注漿法加固巖溶路基地基

白希勝

中鐵十七局第三工程有限公司，河北石家莊 050081

0 引言

近年來鐵路客運(yùn)專線建設(shè)在我國發(fā)展迅速。由于路基工程有造價低和施工周期短的特點(diǎn)，在鐵路客運(yùn)專線占有的比例越來越大，而路基地基處理又是路基工程控制工后沉降的關(guān)鍵，因此地基處理是客運(yùn)專線和高速鐵路發(fā)展的最重要環(huán)節(jié)。

常見的路基地基處理方法有：開挖換填、強(qiáng)夯、樁基及注漿。而對于有巖溶地段路基來說，注漿無疑是對路基地基加固最好的處理方法。

1 工藝流程及操作要點(diǎn)

1.1 工藝流程

巖溶注漿施工工藝流程見圖1。

圖1 巖溶注漿施工工藝流程圖

1.2 操作要點(diǎn)

1.2.1 施工準(zhǔn)備

1）地質(zhì)情況及管線勘探；

2）平整場地：對要進(jìn)行注漿的場地進(jìn)行平整，使其達(dá)到設(shè)計標(biāo)高；

3）施工放線：施工放線：按照設(shè)計路基范圍對注漿孔進(jìn)行布置。并明確標(biāo)示出來。路堤地段孔位呈梅花形布置，每排的孔數(shù)根據(jù)路堤的寬度進(jìn)行調(diào)整，以中線上的點(diǎn)為控制點(diǎn)，向左右兩側(cè)延伸，最外側(cè)要加固到路堤坡腳線外5m；路塹地段布控采用正方形布置，以中線上的樁位控制點(diǎn)，向兩側(cè)延伸，最外側(cè)要加固到水溝底部或側(cè)溝平臺上。縱向方向，對于巖溶弱發(fā)育～巖溶中等發(fā)育地段注漿加固地段長度控制在溶洞地段或溶隙發(fā)育帶前后10m。巖溶強(qiáng)發(fā)育地段注漿加固地段長度控制在溶洞地段或溶隙發(fā)育帶按計算的安全距離以外10m。橫斷面方向，對于路堤及路塹邊坡高度小于1.0m地段，加固寬度為坡腳外5.0m；對路塹邊坡高度大于1.0m地段，加固寬度為兩側(cè)塹腳范圍內(nèi)；當(dāng)塹腳有擋土墻等支擋結(jié)構(gòu)時，加固寬度為擋墻外側(cè)范圍以內(nèi)。

1.2.2 施工工藝

1）鉆孔

將鉆桿對準(zhǔn)所標(biāo)孔位，開孔直徑不小于110mm（開孔直徑不能小于設(shè)計要求）。開孔時要輕加壓、慢速、大水量，防止將孔開斜。孔深小于30m時，鉆孔偏斜率不應(yīng)超過1%。鉆孔深度不小于設(shè)計深度。鉆進(jìn)時需詳細(xì)記錄孔位、孔深、地層變化和漏漿、掉鉆等特殊情況。

2）試泵

開泵前先將攪拌桶中加滿清水，先將三通轉(zhuǎn)芯閥調(diào)到回漿位置，待泵吸水正常后，再將三通回漿口慢慢調(diào)小，泵壓逐漸上升，當(dāng)泵壓達(dá)到預(yù)定注漿壓力時，持續(xù)2分鐘～3分鐘無故障發(fā)生，即可結(jié)束試泵。

3）安裝注漿管和止?jié){塞

鉆孔完畢后，需進(jìn)行清孔檢查，在確認(rèn)沒有坍孔等特殊情況下，方可下注漿套管。否則，必須用鉆機(jī)進(jìn)行掃孔。在確定管內(nèi)無阻塞物時，方可按管。注漿套管外露的長度不小于0.3m，以便連接孔口閥門和管路。當(dāng)注漿套管下至鉆孔底部后，用M7.5水泥砂漿固結(jié)使其成為整體,并將孔口套管四周振搗密實封閉,防止?jié){液從套管周圍溢出,影響注漿。注漿套管安放好后，在注漿管管口蓋上孔口蓋，以防止雜物進(jìn)入。

