就目前而言，注漿法的設(shè)計(jì)和施工還存在很強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)性，另外注漿施工常常要面對(duì)比較復(fù)雜的工程條件，必須根據(jù)實(shí)際工程情況進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。在一般情況下，注漿法的設(shè)計(jì)和施工可參考以下要點(diǎn)進(jìn)行。
1、設(shè)計(jì)與施工前的準(zhǔn)備工作
在注漿設(shè)計(jì)前要進(jìn)行詳細(xì)的工程調(diào)查，調(diào)查的范圍為注漿處理的范圍及其周邊區(qū)域。工程調(diào)查的內(nèi)容有：地質(zhì)構(gòu)造和地層分布情況；土的顆粒級(jí)配、含水量、孔隙率、滲透系數(shù)、土體強(qiáng)度、有機(jī)質(zhì)含量等物理力學(xué)指標(biāo)；地下水分布和特性；注漿處理范圍及其周邊區(qū)域的構(gòu)筑物情況等。
對(duì)于重要工程和在無(wú)相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)進(jìn)行注漿時(shí)，在注漿設(shè)計(jì)前宜進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)，以求得合適的設(shè)計(jì)參數(shù)，并檢驗(yàn)施工方法和設(shè)備。
施工前的準(zhǔn)備工作包括：設(shè)計(jì)單位應(yīng)向施工單位提供注漿設(shè)計(jì)文件并負(fù)責(zé)技術(shù)交底；施工場(chǎng)地事先應(yīng)予平整，除干鉆法外，應(yīng)沿鉆孔位置開(kāi)挖溝槽與集水坑，以保持場(chǎng)地的整潔干燥；機(jī)械器具、儀表、管路、注漿材料、水和電等的檢查及必要的試驗(yàn)；對(duì)施工區(qū)域及其周邊環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)排摸，落實(shí)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)和保護(hù)措施等。
2、注漿目的和注漿范圍
注漿的用途非常廣泛，但要達(dá)到不同的目的，需要采用不同的注漿工藝、注漿材料和技術(shù)參數(shù)，因此在設(shè)計(jì)時(shí)首先要明確注漿處理要達(dá)到的目的，以此為基礎(chǔ)，根據(jù)地質(zhì)情況來(lái)選擇合適的注漿范圍、注漿漿液和施工工藝，設(shè)計(jì)合理的技術(shù)參數(shù)。在基坑工程中注漿目的一般有降低土層滲水性、增加土體強(qiáng)度和變形模量、充填土體空隙、補(bǔ)償土體損失、堵漏搶險(xiǎn)等。
注漿范圍應(yīng)根據(jù)工程不同要求必須充分滿足注漿目的加以確定。注漿點(diǎn)的覆蓋土厚度應(yīng)大于 2m。
3、注漿漿液的選定和制備
注漿材料的選擇及其配比的設(shè)計(jì)，必須考慮注漿的目的、地質(zhì)情況、地基土的孔隙大小、地下水的狀態(tài)等，在滿足所需目的范圍內(nèi)選定最佳材料及配比。漿液的選定還必須兼顧經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于重要工程，在選定漿液前必須進(jìn)行室內(nèi)漿液配比試驗(yàn)。
在進(jìn)行滲透注漿時(shí)必須考慮被注介質(zhì)的可注性，選擇注漿材料要注意與被注介質(zhì)可注性的匹配。
國(guó)內(nèi)外廣泛采用簡(jiǎn)化公式來(lái)評(píng)價(jià)粒狀介質(zhì)的可注性。
式中：
N——可注比值；
D 15 ——地層土顆粒在粒度分析曲線上占 15%的對(duì)應(yīng)粒徑；
D 85 ——注漿材料在粒度分析曲線上占 85%的對(duì)應(yīng)粒徑。
巖體裂隙可注性是裂隙寬度應(yīng)大于注漿材料最粗顆粒直徑的 3 倍以上。
劈裂注漿法的漿液材料可選用以水泥為主劑的懸濁液，也可選用水泥和水玻璃的雙液型混合液。用作防滲堵漏的漿液可選用水玻璃、水玻璃與水泥的混合液或化學(xué)漿液。壓密注漿可選用低坍落度的水泥砂漿。動(dòng)水情況下的堵漏注漿宜采用雙液注漿或其它初凝時(shí)間短的速凝配方。
在有地下動(dòng)水流的情況下，不宜采用單液水泥漿等初凝時(shí)間長(zhǎng)的漿液。
漿液使用的原材料及制成的漿體應(yīng)符合下列要求：
