高壓注漿法在加固既有地基中的運用

張劍

摘 要：本文以某石化廠車間鐵路路基加固工程為實例，根據勘察資料對地質情況進行分析，提出了既有地基沉降的原因，進而提出高壓注漿法加固既有地基的方案，并對施工工藝及施工關鍵點進行闡述，對治理方案參數以及同類項目選擇方案應注意的問題進行了描述。

關鍵詞：沉降；既有地基；方案設計；施工參數

中圖分類號：TV52 文獻標識碼：A

1.工程概況

項目位于錦州石化公司院內，地基加固對象為成品油車間鐵路路基，發生沉降的火車軌道基礎為厚1840mm鋼筋混凝土結構，其下為10cm厚碎石，以下為約3000mm厚級配砂碾壓（換填至礫石層），壓實系數0.95。

2016年7月，通車試運營期間發現路基發生沉降，發生地基沉降的區域位于成品油裝車裝置下方，路基混凝土基礎裂縫呈八字形。該區域性變形具有不均勻性，總體變形南部大于北部變形，軌道中部沉降大于兩邊。

2.工程地質及水文地質情況

根據勘察報告，地層分布如下：雜填土，黃褐色、灰褐色，主要由黏性土、中粗砂、碎石土及少量建筑及生活垃圾組成，局部為素填土，厚度0.5m～1.4m；粉土，黃色，搖振反應中等，無光澤反映，厚度0.6m～4.7m；圓礫，黃褐色，中密，局部夾礫砂，礫石成分為花崗巖、石英巖，一般粒徑10mm～20mm，約占60%～70%，最大粒徑100mm，局部夾卵漂石，厚度1.6m～5.1m。地基加固范圍內無地下水。

3.沉降原因分析

根據現場調查，該鐵路路基下有鑄鐵排水管通過，在覆土重力及火車荷載作用下，埋地部位產生不均勻沉降，導致鑄鐵排水管破裂，泄漏水量不足以直接沖開覆土層，而在地下泄水區域土層中滲透，從而進一步導致地面沉降。

4.方案設計

根據巖土工程勘察報告及現場調查實際情況，確定如下加固方案：

（1）采用高壓注漿法對既有地基進行加固處理；

（2）沿既有鐵路大里程方向，在基礎兩側各布置一排注漿斜孔，共布置4排（如圖1所示）。為達到最大化加固效果，注漿孔采用向路基底部傾斜的斜孔，傾斜角度20°（如圖2所示）。鉆孔中心間距1000mm，鉆孔深度5000mm；

（3）加固后必須保證地基強度增加，沉降停止。

5.工藝參數

（1）注漿工藝參數

（a）注漿材料及漿液濃度

注漿材料采用42.5普通硅酸鹽水泥，水灰重量比1.5∶1～1∶1。初期注漿漿液濃度以1.5∶1為宜，以后逐漸提高并穩定在1∶1，采用分層注漿。為保證注漿質量，制作水泥漿時，根據現場地層情況，適量加入速凝劑。

（b）注漿壓力

斜孔注漿壓力在0.5MPa～1MPa。當壓力長時間在0.5MPa以下時，應巡檢是否發生跑漿。

（c）注漿量

第一排平均每孔吃漿量設計為1.4m?。由于各個孔的位置不同，個別孔吃漿量可能比平均吃漿量大，或可能達不到設計的吃漿量（根據實際施工情況確定）。如果注漿過程中吃漿量大，后期漿液中加入水泥重量3%的水玻璃（濃度為45Be）進行灌注。

（d）注漿結束標準

由于每個層位的裂隙發育程度和空化程度不同，每個注漿段吃漿量相差很大，每個注漿段應使其充分吃漿，當注漿壓力為1MPa并維持2min以上時，停止本段注漿，提升注漿芯進行上一段注漿，直至整孔注漿結束。注漿停止深度在圓礫層以下0.5m。

（2）若出現下列情況之一時，需間歇反復注漿：

（a）注漿速率不減或壓力不升高。

（b）漿液漏失嚴重，注漿速率不減或壓力不升高。

（c）注漿壓力突然降低或速率突然升高。

（d）注漿環境發生異常變化。

若注漿孔在鉆孔時發現較大空溶洞，此時用粗顆粒沙或粒徑小的碎石將空洞填滿并預埋注漿管后，鉆機方可拔導管。注漿孔注滿后還要進行第二遍、第三遍補漿，補漿水灰比為1∶1，壓力不大于0.2MPa，間隔時間為6h～24h。

6.施工重難點及對策

（1）孔間串漿

串漿通常由于單孔注漿量過大、注漿壓力過大速度過快、孔間距過小引起，出現串漿問題時，首先適當減少注漿壓力和速度，或者間歇注漿，后進行跳孔注漿，跳孔距離加大，采取定量注漿控制單孔注漿量等措施防止串漿發生。

（2）地表隆起

此次高壓注漿施工位置鄰近鐵路及成品油裝車車間，因此注漿過程首先要加強建筑物的監測和觀察，防止發生由于注漿壓力過大速度過快造成建筑物及其周邊地表的隆起變形，一旦出現隆起現象，應立即采取措施降低注漿壓力、減少注漿速度，間歇注漿、分序跳孔注漿等。

7.加固效果

高壓注漿加固地基工程結束后，對路基上部裂縫較大處進行鋼盤水泥砂漿加固，其余裂縫采用水泥砂漿封閉。同時對既有鐵路路基進行沉降觀測，在注漿完成后，大約7d左右，路基沉降趨于穩定。工程驗交后每一個月觀測一次，目前變形已經穩定。

參考文獻

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