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【摘 要】 静压注浆对原有地基加固处理是一种较新的施工方法，在公路工程路基出现病害的状况下，静压注浆对高速公路原有地基的加固具有良好效果。本文分析了路基滑塌原因，介绍了静压灌浆加固机理及其特点，探讨了施工工艺及其要点。
前言：
近年来，随着高速公路建设工程在我国的快速发展，由于地基承载力及地基的稳定性不能满足要求而引起的高速公路局部地基不均匀沉降等工程地质问题也随之不断出现，某高速公路路面均出现了沉降问题，对工程质量造成一定影响甚至严重影响。静压注浆是指在压力作用下使浆液充填土的孔隙和裂隙，排挤出孔隙中存在的水和气体，从而达到提高地基承载力、加固地基的目的。因此，静压注浆是解决已有地基沉降问题的有效途径之一。
一、路基滑塌原因分析
路基滑塌的原因主要有以下三个方面：
第一，近期高强度长历时降水。在降水过程中，大量雨水通过裂缝和中央绿化带渗入路基，造成上部壤土含水量增大.在高强度降水及荷载作用下。土中产生反复的拉应力，破坏土的结构，使强度降低，产生不均匀沉降，出现塌坑。
第二，由于路段填土厚度较大，侧向约束力差，土体在抗剪强度降低时，土体软化，在荷载作用下，产生土颗粒侧向移动及软粘土的徐变。超出挡土墙。最终表现为路基侧移，更加剧了路面沉陷。
第三，路基下部填土为渗透性材料，空隙率大，在车辆及自重荷载作用下，空隙率减小，密实增加，造成路面沉陷。
二、静压灌浆加固机理及其特点
1、加固机理
由于粘性土的孔隙小，且不连通，在软粘性土地层中进行静压灌浆实为劈裂灌浆，即浆液在压力作用下进入土层后，浆液周围土体的孔隙水压力急剧增高，当其大于地层的初始应力时，引起局部土体的剪切破坏，浆液沿着地层的结构面及小主应力作用面产生劈裂，使土体的可灌性增大。浆液沿结构面及小主应力面向外向上形成劈裂、延伸和扩散。在平面上，浆脉是树根状及网格状分布。在纵向由于分段灌注，形成上下连续的不规则的板状凝结体。在软粘性土中，浆液是靠劈裂效应将浆脉结构固结在土体中的，因此，土体的加固效果取决于浆脉的密度和凝结体的强度。随着复灌次数、灌浆量及压力的增加，主浆脉和分支浆脉的厚度将会增加，凝结体在土体中形成密度较大，并有一定刚度的骨架结构，与被浆脉分割、互相围封、相互约束的土体形成复合地基。浆液在劈裂、延伸及扩散过程中对周围土体产生挤密及充填作用，从而根本改变地基的物理力学性质及承受荷载的作用机制，提高土体的强度和减少变形，达到加固土体的目的。
另外，由于浆液的水化凝固与地基土排水固结变形不协调，致使泥凝结体与地基土之间界面的透水性远大于土体本身的透水性，形成纵横交错的排水通道，有利于由灌浆引起的超孔隙水压力消散及浆脉与土体的固结。因此，又进一步提高复合地基的强度，降低土的压缩变形。
2、加固方案的特点
因路基出现滑塌现象局部含水量较高、土体软弱，因此，采用袖阀管式静压灌浆，使土体强度在多次注浆中得到提高，使土体与凝结体结合在一起，具有“加筋土”及“树根桩”的双重优点，增强整体抗滑能力。另外，因袖阀管注浆中截止阀的单向性，可以多次地人为控制注浆量，减少注浆对土体的扰动破坏程度，使路面抬升控制在合理控制范围。
三、施工准备工作
1.灌浆材料
水泥：采用普硅水泥32.5R，水泥必须符合规定的质量标准，要求干燥、松散、无结块、不含杂质，80mm方孔筛，其筛余量不大于5%。
水：灌浆用水为洁净的河水或食用水，拌浆水的温度不得高于40℃。
2.设备
钻孔设备：钻机和钻头应根据工程地质条件选用，宜采用回旋式钻机和冲击式钻机。
