市政道路路基處理應用灌漿法的施工技術

陳智婉

（潮州市市政建設總公司,廣東潮州 521000)

0 引言

路基作為公路工程主要的構成部分，由于長期在自然環(huán)境中暴露，各種外界因素都會對其穩(wěn)定性造成影響。為了保證公路的施工質量，首先要保證路基的穩(wěn)定性和堅實性。在一些軟土地基在施工時，常常會遇到變形、沉降等情況，對城市交通的正常運行造成了一定的影響。為了提高路基的安全性，需要做好軟土路基的處理工作。

1 案例介紹

某市政道路工程路段整體環(huán)境質量較差，上部受力層主要由淤泥、淤泥質土、雜填土、細砂等構成，其中淤泥質土呈軟流塑狀態(tài)，雜填土的結構比較松散，而細砂具有較高的流動性，這些因素都無法保證路面的荷載達到路基承載力的基本要求。如果不顧路基實際情況，直接進行施工，勢必會出現(xiàn)沉降。為了使路基承載力達到基本要求，提高路面車輛行駛運行的穩(wěn)定性和安全性，提高路基的變形模量和強度，討論研究后決定采取灌漿法對路基進行加固。

2 灌漿施工的類型以及施工原理

2.1 滲透灌漿施工原理

一般對于巖體裂隙發(fā)育、砂卵土層、碎石土層來說，多使用滲透灌漿的方法對地基進行加固處理。在不對原路基結構和體積進行改變的前提上，利用壓力將漿液灌入到巖石和孔隙中，將孔隙中的空氣和自由水排出。通過利用漿液將原本松散的路基凝結成一個整體，進而提升土體的整體強度[1]。在施工時，漿液可以擴散的范圍主要是由灌漿壓力和固體顆粒直徑來決定的，壓力越高，灌漿液的擴散距離也就越高。而漿液的加固范圍主要由漿液材質、土體的密實度等來決定。

2.2 劈裂灌漿的施工原理

一般對于粘性土體來說，由于滲透性差，一般會使用劈裂灌漿的方法進行施工。劈裂灌漿指的是通過施加壓力，來使?jié){液克服底層的抗拉強度和初始應力，使土體機構和巖石結構被破壞，進而在垂直于主應力面出現(xiàn)劈裂，增加漿液的灌入的擴散半徑。實踐證明，劈裂壓力和漿液的注入速度、漿液的濃度、抗壓強度以及地基中的小主應力有關。漿液的注入速度越小、粘稠度越稀，所需要的劈裂壓力也就越小。當土體中出現(xiàn)劈裂的情況后，如果持續(xù)增加漿液的注入量，那么漿液灌入的壓力也會逐漸提升。對于巖土土體來說，巖土體剛度和壓力的提升速度成正比，而對于軟弱土體則成反比。在形成灌漿脈絡后，可以顯著提高土體中反向應力和變形穩(wěn)定性，并且還可以降低大、小主應力之間的差值。整個劈裂灌漿過程不需要對壓力進行控制，只要可以將要求的漿液擠壓到填土中即可[2]。此方法適用于灌漿深度小、地應力量小的地區(qū)。

2.3 壓密灌漿的施工原理

壓密灌漿一般適用于軟土路基中，指的是利用鉆孔將濃度很高的漿液灌入到土中，然后在注漿點將土體壓實，進而產(chǎn)生泡沫，如圖1所示。在漿泡直徑不大的時候，灌漿壓力會順著鉆孔徑向擴散，然后在漿泡變大后，會產(chǎn)生可以抬動地面的上抬力。使下沉路基可以回升到相對準確的位置。換句話說，壓密灌漿其實就是壓密土體以及對濃漿進行置換的過程。

圖1 壓密灌漿的施工原理圖

在使用灌漿技術對公路路基沉降進行處理時，如果路基屬于強度比較低的淤泥層或砂土層，多使用壓密灌漿的方法進行施工。對于砂礫層的公路路基一般使用滲透灌漿的方式進行施工，而對于土質比較硬的亞粘土一般使用劈裂灌漿的方法進行施工。本市政道路工程屬于軟土路基，因此使用壓密灌漿的方式進行施工。

3 灌漿施工的設計

（1）配合比設計。漿液分別按照0.5和0.75兩個水灰比來進行配比。對于一些空隙比較大的雜填土，施工時會增加水泥的灌入量，水：細砂：水泥按照0.75∶1∶1的配合比施工。

（2）施工的控制標準。考慮到本工程灌漿施工的其中一個對象為雜填土，由于雜填土的孔隙變化比較大、土體的均勻效果差、無法確定具體的耗漿量，因此，除了利用理論耗漿量來對施工進行控制，還要根據(jù)漿液的降低率進行控制。

（3）灌漿壓力的確定。灌漿壓力主要和土重度、孔深、初始應力、灌漿順序等因素有關，

而這些因素想要準確確定難度比較大。所以，此次施工使用灌漿試驗確定灌漿壓力[3]。暫時將一、二段的灌漿壓力分布定位在0.1～0.2 MPa和0.3～0.4 MPa。在實際施工過程中，需要根據(jù)實際情況再次進行調整。

