市政道路雜填土路基的注漿加固設計及應用研究

袁樹標

（馬鞍山市城鄉規劃設計院有限責任公司 安徽馬鞍山 243000）

市政道路雜填土路基的注漿加固設計及應用研究

袁樹標

（馬鞍山市城鄉規劃設計院有限責任公司 安徽馬鞍山 243000）

建筑、生活垃圾以及工業廢料等在土壤中掩埋是較常見的現象，致使市政道路在建設的過程為提升整體的可靠性和耐久性要針對強度、均勻性均較差，而且壓縮性非常明顯的雜填土路基進行針對性的處理，考慮到注漿法在改善雜填土不均勻性方面具有積極的作用，人們嘗試將此方法應用于市政道路建設過程中，在此背景下，本文針對市政道路雜填土路基的注漿加固設計及應用兩方面展開研究，為提升我國市政道路的整體建設水平提供參考。

市政道路；雜填土路基；注漿加固；設計及應用

前言

在砂土、粉土、粘性土以及人工填土等類型的地基處理過程中，均可以通過注漿加固方法，預防滲堵漏、改善整體強度和變形模量、降低底層沉降程度等，可見注漿加固方法，在提升地基整體的可靠性和穩定性方面具有積極的作用，將其應用于市政道路雜填土處理方面具有可行性。

1 市政道路雜填土路基的注漿加固設計

1.1 某市政道路雜填土路基的注漿加固設計過程分析

某城市市政道路工程在建設的過程中，經過一段厚度在1.2～5.8m，由建筑垃圾和碎石塊構成的雜填土土層，土層中雖含有諸多的大塊雜石，但整體的粘結性較強，為防止此段承載能力較弱的雜填土對市政道路工程整體的施工效果產生影響，要利用注漿加固法對其進行地基處理，使其回彈模量上升到2MPa以上，彎沉控制值達到3.75mm，以此滿足設計的整體要求。在應用注漿加固方法前先結合市政道路工程的實際特點，利用FLAC3D對注漿擴散和加固程度等方面進行模擬，保證注漿加固方法的應用，可以滿足工程建設的實際需要。在模擬的過程中，針對注漿深度為2m的全孔一次性注漿和注漿深度均為0.5m切分四段完成的自下而上分段式注漿兩種情況進行模擬，確定最理想的注漿加固方法。模擬的注漿模型數據如表1所示，模型的上邊界為自由邊界，其余均為全約束邊界，通過對兩種情形進行模擬計算可以發現，分段式注漿方法引起地表最大的隆起程度相比全孔一次性注漿提升近27%，而在最大主應力和最小主應力的拉應力和壓應力與全孔一次性注漿方法相比并未發生明顯變化的前提下，地層最大隆起明顯縮減，達11%以上，可見自下而上分段式注漿相比另一種方法，在案例工程中應用加固效果更理想，對其周圍特別是下部布設的線路的破壞性較小，所以案例工程選擇自下而上的分段式注漿方法，為保證注漿設置的各項參數滿足注漿施工的實際需要，案例工程對注漿過程的各項參數進行了設計實驗，最終確定其注漿深度為2m，梅花注漿孔的間距設定為0.7m，注漿溶液采用水灰比為0.7的水泥砂漿，注漿的壓力在0.6MPa以內，應用3.5cm端頭注漿式鋼管振動下沉實現注漿管的布置。

