軟基壓力注漿法施工與質量控制分析

李新方 王修山

(1.長興縣經(jīng)濟和信息化委員會，浙江 湖州 313100; 2.浙江理工大學建筑工程學院，浙江 杭州 310018)

軟基壓力注漿法施工與質量控制分析

李新方1王修山2

(1.長興縣經(jīng)濟和信息化委員會，浙江 湖州 313100; 2.浙江理工大學建筑工程學院，浙江 杭州 310018)

介紹了軟基壓力注漿法的加固機理與主要方法，對壓力注漿施工前應做的準備工作及其工藝流程進行了詳細分析，并總結了具體的質量控制措施，以確保軟土地基的處治效果。

壓力注漿法，施工工藝，質量控制，軟基

軟土地基處理是工程建設中經(jīng)常要遇到的問題，近幾年國家公路網(wǎng)建設飛快，對工程的質量要求越來越高，采取何種有效的方法解決軟土地基沉降是道路管理部門需要面對的一個重要問題。針對軟土地基處理的方法有很多，近幾年壓力注漿技術因具有防滲、堵漏及加固等特點而被廣泛的應用于高等級公路的建設和養(yǎng)護維修。

1 壓力注漿法

1.1 加固機理

壓力注漿法是指在氣壓或液壓的作用下，通過注漿管均勻地將具有凝固性的漿液灌入填料土層中，漿液在土層中以滲透、填充和擠密等形式將原土層中的水分和空氣擠出并替換，硬化后將原來松散的土粒膠結形成新的土體，具有結構新、強度大、防滲性及穩(wěn)定性能良好等特點，達到土基加固效果，降低或防止土基的滲透和不均勻沉降。

1.2 主要方法

壓力注漿法根據(jù)漿液在土層中的作用機理的不同可分為劈裂注漿、壓密注漿與滲透注漿三種。

劈裂注漿是指漿液在外部注漿壓力作用下，對土層施加附加壓應力，使得土體結構發(fā)生結構性破壞或擾動，產(chǎn)生剪切裂縫，漿液沿著裂縫從土體強度低的地方向強度高的地方發(fā)生劈裂，使得土層中的裂隙或孔隙進一步擴展，形成新的裂隙，漿液進入裂隙形成加固土體的骨架。劈裂注漿可用于軟～流塑粘土土層和滲透性較好的砂層加固。

壓密注漿是指利用較高的壓力將濃度較大的漿液注入土體中，漿液首先填充較大的孔隙，然后在高注漿壓力的作用下浸入土體孔隙，隨著土層孔隙中水壓力的升高不斷擠壓土體，最終出現(xiàn)剪切裂縫，發(fā)生劈裂，漿液填充到裂縫中形成新的骨架結構。壓密注漿法可用于非飽和土體的加固及大開挖時對臨近土體的加固等。

滲透注漿是指漿液在相對較小的注漿壓力作用下，填充土層中的孔隙或裂隙，將其中的水分和空氣擠出，從而達到加固土體的目的。滲透注漿基本不改變原有土層的結構和體積，可用于中砂以上的砂性土層的加固[1-3]。

2 施工分析

2.1 施工準備

壓力注漿施工準備工作主要包括施工方案確定、原材料選擇和注漿參數(shù)確定等。

1)施工方案確定。

壓力注漿法施工方案通常根據(jù)如下原則去選擇：

a.施工所用漿液通常以水泥漿、水泥粉煤灰漿和水泥水玻璃漿這三種為主，同時輔以適量的外摻劑優(yōu)化漿液性能。

b.注漿施工時應設置封壓層。若軟土地基上有硬殼，則可直接將其作為封壓層；反之，則應在軟土地基上鋪筑一層厚50 cm的粘土墊層，或者直接碾壓地基得到封壓層。

c.注漿的先后順序。當土層上部存在厚度較大的砂礫層時，應采取從上至下的方式進行分層注漿；當土層上部砂礫層厚度較薄或沒有砂礫層時，則應采取從下至上的方式分層注漿。

2)注漿材料確定。

組成壓力注漿施工所用漿液的原材料來源很多，通常可以歸結為兩大類，即粒狀漿類材料和化學漿類材料。兩類材料中后者由于生產(chǎn)成本較高、施工難度系數(shù)大，應用很少。因此，在實際工程施工中通常選擇粒狀類材料，主要有水泥漿、水泥粉煤灰漿以及水泥水玻璃雙漿三種。

a.水泥漿。水泥漿一般由普通42.5號水泥和水按一定比例配制而成，常用水灰比為0.8∶1～1∶1。在實際工程中為了使?jié){液性能得到提升往往加入一定量的外摻劑，如速凝劑、早強劑和懸溶劑等。采用水泥漿進行壓力注漿施工的特點是漿液灌注性能良好，初凝和終凝時間比較短，形成的新土體強度高。通常可用于構造物下面有軟土地基或地基沉降量較大路段的處治。

b.水泥粉煤灰漿。水泥粉煤灰漿一般由水泥、粉煤灰和水按一定的比例混合而成，常用水灰比為0.8∶1～1∶1，粉煤灰用量占水泥和粉煤灰總量的0～30%。水泥粉煤灰注漿施工的特點是漿液澆筑性好，初凝和終凝時間比較長，形成的新土體的強度較低，水泥用量和所需費用少。通常可用來進行路基沉降量較小路段的處治[3]。

c.水泥水玻璃漿。水泥水玻璃漿是以水泥和水玻璃為主材料，將兩種材料按照一定的比例，采用雙液方式注入，根據(jù)工程需要加入一定外摻劑(如速凝劑和緩凝劑等)所制備的注漿材料。其特點是漿液可控性好，結石率高，費用低，但結石體易粉化，化學結構不穩(wěn)定。可用于隧道大涌水、突泥封堵及巖溶流塑粒土的劈裂固結，地下水流速較大路段的地基處理[4]。

