壓密注漿技術(shù)在地基加固中的應(yīng)用

夏新星 劉 興

（1.中交三航局第三工程有限公司， 江蘇 南京 210000）

（2.上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司， 上海 200125）

1 工程概況

鎮(zhèn)江市京江路工程西起潤(rùn)州路，東接汝山路，自引航道閘站至焦南壩，全長(zhǎng)8349.711m。京江路道路既是城市道路，更是鎮(zhèn)江市抵御長(zhǎng)江水入侵的第一道防洪大堤，道路按照路堤合一形式設(shè)計(jì)，需要同時(shí)滿足城市道路和防洪大堤的設(shè)計(jì)要求。道路全線施工樁號(hào)為K0+200-K8+349.711，在開(kāi)工前，K4+005.2處有現(xiàn)狀箱涵一座。

工程全線有多種斷面形式，路寬20～50米不等，其中K6+140～K7+732為上下行分離式路基。道路紅線范圍內(nèi)地基均為軟基地段，原設(shè)計(jì)有深攪樁、強(qiáng)夯等軟基處理方式，中部填土及路床采用6%灰土，主線路面底基層采用20cm 10%灰土，路面基層為水泥穩(wěn)定碎石，路面面層為瀝青混凝土。在工程施工過(guò)程中，壓密注漿工藝作為加固補(bǔ)強(qiáng)措施在多處應(yīng)用，處理段落為 K4+000～K4+010.393、K6+280～K7+460 及 K7+680～K7+800。

2 實(shí)施部位

2.1 K4+000～K4+010.393段地基加固

因K4+005.2原箱涵處在快車道水泥穩(wěn)定碎石攤鋪結(jié)束并經(jīng)養(yǎng)護(hù)七天后，清除土工布時(shí)發(fā)現(xiàn)在位于箱涵部位的快車道水泥穩(wěn)定碎石基層上出現(xiàn)全幅橫向裂縫，經(jīng)在裂縫處鉆孔取芯，發(fā)現(xiàn)裂縫深度貫穿整個(gè)水穩(wěn)基層，測(cè)量裂縫寬度為2～3mm。經(jīng)與建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位現(xiàn)場(chǎng)查看并經(jīng)討論后，分析裂縫產(chǎn)生原因?yàn)镵4+005.2老箱涵部位縱向10.393m范圍內(nèi)原地基未進(jìn)行深攪樁等軟基處理措施造成下沉引起，為設(shè)計(jì)原因。經(jīng)過(guò)各方研究，處理原則如下：

（1）在箱涵處10m長(zhǎng)（包含箱涵寬度4m）、62m寬范圍內(nèi)采取壓密注漿處理，樁長(zhǎng)為17m（箱涵兩側(cè)）、5.7m（箱涵上），此段總延米6181.6米；

（2）注漿前對(duì)樁位處水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行鉆孔處理，以便后續(xù)壓密注漿的正常施工；對(duì)裂縫處縱向2m長(zhǎng)范圍內(nèi)水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行破除，破除寬度為水穩(wěn)全寬，破除完成后立即進(jìn)行壓密注漿施工，注漿完成后用C30砼澆筑補(bǔ)足路面，取代已破除水穩(wěn)；

（3）壓密注漿完成后對(duì)水泥穩(wěn)定碎石上的鉆孔進(jìn)行C30砼澆灌，澆灌完成后在機(jī)動(dòng)車道水泥穩(wěn)定碎石基層上鋪設(shè)玻纖格柵，瀝青攤鋪時(shí)在各面層間均鋪設(shè)一層玻纖格柵。

該段壓密注漿施工時(shí)間為2014年12月11日至12月21日，滿足了工程整體進(jìn)度需要，體現(xiàn)出了壓密注漿施工快、工期短的特點(diǎn)。

