灌漿法處理公路高填方路基滑坡

宋明輝

摘要：本文對此技術(shù)進行介紹，并以實際工程為例，分析了灌漿法在處理公路高填方路基滑坡中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：灌漿法；滑坡；注漿壓力；孔位

中圖分類號： PD642 文獻標識碼： A

一、灌漿法

灌漿法是利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，對路基下沉部分鉆孔，孔深應(yīng)穿透薄弱層。然后通過注漿管將漿液均勻地注入地層中，漿液以充填、滲透和擠壓等方式灌入填料的空隙，經(jīng)人工控制一定的時間后，漿液將原來松散的土粒或裂隙膠結(jié)成一個整體，形成一個結(jié)構(gòu)新、強度大、防水性能高和化學(xué)性能穩(wěn)定的“結(jié)石體”，可以完全防止或減弱路基的下沉。如果路基下沉的面積很大、深度很深，最好是采用灌漿法。

由于漿液的擴散能力和灌漿壓力的大小密切相關(guān)，所以不同填料及形態(tài)的路基，采用的灌漿壓力主要取決于路基的密實度、強度、初始壓力、鉆孔深度、灌漿位置及操作規(guī)程等因素。而這些因素又很難準確預(yù)知，因而必須通過現(xiàn)場試驗來確定。水泥漿液在不同地質(zhì)和不同灌漿壓力條件下，在地下流動的形式不同，當灌漿壓力較低時，路基填料滲透性較好，水泥漿在中等濃度的情況下以滲流的方式滲入路基土的孔隙，這時認為路基原結(jié)構(gòu)未受擾動和破壞；上述情況稱為滲流注漿法，壓力控制在0.5-1.5MPa，適用于碎石土、砂礫土填料的路基。

灌漿法質(zhì)量保證措施：（1）應(yīng)嚴格按照設(shè)計參數(shù)進行鉆孔。鉆孔孔位及角度偏差符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定，若現(xiàn)場鉆孔孔位因為客觀條件限制不能滿足設(shè)計要求，應(yīng)進行移位并進行計算確定參數(shù)，必要時應(yīng)進行補孔。（2）注漿材料應(yīng)滿足設(shè)計要求，嚴禁使用過期結(jié)塊的水泥，必要時進行檢驗。（3）漿液配比應(yīng)符合設(shè)計要求，配漿時最大誤差為：水泥、水±5％。（4）漿液攪拌應(yīng)均勻，水泥漿攪拌時間為3～5分鐘，未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴禁使用。（5）注漿過程中，時刻注意泵壓和流量的變化，應(yīng)以定量為主，結(jié)合壓力，若工作場地漏漿，可采取封堵措施。如跑漿可通過調(diào)換漿液、調(diào)整漿液配比，縮短漿液凝膠時間，采用間歇注漿，達到控制注漿目的。（6）注漿過程中保持注漿管路暢通，防止因管路堵塞而影響注漿結(jié)束標準的判斷。（7）嚴格按照后退式注漿設(shè)計的段長進行分段注漿，不得任意延長分段長度，必要時可進行重復(fù)注漿，以確保注漿質(zhì)量。（8）嚴格進行注漿效果檢查評定，符合要求時才能結(jié)束注漿作業(yè)。當未達到注漿結(jié)束標準時，應(yīng)進行補孔注漿。

二、灌漿法處理公路高填方路基滑坡

（一）工程概況

某公路高填方路基發(fā)生滑坡事故，需進行處理。待處治的滑坡位于K20+800～K20+935段左側(cè)，南北向長約65m左右，東西向順路線長度達135m，平面上呈弧形，前后緣高差達22m。場地原始地形為丘陵，高速公路由東至西方向穿過該區(qū)。邊坡上部為階梯狀農(nóng)田?；潞蟊谖挥谵r(nóng)田之中，滑坡后緣自然邊坡較平緩，滑坡兩側(cè)為走向垂直于路線方向的沖溝。

本滑坡處治設(shè)計采用注漿加固，注漿區(qū)域為裂縫所圍成的區(qū)域，即在整個滑體上鉆孔，注漿，插鋼筋。鉆孔深度設(shè)計要求穿過滑動面，進入滑床巖體2～3m，注漿采用孔口封閉純壓式注漿。采取梅花形布孔，鉆孔間距5m，每排間距5m。放坡坡面采用植草防護。

（二）施工方案

1、孔位布置

注漿孔孔徑91mm。深度按設(shè)計要求穿過滑動面進入巖層2～3m，孔間距為5mx5m（平面），梅花形布置。注漿分兩序施工，從地裂縫后緣起先施工第Ⅰ序孔，再施工第Ⅱ序孔。注漿總體施工方向為沿滑坡邊緣由上至下進行鉆孔注漿。

2、注漿材料

采用32.5級普通硅酸鹽水泥，灌漿用水將選用符合拌制混凝土用水要求的水。水灰比按設(shè)計要求，初灌時為1：1，隨后逐步降低水灰比至0.6:1。水泥漿攪拌時問不少于3min，漿液自制備至用完的時間不超過4h。

