側(cè)向輻射注漿在軟土地基上的應(yīng)用

張智慧　王安輝

摘 要：本文介紹了沿海高速公路連鹽段某工程通過(guò)側(cè)向輻射注漿方法解決既有高速公路路面不均勻沉降問(wèn)題，提升了地基的整體承載力、抗剪強(qiáng)度、壓縮模量，改善了淤泥質(zhì)土的動(dòng)力特性的工程實(shí)例，敘述了有關(guān)側(cè)向輻射注漿技術(shù)在加固軟土地基的施工工藝，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其應(yīng)用范圍，為以后類似的工程提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：側(cè)向輻射注漿；袖閥管；軟土地基；沉降

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.086

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各種建筑物發(fā)展越來(lái)越快，特別是沿海地區(qū)。然而，沿海地區(qū)大部分屬于海陸交互沉積的濱海平原區(qū)，地基軟粘土較為發(fā)育，地基沉降較大，對(duì)已有建筑物的功能影響較大。側(cè)向輻射注漿技術(shù)就是一種在保證已有建筑物正常使用的情況下，快速、準(zhǔn)確地完成加固建筑物下層軟土地基，有效的提高了軟土地基的承載力，進(jìn)而有效的減小軟土地基沉降的施工技術(shù)。現(xiàn)以沿海既有高速公路連鹽段軟土地基試驗(yàn)段側(cè)向輻射注漿施工為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明其應(yīng)用。

1 選取側(cè)向輻射注漿技術(shù)原因

目前高速公路軟土地基處理方法主要有兩種：一種為排水固結(jié)法，如真空預(yù)壓法、堆載預(yù)壓法、降水預(yù)壓法等，一般需要結(jié)合豎向塑料排水板作為排水通道；另一種為復(fù)合地基法，又可細(xì)分為柔性樁復(fù)合地基和剛性樁復(fù)合地基法。柔性樁如水泥土攪拌樁（漿、濕噴樁）、旋噴樁、砂樁和碎石樁等，剛性樁有CFG樁，預(yù)應(yīng)力管樁（PHC樁）和大直徑現(xiàn)澆薄壁管樁（PCC樁）等。各類地基處理方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)。插塑料排水板的堆載預(yù)壓法技術(shù)成熟，施工簡(jiǎn)單，可以處理深度達(dá)20米以上的軟基，但其預(yù)壓處理時(shí)間長(zhǎng)，并且處理后工后沉降較大，土方增量也大。粉噴樁一般只可處理地面以下12米以內(nèi)的軟土地基，不宜用于深層軟土處理，且在加固范圍內(nèi)由于樁的柔性性質(zhì)，其樁身仍有沉降產(chǎn)生。CFG剛性樁是處理深層軟土可行的方法之一，樁徑一般在50厘米左右，樁距一般不大于1.5米，加固效果好，但地基處理造價(jià)高。高壓旋噴樁施工占地少、振動(dòng)小、噪音較低，但對(duì)于特殊的不能使噴出漿液凝固的土質(zhì)不宜采用。以上處理方法都是在高速公路建設(shè)過(guò)程中進(jìn)行先期處理，將軟土地基先加固后填筑路堤和鋪設(shè)路面。顯然，這些常規(guī)的地基處理方法并不適應(yīng)于已通車的高速公路。

該項(xiàng)工程針對(duì)既有沿海高速公路的軟土地基產(chǎn)生差異沉降地段的處治技術(shù)進(jìn)行研究，特別是針對(duì)沿海高速公路的高壓縮性軟土上的地基變形災(zāi)害問(wèn)題進(jìn)行專項(xiàng)全面研究，提出此種情況下軟土地基變形災(zāi)害的處理措施—側(cè)向輻射注漿技術(shù)，通過(guò)對(duì)沉降的控制來(lái)確保高速公路順暢運(yùn)行的目的。通過(guò)本工程的研究，將形成適合沿海軟土地質(zhì)條件下既有高速公路橋頭軟土地基變形災(zāi)害處治的設(shè)計(jì)方法、施工工藝和計(jì)算理論，這對(duì)于沿海地區(qū)軟土地區(qū)既有高速公路軟土地基變形災(zāi)害處治均具有重要的指導(dǎo)意義。

2 工程概況及地質(zhì)條件

沿海高速公路連鹽段所經(jīng)區(qū)域主要為海陸交互沉積的濱海平原區(qū)，該標(biāo)段自通車以來(lái)，地基沉降一直不穩(wěn)定，每年新增沉降量達(dá)到5～6cm之多。

對(duì)該路段及相鄰路段的地基處理方法：僅采用了加筋等載預(yù)壓處理，而與之相鄰的路段采用了粉噴樁處理，因此該路段沉降較大，與相鄰路段產(chǎn)生了差異沉降。

3 側(cè)向輻射注漿加固機(jī)理

為了防滲、堵漏、加固，同時(shí)也可以達(dá)到糾正建筑物傾斜等目的，從路堤邊坡垂直或傾斜鉆孔，鉆進(jìn)路堤后至地基繼續(xù)鉆進(jìn)，到了設(shè)計(jì)標(biāo)高，利用注漿法的原理，將某些能固化的漿液注入巖土地基的裂隙中，以改善其物理力學(xué)性質(zhì)。

