化学灌浆处治路基沉陷施工方案

一、工程概况

该路段原始地貌很陡，在路线纵向上，向着路线前进方向倾斜，横向由路线右侧向左侧倾斜；路堤填筑高度变化较大，6m~15m，场区内主要覆盖层有:路面层、路床基底层、填筑土（含不良土体和巨石等,级配较差，因填料原因导致填筑土压实情况差），下伏基岩为晋宁期石英闪长岩。该路段处于半干旱气候区，旱季时地表水较小，雨季时水量较大，最大时可达2立方米/秒。在坡脚护墙断开的地方可见有少量地下水出露，在钻孔ZK5、ZK6中有地下水渗出。该地下水属于上层滞水，为雨季沿路面沉降缝及路面祼露地段渗入而残留在填筑土、细砂和局部裂隙较发育的岩土层中的水。主要由大气补给，旱季、雨季水量变化大。

经现场调查，0＃桥台（顺桥向26米和路基段）出现严重下沉滑移，并因此导致出现一系列的桥头病害：桥头搭板脱空，行车跳车和震动大，桥头人行道垫梁断裂，桥面混凝土栏杆拉裂；锥坡混凝土面层断裂脱空；坡脚护墙断裂倾斜。 二、路基沉陷滑移的原因

路基沉陷滑移的原因有两方面：一是沉降变形(即垂直变形):地基中软—流塑状含淤泥质粘土受上部的动、静荷载作用产生的固结压缩变形,以及填筑土压缩固结和后期水文地质条件改变所引起的压缩变形;二是0＃桥台地处滑坡地段，桥台锥坡处顺桥向和横桥向的原状地貌均

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很陡，在锥坡高填方的加载下，致使桥头坡体具有整体下滑的趋势（顺桥和横桥两个方向）；三是0＃桥台锥坡处地下水丰富，加速了滑坡地质病害的发生； 三、加固治理 3.1设计方案

根据场地工程地质条件, 该路段原始地貌很陡，在路线纵向上，向着路线前进方向倾斜，横向由路线右侧向左侧倾斜，而该段填方属高填方，在填料恒载下，路基有向路线左侧沿坡面下滑的趋势，为阻止路基向左侧滑移，可在路基左侧增设抗滑桩。抗滑桩截面尺寸参照原设计。

路基沉降，是因为地基中粉质粘土受上部的动、静荷载作用产生的固结压缩变形,以及填筑土压实效果不好，有较大的孔隙率，力学强度低，受上部的动、静荷载作用引起的压缩变形，为提高地基及填筑土力学强度，可采取化学灌浆方法，用化学灌浆泵等压送设备将化学溶液灌入地层和填筑料缝隙内，使其渗透、扩散、将地基和填筑料缝隙中的水及空气赶出，使岩土胶结为一整体，从而减小孔隙率，提高地基的强度，降低压缩性和透水性，防止不均匀沉降。 3.2施工流程及工艺 1、灌浆孔位布置：

根据路基填料情况及灌浆液的渗透半径，灌浆孔间距3m，孔径75mm，深度:至基岩面或少量入岩,灌浆管下入深度距孔底1.0～1.50m。灌浆顺序按图1所示的Ⅰ序、Ⅱ序孔的布置图进行灌浆施工。

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1＋093.0041.5×19人工填土（粉质粘土）灌浆孔（原状）含块石粉质粘土6.3m19.9m5.8m灌浆孔立面布置图

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1.5m角砾土20.3m11.7m1＋121.5044054.0102.左侧坡脚线139＋01＋n1×m6.2m33m3mm0.51路面边线右侧坡脚线灌浆孔平面布置图4

2、灌浆材料

本次地基和填筑料的灌浆处治，主要要为了提高地基承载能力，提高填筑料的整体性和力学性能，本次灌浆材料拟采用水泥－水玻璃浆液，是以水泥和水玻璃为主剂，两者按一定的比例采用双液方式注入，必要时加入速凝剂和缓凝剂所形成的注浆材料。水泥－水玻璃浆液具有以下特点：

（1） 浆液凝胶时间可准确控制，便于控制灌浆质量。

（2） 结石体抗压强度可达0.5Mpa～20Mpa，可根据实际需要调整浆

液配合比。

（3） 结石率高，可达100﹪.

本次浆液配合比为：水玻璃：水泥浆＝1：1.3，其中水玻璃浓度为45°Be′,水泥浆水灰比为1：1，根据实际情况，通过加磷酸氢二钠或氢氧化钙来调节凝胶时间。使用缓凝剂时，必须注意加料顺序和搅拌、放置时间。加料顺序为：水－缓凝剂溶液－水泥；搅拌时间应不少于5min，放置时间不宜超过30min。

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33图1 灌浆孔次序图序孔序孔3、灌浆压力

根据填筑料情况，并参考类似条件下的成功工程实例，本路段容许灌浆压力为0.5Mpa. 4、灌浆设备

为保证灌浆孔的钻进以及浆液在精确压力控制下边续不断地灌注到被灌土体中，要准备好所有钻机和灌浆设备。水泵在压力表为1.4Mpa时的最大出水量不小于280L/min，并能提供恒定压力；灌浆塞应在最大孔深、最大有效压力的情况下，在任何指定高程处封堵钻孔而不发生泄漏；灌浆材料应由高速机械拌和机进行拌和，确保灌浆连续进行；灌浆泵在最大流量、压力为3Mpa时，泵流量至少是110L/min，灌浆泵位置距灌浆孔不得超过60m；所有软管、阀门、接头和联接套管，均能够承受二倍于灌浆所要求的压力；不表应装配一个累计计算器和一个恢复按钮或相应装置，表盘直径不小于0.15m，压力计的上限值应大于最大灌浆压力的二倍，应提供一个标准的主压力计，其它所有的压力计都应对照主压力计在灌浆及每个作业班开始前进行校