灌浆设备：灌浆泵性能应与灌浆浆液浓度相适应，容许工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍。灌浆管路应畅通，并能承受1.5倍的最大灌浆压力。灌浆泵和灌浆孔口处均安装压力表。
3.制浆
制浆材料必须称量，称量误差小于5%。水泥等固相材料采用重量称量法。各类浆液必须搅拌均匀并测量浆液密度。纯水泥浆液的搅拌时间，使用普通搅拌机时，不少于3分钟;使用高速搅拌机时，不少于30秒。浆液在使用前过筛，自制备至用完的时间少于3h。拌制细水泥浆液和稳定浆液加入减水剂和采用高速搅拌机。搅拌时间通过试验确定。细水泥浆液自制备至用完的时间少于2小时。
四、施工工艺及要点
1、施工顺序
根据多台机同时作业、现场施工条件、工程地质条件和灌浆方法等，施工顺序采取从里往外的方式进行。
2、施工程序
钻机及注浆设备就位一钻孔一放注浆管并孔口封堵一搅浆一注浆一清洗一成孔
3、施工技术要点
（1）成孔钻头（中110mm）对准孔位后，采取冲击成孔的方法钻进。在杂填土中钻进时，若孔壁不稳，可下入导管护壁;当钻进到淤泥或淤泥质土和粉、细砂时，下人导管护壁，然后采取捞砂筒取砂成孔的方法直至下卧粘性土层。
（2）灌浆管安放及孔口封堵;灌浆管下端设置0.7m～1.0m长且下端封口的花管，花管孔径中8，孔隙率15左右;在花管外壁包扎一层软橡皮，以防流砂涌进花管导致灌浆无法进行。当成孔达到预定深度后，将灌浆管下到位，再用水泥袋放人孔中水稳层底部包裹灌浆管并接触孔壁即“架桥”，然后投入粘土分层夯实至孔口。
（3）搅浆：先往搅拌浆筒内注入预定的水量并开动搅浆机后，再逐渐加入425普通硅酸盐水泥直到预定的用量，搅拌3min～5min后将浆液通过过滤网流到储浆筒内待灌。
（4）灌浆：灌浆采用自上而下孔口封闭分段纯压式灌浆方法，即自上而下钻完一段灌注一段，直到预定孔深为止。灌浆段的长度以杂填土和淤泥或淤泥质土、粉、细砂厚度来确定;灌浆压力采取二次或三次升压法来控制，即灌浆开始采用低压（小于0.1MPa）或自流式灌浆，对杂填土而言，当吸浆量较大时采取间歇灌浆或用砂浆灌注，终灌时的压力要达到设计值;灌浆结束标准严格按设计执行。
（5）封孔：灌浆结束后及时封孔，即第二灌浆段灌浆结束过半小时后，排除孔口封堵物，再往孔内投入砂石直到水稳层顶面，过24h后，若浆液下沉，再补充水灰比0.5的浆液至水稳层顶面。
4、特殊情况下的技术处理措施
（1）在灌浆过程中，发现浆液冒出地表（冒浆）。采取如下控制性措施：降低灌浆压力，同时提高浆液浓度，必要时掺砂或水玻璃;限量灌浆，控制单位吸浆量不超过30L/min～40L/min或更小一些;采用间歇灌浆的方法，即发现冒浆后就停灌，待15min左右再灌。
（2）在灌浆过程中，当浆液从附近其他钻孔流出（串浆）。采取如下方法处理：加大第1次序孔间的孔距;在施工组织安排上，适当延长相邻两个次序孔施工时间的间隔，使前一次序孔浆液基本凝固或具有一定强度后，再开始后一次序钻孔，相邻同一次序孔不要在同一高程钻孔中灌浆;串浆孔若为待灌孔，采取同时并联灌浆的方法处理，如串浆孔正在钻孔，则停钻封闭孔口，待灌浆完后再恢复钻孔。
五、结论
静压注浆技术作为一种新兴的技术，具备技术含量高，施工简便，用途广泛、实际效果优越的特点。静压注浆工艺尤其是浆液的配制只能根据地质条件及工程实际情况的需要而选，没有固定的模式。通过在高速公路静压注浆工程中的应用.证明该技术具有很大的研究推广价值和巨大的社会经济效益。
参考文献：
[1]洪继祥.静压注浆在厂房地基加固中的应用[J].西部探礦工程，1995（4）.
[2]程知言，裘慰伦，张可能，等.静压注浆结合树根桩技术在新疆某气田集气站地基处理中的应用[C]//地基处理理论与实践——第七届全国地基处理学术讨论会论文集，2002.
