基于劈裂注漿在機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道擴(kuò)建工程中的應(yīng)用

上海民航新時(shí)代機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)研究院有限公司 / 王慶晨

一、前言

我國(guó)民航事業(yè)在國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的進(jìn)程中得到了極大的支持，然而這同時(shí)也使得過(guò)去根據(jù)當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)體量和地方發(fā)展需要所建造的機(jī)場(chǎng)開始并且是越來(lái)越顯示出無(wú)法滿足實(shí)際需求的窘境。如此，機(jī)場(chǎng)的改造和擴(kuò)建便是顯出了一種特別的迫切和必要。而機(jī)場(chǎng)的改造擴(kuò)建和其他工程有所不同，技術(shù)要求水平較高，對(duì)于地基的荷載力和密實(shí)度也有著較高的要求，選擇何種技術(shù)成為進(jìn)行這項(xiàng)建設(shè)需要予以特別考量的重要問(wèn)題。

分層劈裂注漿是常見的機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程中的技術(shù)，其原理是通過(guò)水泥漿液在機(jī)械設(shè)備幫助下使用一定壓力對(duì)周圍土層施加壓力，以使不同深度的土體在漿液注射過(guò)程中出現(xiàn)剪切裂縫，漿液隨著劈裂面深入土層和土體相結(jié)合形成土體的網(wǎng)格和骨架。運(yùn)用這一技術(shù)的積極意義在于，以其實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)整個(gè)土體的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)。重要的是，由于施工時(shí)間短、適用范圍廣等優(yōu)勢(shì)，這項(xiàng)技術(shù)受到了許多施工單位的歡迎。

劈裂注漿法最早是由法國(guó)的一家公司開發(fā)利用的，一直到上世紀(jì)90年代才被引進(jìn)到中國(guó)，在實(shí)踐過(guò)程中慢慢地應(yīng)用于不同的地基的加固施工。經(jīng)過(guò)理論研究的長(zhǎng)期發(fā)展來(lái)看，許多學(xué)者對(duì)于軟土劈裂注漿的原理進(jìn)行了模擬，從軟黏土中漿液流動(dòng)的鼓泡壓密到劈裂流動(dòng)再到被動(dòng)土壓力都進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)用性范圍的結(jié)論。

還有學(xué)者針對(duì)劈裂注漿的注漿壓力會(huì)隨著裂縫長(zhǎng)度的衰減規(guī)律和裂縫在土體中的擴(kuò)散規(guī)律，推導(dǎo)出了多孔同時(shí)注漿職級(jí)不同主流線上注漿壓力的變化和實(shí)際擴(kuò)散的不少實(shí)踐數(shù)據(jù)。正是如此，在諸多學(xué)者持之不懈的努力下，劈裂注漿技術(shù)最終得以能夠快速地在實(shí)踐中應(yīng)用，并且在應(yīng)用中得到完善，在《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中將這一技術(shù)的相關(guān)施工規(guī)范加了進(jìn)去。

二、劈裂注漿加固軟土的設(shè)計(jì)方法

（一）行業(yè)規(guī)范對(duì)于注漿加固設(shè)計(jì)的規(guī)定

在分層劈裂注漿技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，為了明確規(guī)范其技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)操作，確保施工質(zhì)量，相關(guān)方面對(duì)于其應(yīng)用中的具體的設(shè)計(jì)參數(shù)，包括加固深度、注漿孔間距、漿液配比等等，提出了相關(guān)要求。

由于不同工程在露天施工環(huán)境下各方面條件有著較大差距，施工現(xiàn)場(chǎng)的土層性質(zhì)也不盡一致；因而長(zhǎng)期以來(lái)，即便是行業(yè)規(guī)范的《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》，對(duì)這項(xiàng)技術(shù)，都是難以最終能給出一個(gè)統(tǒng)一的要求，只能是結(jié)合其他處理技術(shù)提出的，在注漿加固設(shè)計(jì)以前，先確定相關(guān)的參數(shù)才能進(jìn)行試驗(yàn)，然后才對(duì)加固設(shè)計(jì)中的一些具體參數(shù)，做了要求，使其提高了質(zhì)量保障。

（二）控制工后沉降的設(shè)計(jì)參數(shù)確定

由于分層劈裂注漿技術(shù)方法當(dāng)前對(duì)于軟土地基的加固有著良好效果，能夠有效地解決軟土地基承載力低，而工后又往往出現(xiàn)沉降等諸多矛盾，使得不少軟基處理工程都不得不再面對(duì)沉降控制工作，以保證工程不會(huì)出現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題。

因此在根據(jù)控制工后沉降設(shè)計(jì)分層劈裂注漿時(shí)，就應(yīng)當(dāng)按照注漿加固體形成復(fù)合地基以提高地基的承載力和密實(shí)度。從設(shè)計(jì)前開展的實(shí)驗(yàn)情況來(lái)看，為了進(jìn)一步確定加固體的壓縮模量，還需要攝取一定的土樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)確定實(shí)際參數(shù)。

三、分層劈裂注漿施工技術(shù)

（一）施工機(jī)械

分層劈裂注漿施工技術(shù)為了滿足機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道擴(kuò)建的要求，必須要確保施工后的地基能夠滿足承載力和負(fù)荷要求，并且可以提高整個(gè)地基的密實(shí)度，解決沉降問(wèn)題。

