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2007年第5期
探矿工程(岩土钻掘工程
充填渗透灌浆法在软弱路基加固处理中的应用
陈国勇,陈智贤
(广东省南方岩土工程公司,广东广州510080
摘要:广州天河软件科技园高普路建成通车后在里程147-360路段产生较大沉降,采用充填渗透灌浆法对其软
弱路基进行加固处理,实践证明技术上可行,经济上合理,取得了预期的效果。介绍了充填滲透灌浆加固机理、设
计方法、施工工艺以及施工质量控制措施和检验方法。
关键词:充填渗透灌浆;软弱路基;路基加固
中图分类号:412.22+2文献标识码:B文章编号:1672-7428(2007)05-0015-03
1工程概况
2.00m,平均厚为1.86m,标贯N=8~9击,k=
广州天河软件科技园高普路,位于广州市高唐100kPea
新建区内,该路建成通车后,在里程147-360路基
③粉质粘土,浅灰白,软塑,很湿,层厚为1.5
产生较大沉降。根据劫察报告,该里程147-360路2.80m,平均厚为2.35m,标贯N=6~9击,=
段较低洼,工程地质条件较差,有较厚松散的杂填土100kPa
及软弱淤泥质土,地基土承载力较小,一般在30
(3)残积层,花岗岩风化残积土,灰青色,厚度
50kPa之间,难以满足上部荷载对路基的要求(M变化较大、a=220kPa,层厚为5.00-8.10m,平均
150kPa),因而导致路基在试通车后产生较大沉厚为6.50m
降。因工期紧,为确保道路在短期内通车,根据场地
根据设计要求,地基土承载力特征值≥150
的工程地质条件,以及现场施工的实际情况,在认真Pa。综合上述工程地质条件,第(1)、(2)层是本エ
分析道路的承载机理后,结合广州地区常见的教路程主要加固土层。
基加固方法,在多种软基加固的方法中选择了“充
填渗透扩散注压浆法”,该方法不仅能有效地提席3充填渗透灌浆加固机理及设计
土的承载力。而且经济费用低、工期短、施工方便且3.1加固机理
施工工艺成熟。
渗透灌浆法是用于加固(主要受力层)杂填土、
淤泥或淤泥质土、饱和软粘土地基的一种较为成熟
且经济的地基加固方法,用水泥等材料作为固化剂,
2工程地质条件
根据场地的工程地质勘察资料,本场地第四系利用液压、气压或电化学原理,通过注浆管把浆液均
匀地注入地层中,浆液以填充、渗透和挤密等方式,
地层分布如下
赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后置换其
(1)杂填土(Q吧),杂色,由生活垃圾、塑料碎布
位置,经人工控制一定时间后,浆液将原来松散的土
片等及少量砖块组成,结构松散,层厚3.50~5.
粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新、强度
m,标贯N=2~3击√a=35kPa。
大、防水性能好和化学稳定性良好的“结石体”,以
(2)冲积层(Q“),该层由淤泥、粉土、粉质粘土其改变土体的结构,提高土体的强度和变形模量,从
组成,各亚层自上而下分布为
而提高土体的承载力。
①淤泥,深灰色,流塑状,饱和,层厚一般为
由于地层中土体的不均匀性,通过钻孔向土层
2.50~3.10m,平均为2.8m,标贯N=1-~2击,a中加压灌入一定水灰比的浆液,一方面灌浆孔向外
=35 kpa
扩张形成圆柱状浆体,钻孔周围土体被挤压充填,紧
②粉土,浅灰白,松散,饱和,层厚为1.50~靠浆体的土体遭受破坏和剪切,形成塑性变形区,离
收稿日期:2007-04-10
作者简介:陈国勇(1961-),男(汉族)、广东新会人,广东省南方岩土工程公司副总经理、工程师,工程地质专业,从事岩土工程工作,广东省
广'州市东风东路751号,(020)87694578,chen_2000tom,com;陈智贤(1964-),男(汉族),广东人,广东省南方岩土工程公可,工程地质与
水文地质专业,从事岩土工程工作,gez555@126.com
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浆体较远的土体则发生弹性变形,钻孔周土体的1.50/2=2.25m。
整个密度得到提高。另一方面随着灌浆的进行,土
本次加固布置6~8排,选用排距为1.20
体裂缝的发展和浆液的渗透,浆液在土层中形成方1.80m,加固范围分3个里程段进行,里程147
向各异、厚薄不一的片状、条状、闭块状浆体,纵横交231段布置钻孔数750个,孔深为4.50~6.50m。
错的浆脉随着其凝结便化,造成结石体与土体之间里程247-256段布置钻孔数44个,孔深为4.00m。
紧密而粗糙的接触,沿灌浆管形成不规则的、直径粗里程295-360段布置钻孔数294个,孔深为4.00
细相间的桩柱体,从而达到增加地层强度的目的。6.00m。一共布置钻孔数1088个。
这种桩柱体与压密的地基土形成复合地基,相互共
灌浆孔孔深以穿过杂填土、淤泥,孔底到粘性土
同作用起到控制沉降、提高承载力的作用。
层为准
3.2填充渗透灌浆的设计
3.2.4灌浆压力
根据《建筑地基处理技术规范》(JCJ79-2002、
由于注浆压力与所加固土体上覆土层的压力
J220-2002)的有关要求,以及结合同类工程经验浆液粘度、注浆速度和注浆量、孔深、位置等因素有
进行设计。
关,注浆过程中压力是变化的,而这些因素又难以准
3.2.1浆液扩散半径
确地确定,本工程参照《建筑地基处理规范》(JCJ79
注浆半径的确定
2002、J220-2002)要求,暂定第一次注浆压力采
R=30kpr,(/(n)
用0.45~0.5MPa,第二次注浆压力为1~2MPa,在
式中:k-土的诊透系数,取1.2x10-3cmv/s;灌浆过程中根据具体情况再作适当的调整
P一注浆压力,取0.3MPa;r。一注浆管半径,取3.2.5注浆量
1m;一注浆时间,取=25x60s;n--土的孔
所需注浆量由下列公式计算:
隙率,取55%;β一损失系数,一般取0.1~0.3。
Q=1000K]n
经过计算得R=1.0m,其有效影响半径为0.5式中:Q一浆液总用量,L;V一土的体积、m3;
K经验系数,取0.3~0.6;nーー土的孔隙
由于杂填土较松散,均一性差,其孔隙率、渗透率,%
系数变化大,因而仅用理论公式计算浆液扩散半径
理论估算杂填土、淤泥或淤泥质土和粉土的单
显然不甚合理,现据大量的经验数据,暂定R值为位吸浆量分别为330、255和150L。
1.5m。在现场进行灌浆试验后进一步确定R值。
本工程需水泥为130.5t,水玻璃(40Be)2.61
3.2.2浆液配合比
根据现场施工经验,如水灰比很小,对注浆后的
路基强度固然有利,但浆液在压力管道中的阻力必4施工程序
然增大,对注浆泵要求较高,施困难,同时也不利
根据场区的情况,施工程序大致为:放线定点→
于浆液进一步扩散,影响注浆半径;如果水灰比太安装机械及调试→成孔→安放灌浆管并孔口封堵一→
大,则跑漏浆严重、造成浪费,且浆液体凝结硬化时搅浆→灌浆一待凝→成孔→安放灌浆管并孔口封堵
收缩比较大,易形成新的孔隙。因此浆液配合比确→搅浆→灌浆→封孔。
定得是否适当,是注浆质量好坏的重要因素之
4.1放线定点
根据场区所加固