3)注漿參數(shù)確定。

注漿施工參數(shù)主要包括漿液擴散半徑、注漿孔孔間距離和容許注漿壓力等。

a.漿液擴散半徑。以現(xiàn)場試驗為基礎，結合壓力和軟土的滲透性能確定漿液擴散半徑，然后進行注漿孔布孔。常用布孔形式為矩形和梅花形兩種。

b.注漿孔孔間距離。根據(jù)土層的性質和構造物類型確定注漿孔孔間距離，若在軟土地基中含有厚度大、防滲性差的砂礫層時，注漿孔孔間距離一般取3 m～5 m；若軟土地基主要由飽和粘性土組成，則注漿孔孔間距離一般取2 m～3 m。

c.容許注漿壓力。在施工中，容許注漿壓力值一般以不使地層破壞或僅局部出現(xiàn)少量破壞作為確定原則[5]。通過現(xiàn)場實際注漿試驗得到注漿壓力與漿液用量之間的關系曲線，在兩者關系曲線中，若當注漿壓力增大到某一值時，漿液用量突然增加，則表示土層結構被破壞，此時對應的注漿壓力值即可看做是容許注漿壓力。

2.2 施工流程

壓力注漿一般按如圖1所示流程進行施工。

壓力注漿施工過程應注意如下幾個方面：

1)采用分序成孔施工時，應當采取的施工順序為：首先按由外向內的順序進行分序，其次按先四周邊緣孔后加固孔的順序灌注；

2)以注漿壓力達到0.5 MPa，注漿量小于1 L/min作為止?jié){標準，當施工所用漿液用量或注漿壓力達到該標準時即可停止注漿，然后繼續(xù)穩(wěn)壓3 min；

3)施工過程中，應用止?jié){封塞對注漿孔進行處理，防止出現(xiàn)堵管現(xiàn)象；

4)施工人員在注漿作業(yè)過程中，應隨時進行觀測，如果產(chǎn)生地面隆起或管口跑漿現(xiàn)象，則應當立刻停止作業(yè)，分析產(chǎn)生的原因。并在進行后續(xù)注漿時適當減少漿液用量，同時檢查封孔和注漿設備等，若仍產(chǎn)生前述現(xiàn)象，則應停止注漿施工；

5)注漿施工結束后，采用水泥混凝土或瀝青渣對注漿孔口進行密封，并用鐵鏟將孔口有隆起的地方鏟平，撤走所有的施工設備后，經(jīng)養(yǎng)生24 h即可開放交通[6]。

3 質量控制措施

3.1 質量控制

壓力注漿作業(yè)屬隱蔽工程施工，因此要保證質量必須加強施工質量控制[7]。壓力注漿施工質量控制主要包括：注漿材料的控制、漿液質量的控制、鉆孔質量的控制、注漿施工隱患防治措施等，施工過程中要制定健全的管理制度并做好現(xiàn)場監(jiān)控。

3.2 檢測與評價

注漿作業(yè)屬于隱蔽工程施工，因此應當嚴格根據(jù)設計要求以及相關施工規(guī)范進行，鑒于尚未有明確的規(guī)定對壓力注漿工藝進行詳細評定，在實際施工中對壓力注漿檢測和評價方法包括以下幾個方面：

1)壓力注漿施工質量檢測的內容主要包括：a.注漿所用材料達到設計的要求；b.施工流程嚴格按照設計文件進行；c.與施工有關的原始資料記錄清楚齊全且詳實。

2)注漿施工質量檢測方法主要采用開挖鉆探法、物探法、聲波檢測法和變形觀測法等。

4 結語

壓力注漿技術廣泛的用于處治軟土地基不均勻沉降等工程問題，在注漿作業(yè)中要加強施工全過程質量控制，采用合適的方法對施工結果進行檢測和評價，保證軟土地基處治效果。

[1] 閆澍旺,孫立強,李 偉,等.真空加固超軟土工藝的室內模型試驗研究[J].巖土工程學報,2011,33(3):341-347.

[2] 苑曉青.新型真空預壓法室內模擬試驗與沉降的預測研究[D].長春:吉林大學,2013.

[3] 米慧杰,林捷軍,薛艷文.壓力注漿處理高等級公路軟土地基的技術[J].山西建筑,2004,30(4):23-24.

[4] 王 波.高速公路橋背沉降控制的后注漿法應用研究[D].成都:成都理工大學,2009.

[5] 陳 建.壓力注漿加固地基質量控制[J].建設管理,2011(9):54-58.

[6] 李 博.注漿加固技術在橋頭跳車病害防治的應用[D].成都:西南交通大學,2005.

[7] 張建牛.注漿加固技術在軟弱地基處理中的應用[J].山西建筑,2005,31(2):65-66.

Analysis of soft foundation grouting reinforcement technique in construction and quality control

Li Xinfang1Wang Xiushan2

(1.ChangxingCountyEconomicandInformationCommission,Huzhou313100,China;2.ArchitecturalEngineeringInstituteofZhejiangSci-TechUniversity，Hangzhou310018,China)

The thesis introduces the reinforcement mechanism and major methods of soft foundation pressure grouting method, analyzes pressure grouting construction preparation and technological procedures, and summarizes specific quality control measures, with a view to guarantee soft foundation treatment effect.

pressure grouting method, construction technology, quality control, soft foundation

2015-02-04

李新方(1985- )，男； 王修山(1974- )，男，博士后，副教授

1009-6825(2015)12-0082-02

TU753.3

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