[3]孙杰.静压注浆在地基加固处理中的应用[J].湖南交通科技，2003（29）.
前言：
近年来，随着高速公路建设工程在我国的快速发展，由于地基承载力及地基的稳定性不能满足要求而引起的高速公路局部地基不均匀沉降等工程地质问题也随之不断出现，某高速公路路面均出现了沉降问题，对工程质量造成一定影响甚至严重影响。静压注浆是指在压力作用下使浆液充填土的孔隙和裂隙，排挤出孔隙中存在的水和气体，从而达到提高地基承载力、加固地基的目的。因此，静压注浆是解决已有地基沉降问题的有效途径之一。
一、路基滑塌原因分析
路基滑塌的原因主要有以下三个方面：
第一，近期高强度长历时降水。在降水过程中，大量雨水通过裂缝和中央绿化带渗入路基，造成上部壤土含水量增大.在高强度降水及荷载作用下。土中产生反复的拉应力，破坏土的结构，使强度降低，产生不均匀沉降，出现塌坑。
第二，由于路段填土厚度较大，侧向约束力差，土体在抗剪强度降低时，土体软化，在荷载作用下，产生土颗粒侧向移动及软粘土的徐变。超出挡土墙。最终表现为路基侧移，更加剧了路面沉陷。
第三，路基下部填土为渗透性材料，空隙率大，在车辆及自重荷载作用下，空隙率减小，密实增加，造成路面沉陷。
二、静压灌浆加固机理及其特点
1、加固机理
由于粘性土的孔隙小，且不连通，在软粘性土地层中进行静压灌浆实为劈裂灌浆，即浆液在压力作用下进入土层后，浆液周围土体的孔隙水压力急剧增高，当其大于地层的初始应力时，引起局部土体的剪切破坏，浆液沿着地层的结构面及小主应力作用面产生劈裂，使土体的可灌性增大。浆液沿结构面及小主应力面向外向上形成劈裂、延伸和扩散。在平面上，浆脉是树根状及网格状分布。在纵向由于分段灌注，形成上下连续的不规则的板状凝结体。在软粘性土中，浆液是靠劈裂效应将浆脉结构固结在土体中的，因此，土体的加固效果取决于浆脉的密度和凝结体的强度。随着复灌次数、灌浆量及压力的增加，主浆脉和分支浆脉的厚度将会增加，凝结体在土体中形成密度较大，并有一定刚度的骨架结构，与被浆脉分割、互相围封、相互约束的土体形成复合地基。浆液在劈裂、延伸及扩散过程中对周围土体产生挤密及充填作用，从而根本改变地基的物理力学性质及承受荷载的作用机制，提高土体的强度和减少变形，达到加固土体的目的。
另外，由于浆液的水化凝固与地基土排水固结变形不协调，致使泥凝结体与地基土之间界面的透水性远大于土体本身的透水性，形成纵横交错的排水通道，有利于由灌浆引起的超孔隙水压力消散及浆脉与土体的固结。因此，又进一步提高复合地基的强度，降低土的压缩变形。
2、加固方案的特点
因路基出现滑塌现象局部含水量较高、土体软弱，因此，采用袖阀管式静压灌浆，使土体强度在多次注浆中得到提高，使土体与凝结体结合在一起，具有“加筋土”及“树根桩”的双重优点，增强整体抗滑能力。另外，因袖阀管注浆中截止阀的单向性，可以多次地人为控制注浆量，减少注浆对土体的扰动破坏程度，使路面抬升控制在合理控制范围。
三、施工准备工作
1.灌浆材料
水泥：采用普硅水泥32.5R，水泥必须符合规定的质量标准，要求干燥、松散、无结块、不含杂质，80mm方孔筛，其筛余量不大于5%。
水：灌浆用水为洁净的河水或食用水，拌浆水的温度不得高于40℃。
2.设备
钻孔设备：钻机和钻头应根据工程地质条件选用，宜采用回旋式钻机和冲击式钻机。
灌浆设备：灌浆泵性能应与灌浆浆液浓度相适应，容许工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍。灌浆管路应畅通，并能承受1.5倍的最大灌浆压力。灌浆泵和灌浆孔口处均安装压力表。
3.制浆
