壓密注漿技術在地基加固中的應用

夏新星 劉 興

（1.中交三航局第三工程有限公司， 江蘇 南京 210000）

（2.上海振華重工（集團）股份有限公司， 上海 200125）

1 工程概況

鎮江市京江路工程西起潤州路，東接汝山路，自引航道閘站至焦南壩，全長8349.711m。京江路道路既是城市道路，更是鎮江市抵御長江水入侵的第一道防洪大堤，道路按照路堤合一形式設計，需要同時滿足城市道路和防洪大堤的設計要求。道路全線施工樁號為K0+200-K8+349.711，在開工前，K4+005.2處有現狀箱涵一座。

工程全線有多種斷面形式，路寬20～50米不等，其中K6+140～K7+732為上下行分離式路基。道路紅線范圍內地基均為軟基地段，原設計有深攪樁、強夯等軟基處理方式，中部填土及路床采用6%灰土，主線路面底基層采用20cm 10%灰土，路面基層為水泥穩定碎石，路面面層為瀝青混凝土。在工程施工過程中，壓密注漿工藝作為加固補強措施在多處應用，處理段落為 K4+000～K4+010.393、K6+280～K7+460 及 K7+680～K7+800。

2 實施部位

2.1 K4+000～K4+010.393段地基加固

因K4+005.2原箱涵處在快車道水泥穩定碎石攤鋪結束并經養護七天后，清除土工布時發現在位于箱涵部位的快車道水泥穩定碎石基層上出現全幅橫向裂縫，經在裂縫處鉆孔取芯，發現裂縫深度貫穿整個水穩基層，測量裂縫寬度為2～3mm。經與建設單位、監理單位、設計單位現場查看并經討論后，分析裂縫產生原因為K4+005.2老箱涵部位縱向10.393m范圍內原地基未進行深攪樁等軟基處理措施造成下沉引起，為設計原因。經過各方研究，處理原則如下：

（1）在箱涵處10m長（包含箱涵寬度4m）、62m寬范圍內采取壓密注漿處理，樁長為17m（箱涵兩側）、5.7m（箱涵上），此段總延米6181.6米；

（2）注漿前對樁位處水泥穩定碎石進行鉆孔處理，以便后續壓密注漿的正常施工；對裂縫處縱向2m長范圍內水泥穩定碎石進行破除，破除寬度為水穩全寬，破除完成后立即進行壓密注漿施工，注漿完成后用C30砼澆筑補足路面，取代已破除水穩；

（3）壓密注漿完成后對水泥穩定碎石上的鉆孔進行C30砼澆灌，澆灌完成后在機動車道水泥穩定碎石基層上鋪設玻纖格柵，瀝青攤鋪時在各面層間均鋪設一層玻纖格柵。

該段壓密注漿施工時間為2014年12月11日至12月21日，滿足了工程整體進度需要，體現出了壓密注漿施工快、工期短的特點。

2.2 K6+280-K7+460軟基處理

根據原設計要求，K6+280-K7+460段為上下分離段，下行段地基采用深攪樁處理，上行段為慢車道及人行道，地基不作處理。由于下行軟基處理范圍北側為道路中心線外 1米，則按設計進行深攪樁處理前，需先對該部位上堤進行較大方量的土方挖除，會破壞上堤路床范圍內的原狀土結構，不利于整體的穩定性和施工的協調性，同時對防洪大堤可能會造成一些未知的安全隱患。考慮到結構穩定及施工操作方便性，項目部申請采用壓密注漿工藝取代深攪樁對該位置進行加固處理，經研究業主下達了變更指令，處理原則如下：

（1）對K6+280-K7+460北側3-4根深攪樁位置進行壓密注漿加固處理，取消該部位深攪樁；

（2）處理斷面南側1-2排孔頂高程按同斷面深攪樁樁頂高程控制，北側1-2排孔頂高程在原大堤平臺上成孔；

（3）有效注漿孔深均按原深攪樁設計長度控制，孔深為15.3m（北側）、13.3m（南側），15.3米孔位352個，13.3米孔位3279個，此段總延米47907米。

圖1 分離段下行北側壓密注漿斷面示意圖

該段壓密注漿體現出了該工藝操作面小、簡便靈活等特點。同時，在濱水區需要考慮防洪及抗滲特點的路段，壓密注漿的漿液可與漿脈連通的所有裂縫、洞穴等隱患漿被漿液充填擠壓密實，通過漿、土互壓和土體的濕陷固結等作用，使土體內部應力得到改善，產生塑性變形，卻不產生劈裂破壞，從而也能達到加固堤防、提高壩體抗滲性能的目的。

