紅星路南延線道路工程路基沉降鉆孔注漿施工技術(shù)

張 文 選， 陳 濤， 王 大 鵬

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 工程概述

紅星路南延線道路工程一期施工全長6.82 km，該段道路于2012年4月開工，2012年12月竣工，施工工期較短，路基與溝槽未經(jīng)過雨季自然沉降，在投入使用后，在K0+500～K0+580段東側(cè)輔道出現(xiàn)1～3 m范圍的路面沉降，沉降最大深度為5 cm。為防止其繼續(xù)沉降，影響道路安全，對該路段采用鉆孔注漿的方式加固路基。筆者對該實例進行了詳細分析，探討了路基沉降鉆孔注漿施工技術(shù)。

此次路基沉降主要為回填段，回填段地質(zhì)情況從上至下依次為：12 cm厚瀝青混凝土，50 cm厚5%的水泥穩(wěn)定碎石料，20 cm厚級配碎石，80 cm厚砂礫石、回填土(素填土或頁巖)。

該段沉降路基為電力隧道開挖后回填形成的路基，施工時段為2012年11月16日～12月10日，最大填筑高度為11.5 m，采用20 t壓路機分層碾壓，分層厚度為30 cm，填料為合格的頁巖和砂礫石。經(jīng)分析后認為該段路基沉降的原因為：一是由于施工工期短，回填段路基未經(jīng)過一個雨季的自然沉降期，導(dǎo)致該段路基發(fā)生自然沉降變形；二是該段為半挖半填路段，電力隧道施工區(qū)為回填區(qū)，其它路段為挖方路基，從而造成填方路基發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致路面下沉。

2 路基鉆孔注漿設(shè)計

2.1 注漿材料

該工程考慮到路基填料為頁巖和砂礫石，選用P.O425R普通硅酸鹽水泥和粉煤灰按一定比例拌和作為注漿漿液，其優(yōu)點是可以迅速改善土體強度，具有防水密實作用，操作工藝簡單，可灌性好。

2.2 注漿參數(shù)的選擇

注漿參數(shù)包括漿液擴散半徑r、容許注漿壓力、注漿孔布置方式等，這些參數(shù)互相聯(lián)系，與地基土滲透性等相關(guān)。

(1)漿液擴散半徑r。

注漿孔布置中，漿液擴散半徑r可通過理論公式估算。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較復(fù)雜或計算參數(shù)不易選準時，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定。

根據(jù)《建筑地基處理手冊》，地基擴散半徑的計算公式為：

式中V為每孔注漿量，根據(jù)計算為535 L；n為施工段的天然孔隙率，取值范圍為0.4～0.5，本工程取0.45；l為灌注孔長度，即從注漿管底部到灌注孔底部的距離(m)，本工程為0.4 m。

(2)注漿壓力。

注漿壓力值與路面的結(jié)構(gòu)、初始注漿的位置和注漿序次、方式等因素有關(guān)。在注漿處理前，應(yīng)通過現(xiàn)場注漿試驗確定，以取得施工所需的參數(shù)。

根據(jù)試驗，在保證路面不被破壞的情況下，本工程注漿壓力應(yīng)控制在0.1～0.3 MPa。

2.3 注漿量的確定

在正常情況下，理論注入的耗漿量應(yīng)填充到顆粒之間的空隙中，或沿層理、裂隙劈裂式注入。

根據(jù)《地基處理手冊》中的漿液用量計算公式：

Q=k·v·n·1 000

式中v為土的體積，加固深度為2.5 m，單位體積為2.5 m3；n=e/1+e；e為孔隙比，根據(jù)地質(zhì)勘察報告 及 規(guī) 范，e取1.15，則：n=e/1+e=0.535；k為經(jīng)驗系數(shù)，頁巖k= 0.3～0.5 ，取0.4。

故：Q=k·v·n·1 000 = 0.4×2.5×0.535×1 000 = 535(L)

