山區公(gōng)路多為高填方或半填半挖路(lù)段,由於受(shòu)土源(yuán)及運輸條件的限製,因而多采用填石或土石混填路基,並在施(shī)工過程由(yóu)於受(shòu)壓實條件的製約,路基後(hòu)期(qī)沉降不可避免。經過幾年使(shǐ)用期,一些高(gāo)填方及填挖交界(jiè)路段出現了不同程度的沉降,局(jú)部沉(chén)降量較大(dà),嚴重影響了道路的通行狀況(kuàng)。路基沉陷的處理已成為地質災害治理的重要課題,受到人們的普遍關注。

一、注漿加(jiā)固路基的(de)機理

注(zhù)漿法是通過鑽孔和利用注漿(jiāng)設備,運用液壓、氣壓或電化學原理,通過注漿管將漿液分層均勻地注入地層中,漿液以填充、滲透和擠密等(děng)方式排出土(tǔ)顆粒間(jiān)裂隙中的水分和空氣,並占據土顆粒間的空間,使路基孔隙比減少,強度提高,經(jīng)過一段時間水泥凝結後,漿液將原來鬆散的土顆(kē)粒或(huò)裂隙膠結成(chéng)一個整體(tǐ),形成(chéng)一個強度大、防(fáng)水性能高和化學穩定性好的結合體,從而達到加固路基的目的。
注漿的機理主要有滲入性注(zhù)漿、劈裂注漿和壓密注漿三種。注漿法加固台(牆)背填土是滲入性注漿為(wéi)主,利用注漿設備將配製好的水泥漿液通過注漿管注入沉陷的路基或台(牆)背填料,漿液在壓力作用下滲入填土的(de)孔隙中,與土體(tǐ)的土粒(lì)骨架產(chǎn)生固化反應,使路基或台(牆)背填土的密實度進一步提高(gāo),減少填(tián)土與台(tái)(牆)之間的剛度差,消除填土的繼續沉降。

二、注漿在加固(gù)路基施工中的應用

(1)注漿機具的選擇(zé)
注漿方法有(yǒu)純壓式注漿和循環式注漿兩種。一般土體注漿吸漿量大,采用純壓(yā)式注漿;裂隙岩體吸漿量小(xiǎo),采(cǎi)用(yòng)循環式注漿;根據注漿材料(liào)的不同,可分為單液注漿和雙液(yè)注漿。雙(shuāng)液凝膠時(shí)間較長時,二者在罐內混合後用(yòng)單泵注入(rù),稱為單槍注(zhù)射。凝膠時間(jiān)為2~5min雙液用雙泵在孔口混合後注入!稱為1.5槍注射;凝膠時間較(jiào)短時,雙液用雙泵泵入在孔底混合後注入,稱為雙槍(qiāng)注(zhù)射。
單(dān)液注漿(jiāng)及雙液注漿中的單槍注射用(yòng)1台砂漿泵(以下稱單泵(bèng)注漿),雙(shuāng)液注漿中(zhōng)1.5槍注(zhù)射和雙槍注射則需用2台砂漿泵(以下稱雙泵注漿(jiāng))。實際施工時(shí)要根據不同的土體(tǐ)和注漿材料安裝配置設備(bèi),有4種可能的注漿組合配置,即:單泵純壓式(shì)注漿、單泵循環式注漿、雙泵純壓式注漿、雙泵循環式(shì)注漿。
(2)注漿材料的選定
①主要(yào)材料的選定
用於路基沉隱處(chù)理工程的注漿技術,是在注漿(jiāng)壓(yā)力作用下,漿液克服各種阻(zǔ)力而滲入孔隙和裂隙,壓力越大(dà),吸漿(jiāng)量及漿液(yè)擴散距離就大,因(yīn)此又稱滲(shèn)入性注漿(jiāng)。這種注漿是在地層結構(gòu)不被破壞的條件下滲入地層,因而漿液尺寸必須小於土的孔隙尺寸,也就是說(shuō),漿液必須滿足地支的可灌性條件,因此正確地選用注漿材料是確保注漿效(xiào)果的關鍵。土質條件是選定注漿材料的關鍵,其次是環境條件、注漿(jiāng)的目的及預期的效果等因素。
注漿材料由主劑、溶(róng)劑及各(gè)種外加劑混合而成,根據所需處理路段的工程概況和注入機理,通常所采用的漿材種類(lèi)主要為水(shuǐ)泥類漿液。
②速凝(níng)劑的選(xuǎn)定(dìng)
由於純水泥漿液的凝結時(shí)間長,易受水的衝刷和(hé)稀釋,有時在水泥漿(jiāng)液(yè)中加入使漿液凝固時間短的速凝劑(jì),一般加入3%(水(shuǐ)泥重量)的水玻璃或(huò)多或5%~25%(水泥重量)的石灰。
③纖凝劑的選定
采用水玻璃+水泥漿(jiāng)液的配比,根據固結強度(dù)等方麵的(de)考慮確定後,若凝結時間過短,不能滿足設計要求時,可考慮加入2.5%~3%(水泥重量)的磷酸二氫銨等類型的緩凝劑,以提高漿液的(de)滲透力。
(3)主要注漿施工工藝及效果檢查
①注漿(jiāng)孔的布設
注漿(jiāng)孔的布設常用方格形、梅花形和六角形。方格形的主要優點是便於(yú)補加(jiā)注漿孔,在複雜的(de)地區宜采用這種方法,而梅花(huā)形和六角(jiǎo)形(xíng)布孔的主要(yào)缺點是不便於補加注漿孔(kǒng),預計注漿後不需補加孔的地基多采用這種形(xíng)式。
②注漿施工技術要點
1)采(cǎi)用(yòng)“圍、擠、壓”的原則,即先將注漿區圍住,再在中間插孔注(zhù)漿擠密,後逐序壓實,這樣易於保證注漿(jiāng)質量。采用分序注漿的辦法。
2)在可能的情況下(xià),以采用較大的壓力為好。
3)注漿開(kāi)始時,以稀漿開始,采(cǎi)用逐步(bù)加稠的方法。
③注漿液的要求
1)初始粘度要低,流動性好,可(kě)注性強。
2)固結後具有一定的抗壓及抗拉強(qiáng)度,抗(kàng)滲性好,抗衝刷,耐老化性能好。
3)凝結時間可調整度大,並能準確(què)控製。
4)穩定性(xìng)好,容(róng)易儲存和運輸。
5)無毒,不汙(wū)染環境,對注漿設(shè)備和管道等無腐蝕性。
④注漿控製
注漿的過程控製相當重要,安直接影響到注漿(jiāng)的質量,因此采用注漿壓力參數及(jí)注(zhù)漿量雙指標控製。注漿控製以注漿壓力的控製為主,注漿過程中采用間歇多次注漿工藝,注漿壓力逐次提高,穩定壓力(lì)應在1MPa以上。注漿過程(chéng)要注意邊坡冒漿及邊坡外撒,注漿完成後,注漿花管留(liú)在(zài)路基內,可起到(dào)對路堤的加固(gù)作用。
⑤注漿(jiāng)效果檢查
注漿法作為地(dì)基加固和地基防滲處理,注漿效果的檢查還沒有比(bǐ)較合(hé)適(shì)的(de)標準(zhǔn),但一般常用下列幾個方法判斷:
1)射線檢測,測定密度,注漿前後對比。
2)彈性波(bō)法,測定注漿前後,地基的波速以判定彈性模量的變化。
3)漿液的灌入量,同一地區路基的差異不(bú)是很大(dà),可以根(gēn)據各(gè)孔段的單位灌(guàn)入量來衡量。
4)壓水試驗,檢查孔(kǒng)做壓水檢(jiǎn)驗,以單位吸水量值表示幕體的滲透性。
5)抽芯室內試驗;現場荷載(zǎi)試驗。

