灌浆法在加固处理公路软土路基中的应用

灌浆法在加固处理公路软土路基中的应用

周强

四川绵南高速公路开发有限公司 四川绵阳  621000

【摘要】为探讨灌浆法在加固处理公路软土路基中的应用，采用实际案例结合理论实践的方法，立足灌浆法的原理，分析了灌浆法在公路软土路基加固中的应用要点，以及应用效果。分析结果表明，在公路建设过程中，软土路基是常见的一种地基处理方法。然而，由于软土的特殊性质，传统的地基处理方法往往难以达到预期的效果。灌浆法作为一种有效的地基处理方法，已经在公路软土路基加固中得到了广泛的应用。

【关键词】灌浆法；软土路基；钻孔；灌浆；封孔

【引言】随着我国经济的快速发展，交通运输业的需求日益增长，公路建设成为国家基础设施建设的重要组成部分。然而，我国部分地区的地质条件复杂，公路建设中的软土路基问题一直是一个难题。软土路基的主要特点是承载力低、沉降大、稳定性差，给公路的正常使用带来很大的安全隐患。因此，寻求一种有效的地基处理方法对于提高公路的安全性和耐久性具有重要意义。灌浆法是一种通过向地基中注入水泥浆等材料，以提高地基承载力、减少沉降的方法。近年来，灌浆法在公路软土路基加固处理中得到了广泛的应用，并取得了显著的效果，具有良好的推广价值。

1、工程概述

某公路工程项目，总里程长度为24.36km，约有400m的软土路基，承载力比较差，含水量比较多，难以满足施工要求，需要进行加固处理，以提升路基的强度和变形模量。该软土路段土质杂填土，孔隙比较大，具有良好的可灌性，软土的平均厚度为1.65m，因此，采用灌浆法进行加固，取得了良好的加固效果。

2、灌浆法加固软土路基的原理

灌浆法是一种常用的软土地基加固方法，其原理主要包括以下几个方面：

增加土体的密实度：灌浆材料在注入软土地基中后，能够填充孔隙和裂隙，增加土体的密实度，从而提高软土地基的承载力和稳定性。

改善软土地基的物理性质：灌浆材料的注入还能够改善软土地基的物理性质，如提高土体的弹性模量和剪切模量，增强软土地基的抗震和抗风能力。

增加土体的水分含量：一些灌浆材料具有吸水性，注入软土地基后会吸收部分水分，从而增加土体的水分含量，提高软土地基的强度和稳定性。

形成加固土体的复合体：灌浆材料与软土地基的混合形成了一种加固土体的复合体，这种复合体具有较高的承载力和稳定性，能够有效地改善软土地基的力学性质。

总之，灌浆法加固软土路基的原理是通过注入灌浆材料，增加土体的密实度和改善土体的物理性质，从而提高软土地基的承载力和稳定性。

3、灌浆法在公路软土路基加固中的应用要点

3.1做好施工前的准备工作

在应用灌浆法加固公路软土路基之前，需要对现场进行清理和整平，去除杂物，营造一个良好的灌浆施工条件。并保证施工机械设备和施工材料全部准备到位。严格安好地层条件和公路工程施工要求，选择合适的机械和材料，包括钻机、灌浆泵、搅拌机、灌浆管、压力表等。

3.2合理确定施工参数和技术指标

灌浆法虽然在软土路基加固中有很多优势，但由于现场条件复杂，影响施工质量和效果的因素比较多，这就要求在正式进行灌浆操作前，选择好试验段，进行灌浆试验，以选择科学有效的的灌浆参数和技术指标。本工程选择长度为20m的路段作为试验段，按照灌浆法的工艺标准进行试验，得到了复合本工程地质条件和软土路基加固需求的施工参数和技术指标，具体如下：

强度控制标准：灌浆完成后，需保证杂填土的承载力标准不小于130KPa，淤泥土的承载力标准不低于80~100KPa，复合路基的承载力标准值不能低于130KPa。

施工质量控制标准：在应用灌浆法加固软土路基时，施工质量控制标准是否合理，直接关系到灌浆加固最终的效果。本工程软土路基土层主要为杂填土，孔隙变化大，均一性比较差，因此耗浆量变化显著，为保证灌浆效果，需采用理论耗浆量控制联合耗浆降低率的方法对灌浆过程进行全面控制，也就是孔段的耗浆量需要随着灌浆次序的增加而逐步减少。

浆液配合比：为提升软基加固效果，本工程采用的浆液为纯水泥浆液，水灰比为0.5。若遇到杂填土孔隙比较大的土层，为降低灌浆量，提升灌浆加固效果，可采用水：水泥：细砂=0.75:1:1的配合比来配制水泥砂浆进行灌注。

浆液扩散半径：本工程软土层主要为杂填土，孔隙率比较大，渗透系数大，若仅仅采用理论公式来计算浆液的扩散半径，难以满足施工要求，可借鉴类似工程施工成功的经验，暂定浆液扩散半径为1.5m，此数值可在实际施工中按照现场条件进行酌情调整【1】。

灌浆孔布置：为提升灌浆加固软土路基的效果，保证各灌浆孔中的浆液能够实现相互连同，形成一个稳定的整体结构，灌浆孔拟采用梅花形布置。本工程软土的平均厚度约为1.65m，为提升灌浆加固效果，灌浆孔之间的距离控制在2.5m左右，排距控制在2.3m左右，可保证灌浆加固效果