(1)制成的漿體應(yīng)能在設(shè)計(jì)要求的時(shí)間內(nèi)凝固，其本身的強(qiáng)度、防滲性和耐久性應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)要求。
(2)漿體在凝固后其體積不應(yīng)有較大的收縮率，一般應(yīng)小于 3‰體積量。
(3)所制成的漿體在 1 小時(shí)內(nèi)不應(yīng)發(fā)生析水現(xiàn)象。
為了改善漿液性能，根據(jù)工程需要可在漿液拌制時(shí)加入早強(qiáng)劑、減水劑、微膨脹劑、抗凍劑、緩凝劑等外加劑，摻加量可參考產(chǎn)品說(shuō)明并應(yīng)作相關(guān)試驗(yàn)確定。
漿體必須經(jīng)過(guò)攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝�，才能開(kāi)始?jí)鹤ⅲ?yīng)在注漿過(guò)程中不停頓地緩慢攪拌，攪拌時(shí)間應(yīng)小于漿液初凝時(shí)間。漿體在泵送前應(yīng)經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)過(guò)濾。拌制好的漿液應(yīng)進(jìn)行隨機(jī)抽檢。
在冬季，當(dāng)日平均溫度低于 5℃或最低溫度低于-3℃的條件下注漿時(shí)，應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)采取適當(dāng)措施，以保證不使?jié){體凍結(jié)。在夏季炎熱條件下注漿時(shí)，用水溫度不得超過(guò) 35℃；并應(yīng)避免將盛漿桶和注漿管路在注漿體靜止?fàn)顟B(tài)暴露于陽(yáng)光下，以免加速漿體凝固。
4、施工工藝的選擇
施工工藝對(duì)注漿效果有很大的影響，每種施工工藝都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性，在進(jìn)行注漿設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮地基土特性、注漿目的、注漿范圍和注漿漿液等因素，對(duì)施工工藝加以明確。施工工藝的選擇帶有一定的經(jīng)驗(yàn)性，表 21-4 只是反映了部分地區(qū)的施工經(jīng)驗(yàn)，僅供參考。
5、漿液擴(kuò)散半徑和孔位布置
漿液擴(kuò)散半徑與漿液的流動(dòng)性和膠凝時(shí)間、注漿壓力、注漿量、注漿時(shí)間等因素有關(guān)，其確定方法包括理論公式計(jì)算、經(jīng)驗(yàn)判斷和現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)。由于地層條件的復(fù)雜性，理論公式計(jì)算時(shí)采用的參數(shù)很難符合實(shí)際情況，所以在沒(méi)有足夠施工經(jīng)驗(yàn)的條件下，推薦采用現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)方法確定漿液擴(kuò)散半徑。
在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)時(shí)要選擇不同特點(diǎn)的地基，最好采用多種注漿方法，以求得不同條件下的漿液擴(kuò)散半徑。
現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)常采用三角形布孔或矩形布孔的方式，見(jiàn)圖 21-12 和圖 21-13 所示。
注漿試驗(yàn)結(jié)束后可通過(guò)以下方法評(píng)價(jià)漿液擴(kuò)散半徑：
（1）鉆孔壓水或注水，求出注漿體的滲透性；
（2）鉆孔取樣，檢查空隙充漿情況；
（3）用大口徑鉆井或人工開(kāi)挖豎井，肉眼觀察地層充漿情況，并取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)研究。
考慮到地基土的不均勻性，在確定設(shè)計(jì)漿液擴(kuò)散半徑時(shí)要注意選取符合設(shè)計(jì)要求的，在多數(shù)條件下可以達(dá)到的擴(kuò)散距離。
確定了漿液擴(kuò)散半徑后，即可設(shè)計(jì)注漿孔布置。注漿孔的布置應(yīng)能使被加固土體在平面和深度范圍內(nèi)連成一個(gè)整體。
在一般情況下，用作防滲的注漿應(yīng)設(shè)置不少于 3 排的注漿孔，注漿孔間距可按 0.8～1.2m范圍設(shè)計(jì)；用作提高土體強(qiáng)度的劈裂注漿孔間距可按 1.0～2.0m 范圍設(shè)計(jì)；壓密注漿在選用坍落度較小的水泥砂漿時(shí)，注漿孔間距可按理論球狀漿體直徑的 2～5 倍設(shè)計(jì)。多排孔的布置以梅花形布孔為宜。
