郭進(jìn)濤

摘要：在市政道路工程施工過(guò)程中如果存在軟土地基，通常需要對(duì)其進(jìn)行特殊處理，而灌漿技術(shù)經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明效果較好。本文結(jié)合具體工程案例，詳解介紹了軟件技術(shù)在市政道路軟土地基中需要重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)參數(shù)，及其在施工過(guò)程中需要注意的細(xì)節(jié)。本文的研究具有一定的實(shí)踐意義。

Abstract： In the process of municipal road construction， if there is soft soil foundation， it usually needs special treatment， and the grouting technology has been proved to be effective by practice. This paper introduces in detail the technical parameters that need to be paid attention to in the soft soil foundation of municipal road and the details that need to be paid attention to in the construction process. The research of this paper has certain practical significance.

關(guān)鍵詞：灌漿技術(shù);市政道路;軟土地基;鉆孔

Key words： grouting technology;municipal road;soft ground;drilling

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）19-0183-02

0 ?引言

在市政工程道路施工時(shí)，如果遇到軟土地基則必須要對(duì)其進(jìn)行特殊處理，其中灌漿技術(shù)就是其中重要的手段之一[1]。大量的實(shí)踐表明，灌漿技術(shù)在市政道路軟土地基中具有良好的應(yīng)用。采用灌漿技術(shù)可以避免軟土地基對(duì)道路工程的不良影響，避免出現(xiàn)路基滑移、道路不平整等問(wèn)題，從而提升這個(gè)市政道路工程的施工質(zhì)量及其使用壽命[2]。

1 ?工程概況

某市政道路工程項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)有一段路段工程地質(zhì)條件相對(duì)不好，該段路基上部結(jié)構(gòu)以雜填土、淤泥、細(xì)砂為主，其覆蓋的厚度范圍依次為180～350cm、90～160cm、60～360cm，平均厚度依次為260cm、124cm和180cm。上述的這些土質(zhì)承載能力均較差，顯然無(wú)法達(dá)到施工要求，如果不對(duì)其進(jìn)行處理則會(huì)嚴(yán)重影響市政道路工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量，后期使用時(shí)極可能出現(xiàn)很大沉降?；谝陨蠈?shí)際情況，為了提升地基的可靠性，達(dá)到路基施工要求，必須針對(duì)該土質(zhì)開(kāi)展有效的處理措施，其中灌漿技術(shù)是比較好的選擇。已有的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)于軟土地基，通過(guò)灌漿技術(shù)處理后，地基的力學(xué)性能有了顯著的提升。因?yàn)殡s土的空隙通常較大，因此泥漿能夠很好的滲透到雜土內(nèi)部，從而起到強(qiáng)化土質(zhì)之效果。而對(duì)于淤泥和細(xì)砂，通過(guò)灌注濃的泥漿，可以使其更加密實(shí)。本項(xiàng)目在進(jìn)行灌漿技術(shù)施工前，在雜填土的上部區(qū)域利用5%水泥石屑進(jìn)行覆蓋施工，覆蓋層的厚度為22cm，通過(guò)該措施能夠提升灌漿的效果和質(zhì)量。

2 ?市政道路軟土地基灌漿技術(shù)的應(yīng)用

2.1 灌漿過(guò)程工藝設(shè)計(jì)

2.1.1 灌漿標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過(guò)灌漿處理后要求地基中雜土、淤泥和細(xì)砂的承載能力分別超過(guò)130kPa、100kPa和110kPa。整個(gè)地基的承載能力不得低于130kPa。本項(xiàng)目施工中的難點(diǎn)在于雜土的灌漿效果控制，由于雜土的性質(zhì)不均勻，很難通過(guò)理論的方法進(jìn)行精確計(jì)算，因此必須在實(shí)際操作過(guò)程中進(jìn)行嚴(yán)格精準(zhǔn)控制。本項(xiàng)目可以分兩段，分別為雜填土段和淤泥細(xì)砂段。

2.1.2 施工材料及其配合比設(shè)計(jì)

施工用的泥漿材料需要實(shí)施嚴(yán)格控制[3]。針對(duì)不同的施工段，需要采用不同的水灰比，其中雜填土段、淤泥細(xì)砂段使用的水灰比分別為0.5和0.75。但是對(duì)于部分區(qū)域雜填土空隙相對(duì)較大，如果仍然采用水灰比為0.5的泥漿則會(huì)導(dǎo)致灌漿量增大，此時(shí)可以對(duì)水灰比進(jìn)行優(yōu)化，比如可以通過(guò)水：水泥：細(xì)砂=0.75：1：1的泥漿。

2.1.3 確定漿液擴(kuò)散半徑

由于整個(gè)施工區(qū)域的雜填土性質(zhì)不是非常均勻，很多性能指標(biāo)，如滲透系數(shù)、孔隙率等，差別較大。因此在很難通過(guò)純理論的方法計(jì)算確定漿液擴(kuò)散半徑。本項(xiàng)目基于理論計(jì)算結(jié)果，并充分借鑒已有的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，最終確定漿液擴(kuò)散半徑大小為150cm。需要說(shuō)明的是，該數(shù)值只是一個(gè)設(shè)計(jì)參考值，在實(shí)際操作時(shí)需要結(jié)合具體情況進(jìn)行調(diào)整。

