灌浆法在加固处理软路基中的应用

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1、灌浆法在加固处理软路基中的应用   摘  要：介绍了广州市内环路南田路东段软土路基灌浆加固设计、施工、检测及效果。    关键词：灌浆；软路基；复合地基；承载力1工程概况    广州市内环路南田东段k1＋229．782～427．647路段（长198m，宽36m～40m）工程地质条件较差，上部地层（主要受力层）主要由杂填土（厚度1．3m～3．2m，平均2．0m）、淤泥或淤泥质土（厚度0．4m～1．4m，平均0．64m）、粉、细砂（厚度0．6m～3．6m，平均1．8m）组成。由于杂填土结构疏松（fk＝9

2、0kPa）、淤泥或淤泥质土呈软～流塑状（fk＝50kPa）、粉、细砂饱和松散（标贯试验锤击数平均6击，fk＝100kPa），满足不了上部荷载对路基的要求，因而导致路基在通车后将产生较大沉降。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，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

3、厚6％水泥石屑稳定层为良好的灌浆盖板。    2. 灌浆加固机理    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

4、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。    3. 灌浆设计    3．1灌浆标准    3．1．1强度控制标准    灌浆后，杂填土承载力标准值（fk）要求达到130kPa，淤泥或淤质土fk值80kPa～100kPa，粉细砂fk值大于110kPa；复合地基承载力标准值不小于130kPa。    3．1．2施工控制标准    施工控制标准是获得最佳灌浆效果

5、的保证。本次灌浆对象之一的杂填土，由于均一性差、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，即孔段耗浆量随灌浆次序的增加而减少。    3．2灌浆段选择    本次灌浆分两个灌浆段，即第一灌浆段为杂填土范围；第二灌浆段为淤泥或淤泥质土和粉、细砂范围。3．3浆材及配方设计浆材采用两种配方的纯水泥浆，在第一灌浆段水灰比为0．5，在第二灌浆段为0．75。若杂填土中局部孔隙较大，导致灌浆量过大时，采用水∶水泥∶细砂＝0．75∶1∶1的水泥砂浆灌注。    3．4浆液扩

6、散半径（r）的确定由于杂填土均一性差，其孔隙率、渗透系数变化大，因而仅用理论公式计算浆液扩散半径显然不甚合理，现据大量的经验数据，暂定r值为1．5m。在现场进行灌浆试验后进一步确定r值。    3．5灌浆孔位布置    灌浆孔采取梅花形分布，假定灌浆体的厚度b为1．66m，则灌浆孔距L＝2×（r2－b2／4）1／2＝2×1．52－1．662／4）1／2＝2．5m，最优排距Rm＝r＋b／2＝1．5＋1．66／2＝2．33m。    3．6灌浆孔孔深    根据工勘资料，暂定孔深3．5m～6．0m，平均

7、约4．5m，以孔底到粘性土层为准。    3．7灌浆压力    由于灌浆压力与土的重度、强度、初始应力、孔深、位置及灌浆次序等因素有关，而这些因素又难以准确地确定，因而本次灌浆的压力通过灌浆试验来确定。现据有关公式计算，暂定灌浆压力在第一、第二灌浆段灌浆时分别为0．1MPa～0．2MPa、0．3MPa～0．4MPa，在灌浆过程中根据具体情况再作适当的调整。    3．8灌浆量    灌浆量主要与灌浆对象的体积v、土的孔隙率n和经验系数k值有关，据Q＝k．v．n公式，理论估算杂填土、淤泥或淤泥质土和粉

8、、细砂的单位吸浆量分别为0．35m3、0．28m3和0．18m3。    3．9灌浆结束标准    在规定的灌浆压力下，孔段吸浆量小于0．6L／min，延续30min即可结束灌浆，或孔段单位吸浆量大于理论估算值时也可结束灌浆。    4. 灌浆施工    4．1正式施工前准备工作    正式施工前，保证设备器具和材料按时到场，着重做好灌浆试验工作，调整灌浆压力、浆液扩散半径、孔距和排距后及时将孔位放样至实地。    4．2施工设备机具选型    针对地层条件和设计要求