制浆材料必须称量，称量误差小于5%。水泥等固相材料采用重量称量法。各类浆液必须搅拌均匀并测量浆液密度。纯水泥浆液的搅拌时间，使用普通搅拌机时，不少于3分钟;使用高速搅拌机时，不少于30秒。浆液在使用前过筛，自制备至用完的时间少于3h。拌制细水泥浆液和稳定浆液加入减水剂和采用高速搅拌机。搅拌时间通过试验确定。细水泥浆液自制备至用完的时间少于2小时。
四、施工工艺及要点
1、施工顺序
根据多台机同时作业、现场施工条件、工程地质条件和灌浆方法等，施工顺序采取从里往外的方式进行。
2、施工程序
钻机及注浆设备就位一钻孔一放注浆管并孔口封堵一搅浆一注浆一清洗一成孔
3、施工技术要点
（1）成孔钻头（中110mm）对准孔位后，采取冲击成孔的方法钻进。在杂填土中钻进时，若孔壁不稳，可下入导管护壁;当钻进到淤泥或淤泥质土和粉、细砂时，下人导管护壁，然后采取捞砂筒取砂成孔的方法直至下卧粘性土层。
（2）灌浆管安放及孔口封堵;灌浆管下端设置0.7m～1.0m长且下端封口的花管，花管孔径中8，孔隙率15左右;在花管外壁包扎一层软橡皮，以防流砂涌进花管导致灌浆无法进行。当成孔达到预定深度后，将灌浆管下到位，再用水泥袋放人孔中水稳层底部包裹灌浆管并接触孔壁即“架桥”，然后投入粘土分层夯实至孔口。
（3）搅浆：先往搅拌浆筒内注入预定的水量并开动搅浆机后，再逐渐加入425普通硅酸盐水泥直到预定的用量，搅拌3min～5min后将浆液通过过滤网流到储浆筒内待灌。
（4）灌浆：灌浆采用自上而下孔口封闭分段纯压式灌浆方法，即自上而下钻完一段灌注一段，直到预定孔深为止。灌浆段的长度以杂填土和淤泥或淤泥质土、粉、细砂厚度来确定;灌浆压力采取二次或三次升压法来控制，即灌浆开始采用低压（小于0.1MPa）或自流式灌浆，对杂填土而言，当吸浆量较大时采取间歇灌浆或用砂浆灌注，终灌时的压力要达到设计值;灌浆结束标准严格按设计执行。
（5）封孔：灌浆结束后及时封孔，即第二灌浆段灌浆结束过半小时后，排除孔口封堵物，再往孔内投入砂石直到水稳层顶面，过24h后，若浆液下沉，再补充水灰比0.5的浆液至水稳层顶面。
4、特殊情况下的技术处理措施
（1）在灌浆过程中，发现浆液冒出地表（冒浆）。采取如下控制性措施：降低灌浆压力，同时提高浆液浓度，必要时掺砂或水玻璃;限量灌浆，控制单位吸浆量不超过30L/min～40L/min或更小一些;采用间歇灌浆的方法，即发现冒浆后就停灌，待15min左右再灌。
（2）在灌浆过程中，当浆液从附近其他钻孔流出（串浆）。采取如下方法处理：加大第1次序孔间的孔距;在施工组织安排上，适当延长相邻两个次序孔施工时间的间隔，使前一次序孔浆液基本凝固或具有一定强度后，再开始后一次序钻孔，相邻同一次序孔不要在同一高程钻孔中灌浆;串浆孔若为待灌孔，采取同时并联灌浆的方法处理，如串浆孔正在钻孔，则停钻封闭孔口，待灌浆完后再恢复钻孔。
五、结论
静压注浆技术作为一种新兴的技术，具备技术含量高，施工简便，用途广泛、实际效果优越的特点。静压注浆工艺尤其是浆液的配制只能根据地质条件及工程实际情况的需要而选，没有固定的模式。通过在高速公路静压注浆工程中的应用.证明该技术具有很大的研究推广价值和巨大的社会经济效益。
参考文献：
[1]洪继祥.静压注浆在厂房地基加固中的应用[J].西部探礦工程，1995（4）.
[2]程知言，裘慰伦，张可能，等.静压注浆结合树根桩技术在新疆某气田集气站地基处理中的应用[C]//地基处理理论与实践——第七届全国地基处理学术讨论会论文集，2002.
[3]孙杰.静压注浆在地基加固处理中的应用[J].湖南交通科技，2003（29）.