2.2 K6+280-K7+460軟基處理

根據(jù)原設(shè)計(jì)要求，K6+280-K7+460段為上下分離段，下行段地基采用深攪樁處理，上行段為慢車道及人行道，地基不作處理。由于下行軟基處理范圍北側(cè)為道路中心線外 1米，則按設(shè)計(jì)進(jìn)行深攪樁處理前，需先對(duì)該部位上堤進(jìn)行較大方量的土方挖除，會(huì)破壞上堤路床范圍內(nèi)的原狀土結(jié)構(gòu)，不利于整體的穩(wěn)定性和施工的協(xié)調(diào)性，同時(shí)對(duì)防洪大堤可能會(huì)造成一些未知的安全隱患。考慮到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及施工操作方便性，項(xiàng)目部申請(qǐng)采用壓密注漿工藝取代深攪樁對(duì)該位置進(jìn)行加固處理，經(jīng)研究業(yè)主下達(dá)了變更指令，處理原則如下：

（1）對(duì)K6+280-K7+460北側(cè)3-4根深攪樁位置進(jìn)行壓密注漿加固處理，取消該部位深攪樁；

（2）處理斷面南側(cè)1-2排孔頂高程按同斷面深攪樁樁頂高程控制，北側(cè)1-2排孔頂高程在原大堤平臺(tái)上成孔；

（3）有效注漿孔深均按原深攪樁設(shè)計(jì)長(zhǎng)度控制，孔深為15.3m（北側(cè)）、13.3m（南側(cè)），15.3米孔位352個(gè)，13.3米孔位3279個(gè)，此段總延米47907米。

圖1 分離段下行北側(cè)壓密注漿斷面示意圖

該段壓密注漿體現(xiàn)出了該工藝操作面小、簡(jiǎn)便靈活等特點(diǎn)。同時(shí)，在濱水區(qū)需要考慮防洪及抗?jié)B特點(diǎn)的路段，壓密注漿的漿液可與漿脈連通的所有裂縫、洞穴等隱患漿被漿液充填擠壓密實(shí)，通過(guò)漿、土互壓和土體的濕陷固結(jié)等作用，使土體內(nèi)部應(yīng)力得到改善，產(chǎn)生塑性變形，卻不產(chǎn)生劈裂破壞，從而也能達(dá)到加固堤防、提高壩體抗?jié)B性能的目的。

2.3 K7+680-K7+800軟基處理

原設(shè)計(jì)K7+800以東軟基為深攪樁處理，K7+800以西為強(qiáng)夯處理段。原地面清表后，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)探坑觀察，發(fā)現(xiàn)K7+680-K7+800深攪樁施工范圍內(nèi)土層中含有塊石和建筑垃圾，深攪樁機(jī)此段無(wú)法進(jìn)行鉆進(jìn)施工。經(jīng)過(guò)申報(bào)后由原加高培厚大堤的監(jiān)理單位聯(lián)合鎮(zhèn)江市工程勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院結(jié)合此段的一些特征作了一個(gè)歷史情況說(shuō)明，同時(shí)在地質(zhì)勘探報(bào)告中也明確了此段土層中夾雜石塊、磚塊等。考慮此段正處于焦山風(fēng)景區(qū)東大門停車場(chǎng)的東入口，結(jié)合焦東停車場(chǎng)的使用性質(zhì)及東入口使用功能的特征，此段不宜采用預(yù)處理形式的相關(guān)軟基處理方案，考慮到壓密注漿經(jīng)各方研究后下達(dá)了變更指令，方案如下：

（1）取消K7+680-K7+800段深攪柱施工，采用壓密注漿進(jìn)行軟基處理；

（2）壓密注漿孔深15.3m，孔位2348個(gè)，此段總延米35220米。

圖2 強(qiáng)夯段西側(cè)壓密注漿斷面示意圖

此段土層內(nèi)含有塊石夾層，深攪樁機(jī)鉆頭直徑較大，無(wú)法順利施工，而壓密注漿鉆頭直徑較小，且采取壓密形式對(duì)土層空隙進(jìn)行注漿以提高整體強(qiáng)度，遇到塊石阻力孔位微小調(diào)整卻不影響整體處理效果，充分體現(xiàn)出了壓密注漿操作靈活，受地基類型影響小等特點(diǎn)。

3 施工工序及質(zhì)量控制

3.1 施工工藝流程：設(shè)備人員進(jìn)場(chǎng)→土方開(kāi)挖整平→孔位測(cè)量放樣→鉆機(jī)成孔、水泥漿攪拌→沉管至設(shè)計(jì)孔深→注漿→分段拔管→封孔。注漿先施工四周一圈，待水泥漿達(dá)到一定強(qiáng)度后再施工內(nèi)排，內(nèi)排施工壓漿時(shí)采用跳壓法施工（跳孔1-2個(gè)間隔的順序方式進(jìn)行施工）。

