費(fèi)明珠

（中南安全環(huán)境技術(shù)研究院有限公司 湖北武漢 420031）

芻議土木工程施工中的灌漿方法技術(shù)

費(fèi)明珠

（中南安全環(huán)境技術(shù)研究院有限公司 湖北武漢 420031）

現(xiàn)代化土木工程灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用不僅要求具有過硬的技術(shù)水平，還應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)加強(qiáng)技術(shù)核心與關(guān)鍵點(diǎn)的研究。本文結(jié)合高速公路工程實(shí)際，探討了灌漿技術(shù)在公路土木工程中的應(yīng)用，以供參考。

土木工程；高速公路；灌漿技術(shù)

1 引言

高速公路在經(jīng)歷了長期的運(yùn)營后，出于多種因素作用，往往會出現(xiàn)各種病害問題。灌漿施工技術(shù)是一種將漿液從鉆孔注入土體孔隙中，利用漿體凝固硬結(jié)，與土體工程膠結(jié)成整體，形成具有強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性好的結(jié)構(gòu)體，達(dá)到有效改善土體物理力學(xué)性能的目的，從而解決高速公路病害問題。

2 土木工程的灌漿方法

2.1 填充灌漿法

所謂填充灌漿法，是一種通常適用于工程施工中，較大型裂縫和巖土洞穴的灌漿處理工藝，此外，一些地下工程的結(jié)構(gòu)體壁灌漿施工也包括在填充灌漿法的應(yīng)用范圍之內(nèi)。

2.2 滲透灌漿法

有些土木工程的施工中，因?yàn)楣こ虒?shí)際地層條件固定，為了在不改變總體特性的前提下開展灌漿施工，就需要采用該方法，將漿液直接填充到巖土地層裂縫之中，向地層的深處以逆行的方式實(shí)施滲透灌漿。這種灌漿法更多適用于砂礫層土質(zhì)的灌漿施工。

2.3 壓密灌漿法

壓密灌漿法的實(shí)時，需要借助強(qiáng)大的壓力來進(jìn)行（見圖1），由于該方法中所使用的漿液的濃度較大，非常容易在灌漿管道的兩端，形成漿泡，因此，只有通過外接施壓的方式，才能將漿液灌入地層。這種灌漿方法大多應(yīng)用于粘性土質(zhì)條件下的工程施工。

3 灌漿技術(shù)施工要求

3.1 灌漿壓力

灌漿壓力的控制將直接影響灌漿施工實(shí)際效果，而灌漿壓力通常受到漿材、灌漿方法以及地層條件等方面的影響，所以，在實(shí)際的施工中需要根據(jù)施工具體條件來確定。

圖1 壓密灌漿法施工示意圖

通常情況下，水泥的灌漿壓力應(yīng)當(dāng)大于化學(xué)灌漿壓力；深部灌漿壓力則應(yīng)當(dāng)高于淺部的灌漿壓力；滲透系數(shù)偏小的地層，其灌漿壓力應(yīng)比滲透系數(shù)大的地層要大。此外，如果灌漿方法不同，壓力值與其他性能系數(shù)要求也不同。通常采用盡可能大的灌漿壓力，以盡快達(dá)到設(shè)計(jì)壓力。對于注入率較大的，可采用自上而下分段加壓的方法進(jìn)行灌漿施工。

3.2 擴(kuò)散半徑

在灌漿的施工過程中，漿液擴(kuò)散速度也會影響灌漿施工質(zhì)量和進(jìn)度，其擴(kuò)散半徑和滲透系數(shù)、裂隙開度、注入時間以及灌漿壓力、漿液濃度等因素都有關(guān)，通常需要經(jīng)過試驗(yàn)來確定。

3.3 凝固時間

凝固時間則是由灌漿材料本身性質(zhì)來決定的，處于不同條件下的灌漿施工，相應(yīng)的凝固時間也不同，為了合理調(diào)整凝固時間，可在漿材中加入適當(dāng)?shù)乃倌齽?、分散劑、塑化劑、早?qiáng)劑等外加劑，以調(diào)節(jié)漿液性能，改善凝固時間。

4 灌漿技術(shù)應(yīng)用于高速公路工程的實(shí)例分析

4.1 工程實(shí)例

某高速公路東西走向穿越山區(qū)，屬典型的山區(qū)公路，公路某合同段一面靠山，一面為臨空坡地，最大的臨空坡地高約5m左右。在公路改建施工中，公路沿線遇到了一段嚴(yán)重的縱橫向沉陷帶，沉陷帶裂縫寬為2.5 ～3.5cm，其中某施工段路基沉陷帶裂縫長達(dá)175m。

4.2 灌漿加固技術(shù)的應(yīng)用

4.2.1 路基加固原理

路基加固原理為，將能固化的漿液注入裂縫中，改善地基的物理力學(xué)性質(zhì)。實(shí)際過程即為讓水泥或其他漿液滲透、填充、壓密進(jìn)入到裂陷路基中，并通過擴(kuò)展形成漿脈，進(jìn)而構(gòu)建起漿柱體，此時，漿柱體與壓密的地基土就形成了復(fù)合地基。漿柱體與壓密的地基土相互作用，達(dá)到提高承載力、控制地基沉降的目的。

4.2.2 路基加固方案

在采用灌漿加固技術(shù)加固裂陷路基時，考慮到路基土結(jié)構(gòu)松散、裂隙大、壓實(shí)度不高等客觀因素，以及施工要盡量不影響車輛通行的要求，該高速公路合同段采用的路基加固方案為“路基鉆孔灌漿加固技術(shù)”。

4.3 灌漿加固技術(shù)工程設(shè)計(jì)

