簡(jiǎn)述路基注漿加固技術(shù)

翟秀平

(山西省稷山公路管理段，山西稷山 043200)

1 工程概況

某城市大街綜合管溝樁號(hào)K7+300～K9+150，位于道路東側(cè)，管溝全長(zhǎng)1 850 m。綜合管溝為單層結(jié)構(gòu)，共兩個(gè)倉(cāng)室，分別為給水管、中水管和熱力管管倉(cāng)(標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸為4.9 m×4.0 m)，電力、電信管倉(cāng)(標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸為 2.3 m ×4.0 m)。

本工程主要地質(zhì)層分為素填土、黃土狀粉土、細(xì)砂層、中砂層，其中以細(xì)砂和中粗砂層為主。

地下結(jié)構(gòu)物主要由綜合管溝、雨污水管網(wǎng)和地下通道構(gòu)成。綜合管溝與雨污水同槽，結(jié)構(gòu)物間凈空尺寸小，高差較大，結(jié)構(gòu)物間土方回填難度大，壓實(shí)度不易達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

考慮到道路工程施工工期緊，管溝基坑回填后路基與正常路基會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降。因此對(duì)管溝回填區(qū)域采用注漿技術(shù)進(jìn)行處理。

2 注漿加固的優(yōu)勢(shì)

固化漿液沿路基軟弱層滲透并填充、固結(jié)、置換、膠結(jié)，整治地質(zhì)病害，改良路基承載力性能，減少不均勻沉陷。

1)消除因路基軟弱造成的不均勻下沉，從根本上消除路基病害的發(fā)生。

2)經(jīng)濟(jì)效益高。

3)不斷交、工期短、污染小、施工文明。

4)技術(shù)先進(jìn)、工法成熟、效果可靠。

3 施工進(jìn)度安排

6月20日～7月15日完成全部注漿工程。

4 路基注漿加固施工

4.1 路基加固原理

路基加固的主要目的是形成整體地基，通過(guò)加大土體強(qiáng)度來(lái)提高地基承載力，主要是減少土體的不均勻沉降。注漿加固是在土體中鉆孔，并使用注漿機(jī)具均勻地將固化漿液注入土體中，以填充、滲透和固結(jié)的方式，排除土體間隙中的水分和空氣，并占據(jù)其空間，使路基土體孔隙比減少，強(qiáng)度提高。

4.2 設(shè)計(jì)加固范圍、深度

本段注漿加固范圍為管溝回填區(qū)域，孔間距1.5 m，梅花形布置，孔深為2 m和4 m兩種。注漿順序先外后內(nèi)，形成帷幕，隔行跳打，先排為主后排補(bǔ)注，以避免跑漿，冒漿。

4.3 勞動(dòng)力組織、人員設(shè)備

現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人1人，專(zhuān)業(yè)隊(duì)長(zhǎng)1人，負(fù)責(zé)全面施工質(zhì)量和安全;技術(shù)人員4人(負(fù)責(zé)施工過(guò)程技術(shù)控制工作及對(duì)注漿過(guò)程的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行記錄)，試驗(yàn)員1人，專(zhuān)職質(zhì)檢工程師及安全工程師各1人。分5個(gè)鉆孔作業(yè)班及5個(gè)注漿作業(yè)班，其中，鉆孔司機(jī)40人，負(fù)責(zé)鉆機(jī);注漿工人40人，負(fù)責(zé)制漿、注漿;司泵工10人，負(fù)責(zé)灰漿泵、水泵;供料工人5人，負(fù)責(zé)倒運(yùn)水泥;電工2人，1人負(fù)責(zé)電源，另1人負(fù)責(zé)供電電路故障排除及維修;鉗工2人，負(fù)責(zé)設(shè)備保養(yǎng)，共計(jì)98人。

4.4 施工設(shè)備

施工設(shè)備見(jiàn)表1。

表1 施工設(shè)備一覽表

4.5 鉆孔及注漿

4.5.1 注漿主要材料

水泥采用P.O42.5袋裝水泥。根據(jù)檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)進(jìn)場(chǎng)水泥進(jìn)行材料檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)做好水泥的儲(chǔ)存與使用工作，防止水泥受潮結(jié)塊失效。水泥漿液水灰比為1∶(0.8～1)。

4.5.2 施工工藝

施工工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 施工工藝流程圖

4.5.3 主要工序施工方法

1)鉆機(jī)、注漿設(shè)備就位。根據(jù)測(cè)量放出的點(diǎn)位，就位鉆機(jī)，鉆機(jī)安放平穩(wěn)，并調(diào)整垂直度與鉆機(jī)水平。同時(shí)制漿機(jī)、注漿機(jī)配套放置，注漿管線(xiàn)固定，不宜過(guò)長(zhǎng)，控制在30 m～50 m，以防壓力損失?，F(xiàn)場(chǎng)備好拌合用水及袋裝水泥、粉煤灰、砂、水玻璃等材料。