表1 市政道路工程模擬注漿模型數據

1.2 市政道路雜填土中注漿加固設計的注意事項

在設計的過程中要注意以下方面：①市政工程現場的實際情況，在模擬市政工程道路的過程中可以發現，雜填土路基的承載能力非常低，軟弱性突出，可見其在應用的過程中出現不均勻沉降的可能性非常大，提升市政道路裂縫問題出現的概率，所以在設計前，要對鋼柱柱腳鋼板進行應用，利用其標高，對道路沉降的實際程度進行盤算，在案例工程中，通過測量可以發現，相鄰的鋼柱柱腳鋼板在一定事件后最大高差可以達到1.1m，可見不均勻沉降問題十分嚴重，在具體注漿加固技術設計的過程中應著重考慮[1]。②注重注漿壓力的合理性，在市政道路應用注漿加固技術的過程中應盡可能的不對城市綠化帶、周邊道路等構成破壞，所以應盡可能避免冒孔等問題的發生，現階段我國注漿加固技術在應用的過程中，通常結合《地基處理》中的相關規定進行，注漿壓力通常為作用面積范圍土層重量的2倍左右，這為模擬實驗提供了方向，例如注漿深度在2.3m以內的情況下，如果圖紙地基的壓力為20kPa/m，可以結合相關規定對作用范圍內土的自重進行計算，進而對注漿壓力進行設計，需要注意的是，注漿壓力在注漿的過程中并不是一成不變的，所以在注漿壓力設計的過程中要合理的對確定的注漿壓力進行調整，現階段通常情況下，注漿的深度在每增加1m的情況下，注漿的壓力會提升20～50MPa。③在對水泥漿的用量進行設計的過程中，要結合雜填土地基注漿后的承載力優化要求，區域的置換率等多方面因素進行設計。

2 市政道路雜填土路基的注漿加固應用

2.1 注漿加固法在市政道路雜填土路基中應用的流程

設計的具體注漿施工流程如圖1所示，在清場后，要結合圖紙的具體設計準確的測量定位注漿孔的位置，以振動的方式將選用的注漿管布設于注漿孔下深度為2m的位置，然后在利用重量稱量法保證使用的水泥重量誤差控制在5%以內的情況下，按照設計比例進行配比，并通過高速攪拌機均勻攪拌，時間應控制在1min以上，均勻攪拌的水泥砂漿應在儲漿桶內一直進行低速攪拌，防止離析等問題的發生，利用泵和連接膠管等設施，將攪拌均勻的水泥砂漿直接關注至設計的注漿點，在壓力注漿的過程中應保證分段中處于同排但不同序列的注漿點之間的注漿時間間隔在4h以上，同時進行注漿的注漿孔間距在5m以上，以此保證注漿壓力滿足實際需要，通常情況下注漿壓力要在0.6MPa以內，在實際注漿的過程中為滿足注漿漿液擴散半徑的設計要求，會結合市政道路工程的實際特點對具體的注漿壓力進行調整[2]。在注漿量每分鐘不足1L的情況下，進行持續10min的穩壓，此時如果壓力的縮減程度在5%以下，則說明注漿較充分，可以停止注漿，在壓力注漿的過程中如果出現注漿量相比設計值明顯增加、竄漿、漏漿、冒漿等異常情況，則需要通過封堵、濃漿、減壓、間歇法注漿等方法對異常情況進行處理，直至注漿壓力穩定，且異常情況消失為止。在停止灌漿后要對注漿效果進行檢測，檢測結果不滿足設計要求時要進行補灌處理，直至檢測結果合格為止。

圖1 設計的注漿加固具體施工流程圖

2.2 注漿加固法在市政道路雜填土路基中應用效果的測試

在注漿加固方法應用前后，應分別利用地質鉆機對市政道路雜填土路基進行相同數量的鉆孔，案例工程在前后分別鉆了5個孔，然后針對各孔進行標準灌入實驗和重型動力觸探實驗，結合注漿前后孔內實驗所得結果，可以對注漿加固施工對市政道路雜填土路基強度的改善結果進行判斷，以此確定注漿加固的施工效果是否滿足預期設計的要求。案例工程在對注漿前的各孔進行標準貫入試驗的過程中，以每30cm3.5擊的規格進行，而在施工后以相同規格進行貫入時，發現路基的強度過大致使貫入不具有可操作性，可見注漿加固方法發揮了強化雜填土路基的實際效果。案例工程對注漿前后的雜填土路基進行重型動力觸探實驗的過程中，發現注漿前后在每10cm擊打1次的規格下，注漿前后的最大值分別為9和3，最小值分別為3和1，平均值分別為5.05和1.9，這也證明了注漿加固方法的應用使市政道路雜填土路基的強度提升[3]。另外，在注漿前，該段市政道路的雜填土路基在彎沉測試時，受路基過軟影響并未獲取測量結果，而在注漿后，彎沉實驗所獲取的數據僅在設計的參數以下，說明注漿加固后路基的承載能力提升，這在一定程度上也說明注漿加固技術在此工程中應用的有效性。