（4）布置灌漿孔的位置。灌漿孔按照梅花形進行布置。假設灌漿體的厚度b為1.66 m，漿液擴散半徑r為1.5 m,灌漿孔的距離L=2×（r-b/4）1/2=2×(1.52-1.66/4)1/2=2.5 m。最佳排距R=r+b/2=1.5+1.66/2=2.33 m。

（5）灌漿量的控制。施工過程中，灌漿量Q和土的孔隙率（N）、灌漿對象的體積（V）、經(jīng)驗系數(shù)（K）有較大的聯(lián)系。以Q=K.V.N的公式進行計算，淤泥質土、雜填土和細砂單位需要吸收的漿量分別為 0.281 m3,0.352 m3和 0.19 m3。

（6）灌漿完成的結束標志。正常情況下，保持標準灌漿壓力，各個孔段一分鐘的漿液量控制在0.6 L以內(nèi)，并且保持半個小時后即可停止灌漿。

4 灌漿施工的重點和難點

4.1 灌漿施工的重點

（1）布孔。為了滿足路基設計強度的基本要求，在進行布孔時，需要根據(jù)灌漿的特點、路基的基本形態(tài)等來考慮布孔。在保證鉆漿孔可以高效發(fā)揮其作用的同時，還可以將漿液保存在路基的范圍中。在實際布孔的過程中，要參考實際情況開展工作。如果需要全段進行灌漿施工，要按照相同的距離進行梅花方格的布置，并使用邊緣孔深、中間孔淺、孔間距2 m的基本原則進行施工。

（2）鉆孔施工。在鉆孔施工時，為了避免路基受到損害，要盡量縮小鉆孔的孔徑，使用干鉆法進行施工。整個鉆孔的過程中，禁止加水。鉆孔的深度要根據(jù)路基材料以及路基的高度情況進行確定。

（3）注漿。在進行注漿施工時，認真選擇注漿管，注漿管中的漿液要可以順暢流通。完成注漿施工后，由于注漿管拔出困難，可以將其作為預應力錨桿保留在路基中，在一定程度上增加路基的強度[4]。

（4）灌漿施工。在進行灌漿施工時，主要需要對灌漿的壓力、灌漿的濃度和灌漿的順序進行嚴格控制。其中，灌漿壓力是控制的重點，也是順利完成灌漿施工的基礎。

4.2 施工難點

（1）為了防止流沙流入到灌漿管中影響正常施工，一般要制作一個花管安裝在灌漿管的底部，此外，要使用一層絕緣的橡皮層包裹在花管外。成孔鉆滿足施工要求后，在孔中放入注漿管，填入粘土后夯實。（2）為了提高鉆孔的穩(wěn)定性，淤泥環(huán)境使用撈砂成孔的方式進行施工；雜填土環(huán)境下使用導管護臂的方式來提高孔壁的穩(wěn)定性。（3）在軟土路基施工時，要及時進行攪拌，先在攪拌機中加入水，然后將攪拌機的開關打開，并注意加入適量的標準硅酸鹽水泥，待達到工程要求后停止攪拌工作。攪拌工作完成后，使?jié){液通過濾網(wǎng)流到儲漿筒中。（4）灌漿采用從上到下分段加壓、孔口封閉的方式進行施工，施工長度可根據(jù)砂土、淤泥質土、雜填土的厚度來進行控制，利用機器來控制灌漿壓力，在灌漿施工結束后立即進行封孔。

4.3 特殊情況的處理措施

4.3.1 串漿的處理

在進行灌漿施工時，如果漿液從其他鉆孔中溢出，就表明出現(xiàn)了串漿的情況。為了防止這種情況出現(xiàn)，需要做好以下幾個方面的工作：（1）要合理安排施工流程，根據(jù)實際的地質情況延長路基的施工時間，確保后孔的灌漿在前孔灌漿完成后并具有一定的強度后開展[5]。（2）當灌漿孔出現(xiàn)串漿時，使用并聯(lián)灌漿的方式進行施工。（3）如果按照以上措施進行處理后，效果仍然不明顯，需要對灌漿孔的孔距重新進行規(guī)劃和安排。

4.3.2 冒漿的處理

（1）采取控制灌漿量的方法，將單位吸漿量控制在合理范圍中；（2）降低灌漿壓力和水灰比，必要時可以加入水玻璃和砂土來防止出現(xiàn)冒漿的情況；（3）使用間歇式灌漿的方法進行施工，當遇到冒漿的情況時，要立即停止注漿，并在等待后再次進行注漿。

5 結語

通過在本公路路基中使用灌漿法處理路基，顯著提高了路基的強度，取得了良好的加固效果，在施工過程中，施工人員要進一步對施工工藝進行控制，把握好施工的重點，提高施工質量。

[1]歐小艷.淺論在路基沉降處理中灌漿法的應用[J].科技信息,2009(29):352-353.

[2]富慶文.城市道路路基處理方法—灌漿法[J].中國新技術新產(chǎn)品，2009(10):198-199.

[3]魏兆龍，楊永凱.灌漿法在加固處理軟路基中的應用[J].中國新技術新產(chǎn)品，2009(2):67-68.

[4]羅偉.單液硅化灌漿法加固豫西濕陷性黃土地基施工技術和質量控制[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2007(10):219-220.

[5]趙獻福.灌漿法在高填土路基沉降處理中的加固機理和應用研究[J].中國科技信息,2006(1):59-60.