陳智婉

（潮州市市政建設(shè)總公司,廣東潮州 521000)

0 引言

路基作為公路工程主要的構(gòu)成部分，由于長(zhǎng)期在自然環(huán)境中暴露，各種外界因素都會(huì)對(duì)其穩(wěn)定性造成影響。為了保證公路的施工質(zhì)量，首先要保證路基的穩(wěn)定性和堅(jiān)實(shí)性。在一些軟土地基在施工時(shí)，常常會(huì)遇到變形、沉降等情況，對(duì)城市交通的正常運(yùn)行造成了一定的影響。為了提高路基的安全性，需要做好軟土路基的處理工作。

1 案例介紹

某市政道路工程路段整體環(huán)境質(zhì)量較差，上部受力層主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土、細(xì)砂等構(gòu)成，其中淤泥質(zhì)土呈軟流塑狀態(tài)，雜填土的結(jié)構(gòu)比較松散，而細(xì)砂具有較高的流動(dòng)性，這些因素都無(wú)法保證路面的荷載達(dá)到路基承載力的基本要求。如果不顧路基實(shí)際情況，直接進(jìn)行施工，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)沉降。為了使路基承載力達(dá)到基本要求，提高路面車(chē)輛行駛運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，提高路基的變形模量和強(qiáng)度，討論研究后決定采取灌漿法對(duì)路基進(jìn)行加固。

2 灌漿施工的類(lèi)型以及施工原理

2.1 滲透灌漿施工原理

一般對(duì)于巖體裂隙發(fā)育、砂卵土層、碎石土層來(lái)說(shuō)，多使用滲透灌漿的方法對(duì)地基進(jìn)行加固處理。在不對(duì)原路基結(jié)構(gòu)和體積進(jìn)行改變的前提上，利用壓力將漿液灌入到巖石和孔隙中，將孔隙中的空氣和自由水排出。通過(guò)利用漿液將原本松散的路基凝結(jié)成一個(gè)整體，進(jìn)而提升土體的整體強(qiáng)度[1]。在施工時(shí)，漿液可以擴(kuò)散的范圍主要是由灌漿壓力和固體顆粒直徑來(lái)決定的，壓力越高，灌漿液的擴(kuò)散距離也就越高。而漿液的加固范圍主要由漿液材質(zhì)、土體的密實(shí)度等來(lái)決定。

2.2 劈裂灌漿的施工原理

一般對(duì)于粘性土體來(lái)說(shuō)，由于滲透性差，一般會(huì)使用劈裂灌漿的方法進(jìn)行施工。劈裂灌漿指的是通過(guò)施加壓力，來(lái)使?jié){液克服底層的抗拉強(qiáng)度和初始應(yīng)力，使土體機(jī)構(gòu)和巖石結(jié)構(gòu)被破壞，進(jìn)而在垂直于主應(yīng)力面出現(xiàn)劈裂，增加漿液的灌入的擴(kuò)散半徑。實(shí)踐證明，劈裂壓力和漿液的注入速度、漿液的濃度、抗壓強(qiáng)度以及地基中的小主應(yīng)力有關(guān)。漿液的注入速度越小、粘稠度越稀，所需要的劈裂壓力也就越小。當(dāng)土體中出現(xiàn)劈裂的情況后，如果持續(xù)增加漿液的注入量，那么漿液灌入的壓力也會(huì)逐漸提升。對(duì)于巖土土體來(lái)說(shuō)，巖土體剛度和壓力的提升速度成正比，而對(duì)于軟弱土體則成反比。在形成灌漿脈絡(luò)后，可以顯著提高土體中反向應(yīng)力和變形穩(wěn)定性，并且還可以降低大、小主應(yīng)力之間的差值。整個(gè)劈裂灌漿過(guò)程不需要對(duì)壓力進(jìn)行控制，只要可以將要求的漿液擠壓到填土中即可[2]。此方法適用于灌漿深度小、地應(yīng)力量小的地區(qū)。

2.3 壓密灌漿的施工原理

壓密灌漿一般適用于軟土路基中，指的是利用鉆孔將濃度很高的漿液灌入到土中，然后在注漿點(diǎn)將土體壓實(shí)，進(jìn)而產(chǎn)生泡沫，如圖1所示。在漿泡直徑不大的時(shí)候，灌漿壓力會(huì)順著鉆孔徑向擴(kuò)散，然后在漿泡變大后，會(huì)產(chǎn)生可以抬動(dòng)地面的上抬力。使下沉路基可以回升到相對(duì)準(zhǔn)確的位置。換句話說(shuō)，壓密灌漿其實(shí)就是壓密土體以及對(duì)濃漿進(jìn)行置換的過(guò)程。