所以在施工過(guò)程中，包括鉆孔機(jī)械、注漿泵、亞注漿管路系統(tǒng)等都是要必須具備的，其它相應(yīng)設(shè)備、花管等也都是不可缺少的。還要要求相關(guān)技術(shù)人員提前對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行檢修和維護(hù)，確保在開工前都能正常使用。如果出現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)及時(shí)維修，無(wú)法維修的要聯(lián)系廠家進(jìn)行更換。

（二）工藝流程

劈裂注漿施工技術(shù)和其他注漿技術(shù)有一定類似情況，施工前都是需進(jìn)行場(chǎng)地平整，去除雜物和積水，保證施工地面的坦平，接著使用機(jī)械進(jìn)行鉆機(jī)成孔，然后填充套殼料，將抽閥管插入地層，將事先調(diào)配好比例的合理的漿液注入，在每段地層注入完成后需要及時(shí)清洗管道，在清洗完成后再次注漿。當(dāng)所有注漿工作完成后，使用水泥漿填充鉆孔，宣告工程各道工序的結(jié)束。

（三）施工技術(shù)要求

由于施工環(huán)境的不同和工程要求存在較大區(qū)別，所以需要結(jié)合具體要求對(duì)施工技術(shù)的相關(guān)情況進(jìn)行處理。首先是場(chǎng)地平整。這是每個(gè)注漿施工技術(shù)都需要進(jìn)行操作的。在平整后按照袖閥管來(lái)確定注漿孔開孔直徑。規(guī)范要求是垂直度偏差不能超出1%的范圍，這樣鉆孔才能有效地將漿液合理注入。

其次是按照加固土層來(lái)確定注漿加固的范圍，注漿頂面上的覆土層厚度按照要求必須要超過(guò)兩米才能滿足整個(gè)工程的建設(shè)要求。再一個(gè)是鉆孔完成后需要注入封殼料從而將泥漿封閉于鉆孔內(nèi)，這樣才能施加壓力將漿液注入，需要把塑料袖閥管插到設(shè)計(jì)深度才能確保后續(xù)工序的進(jìn)行。

四、劈裂注漿技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，許多地方機(jī)場(chǎng)已經(jīng)滿足不了實(shí)際需求，需要及時(shí)進(jìn)行擴(kuò)建。機(jī)場(chǎng)由于要承擔(dān)飛機(jī)起飛和停飛以及停放的需求，所以對(duì)于承載力和荷載以及沉降有著嚴(yán)格的要求。對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)建期間，要考慮到土層特質(zhì)，以保證劈裂注漿技術(shù)很適合在淤泥基層中使用。這樣，在進(jìn)行軟基處理以后，就可以進(jìn)行場(chǎng)道擴(kuò)建了。由于該技術(shù)能夠有效地縮短施工時(shí)間，減少施工成本，讓場(chǎng)道能更快地投入使用，所以，受到了更多施工企業(yè)的歡迎。由于不同區(qū)域淤泥的物理力學(xué)指標(biāo)存在較大區(qū)別，所以我們按照淤泥的壓縮模量就可以結(jié)合不同土層性質(zhì)對(duì)比，然后再進(jìn)行換算，得到所需結(jié)果。

這要求在注漿操作前完成。當(dāng)加固后的復(fù)合土體壓縮模量超過(guò)了10MPa時(shí)，樁體土壓縮模量應(yīng)該超過(guò)20MPa，再考量到道面區(qū)和道肩區(qū)不同的使用荷載，應(yīng)當(dāng)確定道面區(qū)注漿間距控制在1.2每平方米，道肩區(qū)控制在1.4每平方米，都以正方形的形狀來(lái)進(jìn)行操作。由于注漿加固平面范圍包括了道面區(qū)和道肩區(qū)，所以，加固土層中是淤泥軟土層和松散填石層的情況下就要求進(jìn)行有效地加固。這時(shí)，注漿孔開孔直徑控制在110毫米左右，垂直度的偏差不能超過(guò)1%。同時(shí)，設(shè)計(jì)注漿頂標(biāo)高要控制在1.5米的范圍，上覆填土厚度應(yīng)當(dāng)超過(guò)2米，因?yàn)檫@樣才能確保填土達(dá)到實(shí)際需求，同時(shí)每孔注漿長(zhǎng)度設(shè)置在8米左右。

五、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，全國(guó)許多機(jī)場(chǎng)都面臨場(chǎng)道擴(kuò)建的需求，在不同區(qū)域的地基下，劈裂注漿技術(shù)能夠有效地適用于多種軟土地基，可以在現(xiàn)行規(guī)范下，在注漿加固軟土地基的規(guī)定上，使用工后沉降控制的設(shè)計(jì)方法，在提前進(jìn)行試驗(yàn)的前提下，確定合適的泥漿配比，然后通過(guò)機(jī)械設(shè)備注入。從實(shí)際使用情況來(lái)看，劈裂注漿技術(shù)能夠有效地適用于機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程中，不僅可以極大地加快施工進(jìn)度，還能夠解決施工機(jī)械高度受限的矛盾，從而加強(qiáng)整個(gè)工程質(zhì)量。