袖阀管注浆技术在高速公路地基沉降处理中的应用---公路交通科技2010

袖阀管注浆技术在高速公路地基

沉降处理中的应用

朱孔进

（苏州交通集团有限公司，江苏

苏州

215007）

摘要：本文通过袖阀管注浆技术在高速公路地基沉降处理中应用的具体实例，阐述了袖阀管注浆技术的原理、

施工工艺及其在定向注浆方面的优越性，供同行施工提供参考借鉴。关键词：袖阀管；分段；注浆；沉降中图分类号：U416

文献标识码：B

1工程概况

江苏锡张高速公路K51+650通道，原设计为6.0×3.6m汽车通道。通道于2008年4月23号开始开挖基坑，6月28号完成箱通施工，施工完后无明显沉降。2008年12月开始等载预压，预压一到两个月左右，发现通道有沉降，2009年7月2号正式测量通道标高，显示沉降21.5到36.3cm，相对高差14.8cm，沉降速率达到1.5~2.0mm/周。为了尽快制止通道地基的快速沉降，保证通道与相邻路基的整体性，需对通道的地基进行加固处理。

1）该设备具有上下两个（

阻塞器，能将浆液限定在任意一段进行灌注，达到真正意义上的分层注浆的目的。

（2）阻塞器可以在袖阀管内自由移动，可根据需要对某一部位反复灌浆。

（3）针对一个孔内不同地层的要求，可以采用不同种灌浆材料，选择不同的灌浆参数。

（4）钻孔、灌浆分开作业，可以提高工作效率。

（5）灌浆工艺可控性强，从而大大提高灌浆质量，工程造价低。

图2袖阀管结构示意图

2地基加固处理方案

针对上述通道的工后沉降，在比对多种处理方法后，最终选定袖阀管注浆（SoletancheGrouting）方案。袖阀管注浆，又叫双套筒双柱塞注浆，是一种比较先进的注浆施工工艺，其适用性很强，在砂性土、粉土及淤泥质土等底层的加固效果尤为明显。它于20世纪50年始应用于土木工程界。它是采用泥浆护壁钻孔、插入袖阀管、浇注套壳料（粘土+水泥浆）、灌浆等一系列工序组成。

袖阀管注浆法与其他注浆方法相比，如下特点：

图1袖阀管法设备和构造

当然，袖阀管注浆法也有其缺点，那就是袖阀管的外套管被周围套壳料所粘，难于拔出重复利用，因而耗费管材较多。

袖阀管的设备与结构分别见图1、图2。

3袖阀管注浆

3.1注浆现场平面布置

根据对沉降资料的分析，结合现场好施工的空间条件，本工程袖阀管注浆布孔采用直线型形式，在通道里面沿墙身各布置一排注浆孔，间距2.5m，孔深12m，钻孔沿通道方向一直延伸至通道翼墙坡脚位置；在通道台背回填处两侧同时各布置一排注浆孔，间距、孔深与内

作者简介：朱孔进（1977-），男，江苏苏州人，工程师，主要从事高速公路的建设工作。

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侧相同。通道内侧注浆孔距离墙身内侧壁间距50cm,台背位置注浆孔距离墙身外侧壁为0cm。详见图3。

钻孔就位后，进行钻孔。钻孔采用φ108mm钻头钻进。钻孔根据地层情况采取不同的钻进方法，分水钻、干钻和泥浆护壁钻孔。钻孔垂直度小于1%，钻孔深入12m后终孔。

钻孔过程中详细记录地层及钻进情况。3.3.4浇注套壳料及下袖阀管

钻孔终孔后，采用泥浆泵将套壳料（水泥：膨润土：水=1:1.3:1.8）注入孔底，至孔口返出套壳料后，将袖阀管垂直地下入钻孔，保证袖阀管的垂直度，不可用蛮力将袖阀管下入钻孔。袖阀管外径53mm。下完袖阀管后就地待凝。3.3.5灌浆

1）注浆材料（

本次回填土加固灌浆工程水泥采用32.5级普通硅盐水泥；

施工用水采用施工场区地表积水；膨润土为200目筛余小于4%；注浆浆液采用1:1~0.5:1的水泥浆。（2）注浆压力

注浆压力控制在0.5~0.80MPa之间。初灌压力一般控制在0.3~0.50MPa。复灌压力控制在0.50~0.65MPa之间。根据灌浆实际情况，做第三次灌浆处理，灌浆压力控制在0.65~0.80MPa之间。

图3K51+650通道地基袖阀管注浆

3.2注浆参数的确定3.2.1注浆半径的确定

依据袖阀管理论模型，可以推导出袖阀管法注浆的浆液扩散半径为

r=2

kvhr0

de

式中，t为注浆时间；k为砂土的渗透系数，cm/s；v为浆液的运动粘滞系数，cm/s；h为注浆压力，MPa；r0为注浆管半径，cm；de为被注土体的有效半径粒径，cm；n为砂土的孔隙率。3.2.2注浆配合比确定