2)鉆孔施工工法。采用200型轉(zhuǎn)盤(pán)式鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，采用50 mm鉆頭，φ48普管進(jìn)行護(hù)壁，采用干鉆法，嚴(yán)禁加水，否則路基受水浸泡，原結(jié)構(gòu)遭到破壞，造成不必要的損失。

3)漿液配制。按事先選定水泥漿配比(1∶1)進(jìn)行水泥漿的制拌。根據(jù)制漿機(jī)容量稱(chēng)取定量水，注入制漿機(jī)內(nèi)，然后根據(jù)水灰比稱(chēng)取對(duì)應(yīng)重量的水泥，開(kāi)啟制漿機(jī)，邊攪拌邊加入水泥。攪拌時(shí)間大于3 min，漿液無(wú)明顯的沉淀即可，完后將水泥漿倒入儲(chǔ)漿桶。漿液在儲(chǔ)漿桶內(nèi)要不停的人工攪拌，防止?jié){液沉淀離析。水泥漿制漿原料:合格的水、P.O42.5水泥。應(yīng)先加水后加水泥及外加劑，拌和10 min～20 min，將漿液流入過(guò)濾篩進(jìn)行兩次過(guò)濾，存放漿液池。

4)注入壓力。由于注漿壓力與土的重度，強(qiáng)度，初始應(yīng)力，孔深，位置及注漿次序等因素有關(guān)，而這些因素又難以準(zhǔn)確確定，所以本工程采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)注漿壓力0.4 MPa。

5)終孔標(biāo)準(zhǔn)。采取壓力～流量雙控法控制注漿量:以在注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)注漿壓力的情況下達(dá)到穩(wěn)定為原則，穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為5 min。當(dāng)注漿壓力大于2倍設(shè)計(jì)注漿壓力且無(wú)法繼續(xù)注入漿液時(shí)可終孔。當(dāng)個(gè)別孔注漿量異常偏大時(shí)應(yīng)立即暫停注漿，弄清原因后再采取間歇注漿法繼續(xù)注漿。孔口反漿時(shí)采取間歇注漿的方法。

6)注漿結(jié)束封孔移機(jī)。注漿結(jié)束后，拔出套管，用水泥砂漿或C15混凝土封孔。清洗注漿泵、制漿機(jī)、儲(chǔ)漿桶，移機(jī)至下一孔位繼續(xù)施工。

7)注漿效果檢查。a.注漿前后，物探成果資料對(duì)比，檢查注漿效果。b.注漿前后，鉆孔注水試驗(yàn)的單位長(zhǎng)度吸水量對(duì)比，檢查注漿效果。注漿后單位長(zhǎng)度吸水量應(yīng)小于注漿前吸水量的3%～5%，且不存在明顯漏水現(xiàn)象。c.鉆孔檢查，檢查孔數(shù)為5%，根據(jù)取芯漿液充填情況直觀判斷注漿效果。

5 施工注意事項(xiàng)

1)施工前應(yīng)測(cè)定管溝的具體位置。2)高壓線(xiàn)下工作，鉆探機(jī)具視安全情況對(duì)鉆架進(jìn)行改裝。3)注漿孔應(yīng)跳孔施鉆，不得全部鉆孔完成后再注漿，以免孔位串漿，增加難度及清孔工作量。注漿孔施工應(yīng)自路基坡腳向線(xiàn)路中心的順序進(jìn)行，先兩側(cè)后中間，保證注漿質(zhì)量。4)注漿鉆孔孔位移動(dòng)不宜超過(guò)0.5 m。5)注漿過(guò)程應(yīng)加強(qiáng)地面觀測(cè)記錄。6)注漿全過(guò)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。7)注漿過(guò)程注意環(huán)境保護(hù)，及時(shí)清理漿液污染物。一般整理好場(chǎng)坪后，應(yīng)在注漿場(chǎng)坪四周修好臨時(shí)排水設(shè)施。8)注漿結(jié)束后及時(shí)采用水泥砂漿或C15混凝土將注漿孔封填飽滿(mǎn)至孔口。

6 施工中易出現(xiàn)問(wèn)題的處理

1)注漿過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況采用表面封堵、添加速凝劑、低壓泵送、濃漿、限流、間歇注漿等方法進(jìn)行處理。

