1工程概況
廣州市內(nèi)環(huán)路南田東段k1＋229．782～427．647路段（長198m，寬36m～40m）工程地質(zhì)條件較差，上部地層（主要受力層）主要由雜填土（厚度1．3m～3．2m，平均2．0m）、淤泥或淤泥質(zhì)土（厚度0．4m～1．4m，平均0．64m）、粉、細(xì)砂（厚度0．6m～3．6m，平均1．8m）組成。由于雜填土結(jié)構(gòu)疏松（fk＝90kPa）、淤泥或淤泥質(zhì)土呈軟～流塑狀（fk＝50kPa）、粉、細(xì)砂飽和松散（標(biāo)貫試驗(yàn)錘擊數(shù)平均6擊，fk＝100kPa），滿足不了上部荷載對路基的要求，因而導(dǎo)致路基在通車后將產(chǎn)生較大沉降。為保證該段路基的穩(wěn)定，提高地基土強(qiáng)度和變形模量，以滿足上部荷載對地基土承載力的要求，提出了對該段路基采取灌漿加固處理方案。這主要是基于雜填土孔隙大，可灌性好，灌漿后其力學(xué)強(qiáng)度、抗變形能力和均一性會有所提高，整體結(jié)構(gòu)得到加強(qiáng)；淤泥或淤泥質(zhì)土和粉、細(xì)砂通過鉆孔灌入濃漿后，使土體壓密和置換；雜填土之上已施工完的30cm厚6％水泥石屑穩(wěn)定層為良好的灌漿蓋板。
2灌漿加固機(jī)理
灌漿就是要讓水泥或其他漿液在周圍土體中通過滲透、充填、壓密擴(kuò)展形成漿脈。由于地層中土體的不均勻性，通過鉆孔向土層中加壓灌入一定水灰比的漿液，一方面灌漿孔向外擴(kuò)張形成圓柱狀漿體，鉆孔周圍土體被擠壓充填，緊靠漿體的土體遭受破壞和剪切，形成塑性變形區(qū)，離漿體較遠(yuǎn)的土體則發(fā)生彈性變形，鉆孔周圍土體的整個(gè)密度得到提高。另一方面隨著灌漿的進(jìn)行，土體裂縫的發(fā)展和漿液的滲透，漿液在地層中形成方向各異、厚薄不一的片狀、條狀、團(tuán)塊狀漿體，縱模交錯(cuò)的漿脈隨著其凝結(jié)硬化，造成結(jié)石體與土體之間緊密而粗糙的接觸，沿灌漿管形成不規(guī)則的、直徑粗細(xì)相間的樁柱體。這種樁柱體與壓密的地基土形成復(fù)合地基，相互共同作用起到控制沉降、提高承載力的作用。
3灌漿設(shè)計(jì)
3．1灌漿標(biāo)準(zhǔn)
3．1．1強(qiáng)度控制標(biāo)準(zhǔn)
灌漿后，雜填土承載力標(biāo)準(zhǔn)值（fk）要求達(dá)到130kPa，淤泥或淤質(zhì)土fk值80kPa～100kPa，粉細(xì)砂fk值大于110kPa；復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不小于130kPa。
3．1．2施工控制標(biāo)準(zhǔn)
施工控制標(biāo)準(zhǔn)是獲得灌漿效果的保證。本次灌漿對象之一的雜填土，由于均一性差、孔隙變化大、理論耗漿量不定，故不單純用理論耗漿量來控制，同時(shí)還按耗漿量降低率來控制，即孔段耗漿量隨灌漿次序的增加而減少。
3．2灌漿段選擇
本次灌漿分兩個(gè)灌漿段，即第一灌漿段為雜填土范圍；第二灌漿段為淤泥或淤泥質(zhì)土和粉、細(xì)砂范圍。
3．3漿材及配方設(shè)計(jì)
漿材采用兩種配方的純水泥漿，在第一灌漿段水灰比為0．5，在第二灌漿段為0．75。若雜填土中局部孔隙較大，導(dǎo)致灌漿量過大時(shí)，采用水∶水泥∶細(xì)砂＝0．75∶1∶1的水泥砂漿灌注。