圖1 壓密灌漿的施工原理圖

在使用灌漿技術(shù)對(duì)公路路基沉降進(jìn)行處理時(shí)，如果路基屬于強(qiáng)度比較低的淤泥層或砂土層，多使用壓密灌漿的方法進(jìn)行施工。對(duì)于砂礫層的公路路基一般使用滲透灌漿的方式進(jìn)行施工，而對(duì)于土質(zhì)比較硬的亞粘土一般使用劈裂灌漿的方法進(jìn)行施工。本市政道路工程屬于軟土路基，因此使用壓密灌漿的方式進(jìn)行施工。

3 灌漿施工的設(shè)計(jì)

（1）配合比設(shè)計(jì)。漿液分別按照0.5和0.75兩個(gè)水灰比來(lái)進(jìn)行配比。對(duì)于一些空隙比較大的雜填土，施工時(shí)會(huì)增加水泥的灌入量，水：細(xì)砂：水泥按照0.75∶1∶1的配合比施工。

（2）施工的控制標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到本工程灌漿施工的其中一個(gè)對(duì)象為雜填土，由于雜填土的孔隙變化比較大、土體的均勻效果差、無(wú)法確定具體的耗漿量，因此，除了利用理論耗漿量來(lái)對(duì)施工進(jìn)行控制，還要根據(jù)漿液的降低率進(jìn)行控制。

（3）灌漿壓力的確定。灌漿壓力主要和土重度、孔深、初始應(yīng)力、灌漿順序等因素有關(guān)，

而這些因素想要準(zhǔn)確確定難度比較大。所以，此次施工使用灌漿試驗(yàn)確定灌漿壓力[3]。暫時(shí)將一、二段的灌漿壓力分布定位在0.1～0.2 MPa和0.3～0.4 MPa。在實(shí)際施工過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際情況再次進(jìn)行調(diào)整。

（4）布置灌漿孔的位置。灌漿孔按照梅花形進(jìn)行布置。假設(shè)灌漿體的厚度b為1.66 m，漿液擴(kuò)散半徑r為1.5 m,灌漿孔的距離L=2×（r-b/4）1/2=2×(1.52-1.66/4)1/2=2.5 m。最佳排距R=r+b/2=1.5+1.66/2=2.33 m。

（5）灌漿量的控制。施工過(guò)程中，灌漿量Q和土的孔隙率（N）、灌漿對(duì)象的體積（V）、經(jīng)驗(yàn)系數(shù)（K）有較大的聯(lián)系。以Q=K.V.N的公式進(jìn)行計(jì)算，淤泥質(zhì)土、雜填土和細(xì)砂單位需要吸收的漿量分別為 0.281 m3,0.352 m3和 0.19 m3。

（6）灌漿完成的結(jié)束標(biāo)志。正常情況下，保持標(biāo)準(zhǔn)灌漿壓力，各個(gè)孔段一分鐘的漿液量控制在0.6 L以內(nèi)，并且保持半個(gè)小時(shí)后即可停止灌漿。

4 灌漿施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)

4.1 灌漿施工的重點(diǎn)

（1）布孔。為了滿足路基設(shè)計(jì)強(qiáng)度的基本要求，在進(jìn)行布孔時(shí)，需要根據(jù)灌漿的特點(diǎn)、路基的基本形態(tài)等來(lái)考慮布孔。在保證鉆漿孔可以高效發(fā)揮其作用的同時(shí)，還可以將漿液保存在路基的范圍中。在實(shí)際布孔的過(guò)程中，要參考實(shí)際情況開(kāi)展工作。如果需要全段進(jìn)行灌漿施工，要按照相同的距離進(jìn)行梅花方格的布置，并使用邊緣孔深、中間孔淺、孔間距2 m的基本原則進(jìn)行施工。

（2）鉆孔施工。在鉆孔施工時(shí)，為了避免路基受到損害，要盡量縮小鉆孔的孔徑，使用干鉆法進(jìn)行施工。整個(gè)鉆孔的過(guò)程中，禁止加水。鉆孔的深度要根據(jù)路基材料以及路基的高度情況進(jìn)行確定。