配合比应经现场对比试验，根据现场所加固土体的特性，选用水灰比，一般取1∶0.8，亦可根据需要在注浆过程中采用不同的水灰比；开始注浆时采用稀浆液，如吃浆量大则加浓浆液一级。3.2.3

注浆压力的确定

一般情况下，初步确定最小的注浆压力可采用被动土压力理论计算

P=γhtan(45°+φ/2)+2ctan(45°+φ/2)

式中，γ土体重度；φ为土体内摩擦角；c为土体的凝聚力；h为加固土层的厚度。

注浆开环压力一般0.5~2.0MPa，开环方法以快速法为宜，可使套壳料的碎裂程度和均匀性提高；注浆压力一般0.2~0.8MPa。3.3袖阀管注浆工艺3.3.1孔位放样

袖阀管钻孔孔位采用钢卷尺实地丈量放样，并用钢筋探测仪定位，尽可能避开钢筋，孔位误差不大于10cm。钻孔孔位应避开地下桩基及地下障碍物。3.3.2钻机就位

钻机用水平尺进行底座调平，确保钻机开孔垂直度。对准孔位后，再对钻机进行固定。3.3.3钻孔

2

姨姨tn图4袖阀管施工工艺流程图

（3）注浆施工

注浆采用六分钢管制成的花管做注浆管头，长0.33m，设有上、下阻浆塞，阻浆塞能针对地层不同深度进行灌浆。

灌浆从孔底自下而上进行分段间隔灌浆，灌浆段长

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道路工程

按33cm控制，每一环灌浆达能结束标准后，上提33cm后再进行灌浆，依次循环直至本孔灌浆结束。注浆区域为地面以下12m。

初灌结束后，间隔一段时间后进行两次复灌，方法同初灌。

每遍灌浆结束后，均应及时清洗袖阀管，并将孔口盖好，以备再次灌浆使用。

每孔段灌浆详细的做好注浆记录，如注浆时间、开环压力、灌浆压力、孔段位置及注入水泥用量。

袖阀管施工工艺流程图见图4所示。3.3.6结束标准

在设计注浆压力作用下，注浆段的的吸浆量小于1L/min.m，稳压15min停止注浆。3.3.7封孔

当注浆量达到设计结束标准时，即可终止灌浆，拔出注浆管，扫孔驱除浆液后用水泥砂浆封孔。3.3.8清理

灌浆结束，将通道打扫冲洗干净，施工造成的破损及时修复。

3.3.9异常情况处理

(1)灌浆过程中，如发现有冒浆、串孔情况下，应立即停止灌浆，并记录冒浆位置，并对冒浆部位进行处理，间隔一定时间后再进行继灌。

(2)下套料时如孔口无法返浆前提下，采用水泥浆先按无压注浆处理，直至孔口返浆后，再用套壳料进行替换水泥浆后下袖阀管待凝。

（3）为了加快施工进度，缩短注浆侯凝时间，在注浆浆液中可以加入少量的水玻璃早强促凝剂。但加入水玻璃的量要加以控制。

根据各区域灌浆统计情况分析，复灌较初灌水泥用量有非常明显的递减，灌浆压力明显的提高。在保证安全的基础上适当提高灌浆压力，初灌压力一般达0.30~0.50MPa之间，复灌压力一般达0.50~0.65MPa，三灌压力一般达0.60~0.80MPa。综合灌浆量为93.9kg/m，与预估注浆量较为接近。

袖阀管注浆28天后，分别于2010年2月18日与2010年3月18日，对通道顶标高进行监测，相距时间15天。显示相对沉降量为：通道左侧1.8mm，1.0mm；中间2.0mm，1.2mm；右侧1.5mm，1.1mm。可见，袖阀管注浆效果明显，达到设计要求。

土。袖阀管施工自2009年12月15日至2010年1月13日，历时28天，完成钻孔92个，累计1104m，共灌注水泥77750kg。具体见表1。

表1各施工区域钻灌情况

5结语

袖阀管注浆法是一种新型的注浆施工工艺，它具有分段、定深、间歇及重复注浆等特点，不需要大型施工设备，因而现场占据空间小。与高压旋喷桩等其他注浆方法相比，成本大为降低，经济效果好。在高速公路路基路面沉降加固处理、结构物的基础纠偏等方面有着良好的应用空间。

参考文献：

[1][2]

王涛.袖阀管注浆加固地基方案设计应用.西部探矿工程，2007(2).

程秀德.安徽新桥硫铁矿大型帷幕注浆试验工程.探矿工程（岩土钻掘工程），2000(3).

4成果分析

根据钻孔资料统计可以发现，地层情况同前期勘探结果较为吻合。K51+650通道混凝土垫层较厚，约55~65cm，且钢筋层数较多（3~5层），以下约20cm厚砂石垫层，其下为粘土层，通道底板以下4m左右达砂土层。通道口外边缘则只有35cm素混凝土，以下直接为素填

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