壓密注漿在市政道路高填方路基沉降中的應(yīng)用

楊小勇

北京國(guó)際建設(shè)集團(tuán)有限公司，中國(guó)·北京 100073

1 引言

目前中國(guó)正處于快速發(fā)展的階段，大型基礎(chǔ)設(shè)施的建造如同雨后春筍般出現(xiàn)，并且基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)關(guān)系到民生問(wèn)題，如道路工程、橋梁工程、地下交通工程等，涉及的體量大、任務(wù)緊、造價(jià)高等，因此我們建筑施工人員必須提高企業(yè)、個(gè)人的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平，不斷加強(qiáng)業(yè)務(wù)知識(shí)的學(xué)習(xí)、只有這樣我們才能夠管理好項(xiàng)目，保質(zhì)保量地完成各項(xiàng)建設(shè)任務(wù)，但是實(shí)際施工過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)各種各樣的施工問(wèn)題，因此筆者通過(guò)實(shí)際施工的一個(gè)案例，著重介紹高填方路基沉降處理的方法—壓密注漿法，壓密注漿法在處理市政道路施工過(guò)程中主要是利用注漿的方法加固土層，提高地基的承載力、減小沉降和不均勻沉降，在處理管線沉降方面也可以采用本方案，尤其在道路通車(chē)后，不能斷路的情況下，比較適合注漿的方法[1]。

2 工程概況

2.1 工程簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目規(guī)劃為城市支路，設(shè)計(jì)車(chē)速為30km/h，紅線寬度為20m，道路設(shè)計(jì)長(zhǎng)度310m。標(biāo)準(zhǔn)橫斷面采用一幅路形式，雙向二車(chē)道，機(jī)非混行，車(chē)行道寬12m，人行道寬4m，含1.5m連續(xù)綠化設(shè)施帶。車(chē)行道橫斷面具體布置如下：2.5m（非機(jī)動(dòng)車(chē)道）＋3.5m（機(jī)動(dòng)車(chē)道）＋3.5m（機(jī)動(dòng)車(chē)道）＋2.5m（非機(jī)動(dòng)車(chē)道）共計(jì)12m。

本項(xiàng)目規(guī)劃管線有污水、雨水、中水、上水等管線，其中新建路面以下包括規(guī)劃冷熱同溝，深度距離路面最深處6m左右，因此道路土方回填為高填方施工，根據(jù)“先地下、后地上”“先深后淺”的施工原則，本項(xiàng)目冷熱同溝施工單位結(jié)構(gòu)施工完成日期為2019年9月份，然后進(jìn)行土方回填施工，結(jié)束日期為2019年10月份，場(chǎng)地移交后，某單位進(jìn)行道路規(guī)劃管線及道路結(jié)構(gòu)施工，2020年1月份完成相關(guān)工作內(nèi)容，2020年3月份周邊小區(qū)居民陸續(xù)入住，2020年10月份路面連續(xù)均出現(xiàn)不均勻沉降，道路交叉口處最大沉降量為20cm，由于嚴(yán)重影響周邊居民出行，某單位會(huì)同建設(shè)單位及相關(guān)設(shè)計(jì)單位等根據(jù)工程具體原因以及居民出行等需求，2020年11月最終確定采用分幅、分段進(jìn)行壓密注漿加固地下土體強(qiáng)度，以確保沉降不再發(fā)展，待沉降觀測(cè)趨于穩(wěn)定后，進(jìn)行道路結(jié)構(gòu)施工。

2.2 沉降原因分析

經(jīng)過(guò)對(duì)路基沉降進(jìn)行細(xì)致的分析，該項(xiàng)目認(rèn)為造成沉降的原因有如下幾方面的原因。

2.2.1 路基為高填方施工且未進(jìn)行足夠時(shí)間的沉降即進(jìn)行道路結(jié)構(gòu)施工

由于周邊安置房施工導(dǎo)致道路場(chǎng)地移交比較晚，安置房交房時(shí)間為2020年3月，道路下冷熱同溝施工單位2019年10月完成土方回填工作，某單位隨即進(jìn)行地下道路規(guī)劃管線及道路結(jié)構(gòu)施工，由于土方處回填最深處達(dá)到6m左右，土方回填后未進(jìn)行預(yù)沉降、未經(jīng)過(guò)雨季的洗禮，施工單位回填土不規(guī)范等原因，因此導(dǎo)致來(lái)年雨季后道路產(chǎn)生沉降。

2.2.2 由于周邊場(chǎng)地狹窄，道路交叉口土方回填專(zhuān)項(xiàng)方案針對(duì)性不強(qiáng)

