側(cè)向輻射注漿在軟土地基上的應用

張智慧　王安輝

摘 要：本文介紹了沿海高速公路連鹽段某工程通過側(cè)向輻射注漿方法解決既有高速公路路面不均勻沉降問題，提升了地基的整體承載力、抗剪強度、壓縮模量，改善了淤泥質(zhì)土的動力特性的工程實例，敘述了有關側(cè)向輻射注漿技術(shù)在加固軟土地基的施工工藝，并簡要說明其應用范圍，為以后類似的工程提供借鑒經(jīng)驗。

關鍵詞：側(cè)向輻射注漿；袖閥管；軟土地基；沉降

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.086

0 引言

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各種建筑物發(fā)展越來越快，特別是沿海地區(qū)。然而，沿海地區(qū)大部分屬于海陸交互沉積的濱海平原區(qū)，地基軟粘土較為發(fā)育，地基沉降較大，對已有建筑物的功能影響較大。側(cè)向輻射注漿技術(shù)就是一種在保證已有建筑物正常使用的情況下，快速、準確地完成加固建筑物下層軟土地基，有效的提高了軟土地基的承載力，進而有效的減小軟土地基沉降的施工技術(shù)。現(xiàn)以沿海既有高速公路連鹽段軟土地基試驗段側(cè)向輻射注漿施工為例，簡要說明其應用。

1 選取側(cè)向輻射注漿技術(shù)原因

目前高速公路軟土地基處理方法主要有兩種：一種為排水固結(jié)法，如真空預壓法、堆載預壓法、降水預壓法等，一般需要結(jié)合豎向塑料排水板作為排水通道；另一種為復合地基法，又可細分為柔性樁復合地基和剛性樁復合地基法。柔性樁如水泥土攪拌樁（漿、濕噴樁）、旋噴樁、砂樁和碎石樁等，剛性樁有CFG樁，預應力管樁（PHC樁）和大直徑現(xiàn)澆薄壁管樁（PCC樁）等。各類地基處理方法都有其優(yōu)缺點。插塑料排水板的堆載預壓法技術(shù)成熟，施工簡單，可以處理深度達20米以上的軟基，但其預壓處理時間長，并且處理后工后沉降較大，土方增量也大。粉噴樁一般只可處理地面以下12米以內(nèi)的軟土地基，不宜用于深層軟土處理，且在加固范圍內(nèi)由于樁的柔性性質(zhì)，其樁身仍有沉降產(chǎn)生。CFG剛性樁是處理深層軟土可行的方法之一，樁徑一般在50厘米左右，樁距一般不大于1.5米，加固效果好，但地基處理造價高。高壓旋噴樁施工占地少、振動小、噪音較低，但對于特殊的不能使噴出漿液凝固的土質(zhì)不宜采用。以上處理方法都是在高速公路建設過程中進行先期處理，將軟土地基先加固后填筑路堤和鋪設路面。顯然，這些常規(guī)的地基處理方法并不適應于已通車的高速公路。

該項工程針對既有沿海高速公路的軟土地基產(chǎn)生差異沉降地段的處治技術(shù)進行研究，特別是針對沿海高速公路的高壓縮性軟土上的地基變形災害問題進行專項全面研究，提出此種情況下軟土地基變形災害的處理措施—側(cè)向輻射注漿技術(shù)，通過對沉降的控制來確保高速公路順暢運行的目的。通過本工程的研究，將形成適合沿海軟土地質(zhì)條件下既有高速公路橋頭軟土地基變形災害處治的設計方法、施工工藝和計算理論，這對于沿海地區(qū)軟土地區(qū)既有高速公路軟土地基變形災害處治均具有重要的指導意義。

2 工程概況及地質(zhì)條件

沿海高速公路連鹽段所經(jīng)區(qū)域主要為海陸交互沉積的濱海平原區(qū)，該標段自通車以來，地基沉降一直不穩(wěn)定，每年新增沉降量達到5～6cm之多。

對該路段及相鄰路段的地基處理方法：僅采用了加筋等載預壓處理，而與之相鄰的路段采用了粉噴樁處理，因此該路段沉降較大，與相鄰路段產(chǎn)生了差異沉降。

3 側(cè)向輻射注漿加固機理

為了防滲、堵漏、加固，同時也可以達到糾正建筑物傾斜等目的，從路堤邊坡垂直或傾斜鉆孔，鉆進路堤后至地基繼續(xù)鉆進，到了設計標高，利用注漿法的原理，將某些能固化的漿液注入巖土地基的裂隙中，以改善其物理力學性質(zhì)。

