淺談公路施工中如何應用注漿加固技術

摘要：文章首先簡要分析了注漿加固技術的應用原理，然后介紹了各種注漿加固技術，接著分析了注漿加固法在公路工程中的應用流程，最后探討了公路工程中注漿加固法的施工工藝，旨在與各位同仁進行交流，切實提升注漿加固技術在鞏固工程中的應用水平，切實提高公路工程質量，助推公路施工注漿加固技術不斷提升，努力促進我國公路交通建設事業實現又好又快的發展。

關鍵詞：注漿加固；公路工程；軟土路基

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）09-0101-02

在公路施工中，常常會遇到軟土路基的問題，為了提高公路的承載能力，使公路路基沉降問題控制在小的范圍內，嚴防出現路基坍陷、邊坡滑坡等問題，就需要采用注漿加固技術。所謂注漿加固技術，它是指采用機械成孔的方式，將可以固化的漿液（如一定濃度的水泥漿液）注入到公路路基、邊坡地基中，從而達到加固的目的的施工技術。下面，作者根據多年實踐經驗，結合有關理論，就公路施工中如何應用注漿加固技術進行探析。

1 注漿加固技術的原理

注漿加固主要具有充填空隙，劈開裂縫，使漿液順著裂縫滲透，提高土體的擠壓密實度。在注漿壓力作用下，漿液能夠沿著裂縫或空隙充填到地基中去，使地基更加密實。當注漿壓力增大時，也會對周圍地基產生較強的應力，隨即就會使土體產生裂縫。如果土體不是勻質體的時候，漿液最先到達的是土質最軟的土體部分，當注漿壓力逐漸增大時，漿液再劈入相對較硬的土體，整個地基層因此就會出現隆起效應。從劈裂方向來看，主要有水平的，也有斜向的，還有垂直的。斜向劈裂是漿液順沿著主應力在均勻土體中的劈入面而形成的；當遇到比較薄弱的、強度相對較低的水平層面時，就會形成水平劈裂；因為土體被攪動而出現豎向裂縫，在漿液進行劈裂的過程中，產生超孔隙水壓力，孔隙水壓力的消散使土層固結和劈裂漿體硬結，從而提高土的強度和剛性。

2 常見的注漿加固法

注漿加固法的適用范圍比較廣泛，如淤泥土、巖基、粉土等等地質，同時，具有比較理想的加固效果，但是，其經濟成本比較高。注漿加固法有很多種，最為常見的有以下四種：

2.1 深層攪拌法

這種注漿加固主要是以水泥漿液為固化劑材料，以深層攪拌機為主要施工機械設備，對水泥漿與軟土進行強制性拌和，從而達到硬結軟土使地基更加堅硬牢固，承載力大大提升的目的。這種方法具有比較廣泛的適用范圍，如淤泥土質、含水量大的地基、粉土和承載力較小的粘性土（小于l20kPa）等軟土地基。如果軟土層較厚，應先進行試驗，根據試驗結果確定這種方法是否適應，一般而言，為了提高這些軟土地基攪拌樁的強度，可以添加適量的磷石膏。如果硫酸鹽在軟土地基層地下水中含量較大時，為了防止地基受到硫酸鹽的侵蝕，應以使用具有抗硫酸鹽性能的水泥為宜。在氣溫較低的冬季施工時，必須充分考慮到低溫天氣對注漿加固結果的影響。

2.2 高壓噴射注漿法

這種注漿加固法是以鉆機進行鉆土，鉆到設計深度即可，然后，使用注漿管噴嘴進行漿液的噴射。在高壓作用下噴射而出的漿液能夠有力地沖切土體，使土體脫離表層與漿液混合在一起被攪拌，根據設計計算的漿土比例，進行重新拌和，從而形成堅硬的固化體。這種注漿加固主要的適用范圍是：淤泥、粘性土、黃土、淤泥質土、砂土、碎石土等公路地基。如果地基土層中存在著較多的大粒徑石頭、植物根莖時，應在現場進行試驗，只有根據試驗，才能夠對其適應性進行確定。如果地下水比較豐富、流失太大或能夠嚴重侵蝕水泥的地基，應盡量不使用這種

方法。

2.3 壓密灌漿法

經過鉆孔處理，使壓漿管放置在設計深度的土層中去，將水、水泥及高粘性土調和成漿液灌入壓漿管道，并在強大壓力作用下使得壓漿點周圍拓展成燈泡一樣的空間。在漿液的擠壓作用下，就會產生向上的抬力，從而使地層局部位置升高，從而達到糾正建筑物傾斜的目的。這種方法比較適宜在軟弱性地基上適用，特別是地基中存在著較大的孔隙或地基中有較多的濕陷性黃土或中砂時，都可以用這種壓漿加固方法。此法主要是用來對既有的建筑物不均勻下沉進行有效的調整，使其恢復平整。

2.4 劈裂灌漿法

由于灌漿壓力較大，能夠使濃漿在土體內水力的作用下使土體被劈裂，從而構成結石網格，成為支撐空間的強有力骨架。由于受到水力劈裂的作用，存在于土體中的水分就會被排走，地基表面的水則被吸收，整個土體被有效地固化和硬化，使土體更加牢固。這種灌漿加固法在軟性粘土和粘土地基中比較適用。