4.3.1 灌漿材料及配合比

在該高速公路合同段的灌漿加固技術(shù)中，灌漿采用的材料為水泥粉煤灰漿液，其采購如表1所示。漿液配合比如下：水泥為4，粉煤灰為1，即水泥粉煤灰漿液配合比為4：1，水灰配合比為0.5∶0.55。水泥應(yīng)采用型號為R32.5的復(fù)合硅酸鹽水泥。

表1 制漿原料采購表

4.3.2 確定漿液擴(kuò)散半徑

在確定漿液擴(kuò)散半徑時，不能單純憑理論公式來計(jì)算，因?yàn)槁坊严輲Э紫堵?、滲透系數(shù)變化較大。根據(jù)該高速公路合同段灌漿加固施工經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)及現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，確定漿液擴(kuò)散半徑為1.5m。

4.3.3 灌漿布孔

（1）布置灌漿孔位

在布置灌漿孔位的時候，灌漿孔一般采用梅花形分布，同一路面上布置3排鉆孔，路邊緣處布置一排鉆孔，共布置鉆孔195個。

如果灌漿體的厚度是2.0m，則灌漿孔距基本為：

根據(jù)該高速公路合同段灌漿加固施工中的經(jīng)驗(yàn)，灌漿孔距可取3.5m。

最優(yōu)排距為：

根據(jù)該高速公路合同段灌漿加固施工中的經(jīng)驗(yàn)，最優(yōu)排距可取2.5m。鉆孔采用75～90mm鉆頭打垂直孔。

（2）灌漿孔孔深控制

根據(jù)該高速公路合同段灌漿加固施工中的實(shí)際，設(shè)計(jì)鉆孔深度平均為7m，以孔深不進(jìn)入砂卵石和基巖為宜，封口深度應(yīng)大于1.0m。

4.3.4 灌漿壓力

在灌漿過程中，灌漿壓力應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)來確定。該高速公路合同段灌漿加固施工中的壓力確定為0.2～0.5MPa。

4.3.5 灌漿量

灌漿量主要與孔隙率n、體積v和經(jīng)驗(yàn)系數(shù)k有關(guān)。該高速公路合同段灌漿加固施工中的灌漿量根據(jù)公式計(jì)算為：

4.4 路基加固工程的施工

（1）施工順序

施工順序一般采取從里往外的方式進(jìn)行，這是根據(jù)現(xiàn)場施工條件、工程地質(zhì)條件和灌漿方法等具體條件以及多臺機(jī)器同時作業(yè)的實(shí)際情況決定的。

（2）施工程序

施工程序?yàn)橐韵率畟€步驟：①鉆孔；②安放灌漿管并進(jìn)行孔口封堵；③攪漿；④灌漿；⑤待凝；⑥成孔；⑦安放灌漿管并進(jìn)行孔口封堵；⑧攪漿；⑨灌漿；⑩封孔。

（3）施工技術(shù)要點(diǎn)

①鉆孔。鉆頭選擇Φ89mm的鉆頭，將鉆頭對準(zhǔn)孔位之后，采取沖擊鉆孔的方法鉆進(jìn)。在進(jìn)行雜填土、淤泥、淤泥質(zhì)土或粉性土鉆孔時，若孔壁不穩(wěn)，可以用護(hù)壁導(dǎo)管進(jìn)行護(hù)壁，然后采用撈砂筒取砂成孔的方法完成鉆孔。

②安放灌漿管，封堵孔口。首先是準(zhǔn)備好灌漿管，灌漿管選擇孔徑8、孔隙率15%左右的花管，將下端設(shè)置為0.7～1.0m長度。當(dāng)鉆孔達(dá)到預(yù)定深度之后，即可以將灌漿管下到位，從而完成灌漿管安放工作，然后再投入粘土分層夯實(shí)，直至孔口進(jìn)行孔口封堵。

③攪漿。攪漿順序就是先往攪拌漿筒內(nèi)注入預(yù)定的水量，然后開動攪拌機(jī)，再漸漸加入預(yù)定用量的型號為R32.5復(fù)合硅酸鹽水泥，攪拌3～5min后，即可以將漿液通過過濾網(wǎng)流到儲漿筒內(nèi)待灌。

④灌漿。灌漿采取自上而下孔口封閉純壓式的方法進(jìn)行，直到預(yù)定深度，灌漿壓力為0.3～0.5kPa之間，灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)執(zhí)行。灌漿段的長度以雜填土或粉性土的厚度來定，終灌時的壓力要達(dá)到設(shè)計(jì)值的要求。

⑤封口。灌漿結(jié)束時及時封口，封口過24h之后若砂液下沉，必須用水灰比為0.5的漿液補(bǔ)充，直至頂面。

5 結(jié)語

灌漿技術(shù)在土木工程中的使用有效提高了土木工程施工的質(zhì)量，尤其在高速公路中的應(yīng)用，具有造價(jià)低、施工周期短、易于操作控制等優(yōu)勢，具有較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。因此，在實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)針對不同的條件選擇出最佳的灌漿施工方法，使其更好地為土木工程施工服務(wù)。

[1]董煒，周升舟.水利水電工程灌漿施工技術(shù)[J].價(jià)值工程，2010，29（11）：237～238.

[2]李永華.高噴灌漿技術(shù)在公路地基施工中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2013（3）：144～145.

[3]賈大波.真空灌漿技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用分析[J].科學(xué)之友，2013（5）：53～54.

TU753

A

1004-7344（2016）05-0331-02

2016-2-5

費(fèi)明珠（1968-），女，工程師，本科，主要從事高速公路檢測工作。