本路段注漿形式采用多孔多角度輻射注漿加固路基土體。樁孔位采用梅花形布置。注漿方式：通過袖閥管進行，袖閥管用Φ50PVC管，間隔35mm穿8～10個5mm注漿孔，現(xiàn)將袖閥管內(nèi)的注漿器與注漿壓力管連接，將注漿器下至需要注漿的位置。啟動注漿泵，稀漿開環(huán)，隨著壓力的提高，逐漸會達到一個能沖開橡膠袖閥及所對應位置的套殼的壓力，此后，壓力回落。開始注漿，一直泵送水泥漿液到設計所規(guī)定的壓力并穩(wěn)定為止；在此過程中可視需要或設計規(guī)定進行間歇注漿，直到符合設計要求為止。注漿結(jié)束后，四周空隙采用42.5水泥漿封口（封口深度為1m）。

4 施工工藝及技術(shù)要求

（1）場地要做到基本整平，樁位誤差不大于2cm。主要是根據(jù)施工圖設計，利用現(xiàn)場施工基準點、施工基線和輔助基線，測量放線并用竹樁等作出明顯標記，測得孔位位置。為保持場地整潔干燥，必須在測量工作面，沿鉆孔位置開挖截水溝、集水溝和集水坑，使冒漿和孔內(nèi)水及時排出。

（2）注漿時必須密切監(jiān)視注漿機壓力表的讀數(shù)，若注漿進程中出現(xiàn)地面冒漿或壓力突變，應及時查明原因，進行處理，如工作面漏漿，可采取封堵措施。

（3）整個注漿過程中，禁止任何人靠近注漿孔；無特殊情況，不得停水停電，如遇特殊情況必須提前通知；且注漿施工期間，必須有專業(yè)維修人員實時在現(xiàn)場，及時排除故障。在注漿過程中及注漿完成后，都應采取措各項施保證不溢漿、不跑漿。

（4）注漿順序；采用跳孔間隔注漿，其間隔兩孔，遵循先上后下，先淺后深的注漿原則。

（5）注漿漿液的配合比應滿足設計要求。漿液采用雙液漿。水灰比控制在0.6左右。

（6）注漿壓力參數(shù)：設計注漿壓力為0.2～0.5MPa。注漿完成后，路堤填土段采用干硬性水泥漿液回填。

（7）漿體攪拌應均勻，水泥漿攪拌時間為3-5分鐘，但不得超過30分鐘。未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴禁使用。

（8）每隔一定距離布置一個測斜管，以便后期對加固后的地基進行沉降觀測，還可以對土體水平位移進行監(jiān)測，以便為此項技術(shù)的加固效果進行綜合評價，并為以后的廣泛推廣提供經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

5 地基處理的目的及意義

5.1 改善剪切特性

地基的剪切破壞主要表現(xiàn)在：建筑物所在位置的地基自身的承載力不夠；由于建筑物設計異形形成偏心荷載、側(cè)向土壓力使建筑物失穩(wěn)、鄰近地基產(chǎn)生隆起等；土方開挖時邊坡失穩(wěn)；基坑開挖時坑底隆起。地基土的抗剪強度決定了地基的剪切破壞以及其在土壓力作用下的穩(wěn)定性。因此，提高地基土的抗剪強度，才能滿足設計對地基承載力和穩(wěn)定性的要求。

5.2 改善地基的變形性質(zhì)

為了防止建筑物產(chǎn)生過大的整體沉降、不均勻沉降以及發(fā)生側(cè)向變形等，必須控制、改善地基的變形性質(zhì)。

5.3 改善地基土的透水特性

由于地下水的運動會引起地基出現(xiàn)一些問題，例如：高速公路由于路面動荷載較大，且頻率高，導致孔隙水從路堤溢出，路面產(chǎn)生固結(jié)沉降。因此，要改善地基土的透水特性，需采取一定措施使地基土變成不透水層或減輕其水壓力。

5.4 改善地基土的動力特性

為改善、提高地震時的振動特性、地基的抗震特性，防止飽和松散粉細砂（包括一部分輕亞粘土）產(chǎn)生液化，需采取針對性的措施。

6 結(jié)語

當代地基處理方法多種多樣，各種創(chuàng)新處理技術(shù)也發(fā)展越來越快。在現(xiàn)代化城市建設中，側(cè)向輻射注漿技術(shù)正以其特有的優(yōu)勢迅速發(fā)展，適用范圍不斷擴大，特別是對既有建筑物進行基地加固，其優(yōu)點更是逐步顯示出來。正確處理地基需要綜合考慮實地地質(zhì)條件、水文條件、環(huán)境條件和實際需求等因素，并結(jié)合實際工程經(jīng)驗，選擇合適的處理方法，切不可盲目套用，爭取做到合理、合適、經(jīng)濟的對地基進行加固處理。

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作者簡介：張智慧（1986-），女，河南商丘人，碩士，助教，研究方向：土木工程專業(yè)。