灌漿技術(shù)在市政道路軟土地基中的應用

郭進濤

摘要：在市政道路工程施工過程中如果存在軟土地基，通常需要對其進行特殊處理，而灌漿技術(shù)經(jīng)過實踐證明效果較好。本文結(jié)合具體工程案例，詳解介紹了軟件技術(shù)在市政道路軟土地基中需要重點關(guān)注的技術(shù)參數(shù)，及其在施工過程中需要注意的細節(jié)。本文的研究具有一定的實踐意義。

Abstract： In the process of municipal road construction， if there is soft soil foundation， it usually needs special treatment， and the grouting technology has been proved to be effective by practice. This paper introduces in detail the technical parameters that need to be paid attention to in the soft soil foundation of municipal road and the details that need to be paid attention to in the construction process. The research of this paper has certain practical significance.

關(guān)鍵詞：灌漿技術(shù);市政道路;軟土地基;鉆孔

Key words： grouting technology;municipal road;soft ground;drilling

中圖分類號：U416.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）19-0183-02

0 ?引言

在市政工程道路施工時，如果遇到軟土地基則必須要對其進行特殊處理，其中灌漿技術(shù)就是其中重要的手段之一[1]。大量的實踐表明，灌漿技術(shù)在市政道路軟土地基中具有良好的應用。采用灌漿技術(shù)可以避免軟土地基對道路工程的不良影響，避免出現(xiàn)路基滑移、道路不平整等問題，從而提升這個市政道路工程的施工質(zhì)量及其使用壽命[2]。

1 ?工程概況

某市政道路工程項目，經(jīng)過地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)有一段路段工程地質(zhì)條件相對不好，該段路基上部結(jié)構(gòu)以雜填土、淤泥、細砂為主，其覆蓋的厚度范圍依次為180～350cm、90～160cm、60～360cm，平均厚度依次為260cm、124cm和180cm。上述的這些土質(zhì)承載能力均較差，顯然無法達到施工要求，如果不對其進行處理則會嚴重影響市政道路工程項目的施工質(zhì)量，后期使用時極可能出現(xiàn)很大沉降?；谝陨蠈嶋H情況，為了提升地基的可靠性，達到路基施工要求，必須針對該土質(zhì)開展有效的處理措施，其中灌漿技術(shù)是比較好的選擇。已有的實踐經(jīng)驗表明，對于軟土地基，通過灌漿技術(shù)處理后，地基的力學性能有了顯著的提升。因為雜土的空隙通常較大，因此泥漿能夠很好的滲透到雜土內(nèi)部，從而起到強化土質(zhì)之效果。而對于淤泥和細砂，通過灌注濃的泥漿，可以使其更加密實。本項目在進行灌漿技術(shù)施工前，在雜填土的上部區(qū)域利用5%水泥石屑進行覆蓋施工，覆蓋層的厚度為22cm，通過該措施能夠提升灌漿的效果和質(zhì)量。

2 ?市政道路軟土地基灌漿技術(shù)的應用

2.1 灌漿過程工藝設(shè)計

2.1.1 灌漿標準

根據(jù)標準規(guī)范和設(shè)計要求，經(jīng)過灌漿處理后要求地基中雜土、淤泥和細砂的承載能力分別超過130kPa、100kPa和110kPa。整個地基的承載能力不得低于130kPa。本項目施工中的難點在于雜土的灌漿效果控制，由于雜土的性質(zhì)不均勻，很難通過理論的方法進行精確計算，因此必須在實際操作過程中進行嚴格精準控制。本項目可以分兩段，分別為雜填土段和淤泥細砂段。

2.1.2 施工材料及其配合比設(shè)計

施工用的泥漿材料需要實施嚴格控制[3]。針對不同的施工段，需要采用不同的水灰比，其中雜填土段、淤泥細砂段使用的水灰比分別為0.5和0.75。但是對于部分區(qū)域雜填土空隙相對較大，如果仍然采用水灰比為0.5的泥漿則會導致灌漿量增大，此時可以對水灰比進行優(yōu)化，比如可以通過水：水泥：細砂=0.75：1：1的泥漿。

2.1.3 確定漿液擴散半徑

由于整個施工區(qū)域的雜填土性質(zhì)不是非常均勻，很多性能指標，如滲透系數(shù)、孔隙率等，差別較大。因此在很難通過純理論的方法計算確定漿液擴散半徑。本項目基于理論計算結(jié)果，并充分借鑒已有的工程實踐經(jīng)驗，最終確定漿液擴散半徑大小為150cm。需要說明的是，該數(shù)值只是一個設(shè)計參考值，在實際操作時需要結(jié)合具體情況進行調(diào)整。