（3）注漿。在進(jìn)行注漿施工時(shí)，認(rèn)真選擇注漿管，注漿管中的漿液要可以順暢流通。完成注漿施工后，由于注漿管拔出困難，可以將其作為預(yù)應(yīng)力錨桿保留在路基中，在一定程度上增加路基的強(qiáng)度[4]。

（4）灌漿施工。在進(jìn)行灌漿施工時(shí)，主要需要對(duì)灌漿的壓力、灌漿的濃度和灌漿的順序進(jìn)行嚴(yán)格控制。其中，灌漿壓力是控制的重點(diǎn)，也是順利完成灌漿施工的基礎(chǔ)。

4.2 施工難點(diǎn)

（1）為了防止流沙流入到灌漿管中影響正常施工，一般要制作一個(gè)花管安裝在灌漿管的底部，此外，要使用一層絕緣的橡皮層包裹在花管外。成孔鉆滿足施工要求后，在孔中放入注漿管，填入粘土后夯實(shí)。（2）為了提高鉆孔的穩(wěn)定性，淤泥環(huán)境使用撈砂成孔的方式進(jìn)行施工；雜填土環(huán)境下使用導(dǎo)管護(hù)臂的方式來(lái)提高孔壁的穩(wěn)定性。（3）在軟土路基施工時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行攪拌，先在攪拌機(jī)中加入水，然后將攪拌機(jī)的開(kāi)關(guān)打開(kāi)，并注意加入適量的標(biāo)準(zhǔn)硅酸鹽水泥，待達(dá)到工程要求后停止攪拌工作。攪拌工作完成后，使?jié){液通過(guò)濾網(wǎng)流到儲(chǔ)漿筒中。（4）灌漿采用從上到下分段加壓、孔口封閉的方式進(jìn)行施工，施工長(zhǎng)度可根據(jù)砂土、淤泥質(zhì)土、雜填土的厚度來(lái)進(jìn)行控制，利用機(jī)器來(lái)控制灌漿壓力，在灌漿施工結(jié)束后立即進(jìn)行封孔。

4.3 特殊情況的處理措施

4.3.1 串漿的處理

在進(jìn)行灌漿施工時(shí)，如果漿液從其他鉆孔中溢出，就表明出現(xiàn)了串漿的情況。為了防止這種情況出現(xiàn)，需要做好以下幾個(gè)方面的工作：（1）要合理安排施工流程，根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況延長(zhǎng)路基的施工時(shí)間，確保后孔的灌漿在前孔灌漿完成后并具有一定的強(qiáng)度后開(kāi)展[5]。（2）當(dāng)灌漿孔出現(xiàn)串漿時(shí)，使用并聯(lián)灌漿的方式進(jìn)行施工。（3）如果按照以上措施進(jìn)行處理后，效果仍然不明顯，需要對(duì)灌漿孔的孔距重新進(jìn)行規(guī)劃和安排。

4.3.2 冒漿的處理

（1）采取控制灌漿量的方法，將單位吸漿量控制在合理范圍中；（2）降低灌漿壓力和水灰比，必要時(shí)可以加入水玻璃和砂土來(lái)防止出現(xiàn)冒漿的情況；（3）使用間歇式灌漿的方法進(jìn)行施工，當(dāng)遇到冒漿的情況時(shí)，要立即停止注漿，并在等待后再次進(jìn)行注漿。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在本公路路基中使用灌漿法處理路基，顯著提高了路基的強(qiáng)度，取得了良好的加固效果，在施工過(guò)程中，施工人員要進(jìn)一步對(duì)施工工藝進(jìn)行控制，把握好施工的重點(diǎn)，提高施工質(zhì)量。

[1]歐小艷.淺論在路基沉降處理中灌漿法的應(yīng)用[J].科技信息,2009(29):352-353.

[2]富慶文.城市道路路基處理方法—灌漿法[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009(10):198-199.

[3]魏兆龍，楊永凱.灌漿法在加固處理軟路基中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009(2):67-68.

[4]羅偉.單液硅化灌漿法加固豫西濕陷性黃土地基施工技術(shù)和質(zhì)量控制[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2007(10):219-220.

[5]趙獻(xiàn)福.灌漿法在高填土路基沉降處理中的加固機(jī)理和應(yīng)用研究[J].中國(guó)科技信息,2006(1):59-60.