灌浆压力：灌浆压力是影响灌浆加固软土路基的主要参数，由杂填土的重度、强度、初始应力等因素共同决定，但这些因素具有很强的复杂性，难以准确计算出来，可通过多次灌浆试验来确定，本工程软土为杂填土，通过3次灌浆试验，最终确定灌浆压力在0.1~0.2MPa之间，在实际灌浆施工中可结合灌浆深度、土层条件等进行合理调整。

灌浆量：灌浆量和需要加固软土土层的体积、土体的孔隙率以及经验系数有关，本工程软土层主要为杂填土，通过试验灌浆，最终确定灌浆量为0.35m³【2】。

灌浆结束的标志：在规定的灌浆压力下，每个灌浆孔的吸浆量低于0.6L/min，且持续时间超过30min时，可结束灌浆。

3.3严控灌浆施工技术要点

灌浆孔在成孔中当钻头对准确定好的孔位之后，选择冲击成孔的方法先慢速钻进，钻头进入土层的深度超过1m后再以正常的钻速钻进。本工程软土为杂填土，在钻孔中容易出现孔壁坍塌问题，可采用下导管护壁的方法进行护壁，以提升钻孔效率。钻孔完成后及时进行检孔操作，保证钻孔的深度、孔径、倾斜度等指标满足施工要求后才能安装灌浆管，在灌浆管的下端需设置上长度在0.7~1.0m之间，且下端封闭的花管，花管孔径为8mm，于花管外壁之上包裹一层软橡皮，以防止流砂涌入到花管中堵塞灌浆孔道。灌浆管安装完成后，及时用水泥袋放入到空中水稳层底部包裹灌浆管，并接触孔壁形成类似“架桥”的结构后投入粘土分层夯实到孔口。

按照确定好的配合比，向搅拌桶中加入适量的清水，启动搅拌机后，加入预定量的普通硅酸盐水泥，持续搅拌3~5min，浆液经过滤网过滤后存储到储浆筒中待用。灌浆施工中选择从上到下孔口封闭段纯压式灌浆方法，具体做法为从上到下，钻完一段，就灌浆一段，直到达到预定的孔深为止【3】。为提升灌浆效果，具体的灌浆长度需要结合杂填土的实际厚度进行确定，灌浆压力选择二次升压法进行有效控制，初始灌浆采用小于0.1MPa的压力进行自流灌浆，由于本工程软土为杂填土，孔隙比较大，为提升灌浆的密实度，若在灌浆施工中出现吸浆量持续时间比较长时，需采用 间歇式灌浆技术，灌浆时的压力必须到设计要求值，灌浆结束的标准要严格执行试验段确定的标准来执行。灌浆结束之后，应及时封孔，也是就第二灌浆段灌浆结束30min后，及时排除孔口封堵物，向孔内投入一点量的砂石，直到水稳层顶面，静置24小时后，若出现了浆液下沉问题，需及时补充水灰比为0.5的浆液，直到水稳层顶面。

3.4特殊情况处理

在灌浆过程中，如若发现浆液冒出地表，我们立即采取以下控制性措施：我们首先降低灌浆压力，同时提高浆液浓度，必要时添加砂或水玻璃。我们还实行限量灌浆，控制单位吸浆量不超过每分钟30至40升或者更小一些。并且，一旦发现冒浆，我们立即停止灌浆，等待大约15分钟后再进行灌浆。如若出现浆液从附近其他钻孔流出的现象，我们采取以下方法进行处理：我们首先加大第一序孔之间的孔距【4】。在施工组织的安排上，我们适当延长相邻两个次序孔施工时间的间隔，确保前一次序孔的浆液基本凝固或具有一定强度后，再开始后一次序钻孔的施工。此外，相邻同一次序孔不得在同一高程钻孔中同时灌浆。若串浆孔为待灌孔，我们采取并联灌浆的方法处理；若串浆孔正在钻孔，我们则停钻封闭孔口，待灌浆完毕后再恢复钻孔。

4、施工效果分析

灌浆施工结束15d后，选择5个具有代表性的点位进行静荷载试验，本工程采用了复合地基压板静载试验法，压板的面位0.5㎡，杂填土顶面单点加载达到130kN以上后停止加载，进行路基沉降量观测，观测结果显，路基的沉降量在9.30~11.70mm之间，5个点的平均沉降量小于10.30mm，满足本工程施工的要求。

【结束语】

综上所述，结合实际案例，分析了灌浆法在加固处理公路软土路基中的应用，分析结果表明，软土路基是公路工程施工中最为常见的不良地质，难以满足施工要求，需要进行有针对性的加固处理，和换填法、强夯法、钻孔灌注桩等加固技术相比，灌浆法可实现对施工范围有效路基的全面加固，且原材料易得，施工成本比较小，具有良好的推广价值。

【参考文献】

[1]林惠娟.道路工程中的软土路基加固技术探讨[J].工程技术研究,2022,7(13):45-47.

[2]吴铭东.压力灌浆技术在公路路基病害处治中的应用[J].运输经理世界,2022(01):137-139.

[3]黎春伟.化学灌浆技术在桥涵台背路基沉降治理中的应用[J].企业科技与发展,2020(07):93-95.

[4]赵晋荣,孙凤果.公路路基施工中压力灌浆技术的应用[J].技术与市场,2020,27(05):82-83.