三(sān)、加固方案設計(jì)

(1)放線(xiàn)
按注漿孔布置圖尺(chǐ)寸進行放樣,其間距誤差控(kòng)製在10 cm以內。
(2)鑽機就位、成孔
按現場測點位置,準確就位,並校正(zhèng)鑽杆的垂直度,垂直偏差應小於1%,鑽孔采用幹法鑽進,要求成孔至設計深度,孔(kǒng)徑為!150 mm.
(3)埋管
將加工好的“108 mm注漿(jiāng)花(huā)管插入已成的孔內,再往鋼管內填入混凝土封口。
(4)壓漿
注漿開(kāi)始前應充分做好準備工(gōng)作,包括機械器具(jù)、儀表(biǎo)、管路、注漿材料、水和電等的檢查(chá)及必要的試驗,注漿一經開始即應連續進(jìn)行,力求(qiú)避免中斷。注漿的流量一般為7~10 L/s,漿液須(xū)經高速攪拌(bàn)均勻後(hòu),才能壓注,並應在注漿過程中不斷(duàn)攪拌(bàn),漿液在泵送前應經過篩網(wǎng)過(guò)濾。注漿開泵(bèng),壓力由(yóu)小到大,注漿量也逐漸增加,當壓力達到1.0 MPa時,穩定3 min,則完成一孔(kǒng)的注漿。若注漿量超常增大時,說明該孔(kǒng)可能(néng)與裂隙連通,應暫停注漿(jiāng);待漿(jiāng)液凝固一段時間後再注漿,以免漿液損失對加固造成影響。
(5)清洗並移位
注漿完畢後,應用混凝土填(封)孔,封(fēng)填深度不小於30 cm,待混凝土(tǔ)終凝後才能移位至(zhì)下一孔進行注漿。

四、施工注意事項

注漿孔平麵按梅花形均勻分布,鑽孔深度可根據填土的高度及(jí)現場實際填料的密實度、壓實度進行(háng)確定(dìng);注漿的順序是先注邊緣(yuán)孔,後中間孔(kǒng),同排注(zhù)漿,孔實行跳隔(至少兩孔)施工;施工邊孔時,應注意觀察路基或構造物的穩定。漿(jiāng)液選用水灰比(重量)應為水:水泥=0.5~0.9:1,所用的水泥(ní)采用42.5R普通矽酸鹽水泥;為使注漿流暢,注漿孔應至少長出注漿管25 cm;注漿管與(yǔ)注(zhù)漿孔間孔隙(xì)必須用水泥封堵,封堵長度不小於30 cm,待封堵(dǔ)孔隙水泥終凝後才可注漿。
注漿技術由於設備簡單,施工方便,在山區公路路基沉陷的病害處治中,是一種很有(yǒu)效的方法。施工過程中,應加強施工質量的控製與監督,確保注漿質量(liàng)達到預期(qī)的效果。