4）壓水試驗

鉆孔結(jié)束經(jīng)驗孔合格后進(jìn)行壓水試驗，壓水試驗應(yīng)包括所有檢查孔。用1.5倍～2倍于注漿終壓對系統(tǒng)進(jìn)行壓水試驗檢查；注漿壓力由小逐漸增大到預(yù)定注漿壓力，持續(xù)15分鐘即可。壓水時應(yīng)保證栓塞位置準(zhǔn)確無誤，孔口、管道及接頭處無漏水現(xiàn)象，否則應(yīng)暫停壓水試驗，將設(shè)備檢修合格后再繼續(xù)進(jìn)行試驗。

5）漿液配制

工程上的惰性液體以水泥漿為主。

進(jìn)場注漿材料必須符合要求，注漿用水是飲用水，水泥采用普通硅酸鹽水泥，注漿水泥采用P042.5水泥即可，水泥漿液初始水灰比為1∶0.8～1∶1之間。如果需要摻入水玻璃（縮短水泥漿凝固時間），水玻璃濃度要達(dá)到40°Be，模數(shù)在2.4～3.4之間，體積比在1：0.1～1：0.05之間，根據(jù)施工要求和現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整。

制漿要求：注意加料順序，即先往攪拌機(jī)中放入規(guī)定量的水，然后再加入水泥攪拌均勻后在加入外加劑；漿液的攪拌時間，使用普通股攪拌機(jī)時不小于3min，使用高速攪拌機(jī)時不小于3s；攪拌時間大于4h的漿液必須廢棄。任何季節(jié)注漿漿液的溫度都應(yīng)保持在5℃～40℃之間。

一般情況下，單液水泥漿注漿方法在水泥漿中加入占水泥重量3%以下的水玻璃。

6）注漿壓力及順序

注漿壓力一般基巖中為不小于0.1MPa～0.3MPa，巖土界面附近可逐步加大到0.2MPa～0.5 MPa。注漿時應(yīng)先外側(cè)邊緣，后中心部位。

1.3 注漿效果檢測

為了觀測注漿后的路基變形及沉降狀態(tài)，分析注漿效果，采取在沉降區(qū)域范圍內(nèi)建立觀測網(wǎng)的方法，定時量測高程變化情況。同時輔以測量地基土注漿前后的貫入度來分析注漿的效果。

注漿結(jié)束后14天進(jìn)行巖體波速檢查，28天后進(jìn)行靜彈性模量檢查。

2 實際效果

津秦鐵路客運(yùn)專線III標(biāo)段位于河北省唐山市，其中灤縣境內(nèi)巖溶發(fā)育等級參差不齊，地質(zhì)情況復(fù)雜。而客運(yùn)專線路基設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)高，工后沉降控制嚴(yán)格，設(shè)計上采用巖溶注漿進(jìn)行路基地基的加固處理。加固路基里程分別為DK149+799.94～DK149+963 段、DK151+ 056.15～DK151+330 段和 DK153+580～DK153+720段。

從現(xiàn)場實踐來看,注漿效果檢測達(dá)到設(shè)計要求，該段路基沉降數(shù)據(jù)也符合相應(yīng)設(shè)計及規(guī)范要求。該方法具有靈活、機(jī)動，機(jī)械簡單，可大量機(jī)械同時進(jìn)行施工，在一定工期、一定數(shù)量的機(jī)械設(shè)備情況下，該施工工藝具有較大的優(yōu)勢，并且施工中機(jī)械型號單一，施工質(zhì)量容易得到保證。

[1]《巖土注漿理論與工程實例》協(xié)作組.巖土注漿理論與工程實例 [M].北京：科學(xué)出版社，2001.

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