深层注浆与浅层换填结合处治路基.doc

深层注浆与浅层换填结合处治杂填土路基摘要：在公路工程设计和施工中，对于非软基路段（比如杂填土等）的压实和处理缺乏足够重视，从而导致出现工后沉降的问题。本文主要针对道路通过厚层杂填土路段时基底强度、稳定性不足的情况，结合工程实例进行探讨并提出符合工程实际的处治方案，这也是符合现行公路工程技术标准关于路基原地面处理和技术要求相关精神的。关键词：杂填土；深层注浆；浅层换填回风大桥位于巴中市中心城区，大桥（含两岸引道）全长592米，大桥主体为90米+160米+90米预应力混凝土连续刚构。经工程地质钻探及调查发现：大桥北岸K0+470570段为由杂填土堆积而成的市政工程弃土场，其成分以块石土为主，块石粒径一般200400mm，最大1.2米，含量5060%，其余为碎石、卵石、水泥块、砖块、钢筋混凝土块、低液限黏土，杂填土厚540米。由于弃土时以倾填方式为主，未经碾压，呈现出粘性土含量较高的局部岸坡有浅层坍塌的迹象，在钻探中个别地段也存在垮孔现象，说明填土的整体不均匀性和不稳定性。同时，由于块石土中块石骨架间的大孔隙现象，洪水涨落及暴雨季节地表水的入渗易造成细粒土“潜蚀”，总体欠固结，易沉降，作为桥梁引道通过路段，地基应进行加固处理。施工中发现K0+470K0+530段杂填土厚度均超过10米，拟定处治方案为：先将上层填土（地表以下6米）挖除，再对下层填土予以注浆处理，最后借土回填至路基设计标高，即采取深层注浆与浅层换填结合对桥头杂填土路基进行处治，路基加固处治剖面见图1。图1 K0+470530路基加固处治剖面图1挖除上层杂填土鉴于上层杂填土位于基底路堤范围内，填料性能较差，为提高填筑后路基强度，最大限度降低路基工后沉降，先将上层（地表以下6米范围内）杂填土挖除。施工采用分层纵挖法，自上而下地进行，施工时以机械施工为主、人工施工为辅的施工方法进行施工。2注浆加固下层杂填土2.1注浆处治对象大桥北岸0+470K0+530段，长60米范围内的杂填土。处治宽度为路堤坡脚外12米，具体见“注浆加固平面图”；处治深度为穿过杂填土，至杂填土底下卧粘土内不小于1米。2.2注浆处治方案由于杂填土结构疏松，满足不了上部荷载对地基的要求，因而可能导致路基在通车后产生较大沉降。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，设计对该段地基采取注浆加固处理方案。这主要是基于杂填土孔隙大，可灌性好，注浆后其力学强度、抗变形能力和均一性会有所提高，整体结构得到加强。注浆处治施工工序如下：施工准备钻孔下注浆管、套管填砂拔套管封口边注浆边拔注浆管注浆效果检测路基填筑施工。（1）测量放线按注浆孔平面布置图尺寸和剖面图进行放样，其间距误差控制在10cm以内，并明确标示出来，注浆孔平面按梅花形均匀分布，孔间距3.5米，钻孔平面布置见图2。图2 K0+470530注浆钻孔平面布置图（2）钻机就位、钻孔钻机按现场测点位置，准确就位，并校正钻杆的垂直度，垂直偏差应小于1%，终孔直径不小于91mm，孔深以到杂填土底下卧粘土内不小于1米。（3）埋管将加工好的直径40mm注浆管插入已成的孔内，再填入混凝土封口。（4）注浆注浆的顺序是先注边缘孔，后中间孔，同排注浆，孔实行间隔(至少两孔)施工。浆液选用以纯水泥为主的单液注浆，水泥采用普通硅酸盐水泥（32.5R），水灰比为0.6:11:1。注浆压力为0.20.4MPa（孔口压力表读数），终注压力0.20.5MPa。（5）清洗并移位注浆完毕后，应用砂浆填(封)孔，封填深度不小于30cm，待终凝后才能移位至下一孔进行注浆。（6）注浆效果检测要求注浆后的地基达到CBR2%（施工时未要求该指标，建议增加），压实度90%。2.3注浆施工注意2.3.1钻孔由于本路段杂填土骨架间孔隙较大、土质不均、整体性差，本次采用风动锤击成孔与地质钻回旋钻进成孔相结合，自上而下注浆法复钻施工法相结合进行钻孔。风动锤击成孔采用空压机加潜孔锤进行钻进，钻孔采用适宜的锤击头，保证成孔直径符合设计“终孔直径不小于91mm”。孔钻进过程当遇到钢筋砼土块、低液限黏土时，需采用地质回旋钻机在原孔基础上进行钻进，对于孔深小于13m的注浆孔，在两种钻进方法相结合的情况下，可以一次性钻至设计深度。对于孔深大于13m的注浆孔，风动锤击钻孔法无法一次性成孔，此时采取注浆复钻施工，注浆复钻施工法按以下两次工序施工：第一次先用风动锤击钻至孔深1013m处，并进行注浆，注浆压力可以采用设计低值。