淺談壓密灌漿法在某室外道路不均勻沉降加固處理中運用

云南建工集團(tuán)第十建筑有限公司

摘要：本文結(jié)合工程實例，介紹了灌漿法在某小區(qū)室外道路不均勻沉降處理中運用，以供類似工程參考。

關(guān)鍵詞：灌漿法；室外道路；不均勻沉降

Abstract：Combined with the actual case，this article introduces the compaction grouting method which is adopted in uneven settlement reinforcement in a residential outdoor road.in order to offer a reference for similar engineering.In order to offer a reference for similar engineering.

Keywords：Grouting method，Outdoor road，the uneven settlement

1、前言

近年隨著高層、超高層建筑的增多，基坑、管溝、道路等工程深厚回填土質(zhì)量缺陷突顯。回填施工中未嚴(yán)格按規(guī)范分層夯填，多為一次回填到位，機(jī)械夯實或直接采用水夯。機(jī)械強(qiáng)夯影響深度有限，且回填土不均勻，雜質(zhì)較多，物理力學(xué)性能較差。導(dǎo)致深厚回填土層短時間內(nèi)難以形成土體固結(jié)，承載力較低，極易產(chǎn)生沉降。為加速欠固結(jié)土體的穩(wěn)定，考慮采取壓密注漿處理。本文通過筆者在在某小區(qū)室外道路不均勻沉降處理中壓密灌漿法的成功運用為例，進(jìn)行分析討論，以供類似工程借鑒。

2.工程概況

昆明市某小區(qū)室外道路工程在修建時，有一路段原為沼澤、耕地，填方高達(dá)5-12m，施工時未嚴(yán)格分層填筑壓實，且回填土為基坑開挖風(fēng)化土及部分雜填土，鋪筑基層后，經(jīng)過一個雨季，填土路基出現(xiàn)了沉陷，使邊坡及路面產(chǎn)生較大裂縫，其中右半幅產(chǎn)生一條寬1- 3cm 的縱向裂縫，左半幅產(chǎn)生二條寬3- 5cm 的縱向裂縫，裂縫長達(dá)52m。為穩(wěn)定路基，并有效控制施工工期、成本，經(jīng)認(rèn)真探討研究，決定采用固結(jié)壓密灌漿方法進(jìn)行處理。

3、注漿加固土基的原理及工藝流程

3.1壓密注漿固結(jié)加固

通過鉆孔向欠固結(jié)土體中加壓注入一定水灰比的漿液，一方面注漿孔向外擴(kuò)張形成圓柱狀漿體，鉆孔周圍土體被擠壓充填，緊靠漿體的土體遭受破壞和剪切，形成塑性變形區(qū)，離漿體較遠(yuǎn)的土體則發(fā)生彈性變形，鉆孔周圍土體的整個密度得到提高。另一方面隨著注漿的進(jìn)行，土體裂縫的發(fā)展和漿液的滲透，漿液在地層中形成方向各異、厚薄不一的片狀、條狀、團(tuán)塊狀漿體，縱模交錯的漿脈隨著其凝結(jié)硬化，造成結(jié)石體與土體之間緊密而粗糙的接觸，沿注漿管形成不規(guī)則的、直徑粗細(xì)相間的樁柱體。這種樁柱體與壓密的地基土形成復(fù)合地基，相互共同作用起到控制沉降、提高承載力的作用。

3.2壓密注漿加固施工工藝

壓密注漿加固施工流程圖如下圖：

（1）施工準(zhǔn)備

收集分析道路原始施工記錄，現(xiàn)場取土樣進(jìn)行物理力學(xué)性能分析，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行注漿設(shè)計，確定加固深度、寬度等。有條件時可取代表性的地段鉆探取樣，準(zhǔn)確了解注漿的厚度范圍。

（2）定位放線

必須按設(shè)計要求進(jìn)行孔位測放，如設(shè)計孔位有障礙物影響可適當(dāng)調(diào)整，鉆機(jī)就位時要求平穩(wěn)，保證鉆孔的垂直度。

（3）鉆孔

采用YT-1型鉆機(jī)成孔。根據(jù)工勘資料，本工程設(shè)計孔深2.5m～6.0m，平均約3、4m。鉆孔孔深進(jìn)入原開挖底面以下0.5m，以孔底到粘性土層為準(zhǔn)。鉆孔間距500mm～1000mm梅花形布孔，并深淺結(jié)合，相間分布。鉆孔注漿應(yīng)嚴(yán)格按分序跳躍成孔施工。

