,就可对锚固工程进行及时注浆。但由于松散、破碎岩土体往往存在较大的空隙、裂隙,常出现注浆量严重超标,甚至无法注满的情况。

依据钻孔的深度和松散、破碎岩土体的特征,对应的处治情况如下:

1、对于岩土体中的空隙、裂隙较小时,可采用稀释后的一定波美度水玻璃适当加入浆液搅拌机,从而有效实现提高浆液的稠度,从而在注浆的过程中利用稠浆实现对孔隙或裂隙的封闭,从而实现有效的锚固工程注浆。

2、对于岩土体中的空隙、裂隙较大,甚至存在溶洞、岩堆等地层时,采用稠浆已无法有效实现锚固工程的注浆。对于此类情况,可采用“套袋法”进行解决。即将筋体装入高强土工布等形成的口袋之中,从而在下孔注浆时实现在套袋中的注浆,并利用套袋的膨胀使其紧贴于孔壁,从而有效实现浆量的控制和锚固力的保证。

图2 溶洞区套袋法注浆

需要说明的是,锚杆和锚索的注浆一定要贯彻孔底返浆工艺,即将注浆管绑定于筋体,在注浆的过程中严禁上拔,从而利浆液自身重量和粘度实现压力注浆。

图3 孔底返浆工艺

此外,有的人担心筋体下入后的塌孔会影响锚固体的质量,这种情况其实只要有效实现孔底压力返浆工艺,甚至必要时二次注浆工艺,就可有效实现工程质量。

其次,有的朋友担心注浆管留在孔中会影响工程的锚固力,其实在无论是在理论计算上,还是在工程实践中,这种现象都是不存在的。不信,自己可以去亲身计算与实践一下。因为,常言说的好,“古人学问无遗力,少壮工夫老始成。纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”岩土工程学识的积累不也是这样吗?

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