在第一次钻孔注浆完成后7天后，对该孔进行第二次钻孔注浆：即在原孔的基础上先采用风动锤击成孔钻至第一次钻孔深度，再采用地质钻机钻进，钻至设计深度，埋入注浆管，封孔注浆，终注按设计要求进行终注。2.3.2注浆标准(1)施工控制标准施工控制标准是获得最佳注浆效果的保证。本次注浆对象为杂填土，由于土层均匀性差、孔隙变化大、理论耗浆量不定，故不单纯用理论耗浆量来控制，同时还按耗浆量降低率来控制，即孔段耗浆量随注浆次序的增加而减少。(2)注浆结束标准开泵注浆，压力由小到大，注浆量也逐渐增加，在终注压力下连续注浆30 min的注入率不大于5L/min时，可终止注浆，即完成一孔的注浆。2.3.3其他注意（1）注浆开始前应充分做好准备工作，注浆一经开始即应连续进行，力求避免中断。（2）浆液须经高速搅拌均匀后，才能压注，并应在注浆过程中不断搅拌，浆液在泵送前应经过筛网过滤。（3）注浆量一般为0.81.2m3/min，若注浆量超常增大时，说明该孔可能与裂隙连通，应暂停注浆；待浆液凝固一段时间后再注浆，以免浆液损失对加固造成影响。（4）当浆液注入率较大时可掺入一定量的粉土或粉煤灰，粉土掺入量小于水泥重量的10%，粉煤灰掺入量为水泥重量的20%。（5）钻孔与注浆的工序衔接，钻孔空置时间不宜超过24h，注浆必须连续进行。2.3.4特殊情况下的处理措施(1)在注浆过程中，发现浆液冒出地表即冒浆，采取如下控制性措施：降低注浆压力，同时提高浆液浓度，必要时掺砂或水玻璃；限量注浆，控制单位吸浆量不超过30L/min40L/min或更小一些；采用间歇注浆的方法，即发现冒浆后就停注，待15min左右再注。(2)在注浆过程中，当浆液从附近其他钻孔流出即串浆，采取如下方法处理：加大相邻注浆孔的间距；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注浆；串浆孔若为待注孔，采取同时并联注浆的方法处理，如串浆孔正在钻孔，则停钻封闭孔口，待注浆完后再恢复钻孔。3路基填筑杂填土地基经注浆加固后，先预压到92%的压实度，经检测合格后即可进行下一步路基填筑施工。路基填筑以机械作业为主，土方采用挖掘机挖装、自卸车运输，装载机整平，振动压路机压实。施工工序：测量放样施工准备分层填筑摊铺平整洒水或翻晒碾压检测签证路基修整，每一工作循环均按照八流程进行。3.1回填料填方路基路床应优先选用级配良好的粗粒土作填料，当用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层应采用同类填料。对路基注浆加固段上层挖除可利用的填料，需将其中的超大粒径土块用机械分解改小，最大粒径应小于150mm，然后方可使用。3.2填筑施工（1）填筑按纵向分段横向分层进行施工。根据规范要求，填筑时最大松铺厚度控制在40cm，填土宽度两侧应宽出路基设计宽度50cm。在填筑施工中，每层均采用方格网进行画线摊铺。（2）施工过程中由专人指挥自卸汽车倒料，按水平分层，先低后高、先两侧后中央卸料，保证每个方格网倒一车填料，待填料达到一定数量后由装载机将填料摊铺推平。（3）振动压路机碾压时，行驶速度宜用慢速，碾压时先静压一遍后，再由弱到强进行振动碾压，无漏压，无死角，确保碾压均匀。每层碾压后及时按规定的频率做压实度试验，对不合格的路段及时做补救措施，如加压、换填、翻松晾晒或撒水处理等，达到要求后再进行上一层的填筑。（4）路基整修路基填筑接近路基设计标高时，应加强高程测量检查，以保证路基尺寸，完工后的路基按设计尺寸进行路基整修，使路基宽度、高程、平整度及拱度、边坡符合规范和设计要求。（5）检测采用灌砂法检测每填层的干密度、相对密度、含水量、压实度等指标判定每一层是否合格，合格后方可继续填筑。4效果评价厚层杂填土对公路路基具有较大的危害性，尤其是作为路堤基底部分，如果处理不当，基底强度、稳定性不足时，就会造成地基失稳，工后沉降，甚至垮塌，进而影响道路使用功能及行车安全。本文通过对城市道路通过厚层杂填土路段路基采取深层注浆与浅层换填结合的方式进行处理，充分发挥两种处理方式优势，即对深层杂填土进行注浆使土体中孔隙得到有效充填，土体经注浆后得到加固，承载力明显提高。选用性能较好的路堤填料，换填不符合规范要求的杂填土，最大限度保证了路基压实度、稳定性和承载力，尤其是显著提高路床强度，这也是现行公路工程技术标准对路基新增提出的技术指标。同时，在城市道路路基加固处理方面，针对实际选择多种方