6、注漿壓力和流量
滲透注漿的最大容許注漿壓力推薦采用注漿試驗(yàn)曲線確定，即在注漿試驗(yàn)過(guò)程中，逐步提高注漿壓力，求得壓力和流量關(guān)系曲線(如圖 21-14 所示)，當(dāng)壓力升到某一數(shù)值(pf )時(shí)，注漿流量突然增大，表明地層已產(chǎn)生劈裂，因而把這一壓力值作為確定最大容許注漿壓力的依據(jù)。
在缺乏試驗(yàn)資料或在進(jìn)行注漿試驗(yàn)前需預(yù)定一個(gè)試驗(yàn)壓力值時(shí)，也可根據(jù)以下砂礫地基注漿的經(jīng)驗(yàn)公式確定。
巖石裂隙注漿最大容許注漿壓力除根據(jù)注漿試驗(yàn)確定外，也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)曲線或經(jīng)驗(yàn)公式確定，式 21-4 為考慮地質(zhì)條件、注漿方法和漿液濃度的經(jīng)驗(yàn)公式。
不同條件下的 m 值見(jiàn)表 21-5。表中第一類(lèi)巖石指強(qiáng)烈風(fēng)化并有多組大裂隙的松散巖石，第二類(lèi)巖石包括弱風(fēng)化、中等裂隙性巖石，第三類(lèi)指有細(xì)裂隙的較致密巖石。稀漿是指水灰比大于1的水泥漿液，稠漿是指水灰比小于1的水泥漿液。
劈裂注漿壓力的選用應(yīng)根據(jù)土層的性質(zhì)及其埋深確定。在砂土中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值是 0.2～0.5MPa；在黏性土中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值是 0.2～0.3MPa。如采用水泥-水玻璃雙液快凝漿液，則注漿壓力宜小于 1MPa。在保證可注入的前提下應(yīng)盡量減小注漿壓力，漿液流量也不宜過(guò)大，一般控制在 10～20 l/min 范圍。
壓密注漿壓力主要取決于漿液材料的稠度。采用水泥砂漿時(shí)，坍落度可在 25～75mm 左右，注漿壓力可選定在 1～7MPa 范圍內(nèi)，而且坍落度較小時(shí)，注漿壓力可取上限值。流量一般為 10～40 l/min。
7、注漿量
滲透注漿的常用注漿量計(jì)算公式為式 21-5。
不同條件下的有效灌注系數(shù)取值見(jiàn)表 21-6。
劈裂注漿只考慮孔隙率為主體的注漿率是不能確定注漿量的，劈裂注漿的注漿量一般表示如式 21-6。
式中：
Q——注漿量；
V——加固土體體積；
λ——漿液充填率。
漿液充填率 λ 的取值可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、施工經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)公式確定。根據(jù)上海、天津和江浙地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，劈裂注漿加固土體的漿液充填率一般在 15%～20%。
低坍落度砂漿壓密注漿的注漿量是根據(jù)每個(gè)注漿段注入的球狀體的體積來(lái)計(jì)算的，目前的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)較少，宜通過(guò)注漿試驗(yàn)來(lái)確定，現(xiàn)有的 CCG 工法在上海和浙江的工程實(shí)例中是按照直徑為 60cm 左右的球狀體來(lái)設(shè)計(jì)和施工的。
必須指出的是上述僅為注漿量的估算方法，在實(shí)際施工中應(yīng)根據(jù)注漿壓力的變化、地面是否冒漿、地表抬升、周邊構(gòu)筑物位移等情況對(duì)注漿量進(jìn)行即時(shí)的控制。
8、施工順序
注漿順序必須采用適合于地基土質(zhì)條件、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及注漿目的的方式。
一般情況下不宜采用自注漿地帶某一端單向推進(jìn)的壓注方式，應(yīng)按跳孔間隔注漿方式進(jìn)行，以防止竄漿或壓力過(guò)分集中，提高漿液強(qiáng)度與時(shí)俱增的約束性。對(duì)有地下動(dòng)水流的特殊情況，應(yīng)考慮漿液在動(dòng)水流下的遷移效應(yīng)，應(yīng)自水頭高的一端開(kāi)始注漿。