2.1.4 灌漿孔位的布局

本項目通過梅花形來布局灌漿孔，設(shè)計的灌漿體厚度大小為166cm，那么根據(jù)有關(guān)理論計算公式可以計算得到不同孔之間的距離為250cm，兩排之間最優(yōu)的距離為233cm。

2.1.5 灌漿孔的深度

結(jié)合前期地質(zhì)勘察結(jié)果，確定灌漿孔的深度范圍為350～600cm，具體深度要求孔底達到粘性土層為止。

2.1.6 灌漿壓力的確定

灌漿壓力直接影響整個灌漿技術(shù)的成敗，是一個非常重要的技術(shù)參數(shù)，且該參數(shù)受很多方面因素的影響，因此想要精確確定灌漿壓力存在很大難度。通常都是基于理論公式計算結(jié)果并結(jié)合成功實踐經(jīng)驗來確定灌漿壓力的數(shù)值。本工程項目針對雜填土段確定的灌漿壓力值在0.1～0.2MPa范圍內(nèi)，針對淤泥細砂段確定的灌漿壓力值為0.3～0.4MPa。在實際操作中還需要充分結(jié)合具體情況進行調(diào)整。

2.1.7 灌漿量的確定

該技術(shù)指標的計算公式為Q=kvn，其中k表示經(jīng)驗系數(shù)、n和v分別表示被灌注土質(zhì)的孔隙率和體積。根據(jù)該計算公式雜填土的單位灌漿量為0.35m2，淤泥的單位灌漿量為0.28m2，細砂的單位灌漿量為0.18m2。

2.1.8 灌漿結(jié)束時刻的確定

按照上述的灌漿壓力進行施工時，如果連續(xù)半小時吸漿量每分鐘不超過0.6L，則可以結(jié)束灌漿?；蛘呶鼭{量遠超過設(shè)計的數(shù)值時也可以停止灌漿。

2.2 灌漿施工過程

2.2.1 施工準確

開始施工前，必須要對施工過程中使用的器械裝備進行仔細全面檢查，確保施工材料的質(zhì)量。最重要的是在正式施工前結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況開展相關(guān)試驗工作，確定相關(guān)技術(shù)參數(shù)。

2.2.2 施工工藝

整個施工過程需要遵循由里至外的順序開展，施工過程中需重點注意的細節(jié)主要包括：

①直徑為110mm的成孔鉆頭需要準確定位，通過沖擊成孔的方式進行施工。針對雜填土進行鉆孔時，部分區(qū)域孔壁可能出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，可通過導管對孔壁進行保護。在淤泥細砂段進行鉆孔時，同樣需要通過導管進行保護，并且通過撈砂筒取砂成孔法進行施工?？椎纳疃纫筮_到粘性土層。

②在設(shè)置灌漿管和孔口封堵灌漿管的下部區(qū)域安裝封口花管，其直徑大小為8mm，長度在70～100cm范圍內(nèi)。將軟橡皮裹附在花紋管外壁，避免雜質(zhì)流入花紋管內(nèi)部，從而影響整個灌漿施工過程。

③在配制泥漿時，首先向攪拌設(shè)備內(nèi)注入適量的水并將攪拌機啟動，然后再往里面添加普通硅酸鹽水泥，水泥添加完畢后繼續(xù)攪拌3～5分鐘，將攪拌后的泥漿注入儲漿筒內(nèi)等待灌注，需要注意的是，將泥漿注入儲漿桶內(nèi)時需要進行過濾，保證泥漿的純度。

④灌漿過程采取純壓式灌漿方法，順序為從上到下。灌漿段具體長度需要綜合考慮其情況來確定，主要考慮鉆孔部位雜填土、淤泥和細沙層的厚度。灌漿過程中，灌漿壓力不能一次上升至設(shè)計值，需要經(jīng)過2～3次連續(xù)提升，直到達到設(shè)計要求為止，灌漿剛開始時采用的灌注壓力相對較小。對雜填土進行灌漿時，若吸漿量較設(shè)計值大很多，則可以通過間歇灌漿的模式，或者改用砂漿進行灌注，灌漿結(jié)束時的注漿壓力必須達到設(shè)計要求，且灌漿結(jié)束標準嚴格按照設(shè)計標準執(zhí)行。