（4）配漿

以普通硅酸鹽水泥（P.O.32.5）和40 Be水玻璃為主要制漿材料，水玻璃作為添加劑調(diào)節(jié)注漿液的初凝時間。為降低水泥用量可適當(dāng)摻入粉煤灰，降低水泥用量，摻量不超過水泥用量20%。根據(jù)小區(qū)設(shè)計道路結(jié)構(gòu)及欠固結(jié)路基回填土特性，采用灰水比0.7～1，粉煤灰水泥漿液和稀釋后水玻璃液體積比1：0.39，水泥與水玻璃的比例按照1：0.18～0.25根據(jù)實際施工灌注情況進(jìn)行調(diào)配。注漿在達(dá)到提高原地層地基承載力到設(shè)計值的同時應(yīng)盡量控制漿液的注入量，應(yīng)嚴(yán)密根據(jù)實際注入情況控制漿液的濃度以及水玻璃的摻配比。漿液濃度由稀到濃，漿液濃度加大時，適當(dāng)加入緩凝劑。

（5）注漿

a、注漿采用高壓注漿專用泵，采用孔口封閉一次性聯(lián)合注漿，多孔同時注漿。

b、注漿擴(kuò)散半徑是一個非常重要的參數(shù)，不僅影響注漿的工程質(zhì)量，而且影響工程的造價，通過計算和類似工程的經(jīng)驗，確定注漿滲透直徑為500～800mm，水泥漿體將地基土體劈裂，充填入裂隙和孔隙中形成水泥土混合結(jié)實體。

C、注漿壓力與地層的上覆厚度、漿液黏度，注漿速度和注漿量等因素有關(guān)，注漿中壓力是變化的，注漿壓力嚴(yán)格控制，采用分級加壓，一次加壓不超過0.2～0.4Mpa，注漿最高壓力1.0Mpa，要求穩(wěn)定時間不小于5min。在規(guī)定的注漿壓力下，孔段吸漿量小于0.6L/min，延續(xù)30min即可結(jié)束注漿，或孔段單位吸漿量大于理論估算值時也可結(jié)束注漿。

（6）補(bǔ)孔注漿

對檢查孔個別吸水量較大（大于0.4L/min﹒m﹒m）的孔，進(jìn)行補(bǔ)注漿，利用檢查孔或另加布孔補(bǔ)注漿液進(jìn)行注漿。

（7）施工要點

a、鉆機(jī)要安裝牢固，定位穩(wěn)妥、固定。各類設(shè)備應(yīng)就近安裝固定管線，不宜過長，以防壓力和流量消耗。

b、嚴(yán)格控制注漿配合比，注漿用的漿液應(yīng)經(jīng)過攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蟛拍荛_始灌注，并應(yīng)在注漿過程中不停地緩慢攪拌。且攪拌時間應(yīng)小于漿液初凝時間。漿液在泵送前應(yīng)經(jīng)過篩網(wǎng)過濾，防止出現(xiàn)堵管現(xiàn)象。

c、注漿全過程應(yīng)做好技術(shù)資料和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)記錄、整理、分析工作?，F(xiàn)場做好試驗控制，留好壓漿試塊。加強(qiáng)巡視，避免環(huán)境污染。

3.3施工質(zhì)量控制

（1）主控項目

水泥及外摻劑質(zhì)量檢驗：進(jìn)場的水泥及外摻劑必須出具產(chǎn)品合格證，及出廠檢驗報告，進(jìn)場的復(fù)驗報告。

水泥用量檢驗：水灰比為0.7～1.0較妥，為確保施工質(zhì)量，施工機(jī)具必須配置準(zhǔn)確的計量儀表。強(qiáng)度及完整性檢驗和地基承載力檢驗要在施工結(jié)束28天后進(jìn)行檢測。檢測點應(yīng)布置在下列部位：

a有代表性的樁位；

b施工中出現(xiàn)異常情況的部位；

c地基情況復(fù)雜，可能對高壓噴射注漿質(zhì)量產(chǎn)生影響的部位；

d檢測點數(shù)量為施工孔數(shù)的1%并不應(yīng)少于3點。

樁體強(qiáng)度檢驗：樁體強(qiáng)度通過鉆孔取芯來判斷其固結(jié)體性，并將所取巖芯做成標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)試驗，以求得其強(qiáng)度特性。