由于場(chǎng)地狹小，土方回填運(yùn)輸馬道位于道路北側(cè)交叉路口處，此處回填深度達(dá)到6m左右，施工單位對(duì)該薄弱部位土方回填施工方案編制不明確，沒(méi)有制定針對(duì)性的處理措施等，還有該部位土方回填厚度不滿足規(guī)范要求，土方整體回填后，該部位未進(jìn)行反挖處理，雖然上部土體壓實(shí)度符合要求，但是底部土方比較松散，因此雨季雨水逐漸滲透到土體底部導(dǎo)致土方下沉，最終導(dǎo)致道路沉降[2]。

3 處理方案

由于周邊規(guī)劃道路雨水管線未實(shí)施，導(dǎo)致本條道路雨水管線沒(méi)有下游進(jìn)行排水，因此雨季需采取水泵及時(shí)排出道路積水，做到降水期間道路不積水。

本道路為周邊居民出行的唯一道路，周邊居民人數(shù)多、車(chē)輛多以及裝修社會(huì)車(chē)輛進(jìn)場(chǎng)頻繁，需制定交通導(dǎo)行方案，采用半幅施工，半幅通行的原則，加固方案本著可行性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性的原則，最終采用壓密注漿加固土層的方案。為了保證居民的出行，該工程施工正處于11月份進(jìn)行施工，因此需對(duì)漿液進(jìn)行防寒、保溫措施。

4 注漿加固法的作用機(jī)理及施工控制

4.1 注漿的分類(lèi)及原理

注漿方法分為靜壓注漿和高壓噴射注漿法。

壓密注漿法即漿液在一定壓力下，先對(duì)原有地層空隙、裂隙進(jìn)行填充，后隨壓力注漿使用的漿液，沿土體最小主應(yīng)力面進(jìn)行劈裂，漿液進(jìn)一步擴(kuò)散和延伸，最終形成板狀和樹(shù)根狀漿脈，與原狀土形成符合地基。該工藝能提高承載力，又有施工速度快、造價(jià)較低的特點(diǎn)。

4.2 注漿加固法的施工控制

4.2.1 施工參數(shù)

根據(jù)注漿試驗(yàn)基礎(chǔ)上，按如下施工參數(shù)進(jìn)行施工：

①注漿的深度一般根據(jù)土層構(gòu)造和上部荷載分布來(lái)確定加固的地基土層，以地基土自重應(yīng)力和附加應(yīng)力滿足強(qiáng)度和變形要求為原則。注漿孔間距影響因素比較多，如孔隙大小、滲透系數(shù)、壓漿力等，特別是在土層深度，滲透系數(shù)是不均勻的，孔隙率也不一樣，加固后要求整個(gè)土體由漿液包裹，因此注漿孔距以相鄰注漿孔漿液部分重疊為宜，以漿液的擴(kuò)散半徑為間距。

按照球形擴(kuò)散理論，估算擴(kuò)散半徑公式為：

其中，n為土層孔隙率；Q為注漿量；t為60s。

估算得r約為100cm。

注漿范圍為機(jī)動(dòng)車(chē)道內(nèi)注漿孔內(nèi)間距為1.5m×1.5m，布置注漿孔需要注意地下雨水、污水、上水等管線，避免造成破壞，計(jì)劃注漿深度約為5m左右，由于路面以下冷熱同溝頂板深度距離路面約為6m左右，實(shí)際施工深度需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況隨時(shí)調(diào)整，避免破壞頂板結(jié)構(gòu)。

③注漿流量：7～80L/min

④注漿材料：采用425號(hào)普通水泥，水灰比0.8∶1，為改善漿液性能及節(jié)約水泥，該工程摻加粉煤灰，為水泥重的30%。

4.2.2 施工工藝

工藝流程：定位→鉆孔→安裝注漿管→壓漿→提管→注漿→拔管。

①鉆孔：先按設(shè)計(jì)放樣布孔，孔位偏差≤5cm，根據(jù)工程地質(zhì)條件，在設(shè)備選擇上采用錘擊鉆進(jìn)行鉆孔，孔徑75mm。

②下注漿管、制漿及注漿：將Φ42注漿管下入孔內(nèi)，離孔底不大于30cm，在孔口進(jìn)行封閉，制漿采用雙層立式攪漿機(jī)，按水、灰、粉煤灰比0.8∶1∶0.3攪拌混合漿液，用注漿泵進(jìn)行注漿施工，在泵送前，混合漿液應(yīng)進(jìn)行過(guò)濾。注漿自下而上，每米一段提注漿管，逐點(diǎn)注漿。

