1、袖閥管法壓漿技術在處理路基沉陷中的應用1 工程概況S331 公路 K61+870-K61+980 段路基大面積沉陷，路基滑移。北側 路基最大沉陷深度 達 5 厘米，平均沉陷深度達 3 厘米 ;南側路基沉陷 深度平均為 2 厘米。路基平均滑移裂縫寬度達 1.5 厘米，路基擋土 墻已經嚴重 變形、失穩，漿砌石擋土墻砌筑質量較差，勾縫砂漿剝 蝕老化， 砌體脫落，經調查，南側擋土墻于 2002 年倒塌，重新砌 筑后，目 前擋土墻已嚴重傾斜，存在隨時倒塌的可能。直接影響到 車輛與 行人的安全，也加快了車輛本身的損壞，影響了公路的使用 壽命和社會效益。 我們組織有關技術人員進行了現場調查， 為保證行 車安

2、全，預防病害發展， 經綜合分析論證， 采用靜壓注漿 （袖閥 管式 ） 技術進行處理路基。2 病害產生的原因分析該段為填方路段，最大填土深度 6 米，平均 4 米左右，填土 為雜填 土。經分析，產生路基沉陷，邊坡失穩的原因主要有以下 三個方面 :2.1 由于 2003 年高強度長歷時降雨， 在降雨過程中， 大量雨水滲 入 路基，造成路基土含水量增大。在高強度降雨及車輛荷載作用下，土 中產生反復的拉壓應力， 破壞土的結構，使其強度 （特 別是抗剪強度 ） 降低，促使路基失穩破壞，產生路基沉降及滑 移。2.2 由于該路段填土厚度較大，側向約束能力較差，土體在抗剪 強 度降低時，土體比較軟，在車輛及自

3、重荷載作用下，產生土顆 粒側 向移動及軟粘土的徐變，最終表現為路基側移，這樣更加劇 了路基 沉降，同時對擋土墻的主動土壓力增加，造成擋土墻的失 穩。2.3 北側道路上行駛的多為大型超重車輛，在車輛荷載的作用下，相 對南側道路破壞嚴重。3 路基加固處理方案根據現場調查的地質條件及造成病害的原因， 處理方案以提高路基土 的承載力，提高壓縮模量，增 加土體抗剪強度，增強路基土的整體 性為原則，處理后使路基土體的變形減少， 整體性加強， 抗剪強度 提 高，增強抗側滑能力。據此，我們認為采用袖閥管式靜壓注漿處理方案， 對該段路基進行處 理、抬升路面是有效的。4 袖閥管式靜壓注漿方案工藝簡介及其加固機理4

4、.1 工藝簡介 袖閥管式注漿是在路基中按某一角度施設一定深度的鉆孔， 予灌套殼 料，設置注漿外管，注漿外管 將永久留在土體中，注漿外管每隔一 定間距預留出漿口， 在出漿口處加設截止閥， 注漿時，將帶封堵裝 置 的注漿內管置入注漿外管內， 對需要注漿部分進行注漿。 這樣在土體 中產生以鉆孔為核心的樁體，且 在樁體外圍土體裂隙中形成抗剪能 力強的樹根網狀漿脈復合體。4.2 加固處理由于粘性土的孔隙小， 且不連通， 在軟粘性土地層中進行靜壓灌漿實 為劈裂灌漿，即漿液在壓力作 用下進入土層后，漿液周圍土體的孔 隙水壓力急劇增高， 當其大于地層的初始應力時， 引起局部土體的 剪 切破壞， 漿液沿著地層的

5、結構面及小主應力作用面產生劈裂， 使土體 的可灌性增大。漿液沿結構面及 小主應力面向外向上形成劈裂、延 伸和擴散。在平面上，漿脈是樹根狀及網絡狀分布。在縱向由于分段 灌注，形成上下連續的不規則的板狀凝結體。在軟粘性土中，漿液是 靠劈裂效應將漿脈結構固結在土體 中的，因此，土體的加固效果取 決于漿脈的密度和凝結體的強度。 隨著復灌次數、 灌漿量及壓力的增 加， 主漿脈和分支漿脈的厚度將會增加，凝結體在土體中形成密度 較大，并有一定剛度的骨架結構，與被注 漿脈分割、互相圍封、相 互約束的土體形成復合地基。 漿液在劈裂、 延伸及擴散過程中對周圍 土體產生 擠密及充填作用，從而改善和根本改變地基的物理

6、力學性質及承受荷載的作用機制，提高土體的強度和減少變形，達到加固土體的目的。另外，由漿液的水化凝固與地基土排水固結變形不協調，致使水泥凝結體與地基土之間界面的透水性遠大于土體本身的透水性，形成縱 橫交錯的排水通道，有利于由灌漿引起的超孔隙水壓力消散及漿脈 與土體的固結。因此，又進一步提高復合地基的強度，降低土的壓縮 變形。4.3方案的特點因該路基土為雜填土，局部含水量較高、土體軟弱，因此采用袖閥管 式靜壓灌漿，使土體強度在多 次注漿中得到提高，使土體與凝結體 結合在一起，具有“加筋土”及“樹根樁”的雙重優點，增強整體亢滑能 力。另外，因袖閥管注漿中截止閥的單向性，可以多次地人為控制注 漿量，減

