淺談灌漿加固技術在公路路基沉陷處理中的應用

馮娜娜

(河北省唐山市交通運輸局公路工程處)

1 引言

灌漿加固技術是處理公路路基沉陷處理的一個經濟實用的工藝。壓力灌漿是利用壓力將能固結的漿液通過鉆孔注入土體孔隙或建筑物的裂隙中，使被加固體物理力學性能得以改善。漿液注入被加固體后以填充、透、擠密等方式，擠出土體顆粒或巖石裂隙中的水分和空氣后占據其位置，漿體凝結后硬化后則將原來松散或不密實的土體膠結成一個整體，形成一個有較高強度，較好的水穩定及化學穩定性的結構整體。

2 工程概況

某公路埋設有11條穿路涵管，為鋼筋混凝土管。埋設時，基槽開挖深度為4 m，回填料為級配碎石。由于施工條件的限制，回填料壓實不充分，存在孔隙率大、壓實度差的情況。回填土體(料)在自身穩定過程和上部加載后，產生較大的沉降變形，造成涵管附近路基的不均勻沉降，影響公路的安全使用，為此需對回填土體進行加固處理。根據該工程實際情況，經認真分析，采用袖閥管法靜壓注漿方案對回填土進行加固處理，以增加回填土的密實度，提高強度和壓縮模量，減少沉降變形。

3 灌漿加固處理方案

3.1 方案特點

(1)充填擠密作用。漿液在劈裂、延伸及擴散過程中對周圍土體產生充填及擠密作用，從而改善和根本改變地基的物理力學性質及承受荷載的作用機制。

(2)加筋土及樹根樁作用。采用袖閥管式靜壓灌漿，使土體強度在多次注漿中得到提高，使土體與凝結體結合在一起，具有“加筋土”及“樹根樁”的優點，可增加地基承載力。

(3)分層注漿、均勻性好。因袖閥管注漿中灌漿段的設置和截止閥的單向性，可分層、多次灌注，注漿量可控制;還可根據需要設置直孔或斜孔，從而提高了注漿加固的均勻性。

3.2 處理范圍及注漿孔位布置

處理范圍為基槽開挖深度內回填料，在11個涵管兩側各布置一排垂直注漿孔，每排10孔，合計220孔，兩側孔距2.5 m，灌漿深度為4.0 m(根據現場開槽深度調整)。注漿材料為強度等級32.5普硅水泥，漿液密度1.6～1.8 g/cm3。

3.3 注漿工藝流程

定孔位→鉆孔→下注漿外管→制漿→下注漿內管→注漿→補灌→結束。

3.4 施工程序

(1)放線定孔位。準確測定涵管的外輪廓線，按設計要求放線、定孔位，并設置孔位標志。

(2)鉆孔。將鉆機安置在所鉆孔位置，鉆機安放穩定牢固，立軸豎直，經驗測孔位后方可開鉆。鉆進過程中，要詳細記錄鉆進情況，包括地層情況，孔位移動距離、方向，異常情況、處理措施，鉆孔深度等，經現場技術人員驗收合格后，方可移孔。孔位偏差不得大于5 cm。

(3)下注漿外管。將制作好的注漿外管平穩地置入孔內，下至設計深度其連接要牢固，各截止閥一定要可靠，并準確記錄各灌漿段位置。

(4)制漿。按設計配合比或漿液密度攪拌漿液，使用普通攪拌機攪拌漿液時間應不小于90 s，制備好的漿液放置時間不得超過4 h，每孔每段注漿結束后，要計量水泥用量。

(5)洗孔。為保證注漿的效果，在每次注漿完成后，要對注漿孔進行洗孔，用優質泥漿完成，確保下次注漿順利進行。

(6)補灌。在注漿量及壓力達到要求后，對注漿外管進行封口補灌，使管內填滿灰漿。

4 灌漿技術要求

4.1 材料

(1)水泥。灌漿采用普硅水泥R 32.5;水泥細度要通過80 цm方孔篩，其篩余量不大于5%;灌漿用的水泥必須符合規定的質量標準，不得使用受潮結塊的水泥。水泥不應存放過久，出廠期超過三個月的水泥不應使用。

(2)水。灌漿用水應符合相關規定，拌漿水的溫度不得高于40℃。

4.2 設備

(1)鉆孔設備。鉆機和鉆頭應根據工程地質條件選用，宜采用回旋式鉆機或沖擊式鉆機。

(2)灌漿設備。灌漿泵性能應與灌漿漿液濃度相適應，容許工作壓力應大于最大灌漿壓力的1.5倍。攪拌機應保證均勻連續的拌制漿液，灌漿前應試運行。灌漿管路應暢通，并能承受1.5倍的最大灌漿壓力。灌漿泵和灌漿孔口處均安裝壓力表。

4.3 漿液配制

制漿材料必須稱量，稱量誤差小于5%。水泥等固相材料采用重量稱量法。各類漿液必須攪拌均勻并測量漿液密度。純水泥漿液的攪拌時間，使用普通攪拌機時，不少于90 s;使用高速攪拌機時，不少于30 s。漿液在使用前過篩，自制備至用完的時間少于4 h。

拌制細水泥漿液和穩定漿液加入減水劑和采用高速攪拌機。攪拌時間通過試驗確定。細水泥漿液自制備至用完的時間少于2 h。集中制漿站制備水灰比為0.5∶1的純水泥漿液。輸送漿液流速為1.4～2.0 m/s。各灌漿地點測定來漿密度，調制使用。漿液溫度保持在5～40℃，超過此標準為廢漿。

4.4 灌漿壓力、灌漿方法

注漿壓力暫定0.2～0.4 MPa，可根據上覆土層厚度及現場試驗情況確定。灌漿分二序孔施工，孔距由稀至密。第Ⅰ序孔孔距5.0 m，第Ⅱ序孔孔距2.5 m。每孔自下而上分段進行灌漿，每段0.75 m。每孔灌漿2～3遍。

4.5 灌漿鉆孔

鉆孔位置誤差不超過5 cm，鉆孔垂直度小于1.5%，孔內沉渣厚度不大于20 cm。鉆孔深至設計深度。

4.6 灌漿結束標準

根據資料和經驗結束標準如下:達到灌漿壓力要求，并穩定15 min可結束。地面冒漿時可暫停灌漿封堵冒漿處或采用間歇方法灌注。

5 結束語

(1)避免了開挖重新換填施工，減少了開挖廢棄物對環境的污染，縮短了維修處理時間。

(2)施工基本不受天氣影響，施工設備投入及對現場的環境要求都比較簡單，易于操作，對于距離城市及大型拌和站較遠的邊遠公路尤其適用。

(3)維修期間可以半幅施工、半幅繼續維持通行，減少了對社會公眾的出行影響，而且更重要的是減少了如大規模開挖可能帶來的不利社會影響，具有明顯的社會效益。

(4)經過造價比較，灌漿處理具有顯著的資金成本優勢，這是其能得到認可和推廣的重要因素。

［1］ 祁學英.公路工程中灌漿加固技術的應用［J］.青海交通科技，2009，(2).

［2］ 楊創貴.樹根樁托換及灌漿加固技術在高速公路邊坡加固中的運用［J］.科技資訊，2006，(6).