注漿技術在市政道路整治中的應用探討

周 杰

（蘭州市城市建設設計院市政所，甘肅 蘭州 730030）

1 工程概況

蘭州新區為典型的黃土高原地區，整治道路在新區路網規劃中為城市主干路，路線總長19.31 km，路幅寬度為60 m，兩側各20 m 景觀綠化帶。沿線主要由素填土、黃土狀粉土及角礫組成。其中，黃土狀粉土層具Ⅲ～Ⅳ級（很嚴重）自重濕陷性。道路建成后，由于雨水損害、超載、重載、綠化灌溉滲漏、管道開挖回填不密實和通行量增大等原因，路基出現大范圍多部位的不均勻沉降。如何在經濟合理、質量符合要求且盡可能小的影響交通的情況下整治路基病害顯得尤為突出。注漿加固方法的優點是占地范圍小，對路面及基礎的破壞小，施工周期短，不影響其他車輛的正常通行。

2 路基注漿原理

路基注漿原理為：對部分道路沉降較嚴重的路段基層進行注漿加固，用專用設備將含有水泥等材料的漿液施加一定壓力均勻注入到地層中，漿液以充填、滲透、擠密和劈裂的方式填充土顆粒間隙，通過物理、化學作用，使原來松散的土粒或裂隙黏結成一個整體。經養護后，形成結構密實、強度大、防水性能高和化學穩定性好的水泥與土體的 “結石體”，達到加固基層的目的，從而消除沉陷，提高路基承載力。

在足夠壓力的作用下，在同一地層中，漿液以充填、滲透、擠密和劈裂4 種方式一起進行，只不過某種方式比較突出而已。

3 壓力注漿參數確定

3.1 注漿材料

采用標號為32.5 的普通硅酸鹽水泥。

3.2 水灰比

水灰比1∶（0.5～0.6）。

3.3 注漿壓力

注漿壓力砂土（經驗數值）0.2～0.5 MPa，黏性土（經驗數值）0.2～0.3 MPa，注漿壓力選用0.2～0.6 MPa。

3.4 注漿量

注漿泵工作壓力宜控制在不大于0.5 MPa （黏性土0.3 MPa），當壓力達到0.5 MPa（或0.3 MPa）時，停止注漿靜壓3～5 min。若壓力下降則繼續注漿，直至鄰孔出漿為止。注漿量按照下述公式進行估算：

式中：Q 為注漿量，L；K 為經驗系數（0.3～0.6）；V 為待加固土的體積；n 為土的孔隙率。

3.5 鉆進參數

鉆機轉速20～60 r/min；鉆壓100～300 kPa；空氣壓力0.4～1.2 MPa；氣量9～12 m3/min。

3.6 現場注漿部分記錄

現場注漿部分記錄見表1。

表1 現場注漿部分記錄

4 壓力注漿施工流程

4.1 注漿順序設計

（1）先外圍孔，再內部孔。

（2）先施工沉降嚴重的地方，后輕微的部分；同時按照二序順序跳開注漿，采取跳打法施工，即按照1，3，5…；2，4，6…的序號進行。

路基加固鉆孔孔徑?110 mm，注漿孔間距1.5 m，梅花行布置，注漿孔深度5 m，應深入原始土層1 m（見圖1），目的是達到注漿密實、止水、防水及支撐的效果。

圖1 鉆孔布置示意圖

4.2 注漿采用的操作設備

（1）紅五環1/14 大功率空壓機1 臺。

（2）2SNS 壓力注漿泵1 臺。

（3）QZJ－100B 潛孔鉆車1 臺（套）。

（4）雙層立式注漿攪拌機1 臺。

（5）?110 mm 氣動潛孔錘3 套。

（6）1.5 英寸高壓注漿管若干。

4.3 現場停止灌漿的條件

（1）地面凸起。

（2）注漿壓力達到設計要求。

（3）在注漿范圍外地面冒漿。

4.4 施工流程

放線定孔位→鉆機就位→鉆孔→清孔→下注漿管→管口周圍密封→漿液準備→慮漿→注漿→冒漿孔封堵（或補漿）→拔管→注漿孔封堵→養護→檢測→補漿→注漿完畢后，清洗注漿設備。

5 壓力注漿加固路基時應注意的問題

（1）鉆孔或注漿時密切注意地面各種變化，發現地面冒漿串漿時，要調小水灰比、調小灌漿速度或進行間歇灌漿。

（2）若發現孔內地層太濕，要采取打入注漿花管法注漿。大面積施工前，應先施工9 孔作現場注漿實驗注漿壓力和注漿孔間距及單孔注漿量，然后確定注漿孔間距和注漿壓力。要求注漿加固后，地基承載力不小于150 kPa，檢測方法可選用靜載試驗。

（3）對于高壓管路系統，要在相互連接處栓保險繩，空壓機與高壓膠管處、灌漿泵出口與膠管的連接處、膠管與膠管處等，都要栓保險繩索；皮帶傳動處，要加防護罩。

（4）因施現場為重要交通道路，施工過程中要嚴格注意人員及設備的安全，并派專人手持紅旗指揮過往車輛減速慢行。在每道工序施工時，嚴禁碰撞設備及管線，以免造成預想不到的嚴重后果。

（5）要保持現場整潔，現場工具擺放要整齊，工具要放在離孔口2 m 以外的地方，鉆桿、鉆具要擺放離孔口5 m 的地方。施工期間還要特別注意防火，切實注意避免施工設備在運轉過程中產生火花，以免造成火災。

6 結語

相比其他換填等路基處理方式，采用壓力注漿更節約成本和時間，對道路封閉時間更短。應用注漿技術對路基加固是一項隱蔽工程，在具體實施中依靠一般的勘查技術，很難對地下情況有較全面的了解，需要在鉆孔或注漿過程中注意地層的變化情況，發現異常進行適當的調整。