软基压力注浆法施工与质量控制分析

李新方 王修山

(1.长兴县经济和信息化委员会，浙江 湖州 313100; 2.浙江理工大学建筑工程学院，浙江 杭州 310018)

软基压力注浆法施工与质量控制分析

李新方1王修山2

(1.长兴县经济和信息化委员会，浙江 湖州 313100; 2.浙江理工大学建筑工程学院，浙江 杭州 310018)

介绍了软基压力注浆法的加固机理与主要方法，对压力注浆施工前应做的准备工作及其工艺流程进行了详细分析，并总结了具体的质量控制措施，以确保软土地基的处治效果。

压力注浆法，施工工艺，质量控制，软基

软土地基处理是工程建设中经常要遇到的问题，近几年国家公路网建设飞快，对工程的质量要求越来越高，采取何种有效的方法解决软土地基沉降是道路管理部门需要面对的一个重要问题。针对软土地基处理的方法有很多，近几年压力注浆技术因具有防渗、堵漏及加固等特点而被广泛的应用于高等级公路的建设和养护维修。

1 压力注浆法

1.1 加固机理

压力注浆法是指在气压或液压的作用下，通过注浆管均匀地将具有凝固性的浆液灌入填料土层中，浆液在土层中以渗透、填充和挤密等形式将原土层中的水分和空气挤出并替换，硬化后将原来松散的土粒胶结形成新的土体，具有结构新、强度大、防渗性及稳定性能良好等特点，达到土基加固效果，降低或防止土基的渗透和不均匀沉降。

1.2 主要方法

压力注浆法根据浆液在土层中的作用机理的不同可分为劈裂注浆、压密注浆与渗透注浆三种。

劈裂注浆是指浆液在外部注浆压力作用下，对土层施加附加压应力，使得土体结构发生结构性破坏或扰动，产生剪切裂缝，浆液沿着裂缝从土体强度低的地方向强度高的地方发生劈裂，使得土层中的裂隙或孔隙进一步扩展，形成新的裂隙，浆液进入裂隙形成加固土体的骨架。劈裂注浆可用于软～流塑粘土土层和渗透性较好的砂层加固。

压密注浆是指利用较高的压力将浓度较大的浆液注入土体中，浆液首先填充较大的孔隙，然后在高注浆压力的作用下浸入土体孔隙，随着土层孔隙中水压力的升高不断挤压土体，最终出现剪切裂缝，发生劈裂，浆液填充到裂缝中形成新的骨架结构。压密注浆法可用于非饱和土体的加固及大开挖时对临近土体的加固等。

渗透注浆是指浆液在相对较小的注浆压力作用下，填充土层中的孔隙或裂隙，将其中的水分和空气挤出，从而达到加固土体的目的。渗透注浆基本不改变原有土层的结构和体积，可用于中砂以上的砂性土层的加固[1-3]。

2 施工分析

2.1 施工准备

压力注浆施工准备工作主要包括施工方案确定、原材料选择和注浆参数确定等。

1)施工方案确定。

压力注浆法施工方案通常根据如下原则去选择：

a.施工所用浆液通常以水泥浆、水泥粉煤灰浆和水泥水玻璃浆这三种为主，同时辅以适量的外掺剂优化浆液性能。

b.注浆施工时应设置封压层。若软土地基上有硬壳，则可直接将其作为封压层；反之，则应在软土地基上铺筑一层厚50 cm的粘土垫层，或者直接碾压地基得到封压层。

c.注浆的先后顺序。当土层上部存在厚度较大的砂砾层时，应采取从上至下的方式进行分层注浆；当土层上部砂砾层厚度较薄或没有砂砾层时，则应采取从下至上的方式分层注浆。

2)注浆材料确定。

组成压力注浆施工所用浆液的原材料来源很多，通常可以归结为两大类，即粒状浆类材料和化学浆类材料。两类材料中后者由于生产成本较高、施工难度系数大，应用很少。因此，在实际工程施工中通常选择粒状类材料，主要有水泥浆、水泥粉煤灰浆以及水泥水玻璃双浆三种。

a.水泥浆。水泥浆一般由普通42.5号水泥和水按一定比例配制而成，常用水灰比为0.8∶1～1∶1。在实际工程中为了使浆液性能得到提升往往加入一定量的外掺剂，如速凝剂、早强剂和悬溶剂等。采用水泥浆进行压力注浆施工的特点是浆液灌注性能良好，初凝和终凝时间比较短，形成的新土体强度高。通常可用于构造物下面有软土地基或地基沉降量较大路段的处治。

b.水泥粉煤灰浆。水泥粉煤灰浆一般由水泥、粉煤灰和水按一定的比例混合而成，常用水灰比为0.8∶1～1∶1，粉煤灰用量占水泥和粉煤灰总量的0～30%。水泥粉煤灰注浆施工的特点是浆液浇筑性好，初凝和终凝时间比较长，形成的新土体的强度较低，水泥用量和所需费用少。通常可用来进行路基沉降量较小路段的处治[3]。

c.水泥水玻璃浆。水泥水玻璃浆是以水泥和水玻璃为主材料，将两种材料按照一定的比例，采用双液方式注入，根据工程需要加入一定外掺剂(如速凝剂和缓凝剂等)所制备的注浆材料。其特点是浆液可控性好，结石率高，费用低，但结石体易粉化，化学结构不稳定。可用于隧道大涌水、突泥封堵及岩溶流塑粒土的劈裂固结，地下水流速较大路段的地基处理[4]。