2.4 注漿孔的布置方式

注漿壓力、漿液擴散半徑r確定后，注漿孔距的取值范圍也就確定了。注漿孔距L的取值范圍在r≤L≤2r之間。

注漿孔布置一般按三角形排列，即前排孔的位置與后排孔的位置沿公路軸線方向錯開1/2的孔距，平面上呈梅花狀。本工程注漿孔布置采用梅花形布置，間距為2 m。

3 鉆孔注漿施工

3.1 鉆 孔

本工程鉆孔采用MG-40型鉆機，孔徑90 mm。注漿孔深度為2.5 m。所有注漿孔一次性成孔。鉆機進場后，按已布設(shè)的孔位準確就位，鉆孔位置和設(shè)計孔位偏差≤10 cm。鉆孔時，檢查鉆桿的直順度，盡量減少注漿孔的傾斜度，孔底偏差應(yīng)≤25 cm。鉆孔時如發(fā)現(xiàn)偏差超過要求，應(yīng)及時采取糾偏措施。鉆孔時逐孔編號登記并記錄滲水、鉆孔速度等數(shù)據(jù)。

3.2 制 漿

制漿采用灰漿攪拌機，制漿用水為城市自來水，制漿按照設(shè)計配合比準確計量拌制，施工時根據(jù)單孔注漿率、注漿壓力的變化逐漸增大水灰比(水灰比變化區(qū)間為2∶1～1∶2)，以使注漿效果達到最佳。本工程初次注漿采用的水灰比為2∶1漿液，水灰比逐漸增大至1∶2，每一級水灰比按0.2～0.5控制。不同水灰比對應(yīng)的水泥漿見表1。

表1 不同水灰比對應(yīng)的水泥漿表

3.3 注 漿

首先將2.5 cm直徑的PVC注漿管鑲?cè)肟字校铱卓谙蛳?0～50 cm，用砂漿填封孔壁和注漿管間隙，防止?jié){液上冒。

待砂漿凝結(jié)后，采用SNS-65/1.5注漿機注漿。注漿時，注漿順序為先注漿帷幕孔，后注加固孔。注漿時成一孔、注一孔，全孔采用一次注漿法，單孔注漿時根據(jù)單孔注漿率和注漿壓力改變漿液濃度進行注漿。

施工時注漿壓力按0.1～0.3 MPa控制。初注時，采用2∶1水泥漿打通空隙，再逐漸增加漿液濃度至1∶2，每級增加按0.5～0.25控制，最大水灰比不超過1∶2。漿液濃度由稀變濃，逐漸變換。當(dāng)注漿壓力保持不變、注入率持續(xù)減少時，或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比。當(dāng)某一級漿液注入量已達300 L以上或注漿時間已達1 h，而注入率和壓力均無改變或改變不顯著時，則改用濃一級的漿液。注漿過程中，注漿壓力或注入率突然改變或改變比較大時，應(yīng)停止注漿，立即查明原因，采取相應(yīng)的措施進行處理。

當(dāng)注漿量超過1 000 L時，則暫停注漿15～20 min，再繼續(xù)注漿至無法注入為止，撤管封孔。

3.4 后續(xù)處理

注漿完成后，清理現(xiàn)場，清掃路面。待注漿凝固、強度達到要求后，對沉降路面進行恢復(fù)處理。

4 灌漿質(zhì)量控制

(1)施工前，工作人員一定要熟悉施工圖紙和施工規(guī)范，做好施工進度記錄。灌漿施工完成后，從事施工質(zhì)量控制的工作人員要對施工過程進行復(fù)查，做到萬無一失，避免出現(xiàn)工作上的遺漏而導(dǎo)致后期出現(xiàn)嚴重的質(zhì)量問題，甚至是安全事故。

(2)嚴格控制施工材料，從施工材料的采購到使用和配合等各方面進行監(jiān)督和管理。灌漿施工中漿液的濃度、水、水泥之間的配合比例等都需要進行嚴格控制，才能確保施工質(zhì)量。

總之，要從各個方面控制灌漿施工質(zhì)量，進而才能確保地基施工質(zhì)量。

5 結(jié) 語

該段路基經(jīng)鉆孔注漿加固處理以及一年時間的通車運行，未發(fā)現(xiàn)路基再沉降，因此，對于路基沉降量不大、可灌性好的路基，可通過鉆孔注漿的方式處理沉降路基。鉆孔注漿技術(shù)對周邊環(huán)境破壞小、施工速度快、成本低廉，因此在路基沉降處理中具有一定的推廣價值。

參考文獻:

[1] 水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范， DL/T 5148-2012[S].

[2] 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范，JTG D60-2007[S].