壓密注漿的施工順序應(yīng)根據(jù)周邊排水條件通過(guò)注漿試驗(yàn)確定，主要的設(shè)計(jì)原則是有利于地下水的排出。
一般注漿施工應(yīng)采用先外圍后內(nèi)部的注漿施工方式，注漿范圍以外有邊界約束條件時(shí)，也可采用自邊界約束遠(yuǎn)側(cè)開(kāi)始順次往近側(cè)注漿的方法。
若在施工場(chǎng)地附近存在對(duì)變形控制有較嚴(yán)格要求的建筑物、管線等時(shí)，可采用由建筑物或管線的近端向遠(yuǎn)端推進(jìn)的施工順序，同時(shí)必須加強(qiáng)對(duì)建筑物、管線等的監(jiān)測(cè)工作。
9、質(zhì)量控制
注漿施工過(guò)程中必須進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和質(zhì)量檢驗(yàn)，其主控項(xiàng)目包括原材料檢驗(yàn)、注漿體強(qiáng)度、注漿施工順序等，在有特殊要求時(shí)，還包括漿液初凝和終凝時(shí)間等；一般項(xiàng)目包括各種注漿材料稱(chēng)量誤差、注漿孔位、注漿孔深、注漿壓力、注漿流量等。注漿施工情況必須如實(shí)和準(zhǔn)確地記錄，應(yīng)有壓力和流量記錄，宜采用自動(dòng)流量和壓力記錄儀。施工中要對(duì)資料及時(shí)進(jìn)行整理分析，以便指導(dǎo)注漿工程的順利進(jìn)行，并為驗(yàn)收工作作好準(zhǔn)備。
注漿工程竣工驗(yàn)收的檢驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)提出的要求進(jìn)行，檢驗(yàn)時(shí)間一般在注漿結(jié)束 28天后。對(duì)于設(shè)計(jì)明確提出承載力要求的工程，應(yīng)采用載荷試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)；有抗?jié)B要求時(shí)可采用注水試驗(yàn)、抽水試驗(yàn)等原位測(cè)試方法測(cè)定其滲透性；加固工程可選用標(biāo)準(zhǔn)貫入或靜力觸探等方法對(duì)加固地層進(jìn)行檢測(cè)。
注漿施工和效果評(píng)定的經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)，在效果評(píng)定時(shí)要注重前后數(shù)據(jù)的對(duì)比，同時(shí)還要注意相似工程的類(lèi)比，這樣才能客觀地綜合評(píng)定注漿效果。由此可見(jiàn)，注漿工程的大量數(shù)據(jù)收集和分析是十分必要的。
10、周邊環(huán)境影響控制
采用注漿法進(jìn)行地基處理時(shí)，通常要經(jīng)歷先破壞、擾動(dòng)地基，然后經(jīng)過(guò)漿液凝固、土體固結(jié)等過(guò)程使地基土改良的過(guò)程，同時(shí)伴有施工時(shí)土體向周?chē)蛎�，施工后由于注漿壓力釋放、漿液凝固收縮、土體固結(jié)等原因土體又有收縮的趨勢(shì)。這些現(xiàn)象往往造成注漿法施工時(shí)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生不利影響，是在進(jìn)行注漿法設(shè)計(jì)和施工時(shí)必須考慮的因素。
控制周邊環(huán)境影響在施工方面可采取的措施包括：
(1)在可注入的前提下盡量降低注漿壓力和流量，降低孔隙水壓力的突增量，有利于孔隙水壓力的消散，同時(shí)有利于提高注漿效果。
(2)采用“多點(diǎn)少注”的方法，即加密布孔，減少每孔注漿量，避免應(yīng)力過(guò)分集中。
(3)采用由建筑物或管線的近端向遠(yuǎn)端推進(jìn)的施工順序，將施工引起的附加地內(nèi)壓力向遠(yuǎn)側(cè)引導(dǎo)。
(4)控制施工節(jié)奏，放慢施工速度，同樣有利于降低孔隙水壓力的突增量、有利于孔隙水壓力的消散、避免應(yīng)力過(guò)分集中。
控制周邊環(huán)境影響最重要的是對(duì)注漿進(jìn)行嚴(yán)格的信息化施工管理，即在施工期間對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)密的觀測(cè)和監(jiān)測(cè)，并將相關(guān)信息及時(shí)傳遞至施工方面，施工方面及時(shí)對(duì)信息進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)施工工藝、技術(shù)參數(shù)、施工順序、施工速度等進(jìn)行調(diào)整。