3)注浆参数确定。

注浆施工参数主要包括浆液扩散半径、注浆孔孔间距离和容许注浆压力等。

a.浆液扩散半径。以现场试验为基础，结合压力和软土的渗透性能确定浆液扩散半径，然后进行注浆孔布孔。常用布孔形式为矩形和梅花形两种。

b.注浆孔孔间距离。根据土层的性质和构造物类型确定注浆孔孔间距离，若在软土地基中含有厚度大、防渗性差的砂砾层时，注浆孔孔间距离一般取3 m～5 m；若软土地基主要由饱和粘性土组成，则注浆孔孔间距离一般取2 m～3 m。

c.容许注浆压力。在施工中，容许注浆压力值一般以不使地层破坏或仅局部出现少量破坏作为确定原则[5]。通过现场实际注浆试验得到注浆压力与浆液用量之间的关系曲线，在两者关系曲线中，若当注浆压力增大到某一值时，浆液用量突然增加，则表示土层结构被破坏，此时对应的注浆压力值即可看做是容许注浆压力。

2.2 施工流程

压力注浆一般按如图1所示流程进行施工。

压力注浆施工过程应注意如下几个方面：

1)采用分序成孔施工时，应当采取的施工顺序为：首先按由外向内的顺序进行分序，其次按先四周边缘孔后加固孔的顺序灌注；

2)以注浆压力达到0.5 MPa，注浆量小于1 L/min作为止浆标准，当施工所用浆液用量或注浆压力达到该标准时即可停止注浆，然后继续稳压3 min；

3)施工过程中，应用止浆封塞对注浆孔进行处理，防止出现堵管现象；

4)施工人员在注浆作业过程中，应随时进行观测，如果产生地面隆起或管口跑浆现象，则应当立刻停止作业，分析产生的原因。并在进行后续注浆时适当减少浆液用量，同时检查封孔和注浆设备等，若仍产生前述现象，则应停止注浆施工；

5)注浆施工结束后，采用水泥混凝土或沥青渣对注浆孔口进行密封，并用铁铲将孔口有隆起的地方铲平，撤走所有的施工设备后，经养生24 h即可开放交通[6]。

3 质量控制措施

3.1 质量控制

压力注浆作业属隐蔽工程施工，因此要保证质量必须加强施工质量控制[7]。压力注浆施工质量控制主要包括：注浆材料的控制、浆液质量的控制、钻孔质量的控制、注浆施工隐患防治措施等，施工过程中要制定健全的管理制度并做好现场监控。

3.2 检测与评价

注浆作业属于隐蔽工程施工，因此应当严格根据设计要求以及相关施工规范进行，鉴于尚未有明确的规定对压力注浆工艺进行详细评定，在实际施工中对压力注浆检测和评价方法包括以下几个方面：

1)压力注浆施工质量检测的内容主要包括：a.注浆所用材料达到设计的要求；b.施工流程严格按照设计文件进行；c.与施工有关的原始资料记录清楚齐全且详实。

2)注浆施工质量检测方法主要采用开挖钻探法、物探法、声波检测法和变形观测法等。

4 结语

压力注浆技术广泛的用于处治软土地基不均匀沉降等工程问题，在注浆作业中要加强施工全过程质量控制，采用合适的方法对施工结果进行检测和评价，保证软土地基处治效果。

[1] 闫澍旺,孙立强,李 伟,等.真空加固超软土工艺的室内模型试验研究[J].岩土工程学报,2011,33(3):341-347.

[2] 苑晓青.新型真空预压法室内模拟试验与沉降的预测研究[D].长春:吉林大学,2013.

[3] 米慧杰,林捷军,薛艳文.压力注浆处理高等级公路软土地基的技术[J].山西建筑,2004,30(4):23-24.

[4] 王 波.高速公路桥背沉降控制的后注浆法应用研究[D].成都:成都理工大学,2009.

[5] 陈 建.压力注浆加固地基质量控制[J].建设管理,2011(9):54-58.

[6] 李 博.注浆加固技术在桥头跳车病害防治的应用[D].成都:西南交通大学,2005.

[7] 张建牛.注浆加固技术在软弱地基处理中的应用[J].山西建筑,2005,31(2):65-66.

Analysis of soft foundation grouting reinforcement technique in construction and quality control

Li Xinfang1Wang Xiushan2

(1.ChangxingCountyEconomicandInformationCommission,Huzhou313100,China;2.ArchitecturalEngineeringInstituteofZhejiangSci-TechUniversity，Hangzhou310018,China)

The thesis introduces the reinforcement mechanism and major methods of soft foundation pressure grouting method, analyzes pressure grouting construction preparation and technological procedures, and summarizes specific quality control measures, with a view to guarantee soft foundation treatment effect.

pressure grouting method, construction technology, quality control, soft foundation

2015-02-04

李新方(1985- )，男； 王修山(1974- )，男，博士后，副教授

1009-6825(2015)12-0082-02

TU753.3

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