2)注漿過(guò)程中發(fā)現(xiàn)串漿時(shí)，如串漿孔具備注漿條件，可以同時(shí)進(jìn)行注漿，應(yīng)一泵注一孔，否則應(yīng)將串漿孔用塞塞住，等一孔注漿完成后，再進(jìn)行其他孔檢查，然后再進(jìn)行鉆孔和補(bǔ)充注漿。

3)注漿工作必須持續(xù)，若因故中斷可按以下原則進(jìn)行處理:應(yīng)及早恢復(fù)注漿，否則應(yīng)立即沖洗鉆孔，而后恢復(fù)注漿，若無(wú)法沖洗或沖洗無(wú)效，則應(yīng)進(jìn)行掃孔而后注漿。a.恢復(fù)注漿時(shí)應(yīng)使用同級(jí)水泥漿，若注漿率與中斷前相近，即可用中斷前同級(jí)水泥漿灌注;如注漿率與中斷前相比減少較少則應(yīng)加濃漿液灌注;b.恢復(fù)注漿后，如注漿率比中斷前減少較多且在短時(shí)間內(nèi)停止吸漿，應(yīng)立即采取補(bǔ)救措施，可加大相鄰孔的注漿壓力或增加注漿孔。

7 施工質(zhì)量控制及檢驗(yàn)

1)應(yīng)分期分批供應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的水泥和外加劑等材料，并及時(shí)檢查驗(yàn)收，做好保管與發(fā)放使用工作。所用水泥及中砂等所有施工材料必須通過(guò)試驗(yàn)師檢驗(yàn)合格及通過(guò)監(jiān)理工程師報(bào)檢合格之后，方可用于施工。

檢驗(yàn)數(shù)量:同一產(chǎn)地、品種、規(guī)格的水泥和外加劑，每200 t為一批，當(dāng)不足200 t時(shí)也按一批計(jì)。每批抽樣1組。

檢驗(yàn)方法:檢查產(chǎn)品質(zhì)量證明文件及抽樣檢查。

2)注漿前后，鉆孔注水試驗(yàn)的單位長(zhǎng)度吸水量對(duì)比，檢查注漿效果。注漿后單位長(zhǎng)度吸水量應(yīng)小于注漿前吸水量的3%～5%，且不存在明顯漏水現(xiàn)象。

8 安全措施

1)施工機(jī)械安全保證措施。操作人員必須執(zhí)證上崗，進(jìn)場(chǎng)設(shè)備必須進(jìn)行安全和性能檢查，對(duì)機(jī)械操作人員要建立檔案，專(zhuān)人管理。

操作人員按照機(jī)械說(shuō)明規(guī)定，必須執(zhí)行工作前驗(yàn)收制度和工作中注意觀察、工作后的檢查保養(yǎng)制度。

保持機(jī)械操作室整潔，禁止堆放易爆物品。不得酒后操作機(jī)械，機(jī)械不帶病運(yùn)轉(zhuǎn)、超荷載工作。

2)施工現(xiàn)場(chǎng)安全用電措施?，F(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)式電器設(shè)備使用橡皮絕緣電纜，橫過(guò)通道時(shí)穿管埋地敷設(shè)。

配電箱、開(kāi)關(guān)箱使用標(biāo)準(zhǔn)電箱，電箱內(nèi)開(kāi)關(guān)電器必須完整無(wú)損，接線(xiàn)正確，電箱內(nèi)設(shè)置漏電保護(hù)器，選用合理的額定漏電動(dòng)作電流進(jìn)行分級(jí)匹配。配電箱設(shè)總?cè)劢z、分開(kāi)關(guān)，動(dòng)力和照明分別設(shè)置。金屬外殼電箱作接地或接零保護(hù)。開(kāi)關(guān)箱與用電設(shè)備實(shí)行一機(jī)一閘保險(xiǎn)。

3)施工現(xiàn)場(chǎng)其他安全措施。施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備應(yīng)聽(tīng)從指揮，統(tǒng)一調(diào)配，進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)人員必須佩戴安全帽。

9 文明施工

施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)做到文明施工，具體如下:

1)機(jī)械、機(jī)具、場(chǎng)地、材料規(guī)劃布置，做到井然有序。2)現(xiàn)場(chǎng)人員應(yīng)穿工作服，不得穿拖鞋、赤腳、赤膊上工地。3)鉆出的土及廢料、廢碴應(yīng)及時(shí)運(yùn)走，統(tǒng)一棄至棄土場(chǎng)。4)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的廢碴、廢水、廢油應(yīng)集中統(tǒng)一處理，不得隨意排放污染環(huán)境。