③注漿注意事項(xiàng)：當(dāng)注漿孔邊有水泥漿冒出，應(yīng)用水玻璃或水泥袋堵住，待應(yīng)力消失，繼續(xù)注漿。冒漿（串漿）嚴(yán)重時(shí)應(yīng)停注，待水泥漿穩(wěn)定后在注至設(shè)計(jì)水泥用量。注漿完成后用水泥袋將孔堵實(shí)防止冒漿，7天后將水泥袋清除干凈[3]。

4.2.3 施工質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià)

她生的那個(gè)孩子，粉溜溜的一團(tuán)，見(jiàn)人就笑，一點(diǎn)也不知道我曾經(jīng)想偷賣(mài)掉他，喜歡趴在我身上親得我滿臉口水，瞇著黑葡萄似的眼睛，用小糯牙撲哼撲哼，把我的胳膊當(dāng)成一塊肉賣(mài)力地啃。

根據(jù)規(guī)范要求，本次質(zhì)量檢測(cè)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)檢測(cè)及開(kāi)挖探坑直觀檢測(cè)兩種方法。

①標(biāo)貫試驗(yàn)。在工程施工前對(duì)原狀土體進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，工程完工后14天在原做試驗(yàn)附近進(jìn)行標(biāo)貫檢測(cè)，前后試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 標(biāo)貫前后試驗(yàn)數(shù)據(jù)

第一點(diǎn)位于道路南側(cè)起點(diǎn)中心、第二點(diǎn)位于道路中心處，第三點(diǎn)位于道路北側(cè)交叉路口中心。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，平臺(tái)標(biāo)貫試驗(yàn)從加固表面以下50cm開(kāi)始至1m以下每30cm超過(guò)8擊即合格。上述數(shù)據(jù)說(shuō)明，工后地基承載力及地基土密實(shí)度較原狀土有較大提高，達(dá)到了加固的目的。

②探坑檢測(cè)。為便于檢測(cè)加固的實(shí)際效果，在道路北側(cè)交叉路口處選擇原來(lái)下沉最為嚴(yán)重的地方開(kāi)挖一處探坑進(jìn)行檢測(cè)。

從開(kāi)挖過(guò)程及開(kāi)挖后的結(jié)果來(lái)看，開(kāi)挖過(guò)程中機(jī)械開(kāi)挖比較困難，與原來(lái)有很大改善，并且開(kāi)挖后看到板狀漿脈相互交叉，自由延伸，發(fā)現(xiàn)最長(zhǎng)漿脈延伸3m，最大板厚接近22cm，原來(lái)冷熱同溝的回填土孔隙已經(jīng)基本被水泥漿填滿，并且在經(jīng)歷過(guò)一個(gè)雨季的洗禮后，路面恢復(fù)后完全達(dá)到規(guī)范及圖紙要求。

3.3 最終效果評(píng)價(jià)

該工程經(jīng)過(guò)標(biāo)貫試驗(yàn)及實(shí)際驗(yàn)證后，達(dá)到了預(yù)期的效果，業(yè)主、監(jiān)理及周邊居民對(duì)該加固方案、加固后的實(shí)際效果做出了很高的評(píng)價(jià)，雖然2021年雨季雨水量大，而且頻繁，該路面雨后無(wú)積水、路面及人行道平整度等指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.2.4 施工總結(jié)

通過(guò)施工發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題，個(gè)人總結(jié)施工過(guò)程中需要注意如下事項(xiàng)：

①注漿配合比、注漿壓力嚴(yán)重影響注漿效果，因此施工前要進(jìn)行注漿試驗(yàn)，確定最佳配合比及注漿壓力。

②為了能夠更好地控制工程質(zhì)量，需要加強(qiáng)過(guò)程前后的質(zhì)量控制，尤其控制隱蔽工程質(zhì)量，制定周密的質(zhì)量管理制度，做好現(xiàn)場(chǎng)隱蔽工程質(zhì)量驗(yàn)收等。

③由于注漿工程容易對(duì)周邊環(huán)境及地下造成污染，因此施工過(guò)程中需對(duì)地下水、地下管線等做好保護(hù)措施，嚴(yán)密觀察地下及周邊情況，保證安全保護(hù)、文明施工要求。

④由于本工程緊張，施工開(kāi)工日期為11月初，當(dāng)年冬天氣溫較低，為了保證工程質(zhì)量，施工現(xiàn)場(chǎng)做好保溫措施，如巖棉被、保溫棚、電暖氣等。但是施工現(xiàn)場(chǎng)需安排專(zhuān)人做好消防保衛(wèi)措施，制定消防專(zhuān)項(xiàng)方案、專(zhuān)人負(fù)責(zé)看護(hù)等，保證施工現(xiàn)場(chǎng)安全用電、消防保衛(wèi)安全等，防止火災(zāi)、觸電事故的發(fā)生。