欠固結(jié)土體承載力檢驗：欠固結(jié)土體承載力的載荷試驗必須在樁身強(qiáng)度滿足試驗條件時進(jìn)行，檢驗數(shù)量為樁總數(shù)的0.5%～1%，且每個單體工程不應(yīng)少于3點。

注漿復(fù)合地基承載力的檢測應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗。也可選用其它檢測方法來判定其地基承載力和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗，靜力觸探及十字板剪切強(qiáng)度等方法。也可用旁壓試驗測定出高壓噴射注漿加固樁間土質(zhì)量。

（2）一般項目

施工前應(yīng)掌握有關(guān)技術(shù)文件（注漿點位置、漿液配比、注漿施工技術(shù)參數(shù)、檢測要求等）。漿液組成材料的性能應(yīng)符合設(shè)計要求，注漿設(shè)備應(yīng)確保正常運轉(zhuǎn)。

施工中應(yīng)經(jīng)常抽查漿液的配比及主要性能指標(biāo)，注漿的順序、注漿過程中的壓力控制等。

施工結(jié)束后，應(yīng)檢查注漿體強(qiáng)度、承載力等。檢查孔數(shù)為總量的2%-5%，不合格率大于或等于20%時應(yīng)進(jìn)行二次注漿。檢驗應(yīng)在注漿后15d（砂土、黃土）或60d（粘性土）進(jìn)行。

（3）欠固結(jié)注漿固結(jié)質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下表規(guī)定。

注漿地基質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)

項序檢查項目允許偏差或允許值檢查方法

單位數(shù)值

主

控

項

目1原材料檢驗水泥設(shè)計要求查產(chǎn)品合格證書或抽樣送檢

注漿用砂：粒徑、細(xì)度模數(shù)、含泥量及有機(jī)物含量mm

%<2.5

<2.0

<3試驗室試驗

注漿用粘土：塑性指數(shù)、粘粒含量、含砂量、有機(jī)物含量

%

%

%>14

>25

<5

<3試驗室試驗

粉煤灰：細(xì)度、燒失量不粗于同時使用的水泥試驗室試驗

%<3

水玻璃：模數(shù)2.5-3.3抽樣送檢

其他化學(xué)漿液設(shè)計要求查產(chǎn)品合格證書或抽檢送檢

2注漿體強(qiáng)度設(shè)計要求取樣檢驗

3地基承載力設(shè)計要求按規(guī)定方法

一

般

項

目1各種注漿材料稱量%<3抽查

2注漿孔位mm±20用鋼尺量

3注漿孔深mm±100量測注漿管長度

4注漿壓力（與設(shè)計參數(shù)比）%±10檢查壓力表讀數(shù)

3.4 施工關(guān)鍵點控制及問題處理

（1）施工關(guān)鍵點及控制方法

①計量：注漿施工時，宜采用自動流量和壓力記錄儀，并應(yīng)及時對資料進(jìn)行整理分析。

②攪拌：漿體應(yīng)經(jīng)過攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蟛拍荛_始壓注，并應(yīng)在注漿過程中不停地緩慢攪拌，攪拌時間應(yīng)小于漿液初凝時間。漿液在泵送前應(yīng)經(jīng)過篩網(wǎng)過濾。

③注漿順序：注漿順序應(yīng)按跳孔間隔注漿方式進(jìn)行，并宜采用先外圍后內(nèi)部的注漿施工方法。當(dāng)?shù)叵滤魉佥^大時，應(yīng)從水頭高的一端開始注漿。

④監(jiān)測：當(dāng)既有建筑地基進(jìn)行注漿加固，應(yīng)對既有建筑及其鄰近建筑，地下管線和地面的沉降、傾斜、位移和裂縫進(jìn)行監(jiān)測。

（2）常見質(zhì)量問題處理

①冒漿：漿液沿裂隙或?qū)用嫱细Z流，主要是由于巖層破碎，注漿段位置較淺，注漿壓力過大等因素造成的。發(fā)生冒漿采取降低注漿壓力，加入速凝劑，限制進(jìn)漿量，或者是先灌混凝土蓋板后注漿。

