路基沉降深层灌浆加固施工技术

2018-02-06刘浩龙

智能城市 2018年3期

刘浩龙周华

1.湖南湘新水务投资有限公司，湖南长沙 410013；2.湖南省沙坪建设有限公司，湖南长沙 410008

传统道路沉降加固工法只局限性的加固沉降表层，把沉降、裂缝、空鼓周边结构破除重新填筑，此方法治标不治本，未从沉降源头治理，在短期内很可能出现二次沉降，导致道路维修工作不断，维修成本提高，影响交通。本技术采用针对性较强的灌浆加固法，对深层软弱土进行的加固，从根本解决路基沉降引起的质量缺陷。长时效杜绝二次沉降导致路面质量缺陷带来的反复维修工作，减少维修费用，对交通影响小，具有较好的经济效益与社会效益。

适用于加固处理深层土体因地下水侵蚀导致地基沉降引起的路面质量缺陷。

1 工艺原理

道路路基受地下水常年侵蚀影响，形成软弱、淤泥层；流动的地下水还可能出现流沙管涌能现象，水土流失导致空洞出现等质量隐患。在受软基影响的道路引起路面结构的破坏，影响正常使用。本技术在处理此类地基沉降问题上，最根本的解决方法是对道路基底存在的软弱层进行加固，从而大大提高地基承载力，减少地基的沉降和不均匀沉降，降低二次沉降的可能性。

2 工艺流程

施工准备→方案选择→方案设计→试验段测试方案→实测数据、确定标准→钻孔→灌浆→检验。

3 操作要点

3.1 施工准备

核对新建道路时的地质勘探报告，确定路基底的岩层情况。查看道路施工过程记录，确定路堤填筑时每层土体土质情况。

3.2 方案选择

在制定灌浆加固方案时需要注意的是灌浆方法和灌浆材料的选择，为了保证灌浆加固方案的合理性、可行性，应综合考虑工程性质、灌浆目的（提高路基承载力）、地质条件（土层的性质及类型等）等因素。

3.3 方案设计

路基灌浆设计的内容主要涉及以下几点：

（1）确定施工范围，包括灌浆的长度、宽度和深度；

（2）合理确定浆液种类及其配制比，以确保浆液在设计压力下能够到达有效的扩散距离；

（3）结合工程性质、浆液影响半径等，确定钻孔布置作业中所需的排距、孔距、孔数和排数等；

（4）确定最大灌浆压力值；

（5）工程实践中常采用的灌浆工艺包括渗入性灌浆工艺和劈裂灌浆工艺，前者较后者对可灌性要求更严格；

（6）根据灌浆土层的渗透性、孔隙尺寸、浆液的流变性、土层体积等确定浆液的凝固时间；

（7）在设计方案中根据具体的工程性质、灌浆目的（提高路基承载力）、地质条件（土层的性质及类型等）明确灌浆标准；

（8）采用相关技术手段对完成灌浆施工的工程进行现场检测，以保证工程的灌浆效果；

（9）当孔位布置为单排孔时，灌浆后浆液呈球形的方式扩散；当单排孔难以满足设计厚度的要求时，则需将孔位布置为多排孔。这种孔位布置方式设计的基本原则为：充分发挥灌浆孔的潜力，以获取最大的灌浆体厚度；

（10）在灌浆试验的过程中，通常采用逐步提高压力的方法来获取注浆压力和注浆量的关系曲线，从曲线图中可以看出，当注浆压力上升至一定数值时，注浆量也会随之增加，这种情况下说明孔隙的尺寸在扩大，或者地层结构发生破坏，此时可将这一数值作为判断灌浆压力是否在允许值范围内的依据。若工程施工现场不具备灌浆试验条件的话，可采用理论公式或经验数值来确定容许灌浆压力值，再根据灌浆施工的具体情况对这一数值进行调整。

3.4 试验数据调整和改善

在灌浆作业完成后，有必要开展室内灌浆试验和现场灌浆试验工作，对于较为重要的工程来说，同时开展这两种试验工作来确定灌浆技术参数和灌浆施工工艺。在灌浆试验完成后，结合试验结果对原设计方案进行调整，总结有效的灌浆加固施工经验，以确保灌浆效果。

3.5 钻孔

在灌浆加固项目施工中，通常采用膨润土浆等优质泥浆进行护壁；钻孔直径为7～11cm，将钻孔直径的偏差控制在1%范围内；若一些工程施工中对灌浆孔的设计提出了角度需求，应预先调节钻杆角度，且钻孔设备需利用足够的锚栓进行加固。

3.6 插入袖阀管

通常将袖阀管设置钻孔的中心，以确保套壳料的厚度满足施工要求。

3.7 浇筑套壳料

在浇筑套壳料的过程中，应验方孔内泥浆混入套壳料中。

3.8 灌浆

待套壳料具有一定强度后，采用KBY—50/12型注浆泵进行注浆作业，将带有止浆塞的注浆花管同注浆芯管连接后下入注浆管内，芯管口与输浆管相接，通过提升芯管由下至上进行分段注浆。

3.9 灌浆检验

灌浆质量是指灌浆施工能否按照相关施工规范进行，比如灌浆材料的规格和使用性能、浆液的配比、钻孔角度和灌浆压力等均应满足施工要求，以保证灌浆加固施工质量；灌浆效果是指在灌浆加固作业完成后，利用相关检测手段对地基土的物理力学性质进行检验，这一参数指标所提高的程度即是灌浆效果。由上述分析可知，灌浆效果和灌浆质量是两个不同的概念，且灌浆质量高并不能说明灌浆效果好。

3.10 工艺小结

当灌浆压力达到较高的值时，灌浆出现冒浆、串浆的可能性较小；为了提高钻孔效率，可将钻孔和灌浆作业分开进行；可结合工程实际需要对任何一个灌浆段进行重复灌浆。

4 质量控制

（1）施工现场配备比重计，以将浆液的比重控制在合理范围内；

（2）在搅拌灰浆时，应注意搅拌速率和搅拌时间的控制，并在二次搅拌时对其进行过滤处理；

（3）注浆过程中应对浆液进行连续搅动，确保水泥质量；

（4）严格按照注浆配合比配制浆液；

（5）灌浆作业中，还应对建筑物进行监测，并根据监测信息对注浆进行调控；各灌浆段的注浆量应满足施工要求；安排专业人员对注浆压力进行控制，若在控制过程中出现压力上升或浆液溢出等情况，应及时停止注浆；

（6）在灌浆作业中，若出现注浆压力长时间不上升的情况，这是由于地层吸浆量引起的，可通过调整浆液配比的方式来缓解这一问题，缩短浆液的胶凝时间，以确保注浆效果；若发生串浆问题，若该问题发生的频率较低，可采用关闭串浆孔继续注浆的方式；若串浆发生的频率较高，可通过加大钻孔与注浆孔间隔的方式，减少串浆现象的发生。若漏浆问题较严重，可采取的封堵措施包括间歇注浆技术、调整浆液配比、关闭该漏浆孔继续注浆等。