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[摘要]结合相关工程施工的实践，着重介绍软土路基灌浆加固设计、施工、检测及效果。
[关键词]灌浆法 软基处理 施工
中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2008）1210092-01
软土路段地层主要以第四纪海相、海陆交互相沉积地层为主，主要为亚粘土、粘土、淤泥质粘土、淤泥质亚粘土，上部0.8～3.5m为软塑状态的粘性土，其下的软塑～流塑状态的淤泥质粘土、淤泥质亚粘土、粉细砂地层，该层物理力学性质差，具有高压缩性、低承载能力等特点，其主要物理力学指标如下：天然含水量为24.3%～58.9%，接近或大于液限，孔隙比为0.95～1.660，饱和度大于95%，液性指数为0.9～1.5，压缩系数大于0.7，垂直固结系数小于2.0×10-4～26.0×10-4 m2/s，三轴凝聚力为17～25kPa，内摩擦角小于4.5°，标准贯入试验为5击以下，静力0.2～0.6kPa，十字板抗剪强度15～40kPa，固结程度差、强度低。其下为性质较好的中粗砂、卵砾石层或基岩。为保证该段路基的稳定，提高地基土强度和变形模量，以满足上部荷载对地基土承载力的要求，提出了对该段路基采取灌浆加固处理方案。这主要是基于杂填土孔隙大，可灌性好，灌浆后其力学强度、抗变形能力和均一性会有所提高，整体结构得到加强；淤泥或淤泥质土和粉、细砂通过钻孔灌入浓浆后，使土体压密和置换；杂填土之上已施工完的30cm厚6%水泥石屑稳定层为良好的灌浆盖板。
一、灌浆法的原理
灌浆就是要让水泥或其他浆液在周围土体中通过渗透、充填、压密扩展形成浆脉。由于地层中土体的不均匀性，通过钻孔向土层中加压灌入一定水灰比的浆液，一方面灌浆孔向外扩张形成圆柱状浆体，钻孔周围土体被挤压充填，紧靠浆体的土体遭受破坏和剪切，形成塑性变形区，离浆体较远的土体则发生弹性变形，钻孔周围土体的整个密度得到提高。另一方面随着灌浆的进行，土体裂缝的发展和浆液的渗透，浆液在地层中形成方向各异、厚薄不一的片状、条状、团块状浆体，纵模交错的浆脉随着其凝结硬化，造成结石体与土体之间紧密而粗糙的接触，沿灌浆管形成不规则的、直径粗细相间的桩柱体。这种桩柱体与压密的地基土形成复合地基，相互共同作用起到控制沉降、提高承载力的作用。
二、压浆材料
一般工程中采用的水泥浆加添加剂，在实践中普遍存在凝固时间不宜控制、和易性差和体积干缩等弊病。通常工程上采用的高水速凝材料由A / B 两种固体粉末材料组成，使用时与粉煤灰混合均匀加水搅拌，配合比为： 高水材料：粉煤灰：水=1：3.5：3.5，A、B 两种浆液单独放置24h以上不凝固，可以长距离、长时间输送、存放，易于施工；材料的凝结时间也可以调控，两种材料混合后，凝结时间可以控制在10～60min，早期强度高，2h后可达1.5MPa以上；混合料凝固过程及凝固以后不收缩。这些优点非常适合压浆技术的实现，有效地保证了公路养护的效果。
三、施工工艺
（一）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，施工顺序采取从外往内的方式进行。
（二）施工程序
成孔→安放灌浆管并孔口封堵→搅浆→灌浆→待凝→成孔→安放灌浆管并孔口封堵→搅浆→灌浆→封孔。在灌浆过程中，发现浆液冒出地表即冒浆，应采取如下控制性措施：（1）降低灌浆压力，同时提高浆液浓度，必要时掺砂；（2）限量灌浆，控制单位吸浆量不超过30L/min～40L/min 或更小一些；（3）采用间歇灌浆的方法，即发现冒浆后就停灌，待灌浆压力达到15min左右再灌。在灌浆过程中，当浆液从附近其他钻孔流出即串浆，采取如下方法处理：（1）加大第Ⅰ次序孔间的孔距；（2）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；（3）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。
