吳為義，繆 琪

（1.浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，杭州 311112；2.杭州市路橋有限公司，杭州 310011）

0 前 言

市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中經(jīng)常遭遇到由建筑垃圾、工業(yè)廢料或生活垃圾等組成的雜填土，其強度低、壓縮性高和均勻性差的特點，往往需要對其進行處理[1]。雜填土的處理方法雖有很多[2－3]，但受到交通、場地、環(huán)境等條件的限制，使得在城區(qū)內(nèi)處理雜填土變得相當(dāng)困難。本文主要通過對某市政道路雜填土路基的注漿加固設(shè)計及應(yīng)用效果進行數(shù)值和檢測分析，驗證了注漿加固技術(shù)在市政道路雜填土路基加固應(yīng)用中的適用性。

1 工程概況

某擬改擴建的城市快速路路基位于雜填土層，雜填土的顏色為灰色，稍濕，松散，由建筑垃圾、碎塊石及瓦片等組成，粘性土充填，局部含有大塊石，成分雜，層厚約1.20～5.70m。由于雜填土的承載性能不佳，原狀土路基十分軟弱，實測回彈模量僅為7MPa，甚至無法測讀出彎沉值。為此，需要對雜填土路基進行技術(shù)處理，以便滿足設(shè)計彎沉控制值3.75mm及回彈模量≥25MPa的技術(shù)要求。由于場地位于市中心、材料運輸不方便等現(xiàn)狀，經(jīng)方案比選，采用注漿技術(shù)對雜填土路基進行加固處理。

2 路基注漿加固設(shè)計和計算模型

為了模擬路基注漿擴散過程和加固效果，應(yīng)用有限差分計算程序FLAC3D對單元上施加各向同性的膨脹壓力，使單元體積膨脹，分全孔一次性注漿和分段式注漿兩種情形進行了模擬計算：①全孔一次性注漿 （注漿深度2.0m，一次性完成注漿）；②自下而上分段式注漿 （注漿深度2.0m，分四次完成，每次注漿深度均為0.5m）。計算模型如圖1所示，長30m、寬66m、高15m，注漿深度2m，注漿壓力0.5MPa，注漿擴散半徑1.25m，共18 980個節(jié)點、17 632個單元。模型邊界條件除上邊界為自由邊界不予約束外，其它均為全約束邊界。表1為上述兩種注漿情形下分別對應(yīng)的路基變形和應(yīng)力數(shù)值。與全孔一次性注漿相比，自下而上分段式注漿穩(wěn)定后的地層加固影響范圍有所擴大，注漿孔處的地表最大隆起量增加了26.3%，地層的最大隆起量增加了29.1%，注漿孔下方的最大下沉量卻減少了11.5%，且最大、最小主應(yīng)力未發(fā)生明顯的改變。因而，自下而上分段式注漿情形對路基的加固效果明顯好于全孔一次性注漿，且對注漿孔下方地下管線的影響會更小。

圖1 計算模型示意圖 （1／2）

表1 兩種注漿情形下路基的變形和應(yīng)力

根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，采用自下而上分段式的注漿設(shè)計方案，即全孔注漿共分四次完成，每次注漿深度為50cm。為了確定注漿孔布置、孔間距、水灰比、注漿壓力等施工參數(shù)，開展了注漿加固試驗段研究，在該路西側(cè)快車道K0＋200～K0＋230范圍內(nèi)共布置了372只注漿孔。在總結(jié)試驗段和數(shù)值計算的基礎(chǔ)上，確定了如圖2所示的雜填土路基注漿加固處理設(shè)計方案：①注漿深度為下方2.0m范圍；②注漿孔采用梅花形布置，孔間距0.7m，漿液為水泥漿，水灰比0.7，注漿壓力不大于0.6 MPa，其中地下管線頂部采用砂碎石回填至路基標(biāo)高 （不注漿處理）；③注漿管采用35mm端頭注漿式鋼管，采用振動沉管方法下沉至下方2.0m深度，自下而上分段式注漿。

圖2 注漿加固設(shè)計

3 注漿加固施工工藝

雜填土路基注漿加固施工流程如圖3所示，主要工藝如下：

①測量定位：按照圖紙對注漿孔位置進行準(zhǔn)確地測量定位，確保注漿孔布置方式和間距符合設(shè)計要求。

②振動下沉注漿管：采用振動沉管方法將35mm端頭注漿式鋼管下沉孔口下方2.0m深度。

③漿液的制備：漿液采用水泥漿，按水灰比配料，水泥采用重量稱量法計量，計量誤差小于5%。使用高速攪拌機攪拌均勻，攪拌時間不小于1min。制備好的漿液先置于儲漿桶，低速攪拌，然后用泵和連接膠管輸送至注漿點。

圖3 路基注漿加固施工流程圖

④壓力注漿：采用自下而上的分段式注漿，同排不同序注漿的時間間隔不小于4h，同時施工的兩注漿孔距離不小于5.0m。注漿壓力不大于0.6 MPa，施工中應(yīng)根據(jù)實際情況調(diào)整注漿壓力，確保漿液擴散半徑達到設(shè)計要求。在規(guī)定的壓力下，注漿量小于1L／min時，穩(wěn)壓10min，若壓力降不超過5%即可止?jié){。

4 路基原位測試及彎沉測試

注漿前對雜填土路基用地質(zhì)鉆機鉆了ZK1～ZK5等5只孔，注漿后也相應(yīng)地鉆了ZK6～ZK10等5只孔，在每只孔內(nèi)各做2組標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗和2組重型動力觸探試驗，用以直觀地反映雜填土路基注漿前后的強度變化。

路基土在注漿前標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗的實測擊次平均值為3.5擊／30cm。路基土在注漿后變得很堅硬，致使標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗設(shè)備無法貫入、直接被落錘砸壞，這說明雜填土路基注漿后取得了明顯的加固效果。

路基土在注漿前后的重型動力觸探試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果見表2。注漿后，路基土的實測擊次均比注漿前多，平均擊次提高了3.15擊，這也說明了注漿后路基土的強度有了明顯地提高。

表2 重型動力觸探試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

注漿前，雜填土路基太軟弱，無法測量彎沉試驗值。路基注漿后的彎沉試驗結(jié)果如圖4、圖5所示，彎沉試驗值顯著降低，均不大于設(shè)計彎沉值。此外，注漿后土路基的回彈模量試驗最小值為27 MPa，均達到了設(shè)計要求。可見，雜填土路基在注漿后的承載能力明顯提高。

圖4 西側(cè)快車道路基彎沉試驗成果

圖5 東側(cè)快車道路基彎沉試驗成果

5 結(jié) 語

采用自下而上的分段式注漿方案，注漿總深度為2.0m。注漿孔采用梅花形布置，孔間距0.7 m，漿液為水泥漿，水灰比0.7，注漿壓力不大于0.6MPa。注漿后，路基土的重型動力觸探試驗平均擊次提高了3.15擊，彎沉試驗值和回彈模量試驗值均達到了設(shè)計要求。實踐表明，注漿法能夠有效消除市政道路雜填土路基的不均勻性，具有施工簡單、占地規(guī)模小、影響交通少等優(yōu)點。

[1]夏長華.深厚雜填土地基處理應(yīng)用研究[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)，2008.

[2]涂平海，劉惠清.注漿技術(shù)在雜填土中的應(yīng)用[J].巖土工程界，2001，4（4）：27－29.

[3]毛應(yīng)生，高中俊，周新強.垃圾雜填土強夯作道路路基的試驗與施工[J].城市道橋與防洪，2001，（2）：1－4.