基于劈裂注漿在機場場道擴建工程中的應用

上海民航新時代機場設計研究院有限公司 / 王慶晨

一、前言

我國民航事業在國家經濟快速發展的進程中得到了極大的支持，然而這同時也使得過去根據當時的經濟體量和地方發展需要所建造的機場開始并且是越來越顯示出無法滿足實際需求的窘境。如此，機場的改造和擴建便是顯出了一種特別的迫切和必要。而機場的改造擴建和其他工程有所不同，技術要求水平較高，對于地基的荷載力和密實度也有著較高的要求，選擇何種技術成為進行這項建設需要予以特別考量的重要問題。

分層劈裂注漿是常見的機場擴建工程中的技術，其原理是通過水泥漿液在機械設備幫助下使用一定壓力對周圍土層施加壓力，以使不同深度的土體在漿液注射過程中出現剪切裂縫，漿液隨著劈裂面深入土層和土體相結合形成土體的網格和骨架。運用這一技術的積極意義在于，以其實現加強整個土體的強度和結構。重要的是，由于施工時間短、適用范圍廣等優勢，這項技術受到了許多施工單位的歡迎。

劈裂注漿法最早是由法國的一家公司開發利用的，一直到上世紀90年代才被引進到中國，在實踐過程中慢慢地應用于不同的地基的加固施工。經過理論研究的長期發展來看，許多學者對于軟土劈裂注漿的原理進行了模擬，從軟黏土中漿液流動的鼓泡壓密到劈裂流動再到被動土壓力都進行了模擬實驗，得出實用性范圍的結論。

還有學者針對劈裂注漿的注漿壓力會隨著裂縫長度的衰減規律和裂縫在土體中的擴散規律，推導出了多孔同時注漿職級不同主流線上注漿壓力的變化和實際擴散的不少實踐數據。正是如此，在諸多學者持之不懈的努力下，劈裂注漿技術最終得以能夠快速地在實踐中應用，并且在應用中得到完善，在《建筑地基處理技術規范》中將這一技術的相關施工規范加了進去。

二、劈裂注漿加固軟土的設計方法

（一）行業規范對于注漿加固設計的規定

在分層劈裂注漿技術的應用過程中，為了明確規范其技術應用的相關操作，確保施工質量，相關方面對于其應用中的具體的設計參數，包括加固深度、注漿孔間距、漿液配比等等，提出了相關要求。

由于不同工程在露天施工環境下各方面條件有著較大差距，施工現場的土層性質也不盡一致；因而長期以來，即便是行業規范的《建筑地基處理技術規范》，對這項技術，都是難以最終能給出一個統一的要求，只能是結合其他處理技術提出的，在注漿加固設計以前，先確定相關的參數才能進行試驗，然后才對加固設計中的一些具體參數，做了要求，使其提高了質量保障。

（二）控制工后沉降的設計參數確定

由于分層劈裂注漿技術方法當前對于軟土地基的加固有著良好效果，能夠有效地解決軟土地基承載力低，而工后又往往出現沉降等諸多矛盾，使得不少軟基處理工程都不得不再面對沉降控制工作，以保證工程不會出現相關問題。

因此在根據控制工后沉降設計分層劈裂注漿時，就應當按照注漿加固體形成復合地基以提高地基的承載力和密實度。從設計前開展的實驗情況來看，為了進一步確定加固體的壓縮模量，還需要攝取一定的土樣進行實驗來確定實際參數。

三、分層劈裂注漿施工技術

（一）施工機械

分層劈裂注漿施工技術為了滿足機場場道擴建的要求，必須要確保施工后的地基能夠滿足承載力和負荷要求，并且可以提高整個地基的密實度，解決沉降問題。

所以在施工過程中，包括鉆孔機械、注漿泵、亞注漿管路系統等都是要必須具備的，其它相應設備、花管等也都是不可缺少的。還要要求相關技術人員提前對這些設備進行檢修和維護，確保在開工前都能正常使用。如果出現問題應當及時維修，無法維修的要聯系廠家進行更換。

（二）工藝流程

劈裂注漿施工技術和其他注漿技術有一定類似情況，施工前都是需進行場地平整，去除雜物和積水，保證施工地面的坦平，接著使用機械進行鉆機成孔，然后填充套殼料，將抽閥管插入地層，將事先調配好比例的合理的漿液注入，在每段地層注入完成后需要及時清洗管道，在清洗完成后再次注漿。當所有注漿工作完成后，使用水泥漿填充鉆孔，宣告工程各道工序的結束。

（三）施工技術要求

由于施工環境的不同和工程要求存在較大區別，所以需要結合具體要求對施工技術的相關情況進行處理。首先是場地平整。這是每個注漿施工技術都需要進行操作的。在平整后按照袖閥管來確定注漿孔開孔直徑。規范要求是垂直度偏差不能超出1%的范圍，這樣鉆孔才能有效地將漿液合理注入。

其次是按照加固土層來確定注漿加固的范圍，注漿頂面上的覆土層厚度按照要求必須要超過兩米才能滿足整個工程的建設要求。再一個是鉆孔完成后需要注入封殼料從而將泥漿封閉于鉆孔內，這樣才能施加壓力將漿液注入，需要把塑料袖閥管插到設計深度才能確保后續工序的進行。

四、劈裂注漿技術的實際應用

隨著我國經濟的快速發展，許多地方機場已經滿足不了實際需求，需要及時進行擴建。機場由于要承擔飛機起飛和停飛以及停放的需求，所以對于承載力和荷載以及沉降有著嚴格的要求。對其進行擴建期間，要考慮到土層特質，以保證劈裂注漿技術很適合在淤泥基層中使用。這樣，在進行軟基處理以后，就可以進行場道擴建了。由于該技術能夠有效地縮短施工時間，減少施工成本，讓場道能更快地投入使用，所以，受到了更多施工企業的歡迎。由于不同區域淤泥的物理力學指標存在較大區別，所以我們按照淤泥的壓縮模量就可以結合不同土層性質對比，然后再進行換算，得到所需結果。

這要求在注漿操作前完成。當加固后的復合土體壓縮模量超過了10MPa時，樁體土壓縮模量應該超過20MPa，再考量到道面區和道肩區不同的使用荷載，應當確定道面區注漿間距控制在1.2每平方米，道肩區控制在1.4每平方米，都以正方形的形狀來進行操作。由于注漿加固平面范圍包括了道面區和道肩區，所以，加固土層中是淤泥軟土層和松散填石層的情況下就要求進行有效地加固。這時，注漿孔開孔直徑控制在110毫米左右，垂直度的偏差不能超過1%。同時，設計注漿頂標高要控制在1.5米的范圍，上覆填土厚度應當超過2米，因為這樣才能確保填土達到實際需求，同時每孔注漿長度設置在8米左右。

五、結語

當前，全國許多機場都面臨場道擴建的需求，在不同區域的地基下，劈裂注漿技術能夠有效地適用于多種軟土地基，可以在現行規范下，在注漿加固軟土地基的規定上，使用工后沉降控制的設計方法，在提前進行試驗的前提下，確定合適的泥漿配比，然后通過機械設備注入。從實際使用情況來看，劈裂注漿技術能夠有效地適用于機場擴建工程中，不僅可以極大地加快施工進度，還能夠解決施工機械高度受限的矛盾，從而加強整個工程質量。