2.3 K7+680-K7+800軟基處理

原設計K7+800以東軟基為深攪樁處理，K7+800以西為強夯處理段。原地面清表后，經過現場探坑觀察，發現K7+680-K7+800深攪樁施工范圍內土層中含有塊石和建筑垃圾，深攪樁機此段無法進行鉆進施工。經過申報后由原加高培厚大堤的監理單位聯合鎮江市工程勘測設計研究院結合此段的一些特征作了一個歷史情況說明，同時在地質勘探報告中也明確了此段土層中夾雜石塊、磚塊等。考慮此段正處于焦山風景區東大門停車場的東入口，結合焦東停車場的使用性質及東入口使用功能的特征，此段不宜采用預處理形式的相關軟基處理方案，考慮到壓密注漿經各方研究后下達了變更指令，方案如下：

（1）取消K7+680-K7+800段深攪柱施工，采用壓密注漿進行軟基處理；

（2）壓密注漿孔深15.3m，孔位2348個，此段總延米35220米。

圖2 強夯段西側壓密注漿斷面示意圖

此段土層內含有塊石夾層，深攪樁機鉆頭直徑較大，無法順利施工，而壓密注漿鉆頭直徑較小，且采取壓密形式對土層空隙進行注漿以提高整體強度，遇到塊石阻力孔位微小調整卻不影響整體處理效果，充分體現出了壓密注漿操作靈活，受地基類型影響小等特點。

3 施工工序及質量控制

3.1 施工工藝流程：設備人員進場→土方開挖整平→孔位測量放樣→鉆機成孔、水泥漿攪拌→沉管至設計孔深→注漿→分段拔管→封孔。注漿先施工四周一圈，待水泥漿達到一定強度后再施工內排，內排施工壓漿時采用跳壓法施工（跳孔1-2個間隔的順序方式進行施工）。

3.2 技術要點：壓密注漿孔位等邊1.2-1.3m等邊三角形布置，注漿液配合比：水泥110kg每延米,注漿量0.1m3，漿液水灰比0.6，泥漿比重1.71g/cm3，注漿壓力控制為0.2-0.3MPa。深度大取高值，深度小取低值，水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥。壓密注漿加固土檢測分別采用精力觸探、沉降觀測等方式進行效果檢驗。

3.3 在注漿過程中，應注意是否冒漿，一旦發現冒漿，應立即停壓，待15min左右再灌，并限量注漿，控制單位吸漿量，少注多復。對冒漿部位進行處理，在孔口開口，用粘土或土工布搗實，形成阻漿蓋。也可根據情況降低注漿壓力，提高漿液濃度，必要時摻砂或水玻璃。

3.4 注漿施工應間隔跳打，以免造成串漿，起管時應交叉起管高度，以保證壓漿的均勻擴散和擠壓。如發生串漿，可適當調節序孔距離和相鄰孔位注漿及拔管時間間隔。串漿孔若為待灌孔，采取同時并聯注漿的方法處理，如串漿孔正在鉆孔，則停鉆封閉孔口，待注漿完后再恢復鉆孔。

3.5 注漿過程中有地下水冒出地面時，需在周圍設置排水溝，安排人員用潛水泵排出施工場地；待漿液冒出后，須停止一小段時間后在注漿。

3.6 沉管深度、注漿量、注漿壓力、范圍、漿液配合比等應根據要求派專人負責控制，并如實、準確地做好記錄。在注漿過程中，也需對其臨近建筑、地面等的沉降、傾斜、位移和裂縫進行監測，有發現異常情況立即停止觀察、研究討論。

4 效果評價

在K6+280-K7+460、K7+680-K7+800軟基處理完成10d左右，對處理部位進行了靜力觸探檢測，根據壓密注漿靜力觸探的比貫入阻力（Ps）曲線圖，施工后水泥土的比貫入阻力（Ps）值為2.71-3.48 MPa（平均比貫入阻力為3.06MPa），而原土平均貫入阻力（Ps）值為1.39MPa。注漿后水泥土的比貫入阻力（Ps）明顯大于原土的平均比貫入阻力（Ps），表明經壓密注漿加固后地基土的強度得到提高，滿足設計要求。經過靜力觸探檢測也表明了注漿比較均勻，基本無水泥漿富集“結核”和水泥降缺失，壓密注漿加固后的地基土的強度得到提高，達到了預期效果。而K4+000～K4+010.393在路面基層完成后經過沉降觀測，該部位沉降值均未超過3mm，路面也無開裂現象，處理效果良好。

5 總結

壓密注漿工藝施工簡便靈活，操作面小，工期短，技術上可行，漿液與土可有良好的結合，地基承載力和穩定性可以得到較大的提高，同時在濱水區也具有防洪、抗滲的作用。通過本工程的實踐，壓密注漿工程可以用于軟弱地基處理，也可用于路基、路面工程完成后的補強，不受地段及地形限制，機動性較高，檢測后處理效果良好，為今后類似工程加固處理的設計、施工積累了經驗。