2.1.4 灌漿孔位的布局

本項(xiàng)目通過(guò)梅花形來(lái)布局灌漿孔，設(shè)計(jì)的灌漿體厚度大小為166cm，那么根據(jù)有關(guān)理論計(jì)算公式可以計(jì)算得到不同孔之間的距離為250cm，兩排之間最優(yōu)的距離為233cm。

2.1.5 灌漿孔的深度

結(jié)合前期地質(zhì)勘察結(jié)果，確定灌漿孔的深度范圍為350～600cm，具體深度要求孔底達(dá)到粘性土層為止。

2.1.6 灌漿壓力的確定

灌漿壓力直接影響整個(gè)灌漿技術(shù)的成敗，是一個(gè)非常重要的技術(shù)參數(shù)，且該參數(shù)受很多方面因素的影響，因此想要精確確定灌漿壓力存在很大難度。通常都是基于理論公式計(jì)算結(jié)果并結(jié)合成功實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定灌漿壓力的數(shù)值。本工程項(xiàng)目針對(duì)雜填土段確定的灌漿壓力值在0.1～0.2MPa范圍內(nèi)，針對(duì)淤泥細(xì)砂段確定的灌漿壓力值為0.3～0.4MPa。在實(shí)際操作中還需要充分結(jié)合具體情況進(jìn)行調(diào)整。

2.1.7 灌漿量的確定

該技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算公式為Q=kvn，其中k表示經(jīng)驗(yàn)系數(shù)、n和v分別表示被灌注土質(zhì)的孔隙率和體積。根據(jù)該計(jì)算公式雜填土的單位灌漿量為0.35m2，淤泥的單位灌漿量為0.28m2，細(xì)砂的單位灌漿量為0.18m2。

2.1.8 灌漿結(jié)束時(shí)刻的確定

按照上述的灌漿壓力進(jìn)行施工時(shí)，如果連續(xù)半小時(shí)吸漿量每分鐘不超過(guò)0.6L，則可以結(jié)束灌漿?；蛘呶鼭{量遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)的數(shù)值時(shí)也可以停止灌漿。

2.2 灌漿施工過(guò)程

2.2.1 施工準(zhǔn)確

開(kāi)始施工前，必須要對(duì)施工過(guò)程中使用的器械裝備進(jìn)行仔細(xì)全面檢查，確保施工材料的質(zhì)量。最重要的是在正式施工前結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)工作，確定相關(guān)技術(shù)參數(shù)。

2.2.2 施工工藝

整個(gè)施工過(guò)程需要遵循由里至外的順序開(kāi)展，施工過(guò)程中需重點(diǎn)注意的細(xì)節(jié)主要包括：

①直徑為110mm的成孔鉆頭需要準(zhǔn)確定位，通過(guò)沖擊成孔的方式進(jìn)行施工。針對(duì)雜填土進(jìn)行鉆孔時(shí)，部分區(qū)域孔壁可能出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，可通過(guò)導(dǎo)管對(duì)孔壁進(jìn)行保護(hù)。在淤泥細(xì)砂段進(jìn)行鉆孔時(shí)，同樣需要通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)行保護(hù)，并且通過(guò)撈砂筒取砂成孔法進(jìn)行施工?？椎纳疃纫筮_(dá)到粘性土層。

②在設(shè)置灌漿管和孔口封堵灌漿管的下部區(qū)域安裝封口花管，其直徑大小為8mm，長(zhǎng)度在70～100cm范圍內(nèi)。將軟橡皮裹附在花紋管外壁，避免雜質(zhì)流入花紋管內(nèi)部，從而影響整個(gè)灌漿施工過(guò)程。

③在配制泥漿時(shí)，首先向攪拌設(shè)備內(nèi)注入適量的水并將攪拌機(jī)啟動(dòng)，然后再往里面添加普通硅酸鹽水泥，水泥添加完畢后繼續(xù)攪拌3～5分鐘，將攪拌后的泥漿注入儲(chǔ)漿筒內(nèi)等待灌注，需要注意的是，將泥漿注入儲(chǔ)漿桶內(nèi)時(shí)需要進(jìn)行過(guò)濾，保證泥漿的純度。

④灌漿過(guò)程采取純壓式灌漿方法，順序?yàn)閺纳系较?。灌漿段具體長(zhǎng)度需要綜合考慮其情況來(lái)確定，主要考慮鉆孔部位雜填土、淤泥和細(xì)沙層的厚度。灌漿過(guò)程中，灌漿壓力不能一次上升至設(shè)計(jì)值，需要經(jīng)過(guò)2～3次連續(xù)提升，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止，灌漿剛開(kāi)始時(shí)采用的灌注壓力相對(duì)較小。對(duì)雜填土進(jìn)行灌漿時(shí)，若吸漿量較設(shè)計(jì)值大很多，則可以通過(guò)間歇灌漿的模式，或者改用砂漿進(jìn)行灌注，灌漿結(jié)束時(shí)的注漿壓力必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，且灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