②串孔：注漿孔中的漿液從其它孔中流失。主要是由于巖層橫向裂隙發(fā)育，貫通注漿鉆孔。采取適當(dāng)延長相鄰孔間施工間隔，串槳若為待灌孔，可同時并聯(lián)注漿。

③漏漿：由于地質(zhì)條件差，或漿液濃度太低，造成漏槳，采取粒狀漿液與化學(xué)漿液相結(jié)合灌注。

④成品保護(hù)：施工結(jié)束后，注漿檢驗應(yīng)在注漿后15d（砂土、黃土）或60d（粘性土）進(jìn)行。

4、施工質(zhì)量檢驗

施工處理完成45d后，由檢測單位采用原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗和室內(nèi)土工試驗兩種手段進(jìn)行現(xiàn)場檢測和室內(nèi)測試，即在注漿前及注漿竣工一定時間后，選擇有代表性的點進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗及采取原狀土進(jìn)行室內(nèi)土的物理力學(xué)試驗。檢測結(jié)果及處理前后土工試驗對比見表1、表2：

表1 室內(nèi)土工試驗對比

表2 原位標(biāo)準(zhǔn)灌入試驗結(jié)果對比

通過上述兩種手段的檢測，注漿路堤段土的物理力學(xué)性質(zhì)得到改善，路基土體的密實度和抗剪強(qiáng)度得以提高，受壓路基土的沉降變形減少。注漿前地基土的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)為5.7～ 8.0 擊，呈松散狀態(tài)；注漿后地基土的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)為11～ 23.3擊，呈稍密）中密狀態(tài)，表明土體的密實度提高了。

5、結(jié)論

實踐證明，通過對欠固結(jié)土層各項物理力學(xué)性能及上部結(jié)構(gòu)的分析，對一般道路、建筑深厚欠固結(jié)回填土地基采用壓密灌漿法對軟弱土質(zhì)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)改性，能有效提高地基承載力，解決地基的不均勻沉降問題。

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長孔道壓漿對漿液的需求量較大，普通的智能壓漿設(shè)備制漿和儲漿系統(tǒng)不能滿足壓漿量的問題。

4.2長孔道壓漿技術(shù)方法

為了彌補(bǔ)壓漿壓力在孔道內(nèi)的沿程損失量和漿液的水分流失量，可以采用2臺智能壓漿設(shè)備對稱壓漿，壓漿示意圖如下圖所示。

圖3 2孔2臺設(shè)備壓漿示意圖

壓漿時在2臺智能壓漿機(jī)中同時進(jìn)行制漿，然后漿液由一臺壓漿機(jī)低孔端進(jìn)入梁體，循環(huán)進(jìn)入到另外一臺壓漿設(shè)備中，此時漿液在壓漿設(shè)備中繼續(xù)攪拌，增加其流動性，同時保證其漿液壓漿壓力，彌補(bǔ)壓漿壓力在孔道內(nèi)的損失。

利用2臺智能壓漿設(shè)備進(jìn)行對稱壓漿的現(xiàn)場壓漿效果來看，壓力測控儀檢測的進(jìn)、出漿口壓力值能夠保證規(guī)范要求，彌補(bǔ)了沿程損失的壓力。同時，取出的漿液流動度也能夠滿足規(guī)范要求。證明了2臺智能壓漿設(shè)備對稱壓漿的技術(shù)可行性。

5.結(jié)語

通過對現(xiàn)澆梁單箱式的智能壓漿和傳統(tǒng)壓漿的技術(shù)對比，基本結(jié)論如下：

（1）智能壓漿技術(shù)實現(xiàn)了壓漿過程中各項規(guī)范規(guī)定的壓漿參數(shù)的可控，相比傳統(tǒng)壓漿，壓漿質(zhì)量更容易得到保證。

（2）對于現(xiàn)澆箱梁長孔道沿程壓漿壓力損失大，漿液流動性降低的缺點，進(jìn)行了2孔2臺壓漿設(shè)備的壓漿，從壓漿壓力和漿液流動性監(jiān)測可知，其滿足了規(guī)范要求，因而該技術(shù)可以用來長孔道的壓漿。

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