红星路南延线道路工程路基沉降钻孔注浆施工技术

张 文 选， 陈 涛， 王 大 鹏

(中国水利水电第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 工程概述

红星路南延线道路工程一期施工全长6.82 km，该段道路于2012年4月开工，2012年12月竣工，施工工期较短，路基与沟槽未经过雨季自然沉降，在投入使用后，在K0+500～K0+580段东侧辅道出现1～3 m范围的路面沉降，沉降最大深度为5 cm。为防止其继续沉降，影响道路安全，对该路段采用钻孔注浆的方式加固路基。笔者对该实例进行了详细分析，探讨了路基沉降钻孔注浆施工技术。

此次路基沉降主要为回填段，回填段地质情况从上至下依次为：12 cm厚沥青混凝土，50 cm厚5%的水泥稳定碎石料，20 cm厚级配碎石，80 cm厚砂砾石、回填土(素填土或页岩)。

该段沉降路基为电力隧道开挖后回填形成的路基，施工时段为2012年11月16日～12月10日，最大填筑高度为11.5 m，采用20 t压路机分层碾压，分层厚度为30 cm，填料为合格的页岩和砂砾石。经分析后认为该段路基沉降的原因为：一是由于施工工期短，回填段路基未经过一个雨季的自然沉降期，导致该段路基发生自然沉降变形；二是该段为半挖半填路段，电力隧道施工区为回填区，其它路段为挖方路基，从而造成填方路基发生不均匀沉降，导致路面下沉。

2 路基钻孔注浆设计

2.1 注浆材料

该工程考虑到路基填料为页岩和砂砾石，选用P.O425R普通硅酸盐水泥和粉煤灰按一定比例拌和作为注浆浆液，其优点是可以迅速改善土体强度，具有防水密实作用，操作工艺简单，可灌性好。

2.2 注浆参数的选择

注浆参数包括浆液扩散半径r、容许注浆压力、注浆孔布置方式等，这些参数互相联系，与地基土渗透性等相关。

(1)浆液扩散半径r。

注浆孔布置中，浆液扩散半径r可通过理论公式估算。当地质条件较复杂或计算参数不易选准时，应通过现场试验确定。

根据《建筑地基处理手册》，地基扩散半径的计算公式为：

式中V为每孔注浆量，根据计算为535 L；n为施工段的天然孔隙率，取值范围为0.4～0.5，本工程取0.45；l为灌注孔长度，即从注浆管底部到灌注孔底部的距离(m)，本工程为0.4 m。

(2)注浆压力。

注浆压力值与路面的结构、初始注浆的位置和注浆序次、方式等因素有关。在注浆处理前，应通过现场注浆试验确定，以取得施工所需的参数。

根据试验，在保证路面不被破坏的情况下，本工程注浆压力应控制在0.1～0.3 MPa。

2.3 注浆量的确定

在正常情况下，理论注入的耗浆量应填充到颗粒之间的空隙中，或沿层理、裂隙劈裂式注入。

根据《地基处理手册》中的浆液用量计算公式：

Q=k·v·n·1 000

式中v为土的体积，加固深度为2.5 m，单位体积为2.5 m3；n=e/1+e；e为孔隙比，根据地质勘察报告 及 规 范，e取1.15，则：n=e/1+e=0.535；k为经验系数，页岩k= 0.3～0.5 ，取0.4。

故：Q=k·v·n·1 000 = 0.4×2.5×0.535×1 000 = 535(L)

2.4 注浆孔的布置方式

注浆压力、浆液扩散半径r确定后，注浆孔距的取值范围也就确定了。注浆孔距L的取值范围在r≤L≤2r之间。

注浆孔布置一般按三角形排列，即前排孔的位置与后排孔的位置沿公路轴线方向错开1/2的孔距，平面上呈梅花状。本工程注浆孔布置采用梅花形布置，间距为2 m。

3 钻孔注浆施工

3.1 钻 孔

本工程钻孔采用MG-40型钻机，孔径90 mm。注浆孔深度为2.5 m。所有注浆孔一次性成孔。钻机进场后，按已布设的孔位准确就位，钻孔位置和设计孔位偏差≤10 cm。钻孔时，检查钻杆的直顺度，尽量减少注浆孔的倾斜度，孔底偏差应≤25 cm。钻孔时如发现偏差超过要求，应及时采取纠偏措施。钻孔时逐孔编号登记并记录渗水、钻孔速度等数据。

3.2 制 浆

制浆采用灰浆搅拌机，制浆用水为城市自来水，制浆按照设计配合比准确计量拌制，施工时根据单孔注浆率、注浆压力的变化逐渐增大水灰比(水灰比变化区间为2∶1～1∶2)，以使注浆效果达到最佳。本工程初次注浆采用的水灰比为2∶1浆液，水灰比逐渐增大至1∶2，每一级水灰比按0.2～0.5控制。不同水灰比对应的水泥浆见表1。

表1 不同水灰比对应的水泥浆表

3.3 注 浆

首先将2.5 cm直径的PVC注浆管镶入孔中，且孔口向下30～50 cm，用砂浆填封孔壁和注浆管间隙，防止浆液上冒。

待砂浆凝结后，采用SNS-65/1.5注浆机注浆。注浆时，注浆顺序为先注浆帷幕孔，后注加固孔。注浆时成一孔、注一孔，全孔采用一次注浆法，单孔注浆时根据单孔注浆率和注浆压力改变浆液浓度进行注浆。

施工时注浆压力按0.1～0.3 MPa控制。初注时，采用2∶1水泥浆打通空隙，再逐渐增加浆液浓度至1∶2，每级增加按0.5～0.25控制，最大水灰比不超过1∶2。浆液浓度由稀变浓，逐渐变换。当注浆压力保持不变、注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。当某一级浆液注入量已达300 L以上或注浆时间已达1 h，而注入率和压力均无改变或改变不显著时，则改用浓一级的浆液。注浆过程中，注浆压力或注入率突然改变或改变比较大时，应停止注浆，立即查明原因，采取相应的措施进行处理。

当注浆量超过1 000 L时，则暂停注浆15～20 min，再继续注浆至无法注入为止，撤管封孔。

3.4 后续处理

注浆完成后，清理现场，清扫路面。待注浆凝固、强度达到要求后，对沉降路面进行恢复处理。

4 灌浆质量控制

(1)施工前，工作人员一定要熟悉施工图纸和施工规范，做好施工进度记录。灌浆施工完成后，从事施工质量控制的工作人员要对施工过程进行复查，做到万无一失，避免出现工作上的遗漏而导致后期出现严重的质量问题，甚至是安全事故。

(2)严格控制施工材料，从施工材料的采购到使用和配合等各方面进行监督和管理。灌浆施工中浆液的浓度、水、水泥之间的配合比例等都需要进行严格控制，才能确保施工质量。

总之，要从各个方面控制灌浆施工质量，进而才能确保地基施工质量。

5 结 语

该段路基经钻孔注浆加固处理以及一年时间的通车运行，未发现路基再沉降，因此，对于路基沉降量不大、可灌性好的路基，可通过钻孔注浆的方式处理沉降路基。钻孔注浆技术对周边环境破坏小、施工速度快、成本低廉，因此在路基沉降处理中具有一定的推广价值。

参考文献:

[1] 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范， DL/T 5148-2012[S].

[2] 公路桥涵地基与基础设计规范，JTG D60-2007[S].