⑤完成灌漿工作后必須立即將孔進(jìn)行封閉，在第二灌漿段灌漿結(jié)束過(guò)半小時(shí)后，將孔口的封閉物進(jìn)行拆除，并且向孔內(nèi)放置砂石，使之與水穩(wěn)層頂面平齊。整個(gè)施工工藝結(jié)束24小時(shí)后，如果出現(xiàn)漿液下沉的現(xiàn)象，則需要進(jìn)行補(bǔ)充灌漿處理，直到與水穩(wěn)層頂面平齊。

2.2.3 特殊情況處理措施

在施工時(shí)如果發(fā)生冒漿現(xiàn)象，則可以采取的方法主要有：①適當(dāng)優(yōu)化漿液的水灰比，提升其濃度值，特殊情況下還可以往漿液中添加水玻璃或者砂，且應(yīng)該減小注漿壓力;②控制灌漿的速度，確保吸漿量每分鐘低于30～40L，甚至可以控制得更小;③通過(guò)間斷式灌漿的方法，在灌漿時(shí)如果發(fā)生冒漿問(wèn)題立即停止灌漿，通常間斷15分鐘左右后繼續(xù)灌漿。在施工時(shí)如果出現(xiàn)串漿現(xiàn)象，則可以采取的方法主要有：①適當(dāng)增加兩個(gè)孔之間的距離;②調(diào)整施工工藝，適當(dāng)增加相鄰兩孔灌漿間隔，完成前一個(gè)孔的灌漿工作后待其凝固到一定程度后再進(jìn)行后一個(gè)孔的灌漿施工;③出現(xiàn)串漿現(xiàn)象的孔如果是等待灌漿的孔，則可以針對(duì)兩個(gè)孔同時(shí)進(jìn)行灌漿施工。如果出現(xiàn)串漿的孔正在進(jìn)行鉆孔施工，則應(yīng)該立即停止鉆孔操作，并對(duì)孔進(jìn)行封閉處理，待完成灌漿后繼續(xù)鉆孔。

2.2.4 軟土地基灌漿技術(shù)應(yīng)用效果檢驗(yàn)

本工程項(xiàng)目在結(jié)束施工半月后，在施工路段隨機(jī)選擇5個(gè)地點(diǎn)開(kāi)展靜荷試驗(yàn)，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)所有地點(diǎn)當(dāng)載荷超過(guò)130kPa時(shí)均沒(méi)有出現(xiàn)破壞現(xiàn)象，說(shuō)明所有地點(diǎn)的承載能力均超過(guò)了130kPa，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。與此同時(shí)對(duì)沉降量進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)最大沉降量范圍在7.26～9.45mm，沉降量的平均值為8.32mm。

在完成標(biāo)貫試驗(yàn)和探槽開(kāi)挖檢查之后的15天，在相關(guān)的施工路段隨機(jī)的選擇12個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行鉆孔檢驗(yàn)，一半鉆孔地點(diǎn)距離灌漿點(diǎn)半米，另外一半鉆孔地點(diǎn)距離灌漿點(diǎn)1m。鉆孔取芯和標(biāo)貫試驗(yàn)有專(zhuān)業(yè)的機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)施?；谏鲜鰴z測(cè)結(jié)果可知：雜填土中出現(xiàn)了很多水泥結(jié)石，并且土基體與結(jié)實(shí)之間相互滲透，結(jié)合得非常緊密。淤泥中同樣出現(xiàn)了大量的水泥結(jié)石，并且這些結(jié)石呈現(xiàn)團(tuán)塊狀，部分結(jié)石中滲透有一些泥質(zhì)砂土。水泥結(jié)石同樣存在于細(xì)砂層中，通過(guò)土工試驗(yàn)證明了細(xì)砂層的密度有了一定程度的提升，整個(gè)的狀態(tài)也有了顯著的改善，變得更加密實(shí)。通過(guò)標(biāo)貫試驗(yàn)證明，灌漿處理后不管是雜填土、淤泥還是細(xì)砂層的強(qiáng)度均有了顯著的增加?；谔讲坶_(kāi)挖剖面分析可知，通過(guò)灌漿施工，形成了厚度范圍在20～55mm的路基硬殼表層。

在完成正式水穩(wěn)層施工后的7天，在整個(gè)施工路段隨機(jī)選擇30個(gè)地點(diǎn)開(kāi)展彎曲試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有點(diǎn)的彎沉值范圍是0.15～0.71mm，且平均值大小為0.41mm。該結(jié)果能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。本工程項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)要求為不超過(guò)0.9mm。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

本文的工程實(shí)踐結(jié)果表明，對(duì)于市政道路工程項(xiàng)目中的軟土地基，通過(guò)灌漿技術(shù)可以顯著提升地基的強(qiáng)度，從而為市政道路的施工質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但在利用灌漿技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，需要綜合考慮理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定相關(guān)的技術(shù)參數(shù)值，并且需要在施工現(xiàn)場(chǎng)做試驗(yàn)最終確定參數(shù)。

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