⑤完成灌漿工作后必須立即將孔進行封閉，在第二灌漿段灌漿結(jié)束過半小時后，將孔口的封閉物進行拆除，并且向孔內(nèi)放置砂石，使之與水穩(wěn)層頂面平齊。整個施工工藝結(jié)束24小時后，如果出現(xiàn)漿液下沉的現(xiàn)象，則需要進行補充灌漿處理，直到與水穩(wěn)層頂面平齊。

2.2.3 特殊情況處理措施

在施工時如果發(fā)生冒漿現(xiàn)象，則可以采取的方法主要有：①適當優(yōu)化漿液的水灰比，提升其濃度值，特殊情況下還可以往漿液中添加水玻璃或者砂，且應該減小注漿壓力;②控制灌漿的速度，確保吸漿量每分鐘低于30～40L，甚至可以控制得更小;③通過間斷式灌漿的方法，在灌漿時如果發(fā)生冒漿問題立即停止灌漿，通常間斷15分鐘左右后繼續(xù)灌漿。在施工時如果出現(xiàn)串漿現(xiàn)象，則可以采取的方法主要有：①適當增加兩個孔之間的距離;②調(diào)整施工工藝，適當增加相鄰兩孔灌漿間隔，完成前一個孔的灌漿工作后待其凝固到一定程度后再進行后一個孔的灌漿施工;③出現(xiàn)串漿現(xiàn)象的孔如果是等待灌漿的孔，則可以針對兩個孔同時進行灌漿施工。如果出現(xiàn)串漿的孔正在進行鉆孔施工，則應該立即停止鉆孔操作，并對孔進行封閉處理，待完成灌漿后繼續(xù)鉆孔。

2.2.4 軟土地基灌漿技術(shù)應用效果檢驗

本工程項目在結(jié)束施工半月后，在施工路段隨機選擇5個地點開展靜荷試驗，開展實驗過程中，發(fā)現(xiàn)所有地點當載荷超過130kPa時均沒有出現(xiàn)破壞現(xiàn)象，說明所有地點的承載能力均超過了130kPa，達到了設(shè)計要求。與此同時對沉降量進行了監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)最大沉降量范圍在7.26～9.45mm，沉降量的平均值為8.32mm。

在完成標貫試驗和探槽開挖檢查之后的15天，在相關(guān)的施工路段隨機的選擇12個地點進行鉆孔檢驗，一半鉆孔地點距離灌漿點半米，另外一半鉆孔地點距離灌漿點1m。鉆孔取芯和標貫試驗有專業(yè)的機構(gòu)來實施?；谏鲜鰴z測結(jié)果可知：雜填土中出現(xiàn)了很多水泥結(jié)石，并且土基體與結(jié)實之間相互滲透，結(jié)合得非常緊密。淤泥中同樣出現(xiàn)了大量的水泥結(jié)石，并且這些結(jié)石呈現(xiàn)團塊狀，部分結(jié)石中滲透有一些泥質(zhì)砂土。水泥結(jié)石同樣存在于細砂層中，通過土工試驗證明了細砂層的密度有了一定程度的提升，整個的狀態(tài)也有了顯著的改善，變得更加密實。通過標貫試驗證明，灌漿處理后不管是雜填土、淤泥還是細砂層的強度均有了顯著的增加?；谔讲坶_挖剖面分析可知，通過灌漿施工，形成了厚度范圍在20～55mm的路基硬殼表層。

在完成正式水穩(wěn)層施工后的7天，在整個施工路段隨機選擇30個地點開展彎曲試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有點的彎沉值范圍是0.15～0.71mm，且平均值大小為0.41mm。該結(jié)果能夠滿足相關(guān)標準規(guī)范和設(shè)計要求。本工程項目中的設(shè)計要求為不超過0.9mm。

3 ?結(jié)束語

本文的工程實踐結(jié)果表明，對于市政道路工程項目中的軟土地基，通過灌漿技術(shù)可以顯著提升地基的強度，從而為市政道路的施工質(zhì)量奠定堅實的基礎(chǔ)。但在利用灌漿技術(shù)進行施工時，需要綜合考慮理論計算結(jié)果和實踐經(jīng)驗來確定相關(guān)的技術(shù)參數(shù)值，并且需要在施工現(xiàn)場做試驗最終確定參數(shù)。

參考文獻：

[1]王樹桐.土建施工中軟土地基的施工技術(shù)分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018（28）：1524.

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[3]姚百玲.建筑工程中灌漿技術(shù)要求及材料選擇要點[J].商品與質(zhì)量，2019（19）：159.