公路软土地基注浆加固方法研究

公路软土地基注浆加固方法研究

穆化峰

穆化峰

东明县交通运输局?山东东明??274500

摘要：本文阐述了公路软土地基的概念以及特点，并针对地基注浆加固施工方法进行了详细的介绍，旨在提高公路项目施工技术，提高公路软土地基的施工质量。

关键词：公路软土地基；注浆加固；方法研究

1.公路软土地基的概念

1.1软土地基定义

在公路项目施工过程中，经常会出现不良地基的状况，尤其是会遇到含水量高、土质疏松、抗压性能差的软土地基，这类地基通常是由水和粘土一起形成的复合体组成，经过长时间的承载力压迫会出现地基的移位或者下沉，严重影响公路的行车安全和舒适。因此，在公路项目施工中要做好软土路基的防治工作，为工程建设的下一步施工打下良好的基础。在实际施工中，软土地基通常会采用高压喷射注浆防治法、喷粉桩加固法、复合地基处理法、加载法等进行处理，以提高工程的施工质量。

1.2软土地基特点

软土层路基中的含水量较高，填充颗粒的粒径尺寸也较小，具有很大的表面积，由于存在很强的表面吸附能力，自由水就会牢牢吸附在填充表面形成吸附水，大大降低了土层的透水能力，增大了土层的滑动概率。要保证软土层的稳固性，就要把土层中的水分挤压出来，随着土层的压缩，土层的密度和强度就会逐渐增大，但是如果路堤的修筑时间过早，就会导致软土层中的吸附水排放不及时，造成土层的固结缓慢，影响土层的强度和抗剪切能力，所以对于软土层路基防治工作要重点放在吸附水的排除工作上。

2.注浆加固施工方法介绍

2.1注浆加固施工原理

注浆加固技术的工作原理是利用水泥等固结材料拌制的混合料浆液对公路软土地基进行加固处理，通过强压力把混合料浆液直接注入到软土地基中，带有压力的浆液通过土颗粒间的缝隙扩散，挤出土颗粒间的吸附水排除了水分，填充了的空隙，挤密了土颗粒，混合料凝固后与土形成复合体，从而改善提高公路地基的坚固性和稳定性。通常而言，在施工中要采用钻孔设备对公路软土地基进行钻孔，然后采用高压喷射设备把水泥浆液注入土层中，使土层和水泥均匀混合凝固。这项技术通过水泥与土混合形成的的坚固结构来提高软土层的稳固性，还能利用水泥固结框架控制路基的水分渗透，增强土层结构的连接，虽然注浆加固施工方法对于技术的要求比较高，但是其处理效果较好，因此在公路软土地基施工中广泛应用。

2.2注浆压力的控制

在施工过程中，最重要的是控制好注浆压力，否则就会对注浆施工效果带来很大影响，如果注浆的压力小于施工设计压力值，就会造成对于软土地基的处理效果不佳，不能把软土地基中水分完全挤出替代，从而造成处理效果不佳。因此要根据软土地基的状况进行相应的地质评估，保证水泥浆在地基中填充饱满，形成一个完整的地基整体。通常在注浆加固施工中，要采用0.1Mpa之内压力注浆，也会根据加固要求和地基状况适当的调整注浆压力。在注浆过程中除了压力的控制之外，还要防止出现劈裂或者冒浆现象，这就需要工程人员严格计算注浆压力值，尽量避免采用高压注浆，保证注浆施工的顺利进行，防止注浆不当影响地基的施工效果。

2.3注浆加固的优点。

注浆工艺具有较大的机动灵活性，虽然技术要求较高，但施工设备小型轻便，操作简单方便，适用于各种狭窄场地及地形条件复杂的情况。对周围环境影响较小。

3.公路软土地基注浆加固方法注意要素

通常而言，软土层路基一般有两种形式：浅层软土和深层软土，软土层的处理关键是土层的固化处理。浅层软土的分布较浅，表面的固化有助于其土层的移位和滑动，而深层软土的处理要建立在浅层软土的处理基础之上。软土层结构的处理要参考其土质性能，通常的处理办法是先测量土层的水含量，在通过重型机械进行夯实处理，排除土层中的吸附水，深层软土层的处理要借助于浆液对沙砾的挤压，稳固沙砾结构的牢固性从而增强深层软土的稳固性。再者要进行周围环境评估，路基的周围环境对于路基的影响作用不容忽视，在路基的修建过程中，要充分了解地基周边水的情况，水是软地基下形成的关键因素，避免水长时间浸泡地基特别是不良地质路段。在施工中，要注意避免注浆压力过大引起地面隆起和冒浆，隆起和冒浆是地基遭到劈裂破坏的表现；另外还要综合考虑对周围建筑物的影响，避免造成不必要的损坏。