四、灌浆技术要点
布孔。布孔原则：由于路基强度的要求，布孔要结合灌浆的特点、路基形态来考虑。既要充分发挥灌浆孔的效率，又能保证浆液灌充的路基加固范围，防止留下空白区和跑浆，布孔应视路基实际情况而定。布孔方法：依据原路基施工时的原始记录，估算路基孔隙率，通过试验测定灌浆量，然后确定钻孔数量。本工程采用梅花形布置压浆孔，孔间距3.0m。
钻孔。钻孔时，为确保原路基不受破坏，成孔的孔径应尽量小，且必须采用干钻法，严禁加水，否则路堤受水浸泡，路基原结构受到破坏，造成不必要的经济损失，还会给注浆带来不必要的麻烦，钻孔深度视路基的高度和填料情况而定。
灌浆。灌浆的主要技术要点是确定灌浆压力、浆液浓度和操作规程。灌浆时，灌浆压力是保证灌浆质量的重要素。如果压力过小，浆液流不到预计范围内，扩散范围小易形成空白区；如果压力过大，则会损坏原路基结构，顶破路面或冲垮边坡，致使浆流沿路基薄弱部位冲出路基，达不到灌浆的目的，因此注浆压力应通过现场试验而定。
五、结束语
灌浆技术加固软弱路基，在技术上是可行的，在施工质量和处理效果上是好的，对其承载力和稳定性将得到较大的提高。灌浆技术的关键是灌浆压力的选择和控制、浆材配比和灌浆工艺；灌浆参数的选择是一个复杂的问题，只有通过现场试验才能切实地确定；在城市道路软基加固处理方面，选择灌浆方法比其他诸如碎石桩、大开挖换填等处理方法，不但技术上可行、经济上合理、工期上缩短，而且极大地减少了环境污染问题。
参考文献：
[1]庞立涛、庞向丽，灌浆法在加固处理软路基中的应用.河北交通科技[J].2007（9）：28-31.
[2]于潺、项博威，灌浆法在加固处理软路基中的应用.北方交通[J].2008（2）53-55.
[3]胡永利，灌浆法在加固处理软路基中的应用.民营科技[J].2008（3）.
作者简介：
任建武，青海省大柴旦公路段助理工程师。
[关键词]灌浆法 软基处理 施工
中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2008）1210092-01
软土路段地层主要以第四纪海相、海陆交互相沉积地层为主，主要为亚粘土、粘土、淤泥质粘土、淤泥质亚粘土，上部0.8～3.5m为软塑状态的粘性土，其下的软塑～流塑状态的淤泥质粘土、淤泥质亚粘土、粉细砂地层，该层物理力学性质差，具有高压缩性、低承载能力等特点，其主要物理力学指标如下：天然含水量为24.3%～58.9%，接近或大于液限，孔隙比为0.95～1.660，饱和度大于95%，液性指数为0.9～1.5，压缩系数大于0.7，垂直固结系数小于2.0×10-4～26.0×10-4 m2/s，三轴凝聚力为17～25kPa，内摩擦角小于4.5°，标准贯入试验为5击以下，静力0.2～0.6kPa，十字板抗剪强度15～40kPa，固结程度差、强度低。其下为性质较好的中粗砂、卵砾石层或基岩。为保证该段路基的稳定，提高地基土强度和变形模量，以满足上部荷载对地基土承载力的要求，提出了对该段路基采取灌浆加固处理方案。这主要是基于杂填土孔隙大，可灌性好，灌浆后其力学强度、抗变形能力和均一性会有所提高，整体结构得到加强；淤泥或淤泥质土和粉、细砂通过钻孔灌入浓浆后，使土体压密和置换；杂填土之上已施工完的30cm厚6%水泥石屑稳定层为良好的灌浆盖板。
一、灌浆法的原理
灌浆就是要让水泥或其他浆液在周围土体中通过渗透、充填、压密扩展形成浆脉。由于地层中土体的不均匀性，通过钻孔向土层中加压灌入一定水灰比的浆液，一方面灌浆孔向外扩张形成圆柱状浆体，钻孔周围土体被挤压充填，紧靠浆体的土体遭受破坏和剪切，形成塑性变形区，离浆体较远的土体则发生弹性变形，钻孔周围土体的整个密度得到提高。另一方面随着灌浆的进行，土体裂缝的发展和浆液的渗透，浆液在地层中形成方向各异、厚薄不一的片状、条状、团块状浆体，纵模交错的浆脉随着其凝结硬化，造成结石体与土体之间紧密而粗糙的接触，沿灌浆管形成不规则的、直径粗细相间的桩柱体。这种桩柱体与压密的地基土形成复合地基，相互共同作用起到控制沉降、提高承载力的作用。