2.3 注漿加固法在市政道路雜填土路基中應用的注意事項

2.3.1 壓力注漿的工藝方面

在需處理基礎選定、注漿設備確定、注漿管布設等方面完成的基礎上，要進行壓力注漿，在壓力注漿的過程中要完成以下工藝：①利用電動鉆孔機在布設鉆孔的位置進行鉆孔，鉆孔的深度以設計標高為依據；②通過注水，對膠管、無縫鋼管等進行清理，使其暢通程度滿足暢通注漿的實際需要；③結合設計分次進行打管，使使用的注漿管達到設計的標高位置；④在灰漿攪拌機均勻攪拌水泥漿的同時，將攪拌的水泥漿吸入注漿泵，利用膠管、無縫鋼管等向注漿點輸送。在壓密注漿的過程中應采用先注漿外排后注漿內排的順序進行，兩種排放注漿的間隔應在24h以上，以此保證外排注漿后會重新形成結合體擋墻，使內排管注漿時因壓力過大而出現溢漿問題的發生概率明顯縮減，對提升注漿質量具有積極的作用。在外排管壓力注漿的過程中應采取由上至下的注漿順序，這不僅可以使注漿液均勻分布，而且可以降低漿體外溢的概率，在發生冒漿的情況下，應調整注漿的實際順序，應用跳孔注漿或暫停注漿的方式對其進行改善。在內排管注漿的過程中，注漿的順序與外排管注漿基本相同。雖然案例工程采用自下而上的分段式注漿方法，但在具體操作的過程中，可以結合以上主講方法，對具體的注漿過程進行優化設計。

2.3.2 水玻璃灌注漿液的應用方面

現階段在市政道路雜填土路基應用注漿加固方法的過程中，除應用水泥漿外，為提升水泥漿的凝結速度，通常會選擇將水泥漿與水玻璃漿同時向鉆孔注入，而水比例漿液關注的速度要結合水玻璃消耗量進行調節，通常情況下，水玻璃在注漿加固中的應用量為水泥重量的2%，而灌注的實際速度要結合現場具體的關注壓力、土層凝結程度等進行調節，這對水玻璃溶液關注的專業性提出了較高的要求。

2.3.3 灌注漿液施工過程中的注意事項

在灌注的過程中，如果單個注漿孔的灌注漿液工作完成，應以及進行拔管，以此避免管孔被堵塞，通常情況下，時間應控制在10min以內；在斷續施工的過程中，為防止膠結堵管問題的發生，應對管道進行全面的沖水清洗，通常情況下斷續施工的時間在不小于2h的情況下，就要進行清管處理。

3 結論

通過上述分析可以發現，現階段人們已經認識到將注漿加固技術應用于市政道路雜填土路基處理過程中，對提升市政道路的可靠性和安全性，延長市政道路的使用壽命等方面具有積極的作用，并在實踐中有意識的結合市政道路工程的實際特點對注漿加固方法進行設計和應用，這是市政工程水平提升的具體體現，應不斷優化和推廣。

[1]朱連利，張靈，訾軍，于思彬．壓密注漿在市政道路高填方路基處理設計中的應用探析[J]．北方交通，2015，04：101～104．

[2]繆琪，陳云嬌，辛翰嘯．注漿法在城市道路雜填土路基加固中的應用[J]．城市道橋與防洪，2015，04：175～177+18．

[3]管延華．強度衰減路基穩定性及其路面結構力學響應研究[D]．中國礦業大學，2011．

U416.1

A

1004-7344（2016）26-0180-02

2016-8-26