3、注漿壓力

按初步設(shè)計注漿壓力為0.2Mpa-0.6MPa，根據(jù)現(xiàn)場注漿情況進行調(diào)整。注漿過程中，注漿壓力或注入率突然改變較大時，應(yīng)立即查明原因，采取相應(yīng)的措施處理或上報設(shè)計和業(yè)主單位。

4、注漿過程控制與結(jié)束標準和封孔標準

在孔口埋設(shè)Φ89的無縫鋼管，管口上端為套管母絲，埋入深度為進入孔口2.5m。

結(jié)束標準：在設(shè)計壓力下不吸漿或吸漿量<0.4L/min時，持續(xù)30min，即可結(jié)束注漿。

（三）施工要點

1、注漿壓力達不到設(shè)計要求,主要是注漿使用的注漿管不是高壓注漿管,以及連接工藝采用鐵絲綁扎的工藝不符合要求。對此必須換用帶螺紋口的高壓注漿管（10MPa以上）,鋼花管與注漿頭的連接采用帶螺紋的螺帽連接。

2、對于鋼花管注漿量達不到設(shè)計要求的問題,要求承包人首先在埋設(shè)鋼花管后用水玻璃+水泥砂漿封閉孔口,在第一次管外注漿完成后,要求確保鋼花管內(nèi)不進漿,如有進漿,要將鋼花管內(nèi)水泥漿清洗干凈,然后進行鋼花管內(nèi)劈裂注漿。在劈裂注漿施工完成后,要求在注漿15min后進行管內(nèi)清洗,在初凝1h后進行第二次劈裂注漿。如此多次循環(huán)劈裂注漿,確保達到設(shè)計要求的注漿量和壓力。管內(nèi)清洗必須采用帶蓮蓬頭的高壓管。

3、邊坡外側(cè)一排鋼花管由于靠近坡面,應(yīng)在管口下4m開始開孔,以免壓漿時上部坡面冒漿。

4、管口頂?shù)耐馏w結(jié)構(gòu)較為松散,容易導(dǎo)致管口封口混凝土外的土體被沖爆,應(yīng)根據(jù)土體結(jié)構(gòu)調(diào)整管口封閉混凝土的結(jié)構(gòu)尺寸,盡量加深封口的深度。

5、由于注漿不同于其它工藝,施工中存在地層復(fù)雜、漿液流動隨意性較大等困難,在嚴格工藝控制的同時重視過程控制,根據(jù)試驗段施工及注漿效果分析,施工中采取以下措施以保證注漿質(zhì)量:

（1）跳孔跳排間隔注漿:路基注漿第一步注奇數(shù)排奇數(shù)孔,第二步注偶數(shù)排奇數(shù)孔,第三步將余下孔依次由外向內(nèi)注,帷幕注漿則采用先外側(cè)后中間的注漿順序。

（2）定量定壓注漿:外側(cè)先注孔采用以定量為主進行控制,而內(nèi)側(cè)后注孔則以壓力控制為主。

（3）結(jié)合注漿壓力分析地層吸漿量,針對注漿不足的孔進行補注。

（4）注意觀察壓力、流量、漿液及周圍環(huán)境變化,并及時調(diào)整注漿參數(shù),做到施工過程動態(tài)控制。

（四）監(jiān)測

在灌漿加固治理該邊坡的過程中,為了解滑坡體的深部位移情況和滑坡動態(tài)信息,對邊坡位移進行了監(jiān)測。加固邊坡共布置監(jiān)測孔9個,用以觀測主滑動面的滑動特征,核實滑動面的深度以及滑動方向,監(jiān)測孔徑<110mm。

位移監(jiān)測孔埋設(shè)完成后,于2007年3月26日開始第1次觀測,至5月底監(jiān)測結(jié)束歷時近2個月,準確地記錄了整個施工期間滑坡的動態(tài)變化,各孔位移監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)整理,ZK1～ZK3位于二級邊坡,施工中絕對位移量最大僅1.2mm,在10m處位移稍有發(fā)生變化,整體上位移發(fā)展平穩(wěn),此即二級邊坡已經(jīng)基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。

圖1 ZK4～ZK6相對合成位移—孔深曲線圖 圖2 ZK7～ZK9相對合成位移—孔深曲線圖

ZK4～ZK9均位于一級邊坡,由圖1及圖2可得,滑動面位于在12.5～15m深處,除ZK6、ZK9外,各處位移發(fā)展平穩(wěn),后經(jīng)現(xiàn)場查證,ZK9處的反常位移實為灌漿施工不當所致,ZK6孔10～15m深處為棕紅色含砂頁巖碎塊的粘土,位移反?，F(xiàn)象為地質(zhì)情況引起。根據(jù)對位移監(jiān)測結(jié)果分析,滑坡體總體上有少許滑動,主要是灌漿施工進行中的變形較大,但漿液凝固后其變形平穩(wěn),都處于安全穩(wěn)定狀態(tài)?？梢?灌漿對于該類土質(zhì)邊坡的處治效果明顯。

參考文獻

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