二、压浆材料
一般工程中采用的水泥浆加添加剂，在实践中普遍存在凝固时间不宜控制、和易性差和体积干缩等弊病。通常工程上采用的高水速凝材料由A / B 两种固体粉末材料组成，使用时与粉煤灰混合均匀加水搅拌，配合比为： 高水材料：粉煤灰：水=1：3.5：3.5，A、B 两种浆液单独放置24h以上不凝固，可以长距离、长时间输送、存放，易于施工；材料的凝结时间也可以调控，两种材料混合后，凝结时间可以控制在10～60min，早期强度高，2h后可达1.5MPa以上；混合料凝固过程及凝固以后不收缩。这些优点非常适合压浆技术的实现，有效地保证了公路养护的效果。
三、施工工艺
（一）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，施工顺序采取从外往内的方式进行。
（二）施工程序
成孔→安放灌浆管并孔口封堵→搅浆→灌浆→待凝→成孔→安放灌浆管并孔口封堵→搅浆→灌浆→封孔。在灌浆过程中，发现浆液冒出地表即冒浆，应采取如下控制性措施：（1）降低灌浆压力，同时提高浆液浓度，必要时掺砂；（2）限量灌浆，控制单位吸浆量不超过30L/min～40L/min 或更小一些；（3）采用间歇灌浆的方法，即发现冒浆后就停灌，待灌浆压力达到15min左右再灌。在灌浆过程中，当浆液从附近其他钻孔流出即串浆，采取如下方法处理：（1）加大第Ⅰ次序孔间的孔距；（2）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；（3）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。
四、灌浆技术要点
布孔。布孔原则：由于路基强度的要求，布孔要结合灌浆的特点、路基形态来考虑。既要充分发挥灌浆孔的效率，又能保证浆液灌充的路基加固范围，防止留下空白区和跑浆，布孔应视路基实际情况而定。布孔方法：依据原路基施工时的原始记录，估算路基孔隙率，通过试验测定灌浆量，然后确定钻孔数量。本工程采用梅花形布置压浆孔，孔间距3.0m。
钻孔。钻孔时，为确保原路基不受破坏，成孔的孔径应尽量小，且必须采用干钻法，严禁加水，否则路堤受水浸泡，路基原结构受到破坏，造成不必要的经济损失，还会给注浆带来不必要的麻烦，钻孔深度视路基的高度和填料情况而定。
灌浆。灌浆的主要技术要点是确定灌浆压力、浆液浓度和操作规程。灌浆时，灌浆压力是保证灌浆质量的重要素。如果压力过小，浆液流不到预计范围内，扩散范围小易形成空白区；如果压力过大，则会损坏原路基结构，顶破路面或冲垮边坡，致使浆流沿路基薄弱部位冲出路基，达不到灌浆的目的，因此注浆压力应通过现场试验而定。
五、结束语
灌浆技术加固软弱路基，在技术上是可行的，在施工质量和处理效果上是好的，对其承载力和稳定性将得到较大的提高。灌浆技术的关键是灌浆压力的选择和控制、浆材配比和灌浆工艺；灌浆参数的选择是一个复杂的问题，只有通过现场试验才能切实地确定；在城市道路软基加固处理方面，选择灌浆方法比其他诸如碎石桩、大开挖换填等处理方法，不但技术上可行、经济上合理、工期上缩短，而且极大地减少了环境污染问题。
参考文献：
[1]庞立涛、庞向丽，灌浆法在加固处理软路基中的应用.河北交通科技[J].2007（9）：28-31.
[2]于潺、项博威，灌浆法在加固处理软路基中的应用.北方交通[J].2008（2）53-55.
[3]胡永利，灌浆法在加固处理软路基中的应用.民营科技[J].2008（3）.
作者简介：
任建武，青海省大柴旦公路段助理工程师。