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对；供气管最小输送压力为0.7Mpa，以保障在空压设备全负荷运行时能提供足够的压缩空气。 设备型号 5、钻孔

所有孔都应按顺序、方位布置，钻到要求深度。在灌浆或已灌浆但未超过24h的孔周围10cm范围内，不能钻孔灌浆。

钻孔只能用清水冲洗。钻孔内不能使用任何其它泥浆。不能在钻杆上使用油脂、钻杆涂料、钻孔泥浆或其它润滑剂来帮助钻进。钻孔之后，每个孔都要在孔口上盖上临时压盖，以免被阻塞或封堵。 6、冲洗钻孔及压水试验

灌浆孔钻孔完成之后，除要求做压水试验外，都要马上进行冲洗。对要做压水试验的一些孔，要在试验之前压水冲洗。钻孔要用通过插到孔底的清洗管压出的水气混合物进行清洗，直到清水返回地面为止，然后再用清水冲洗10min.每一孔周围20m内，若有灌浆孔灌完时间

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设备名称 钻孔机 搅拌机 生产能力 功率 液压灌浆泵 空压机 水泥罐 存储设备 发电机组 没有超过24h，不能对该孔做压水试验。

当试验压力上升至要求的数值后，要每10min测一次流入量，直至达到下列条件之一为止：

（1） 四次连续读数的流入量都大于5L/min，其四次连续读数的最大

值和最小值之差，小于最后读数的10﹪。

（2） 四次连续读数的灌入量都小于5L/min，其最大值与最小值之差

小于最终值的20﹪.

（3） 四次连续读出的流入量都小于0.5L/min。

清洗和压水试验用的水压力，一般来说不应该大于规定灌浆压力的80﹪. 7、灌浆

灌浆段：根据不同层次的土质不同化分灌浆段长度，本次将按粉质粘土层和角砾层将每一灌浆孔分为两个灌浆段（人工填筑和原状粉质粘土为一段）。

灌浆顺序：采用先周边后中间的施工顺序,分2期孔（Ⅰ序孔、Ⅱ序孔）跳跃式施工,中间灌浆孔分3期2次加密施工,在排列上采用逐渐加密的办法。

所有灌浆区内都庆保持没有水、泥浆、淤泥、油或任何污染材料，以使它们不会排到完工或施工区的任何部位。

孔周围30m半径范围内所有爆破结束之前不能对该孔进行灌浆。 每一个灌浆孔完成后，如不超过24h，距该孔小于20m的其它钻孔不能进行灌浆。

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岩体表面温度在1℃以下时，不能向岩体中压注浆液。浆液的温度低于5℃或高于20℃时也不能注浆。 浆液所用水的温度不得超过40℃.

拌和、搅拌直至注浆时，浆液的温度不超过25℃.

灌浆之前，浆液至少要拦和5min，所圾拌和好的浆液，如果1h内尚未压入孔的浆液，一律不能使用。

孔内的灌浆是一个连续的操作过程，直到达到“不再吸浆标准”且灌浆孔被回填为止。在灌浆设备出现故障的情况下，应马上用水冲洗钻孔一直到返回清水为止。

如果浆液的吸收率持续降低，就连续使用开始时的浆液，直到达到“不再吸浆标准”为止。

在灌浆地区，应安设变形观测装置，灌浆过程中应随时观测，发现地基抬动或有异常情况时，应立即降压并报告有关人员，且作好详细记录。

8、检查孔数量

在灌浆14天后，钻孔取芯检查结石充填裂隙的情况；灌后钻孔进行压水试验，检查灌前、灌后土体透水率的变化；用于检查质量的钻孔数量，应不少于该区灌浆孔总数的5﹪. 9、灌浆质量检查标准及要求 ①固结灌浆质量检查标准

固结灌浆质量检查，宜采用直接测量土体弹性模量的方法，检查工作宜在该部位灌浆结束14天后进行；也可采取压水试验方法，检查工

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作宜在该部位灌浆结束3天后进行。检查孔的数量应为灌浆孔总数的5﹪左右，其孔段合格率应在80﹪以上。不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格。 ②不再吸浆的标准

灌浆时，按规定的压力，测定吸浆率小于0.4L/min，持续30min后，灌浆式作即可结束。 10、质量控制

（1）所有的灌浆都应该在有监理工程师（或工程师）在场的情况下进行，操作钻机、压水试验及灌浆的人员都应是有经验的。 （2）应认真保存好钻孔、取芯、压水试验的记录资料。它们包括：钻机编号、、孔深；钻孔、灌浆、重钻的日期；压水试验结果及观测资料或报告；灌浆种类、配合比、注浆量、所用压力、灌浆的次数及历时、灌浆孔的相互结合、表面渗漏情况和周围温度；每个作业班为测量、记录、质量控制目的所做的任何其它资料。

（3）试验。只要工程师需要，承包商都要提供试验用的灌浆样品，以检验工程的灌浆质量。

（4）位移指示器。位移指示器应安装在工程师认为会因灌浆引起隆起的基础部位，位移指示器应在该区灌浆前安装；无论何时，当位移指示器显示土体开始隆起时，灌浆压力应立即降低；对每一个位移指示器，应安装一低摩阻力的百分表，以准确测量土体相对参照标杆的隆起值。百分表的测量范围为25mm，刻度为0.01mm，灌浆结束后，位移指示器应拆除，并用浓浆封填标杆孔。

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