浅谈灌浆加固技术在公路路基沉陷处理中的应用

冯娜娜

(河北省唐山市交通运输局公路工程处)

1 引言

灌浆加固技术是处理公路路基沉陷处理的一个经济实用的工艺。压力灌浆是利用压力将能固结的浆液通过钻孔注入土体孔隙或建筑物的裂隙中，使被加固体物理力学性能得以改善。浆液注入被加固体后以填充、透、挤密等方式，挤出土体颗粒或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，浆体凝结后硬化后则将原来松散或不密实的土体胶结成一个整体，形成一个有较高强度，较好的水稳定及化学稳定性的结构整体。

2 工程概况

某公路埋设有11条穿路涵管，为钢筋混凝土管。埋设时，基槽开挖深度为4 m，回填料为级配碎石。由于施工条件的限制，回填料压实不充分，存在孔隙率大、压实度差的情况。回填土体(料)在自身稳定过程和上部加载后，产生较大的沉降变形，造成涵管附近路基的不均匀沉降，影响公路的安全使用，为此需对回填土体进行加固处理。根据该工程实际情况，经认真分析，采用袖阀管法静压注浆方案对回填土进行加固处理，以增加回填土的密实度，提高强度和压缩模量，减少沉降变形。

3 灌浆加固处理方案

3.1 方案特点

(1)充填挤密作用。浆液在劈裂、延伸及扩散过程中对周围土体产生充填及挤密作用，从而改善和根本改变地基的物理力学性质及承受荷载的作用机制。

(2)加筋土及树根桩作用。采用袖阀管式静压灌浆，使土体强度在多次注浆中得到提高，使土体与凝结体结合在一起，具有“加筋土”及“树根桩”的优点，可增加地基承载力。

(3)分层注浆、均匀性好。因袖阀管注浆中灌浆段的设置和截止阀的单向性，可分层、多次灌注，注浆量可控制;还可根据需要设置直孔或斜孔，从而提高了注浆加固的均匀性。

3.2 处理范围及注浆孔位布置

处理范围为基槽开挖深度内回填料，在11个涵管两侧各布置一排垂直注浆孔，每排10孔，合计220孔，两侧孔距2.5 m，灌浆深度为4.0 m(根据现场开槽深度调整)。注浆材料为强度等级32.5普硅水泥，浆液密度1.6～1.8 g/cm3。

3.3 注浆工艺流程

定孔位→钻孔→下注浆外管→制浆→下注浆内管→注浆→补灌→结束。

3.4 施工程序

(1)放线定孔位。准确测定涵管的外轮廓线，按设计要求放线、定孔位，并设置孔位标志。

(2)钻孔。将钻机安置在所钻孔位置，钻机安放稳定牢固，立轴竖直，经验测孔位后方可开钻。钻进过程中，要详细记录钻进情况，包括地层情况，孔位移动距离、方向，异常情况、处理措施，钻孔深度等，经现场技术人员验收合格后，方可移孔。孔位偏差不得大于5 cm。

(3)下注浆外管。将制作好的注浆外管平稳地置入孔内，下至设计深度其连接要牢固，各截止阀一定要可靠，并准确记录各灌浆段位置。

(4)制浆。按设计配合比或浆液密度搅拌浆液，使用普通搅拌机搅拌浆液时间应不小于90 s，制备好的浆液放置时间不得超过4 h，每孔每段注浆结束后，要计量水泥用量。

(5)洗孔。为保证注浆的效果，在每次注浆完成后，要对注浆孔进行洗孔，用优质泥浆完成，确保下次注浆顺利进行。

(6)补灌。在注浆量及压力达到要求后，对注浆外管进行封口补灌，使管内填满灰浆。

4 灌浆技术要求

4.1 材料

(1)水泥。灌浆采用普硅水泥R 32.5;水泥细度要通过80 цm方孔筛，其筛余量不大于5%;灌浆用的水泥必须符合规定的质量标准，不得使用受潮结块的水泥。水泥不应存放过久，出厂期超过三个月的水泥不应使用。

(2)水。灌浆用水应符合相关规定，拌浆水的温度不得高于40℃。

4.2 设备

(1)钻孔设备。钻机和钻头应根据工程地质条件选用，宜采用回旋式钻机或冲击式钻机。

(2)灌浆设备。灌浆泵性能应与灌浆浆液浓度相适应，容许工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍。搅拌机应保证均匀连续的拌制浆液，灌浆前应试运行。灌浆管路应畅通，并能承受1.5倍的最大灌浆压力。灌浆泵和灌浆孔口处均安装压力表。

4.3 浆液配制

制浆材料必须称量，称量误差小于5%。水泥等固相材料采用重量称量法。各类浆液必须搅拌均匀并测量浆液密度。纯水泥浆液的搅拌时间，使用普通搅拌机时，不少于90 s;使用高速搅拌机时，不少于30 s。浆液在使用前过筛，自制备至用完的时间少于4 h。

拌制细水泥浆液和稳定浆液加入减水剂和采用高速搅拌机。搅拌时间通过试验确定。细水泥浆液自制备至用完的时间少于2 h。集中制浆站制备水灰比为0.5∶1的纯水泥浆液。输送浆液流速为1.4～2.0 m/s。各灌浆地点测定来浆密度，调制使用。浆液温度保持在5～40℃，超过此标准为废浆。

4.4 灌浆压力、灌浆方法

注浆压力暂定0.2～0.4 MPa，可根据上覆土层厚度及现场试验情况确定。灌浆分二序孔施工，孔距由稀至密。第Ⅰ序孔孔距5.0 m，第Ⅱ序孔孔距2.5 m。每孔自下而上分段进行灌浆，每段0.75 m。每孔灌浆2～3遍。

4.5 灌浆钻孔

钻孔位置误差不超过5 cm，钻孔垂直度小于1.5%，孔内沉渣厚度不大于20 cm。钻孔深至设计深度。

4.6 灌浆结束标准

根据资料和经验结束标准如下:达到灌浆压力要求，并稳定15 min可结束。地面冒浆时可暂停灌浆封堵冒浆处或采用间歇方法灌注。

5 结束语

(1)避免了开挖重新换填施工，减少了开挖废弃物对环境的污染，缩短了维修处理时间。

(2)施工基本不受天气影响，施工设备投入及对现场的环境要求都比较简单，易于操作，对于距离城市及大型拌和站较远的边远公路尤其适用。

(3)维修期间可以半幅施工、半幅继续维持通行，减少了对社会公众的出行影响，而且更重要的是减少了如大规模开挖可能带来的不利社会影响，具有明显的社会效益。

(4)经过造价比较，灌浆处理具有显著的资金成本优势，这是其能得到认可和推广的重要因素。

［1］ 祁学英.公路工程中灌浆加固技术的应用［J］.青海交通科技，2009，(2).

［2］ 杨创贵.树根桩托换及灌浆加固技术在高速公路边坡加固中的运用［J］.科技资讯，2006，(6).