4.公路软土地基注浆加固方法分析

4.1勘查。在注浆加固施工之前，要进行严格科学地勘查工作，尤其是对公路工程的地理位置、地质条件等进行细致的勘探,确定软土层的类型以及软土深度，详细圈定需要进行注浆加固位置。

4.2制定工作方案。根据勘查资料拟定孔径、孔距、孔深，浆液的配比，注浆压力，注浆量等技术参数，拟定施工工艺，现场机具布置，人员分工安排，民工计划和材料、设备供应计划，提出质量控制要点和效果评价方法。

4.3准备。首先把各种施工设备和材料准备齐全，保证设备的正常运行和原材料的合格。其次进行现场施工规划，为注浆施工提供宽松的施工场所，要充分计算浆液到施工现场的距离，选择合适的输料泵。

预注试验是注浆加固地软土地基的关键。按照制定的施工工艺，进行试钻孔、试配浆液、试注浆，完成后钻孔取样，检验渗透半径和渗透质量是否满足要求，最后确定最佳的技术参数。

4.4钻孔安装注浆管。先进行布孔工作，再有序的进行钻孔和安装注浆管工作，同时要遵守先疏后密原则的钻孔原则，钻孔的位置通常要保持均匀合理，同时要保证一定的钻孔深度，保证混凝土注浆液能够进入到软土层中，并发挥其加固作用。

4.5浆液的制备。在浆液的制作过程中，首先要确定浆液的水灰比和初凝时间，通过现场注浆试验，根据钻孔的吃浆量确定不同等级水灰比的施工效果，最终确定最佳的浆液配比。浆液的制作需要搅拌机搅拌，并需要专业人员进行现场的监控，及时调节搅拌质量，保证其浆液中水分和水泥的比例符合要求。

4.6注浆施工。这是整个注浆工作的最重要环节，在实际的注浆之前，要根据软土地基的深度范围和钻孔的位置，选择注浆方式。通常采用两次注浆法，首先浇筑注浆管外侧孔洞，封闭固定注浆管，待强度形成后再沿注浆管压力注浆。浆液在压力作用下通过注浆管迅速在软土层中辐射渗透，完成浆液和软土层的结合。

注浆压力和速率是影响注浆的重要因素。在相同的注浆压力和注浆速率下，不同深度的注浆孔的吃浆量不同。在压力和速率的选择上，要以不破坏上层结构为限度，防止注浆压力过大，造成结构层的劈裂或者冒浆。通常会采用的初始注浆压力为200kPa以内，注浆速率为不大于20L/min。

4.7封孔

在注浆结束后，要观察注浆的饱满程度，其厚实度是否符合工程要求，同时保证注浆没有出现吃浆现象。在封孔的施工中，通常使用的材料为稠浆，要保证封孔工作的细致、严密，从而保证浆体没有渗漏、溢出的现象存在。

4.8质量检查

工程施工中，要按照拟定的质量控制要点进行全过程控制，全面检查施工质量，检查的内容包括：钻孔的位置、钻孔深度，浆液制备的质量，特别是注浆施工的工艺，确保施工人员严格按照施工工艺流程操作，保证注浆压力和速率。工程结束后，对施工质量进行效果评价，通过注浆体内的钻孔，采用压水、注水的方式测量地基中的流量和渗透系数，对于不合格的注浆要进行补充注浆，确保注浆加固软土地基的施工质量。检查孔的数量应为总注浆孔数的5%～10%。

5.结论

总之，在公路地基施工中，软土地基是常见的施工问题，采用注浆加固进行地基处理是一个非常好的方法。但是由于地质情况的复杂多样性，注浆费用较高，在注浆过程中要不断进行试验探索，调整各种参数以求得最佳的加固效果和经济效益。因此在选择注浆法加固地基时，要进行多方案比较，以提高注浆加固施工质量，保证公路通行的安全性。

参考文献：

[1]丁兆群．压力注浆法在高速公路软土地基中的应用研究[J]．黑龙江交通科技，2013，（3）．

[2]袁梅．高速公路软土地基注浆加固试验研究[J]．江西建材，2014（8）．

作者简介：

穆化峰（1969-）男，汉族，山东东明人，高级工程师，大学学历，毕业于山东大学土木工程专业，研究方向为公路与桥梁工程。