高速公路路基压密注浆加固效果研究

高速公路路基压密注浆加固效果研究

发表时间：2012-12-14T16:06:05.700Z 来源：《赤子》2012年第19期供稿作者：胡贵坤[导读] 本文主要介绍了这种方法的施工方法以及需要注意的方面和设计方法。

胡贵坤（中铁四局五公司，江西九江 332000）摘要：路基沉降是影响高速公路质量的通病，以前我们曾尝试过很多处理高速公路路基沉降的方法，实践证明，其中最有效的方法是对高速公路路基压密注浆加固，本文主要介绍了这种方法的施工方法以及需要注意的方面和设计方法。关键词：高速公路；压密注浆；路基沉降近年来，随着我国经济的迅速发展，公路和建筑也得到很快的建设，但是其中也伴随着各种质量原因造成的事故发生，捍卫质量是建设者们刻不容缓的义务，也是永恒的课题。为了保证广大人民群众的安全，建设者应担负起重任，应采取更经济有效地方法加固路基。

1 压密注浆

压密注浆是利用较高的压力灌入浓度较大的水泥浆或化学浆液，注浆开始时浆液总是先充填较大的空隙，然后在较大的压力下渗入土体孔隙。随着土层孔隙水压力升高挤压土体，直至出现剪切裂缝，产生劈裂，浆液随之充填裂缝，形成浆脉，使得土体内形成新的网装骨架结构。浆脉在形成过程中由于占据了土体中一部分空间，加上土层内孔隙被浆液所渗透，从而将土体挤密，构成了新的浆脉复合地基，改善了土体的强度和防渗性能，同时也改变了土体物理力学性质，提高了软土地基的承载力。

在注浆管端部附近形成浆泡，当浆泡的直径较小时，灌浆压力基本沿钻孔的径向扩展。随着浆泡尺寸的逐渐增大，便产生较大的上抬力而使地面抬动。

压密注浆常用于中砂地基及粘土地基中，若有适宜的排水条件也可采用。如遇排水困难可能在土体中引起高孔隙水压力时，这就必须采取很低的注浆速率。压密灌浆可用于非饱和的土体，以调整不均匀沉降进行托换技术以及在大开挖或隧道开挖时对邻近土进行加固。

2 注浆工艺

2.1 注浆顺序一般为先外排围幕，再排内，最后注中间排，先下部，后上部；为防止相邻两孔窜浆，应采用隔孔注浆。

2.2 为了保证注浆质量和效果，待土体回填压实后，待第一次注入浆液初凝后，再进行二次注浆。

2.3 注浆压力为外部围幕0.2~0.3MPa，中间部分0.3~0.4MPa，根据地层变化可适当进行调整。

2.4 注浆流量根据规范要求为7~10L/min。

2.5 注浆量：根据《地基处理手册》浆液用量Q=k.v.n.1000。

3 质量控制措施和安全文明施工措施 3.1 质量控制依据《建筑地基处理规范》（JGJ79-91），《地基处理手册》，《既有建筑地基基础加固技术规范》JGH123-2000，及相关技术规程。

3.2 现场质量把关：安排专职质检员检查逐孔记录。（注浆孔位偏离在50mm内，注浆孔深度误差在200mm内，垂直度偏差小于1%。）

3.3 施工用水为应用水，水泥为海螺牌42.5级，并根据要求加入2%速凝剂（水玻璃），施工中尽量保持场地干燥，有益土壤吃浆。

3.4 施工前对操作工人进行交底培训，以提高工人素质，还制定现场奖惩办法，以提高工人的责任心和积极性；确保施工质量。

3.5 现场加强排水措施，在注浆管顶加装闸阀以防止冒浆。

3.6 加强现场安全管理，工人进场前进行安全交底和安全培训，现场建立安全制度并严格执行。

3.7 施工前专职电工检查机电器具线路是否完好，漏电保护装置是否灵敏可靠。

3.8 操作工人施工时必须穿戴规范。

3.9 施工现场整洁，文明，与相邻施工单位友善共处，不发生任何事端。

4 压密注浆技术的研究现状

压密注浆技术最初是在实践的基础上发展起来的，虽然压密注浆机理现在尚未完全被揭示出来，但通过无数次的试验和实际工程实践的探索，人们对压密注浆的注入效果已有了基本的理解。对粘性土进行压密注浆的目的不仅仅在于顶起结构物或抑制地表沉降，当注浆过程中引起的超孔隙水压力完全消散，则黏土孔隙将因再压密而减小，且有效应力也随之提高，进而促使黏土剪切强度的提高。