3.2 技術(shù)要點(diǎn)：壓密注漿孔位等邊1.2-1.3m等邊三角形布置，注漿液配合比：水泥110kg每延米,注漿量0.1m3，漿液水灰比0.6，泥漿比重1.71g/cm3，注漿壓力控制為0.2-0.3MPa。深度大取高值，深度小取低值，水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥。壓密注漿加固土檢測(cè)分別采用精力觸探、沉降觀測(cè)等方式進(jìn)行效果檢驗(yàn)。

3.3 在注漿過(guò)程中，應(yīng)注意是否冒漿，一旦發(fā)現(xiàn)冒漿，應(yīng)立即停壓，待15min左右再灌，并限量注漿，控制單位吸漿量，少注多復(fù)。對(duì)冒漿部位進(jìn)行處理，在孔口開(kāi)口，用粘土或土工布搗實(shí)，形成阻漿蓋。也可根據(jù)情況降低注漿壓力，提高漿液濃度，必要時(shí)摻砂或水玻璃。

3.4 注漿施工應(yīng)間隔跳打，以免造成串漿，起管時(shí)應(yīng)交叉起管高度，以保證壓漿的均勻擴(kuò)散和擠壓。如發(fā)生串漿，可適當(dāng)調(diào)節(jié)序孔距離和相鄰孔位注漿及拔管時(shí)間間隔。串漿孔若為待灌孔，采取同時(shí)并聯(lián)注漿的方法處理，如串漿孔正在鉆孔，則停鉆封閉孔口，待注漿完后再恢復(fù)鉆孔。

3.5 注漿過(guò)程中有地下水冒出地面時(shí)，需在周圍設(shè)置排水溝，安排人員用潛水泵排出施工場(chǎng)地；待漿液冒出后，須停止一小段時(shí)間后在注漿。

3.6 沉管深度、注漿量、注漿壓力、范圍、漿液配合比等應(yīng)根據(jù)要求派專人負(fù)責(zé)控制，并如實(shí)、準(zhǔn)確地做好記錄。在注漿過(guò)程中，也需對(duì)其臨近建筑、地面等的沉降、傾斜、位移和裂縫進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有發(fā)現(xiàn)異常情況立即停止觀察、研究討論。

4 效果評(píng)價(jià)

在K6+280-K7+460、K7+680-K7+800軟基處理完成10d左右，對(duì)處理部位進(jìn)行了靜力觸探檢測(cè)，根據(jù)壓密注漿靜力觸探的比貫入阻力（Ps）曲線圖，施工后水泥土的比貫入阻力（Ps）值為2.71-3.48 MPa（平均比貫入阻力為3.06MPa），而原土平均貫入阻力（Ps）值為1.39MPa。注漿后水泥土的比貫入阻力（Ps）明顯大于原土的平均比貫入阻力（Ps），表明經(jīng)壓密注漿加固后地基土的強(qiáng)度得到提高，滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)靜力觸探檢測(cè)也表明了注漿比較均勻，基本無(wú)水泥漿富集“結(jié)核”和水泥降缺失，壓密注漿加固后的地基土的強(qiáng)度得到提高，達(dá)到了預(yù)期效果。而K4+000～K4+010.393在路面基層完成后經(jīng)過(guò)沉降觀測(cè)，該部位沉降值均未超過(guò)3mm，路面也無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象，處理效果良好。

5 總結(jié)

壓密注漿工藝施工簡(jiǎn)便靈活，操作面小，工期短，技術(shù)上可行，漿液與土可有良好的結(jié)合，地基承載力和穩(wěn)定性可以得到較大的提高，同時(shí)在濱水區(qū)也具有防洪、抗?jié)B的作用。通過(guò)本工程的實(shí)踐，壓密注漿工程可以用于軟弱地基處理，也可用于路基、路面工程完成后的補(bǔ)強(qiáng)，不受地段及地形限制，機(jī)動(dòng)性較高，檢測(cè)后處理效果良好，為今后類似工程加固處理的設(shè)計(jì)、施工積累了經(jīng)驗(yàn)。