3 注漿加固技術在公路施工中的有效應用

3.1 嚴格按照要求配備材料，確保材料質量達標

注漿材料是影響注漿加固施工質量的基礎性因素，雖然不同品種的注漿材料，其性能也不相同，但是，按照施工需要，都應該符合必須達到的標準，主要有以下九個方面的要求：

一是漿液的粘度不高，具有較好的流動性和可注性，即使是細小的縫隙也能夠進入。二是漿液具有較強的穩定性，在常態環境下具有比較穩定的性質，不容易發生揮發、氧化等反應。三是漿液沒有腐蝕性，不會導致注漿設備、管道、混凝土、橡膠制品被腐蝕的問題，便于清洗保潔。四是必須是對人體無害的，不會導致環境污染的漿液，并且不是易爆物品。五是漿液具有很高的結石率，使形成的結石體具有較強的抗壓及抗拉強度，不會出現龜裂的問題，具有良好的抗滲性。在漿液固化的過程中，不會出現收縮的問題。在固化后，具有較強的粘結性，能將混凝土、巖石及砂子等牢固地粘結在一起。六是注漿材料具有較細的粒度，確保注漿效果良好，但是，如果粒度越細，漿液成本就會升高。七是結石體具有良好的耐老化性能和抗擊化學物質及生物細菌的腐蝕能力，具有很強的穩定性，濕度、溫度對其的影響不大。八是遵循便于配制的原則，漿液配置過程便于操作，其原材料具有十分豐富的來源渠道，存量豐富，購買價格實惠，能夠滿足大規模使用的需要。九是嚴格按照配合比進行配置。注漿材料主要包括水泥、速凝劑、水等。水的SO4應<1.0%，pH>4，主要是采用泵送的輸送方式；根據需要選好強度適當的水泥，其質量必須與國家標準相符合。為了加快水泥凝固速度，可以使用水泥速凝劑。可以就地取材，選好河砂，碎石則使用符合質量要求的石屑。

3.2 注漿施工工藝應用的控制要點

3.2.1 鉆孔。一是嚴格按照設計鉆孔。作為第一道工序，我們在操作時應該嚴格控制，確保鉆孔方向、角度等與設計要求相吻合，盡可能地使用鉆機進行平行作業。為了埋置好注漿管，在鉆孔過程中，應該嚴格控制好造孔徑大小，確保孔徑比注漿管的管徑要大，這樣才有利于后期的處理。二是采用清水鉆進結構層，結構層被鉆穿后，在鉆進土層時，則必須用干鉆的方式，切不可使用清水鉆進。如果用清水鉆進，就容易使土被水浸泡成漿，從而產生坍孔。在抽出鉆頭以后，還會發生閉孔的問題，從而使埋置注漿管的施工受到影響。同時，土體在水的長期浸泡下容易被軟化成泥漿，這就會影響水泥漿液的有效滲透，從而降低注漿效果。因此，必須嚴格按照施工要求進行鉆孔操作。

3.2.2 埋設注漿管。在完成鉆孔后，應該嚴格按照要求將鋼花管埋設到位，嚴防雜物進入鋼花管中或坍孔，以免影響鋼花管的埋置。在進行鋼花管的安裝時，要將鋼管用地質鉆機吊起來，確保鋼花管與孔口對準并垂直慢慢地放入，不得出現偏斜或撞擊管道，以免使地基層受到攪動，甚至導致用來封住注漿小孔的透明膠和壓漿嘴絲口受到損壞。嚴格按照設計做好鋼花管的安裝，如果鋼花管超過8m長，應該分節進行安裝。首先把一節帶有圓錐托架的鋼花管在孔口處固定好，然后，將上一節對接焊接后再放下去。為了方便壓降頭的安裝，要在注漿管上部露出5cm的長度，并用水玻璃將搭板與注漿嘴嵌縫處封死，以避免由于壓力的增加而使漿液從嵌縫處出現冒漿。

3.2.3 注漿過程控制。做好注漿控制，才能確保注漿施工的質量。因此，在進行注漿控制時，應該嚴格實行雙指標控制，即根據注漿量和注漿壓力參數進行控制。在進行注漿控制時，主要是控制注漿的壓力，注漿過程中采用間歇多次注漿工藝，注漿壓力逐次提高，穩定壓力應在1MPa以上。注漿效果一般標準：一是射線檢測，測定密度，注漿前后對比；二是彈性波法，測定注漿前后，地基的波速以判定彈性模量的變化；三是漿液的灌入量，同一地區路基的差異不是很大，可以根據各孔段的單位灌入量來衡量；四是壓水試驗，檢查孔做壓水試驗，以單位吸水量值表示幕體的滲透性等。

3.2.4 異常情況處理。一是雙液注漿時，注漿壓力突然升高，應停注水玻璃，只注水泥漿，待泵壓恢復正常后再進行雙液注漿。二是進漿量很大，壓力長時間不升高，則應調濃漿液或調整配合比，或采用雙液間歇注漿，使漿液在巖層裂隙中有相對停留的時間，以便凝膠。三是應使備用泵隨時處于正常完好的狀態，若注漿泵在作業過程中發生故障，應立即換上備用泵繼續注漿，同時排除泵的故障，以備再用。

4 結語

總而言之，注漿加固技術是公路路基施工中最為常見的施工工藝之一，對公路路基工程的質量具有直接的影響。因此，做好注漿加固具有十分重要的意義，我們應該不斷研究，努力創新施工方法，根據需要積極引進新的施工設備，采用新的施工方法，不斷提高注漿加固施工技術，從而為我國公路建設作出更大的貢獻。

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作者簡介：曹志濤（1977—），男，河北平山人，平山縣交通運輸局地方道路管理站助理工程師，研究方向：公路工程質量檢測、管理。

（責任編輯：劉 晶）