5 压密注浆的特点及其研究方法

压密注浆的机理非常复杂，涉及到多方面的理论，研究压密注浆可以采用有限单元法进行分析，土体的变形应该采用有限变形理论中的修正的拉格朗日方法描述进行描述，土体的塑性屈服可采用Mohr-Coulomb屈服准则表示，浆泡与土体之间的接触可采用CavityExpansion理论或点面接触模型进行模拟，分析注浆过程还应该考虑土体的固结效应。

6 工程应用

压密注浆当浆液注入均匀土层时，其受到的阻力会随着土体的逐渐压密而增大；当注浆压力继续增大时，土体受到的压缩区域也会逐步扩大，并将最终达到这样一种状态：①注入浆液的全部体积将会被土体的压缩量所平衡，并在浆液继续注入的过程中保持不变，注浆阻力也趋于稳定值；②在注浆孔中，浆液之外一定范围内的土体压缩量被注入的浆液体积所补偿，使浆液和土体能形成连续位移；③如果注浆系统的能量损失在整个过程中可以忽略，那么注入浆液的能量损失就应该等于其周围土体产生变形所需能量的总和，并以体变为主要形式。

7 路面弯沉试验验证压密注浆效果

国内外普遍采用回弹弯沉值来表示路基路面的承载能力，回弹弯沉值越大，承载能力越小，反之则越大。通常所说的回弹弯沉值是指标准后轴载双轮组轮隙中心处的最大回弹弯沉值。在路表测试的回弹弯沉值可以反映路基、路面的综合承载能力。回弹弯沉值在我国已广泛使用且有很多的经验及研究成果，不仅用于路面结构的设计中，施工控制及施工验收中（竣工验收弯沉值）；同时还用在旧路补强设计中，是公路工程的一个基本参数，所以正确测试具有重要的意义。

8 压密注浆加固效果

压密注浆法通过压力使浆泡的半径增大，同时浆液总是挤向地基中的薄弱区，从而使土体的变形性质均一化。该方法适用于低强度和低渗透性的松软土。

压密注浆对地基的加固效果显著，且占用场地小，可以在狭隘的场地进行施工；不污染环境，没有噪音，采用坍落度较小的浆材，减小了对土体的劈裂作用，使注浆影响范围得到一定程度的控制，是较好的浅层地基处理方法，既适用于新建道路的路基处理，也适合对产生病害的旧路路基进行补救。

注浆压力超过一定值时，会导致土层上抬，引起地表隆起，其隆起量与土体性质、注浆深度、注浆量及地表荷载有关。因此在利用该方法对既有路基进行路基加固时，应严格控制压力及注浆速度，合理确定施工方案，以减小对现状路基造成的影响，保证工程质量。

压密注浆的设计与施工必须与理论指导相结合，不能仅靠经验；施工过程中必须随时监测，及时作出调整，避免事故发生。压密注浆法目前在道路工程领域应用较少，工程应用中应应以工程实际条件为出发点，以达到工程设计质量目标。

结束语：通过压密注浆，道路路基填土孔隙比降低，而强度提高，道路承载能力明显提高。参考文献

[1]《岩土注浆理论与工程实例》协作组.岩土注浆理论与工程实例[M].北京：科学出版社，2001.

[2]罗斌.探地雷达在路基路面异常体病害探测中的应用[J].公路工程，2007，6（32）：154-156.

[3]张金清，梁青.软弱夹层瑞雷面波频散曲线特征[J].工程地球物理学报，2005，3（2）：208-215.