7、少注漿對土體的擾 動破壞程度，使路面抬升控制在合理的 范圍。5袖閥管注漿工藝流程與方法定禮位 電妣 下汩劣嗜 > 帶黠 下希躱內皆 > 甜一 年憾5.1定孔位按設計要求放線、定孔位，并嚴格按圖紙施工5.2 鉆孔按放線孔位，把鉆機安置在所鉆孔位置，經檢測垂直度、傾斜 角度 后方可開鉆。鉆進過程中，要詳細記錄，包括地層情況，孔位移 動 距離、方向、異常情況、處理措施， 經現場技術人員驗收合格后， 方 可移孔。孔位偏差不得大于 10cm 。5.3 下注漿外管將制作好的注漿外管平穩地置入孔內，其連接要牢固，各截止 閥一 定要可靠。5.4 制漿按設計配合比或漿液比重攪拌漿液， 攪拌漿液時間不

8、得小于 3 分鐘， 制備好的漿液放置時間不得超過 2 小時，每孔每段注漿結束 后，要 計量水泥用量。5.5 洗孔為保證重復注漿的效果， 在每次注漿完成后， 要對注漿孔進 行洗孔， 用優質泥漿完成，確保下次注漿順利進行。5.6 補灌 在注漿量及壓力達到要求后，對注漿外管進行封口補灌，使管 內填 滿灰漿。6 灌漿技術要求6.1 灌漿材料1.水泥 根據施工圖紙或監理人員指令，選用灌漿用的水泥品種。采用普硅水泥 32.5R 。 水泥細度要通過80 g方孔篩，其篩余量不大于5%。 灌漿用的水泥必須符合規定的質量標準，不得使用受潮結塊的水泥。水泥不應存放過久，出廠期超過三個月的水泥不應使用。(2) 水灌漿

9、用水應符合 JGJ63-89 第 3.0.4 條的規定，拌漿水的溫度不得 高 于 40 C。6.2 設備(1)鉆孔設備鉆機和鉆頭應根據工程地質條件選用，宜采用回旋式鉆機和 沖擊式 鉆機。(2)灌漿設備灌漿泵性能應與灌漿漿液濃度相適應，容許工作壓力應大于 最大灌 漿壓力的 1.5 倍。攪拌機應保證均勻連續的拌制漿液，灌漿前應試運行。灌漿管路應暢通，并能承受 1.5 倍的最大灌漿壓力。灌漿泵和灌 漿 孔口處均安裝壓力表。6.3 鉆孔要求鉆孔采用回旋鉆機合金鉆頭，孔位偏差不大于 10cm 。6.4 制漿(1)制漿材料必須稱量，稱量誤差小于 5%。水泥等固相材料采 用重 量稱量法。各類漿液必須攪拌均勻

10、并測量漿液密度。(2)純水泥漿液的攪拌時間， 使用普通攪拌機時， 不少于 3 分鐘; 使用 高速攪拌機時， 不少于 30 秒。漿液在使用前過篩， 自制備至用 完的 時間少于 3 小時。(3) 拌制細水泥漿液和穩定漿液加入減水劑和采用高速攪拌機。攪拌時間通過試驗確定。細水泥漿液自制備至用完的時間少 于 2 小時。(4) 集中制漿站制備水灰比 0.5:1 的純水泥漿液。輸送漿液流速為1.42.0m/s 。各灌漿地點測 定來漿密度，調制使用。(5) 漿液溫度保持在540 C,超過此標準視為廢漿。6.5 灌漿壓力和灌漿方法(1) 注漿壓力暫定 0.3Mpa ，根據上覆土層厚度及路面高程監測 情況 進行調整。(2) 每孔自下而上分段進行灌漿，每段 0.75 米。6.6 漿液水灰比和漿液變換灌漿采用純水泥漿液，水泥為 R32.5 普通硅酸鹽水泥。(1) 灌漿漿液按水灰比分為三級 :3:1 ， 1:1， 0.5:1。由稀到稠按灌 漿設 計要求變換漿液和終止。(2) 灌漿中，當某一級漿液灌入量已達 300L 以上，或灌注時間 大于 1 小時，而灌漿壓力及吸漿量均無改變或改變不顯著時，應改 濃漿 液灌注。當注入率大于 30L/min ，灌漿即可越級變濃。6.7 灌漿結束標準(1)在規定的設計壓力下，如果吸漿量不大于 0.4L/min ，應繼續 灌注 30 分鐘，或吸漿量不大于 1L/min