本路段注漿形式采用多孔多角度輻射注漿加固路基土體。樁孔位采用梅花形布置。注漿方式：通過(guò)袖閥管進(jìn)行，袖閥管用Φ50PVC管，間隔35mm穿8～10個(gè)5mm注漿孔，現(xiàn)將袖閥管內(nèi)的注漿器與注漿壓力管連接，將注漿器下至需要注漿的位置。啟動(dòng)注漿泵，稀漿開(kāi)環(huán)，隨著壓力的提高，逐漸會(huì)達(dá)到一個(gè)能沖開(kāi)橡膠袖閥及所對(duì)應(yīng)位置的套殼的壓力，此后，壓力回落。開(kāi)始注漿，一直泵送水泥漿液到設(shè)計(jì)所規(guī)定的壓力并穩(wěn)定為止；在此過(guò)程中可視需要或設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行間歇注漿，直到符合設(shè)計(jì)要求為止。注漿結(jié)束后，四周空隙采用42.5水泥漿封口（封口深度為1m）。

4 施工工藝及技術(shù)要求

（1）場(chǎng)地要做到基本整平，樁位誤差不大于2cm。主要是根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)，利用現(xiàn)場(chǎng)施工基準(zhǔn)點(diǎn)、施工基線和輔助基線，測(cè)量放線并用竹樁等作出明顯標(biāo)記，測(cè)得孔位位置。為保持場(chǎng)地整潔干燥，必須在測(cè)量工作面，沿鉆孔位置開(kāi)挖截水溝、集水溝和集水坑，使冒漿和孔內(nèi)水及時(shí)排出。

（2）注漿時(shí)必須密切監(jiān)視注漿機(jī)壓力表的讀數(shù)，若注漿進(jìn)程中出現(xiàn)地面冒漿或壓力突變，應(yīng)及時(shí)查明原因，進(jìn)行處理，如工作面漏漿，可采取封堵措施。

（3）整個(gè)注漿過(guò)程中，禁止任何人靠近注漿孔；無(wú)特殊情況，不得停水停電，如遇特殊情況必須提前通知；且注漿施工期間，必須有專業(yè)維修人員實(shí)時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)排除故障。在注漿過(guò)程中及注漿完成后，都應(yīng)采取措各項(xiàng)施保證不溢漿、不跑漿。

（4）注漿順序；采用跳孔間隔注漿，其間隔兩孔，遵循先上后下，先淺后深的注漿原則。

（5）注漿漿液的配合比應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。漿液采用雙液漿。水灰比控制在0.6左右。

（6）注漿壓力參數(shù)：設(shè)計(jì)注漿壓力為0.2～0.5MPa。注漿完成后，路堤填土段采用干硬性水泥漿液回填。

（7）漿體攪拌應(yīng)均勻，水泥漿攪拌時(shí)間為3-5分鐘，但不得超過(guò)30分鐘。未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴(yán)禁使用。

（8）每隔一定距離布置一個(gè)測(cè)斜管，以便后期對(duì)加固后的地基進(jìn)行沉降觀測(cè)，還可以對(duì)土體水平位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便為此項(xiàng)技術(shù)的加固效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并為以后的廣泛推廣提供經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

5 地基處理的目的及意義

5.1 改善剪切特性

地基的剪切破壞主要表現(xiàn)在：建筑物所在位置的地基自身的承載力不夠；由于建筑物設(shè)計(jì)異形形成偏心荷載、側(cè)向土壓力使建筑物失穩(wěn)、鄰近地基產(chǎn)生隆起等；土方開(kāi)挖時(shí)邊坡失穩(wěn)；基坑開(kāi)挖時(shí)坑底隆起。地基土的抗剪強(qiáng)度決定了地基的剪切破壞以及其在土壓力作用下的穩(wěn)定性。因此，提高地基土的抗剪強(qiáng)度，才能滿足設(shè)計(jì)對(duì)地基承載力和穩(wěn)定性的要求。

5.2 改善地基的變形性質(zhì)

為了防止建筑物產(chǎn)生過(guò)大的整體沉降、不均勻沉降以及發(fā)生側(cè)向變形等，必須控制、改善地基的變形性質(zhì)。

5.3 改善地基土的透水特性

由于地下水的運(yùn)動(dòng)會(huì)引起地基出現(xiàn)一些問(wèn)題，例如：高速公路由于路面動(dòng)荷載較大，且頻率高，導(dǎo)致孔隙水從路堤溢出，路面產(chǎn)生固結(jié)沉降。因此，要改善地基土的透水特性，需采取一定措施使地基土變成不透水層或減輕其水壓力。

5.4 改善地基土的動(dòng)力特性

為改善、提高地震時(shí)的振動(dòng)特性、地基的抗震特性，防止飽和松散粉細(xì)砂（包括一部分輕亞粘土）產(chǎn)生液化，需采取針對(duì)性的措施。

6 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)代地基處理方法多種多樣，各種創(chuàng)新處理技術(shù)也發(fā)展越來(lái)越快。在現(xiàn)代化城市建設(shè)中，側(cè)向輻射注漿技術(shù)正以其特有的優(yōu)勢(shì)迅速發(fā)展，適用范圍不斷擴(kuò)大，特別是對(duì)既有建筑物進(jìn)行基地加固，其優(yōu)點(diǎn)更是逐步顯示出來(lái)。正確處理地基需要綜合考慮實(shí)地地質(zhì)條件、水文條件、環(huán)境條件和實(shí)際需求等因素，并結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，選擇合適的處理方法，切不可盲目套用，爭(zhēng)取做到合理、合適、經(jīng)濟(jì)的對(duì)地基進(jìn)行加固處理。

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作者簡(jiǎn)介：張智慧（1986-），女，河南商丘人，碩士，助教，研究方向：土木工程專業(yè)。