3．4漿液擴(kuò)散半徑（r）的確定
由于雜填土均一性差，其孔隙率、滲透系數(shù)變化大，因而僅用理論公式計(jì)算漿液擴(kuò)散半徑顯然不甚合理，現(xiàn)據(jù)大量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，暫定r值為1．5m。在現(xiàn)場進(jìn)行灌漿試驗(yàn)后進(jìn)一步確定r值。
3．5灌漿孔位布置
灌漿孔采取梅花形分布，假定灌漿體的厚度b為1．66m，則灌漿孔距L＝2×（r2－b2／4）1／2＝2×1．52－1．662／4）1／2＝2．5m，排距Rm＝r＋b／2＝1．5＋1．66／2＝2．33m。
3．6灌漿孔孔深
根據(jù)工勘資料，暫定孔深3．5m～6．0m，平均約4．5m，以孔底到粘性土層為準(zhǔn)。
3．7灌漿壓力
由于灌漿壓力與土的重度、強(qiáng)度、初始應(yīng)力、孔深、位置及灌漿次序等因素有關(guān)，而這些因素又難以準(zhǔn)確地確定，因而本次灌漿的壓力通過灌漿試驗(yàn)來確定。現(xiàn)據(jù)有關(guān)公式計(jì)算，暫定灌漿壓力在第一、第二灌漿段灌漿時(shí)分別為0．1MPa～0．2MPa、0．3MPa～0．4MPa，在灌漿過程中根據(jù)具體情況再作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
廣州市內(nèi)環(huán)路南田東段k1＋229．782～427．647路段（長198m，寬36m～40m）工程地質(zhì)條件較差，上部地層（主要受力層）主要由雜填土（厚度1．3m～3．2m，平均2．0m）、淤泥或淤泥質(zhì)土（厚度0．4m～1．4m，平均0．64m）、粉、細(xì)砂（厚度0．6m～3．6m，平均1．8m）組成。由于雜填土結(jié)構(gòu)疏松（fk＝90kPa）、淤泥或淤泥質(zhì)土呈軟～流塑狀（fk＝50kPa）、粉、細(xì)砂飽和松散（標(biāo)貫試驗(yàn)錘擊數(shù)平均6擊，fk＝100kPa），滿足不了上部荷載對路基的要求，因而導(dǎo)致路基在通車后將產(chǎn)生較大沉降。為保證該段路基的穩(wěn)定，提高地基土強(qiáng)度和變形模量，以滿足上部荷載對地基土承載力的要求，提出了對該段路基采取灌漿加固處理方案。這主要是基于雜填土孔隙大，可灌性好，灌漿后其力學(xué)強(qiáng)度、抗變形能力和均一性會有所提高，整體結(jié)構(gòu)得到加強(qiáng)；淤泥或淤泥質(zhì)土和粉、細(xì)砂通過鉆孔灌入濃漿后，使土體壓密和置換；雜填土之上已施工完的30cm厚6％水泥石屑穩(wěn)定層為良好的灌漿蓋板。
2灌漿加固機(jī)理
灌漿就是要讓水泥或其他漿液在周圍土體中通過滲透、充填、壓密擴(kuò)展形成漿脈。由于地層中土體的不均勻性，通過鉆孔向土層中加壓灌入一定水灰比的漿液，一方面灌漿孔向外擴(kuò)張形成圓柱狀漿體，鉆孔周圍土體被擠壓充填，緊靠漿體的土體遭受破壞和剪切，形成塑性變形區(qū)，離漿體較遠(yuǎn)的土體則發(fā)生彈性變形，鉆孔周圍土體的整個(gè)密度得到提高。另一方面隨著灌漿的進(jìn)行，土體裂縫的發(fā)展和漿液的滲透，漿液在地層中形成方向各異、厚薄不一的片狀、條狀、團(tuán)塊狀漿體，縱模交錯(cuò)的漿脈隨著其凝結(jié)硬化，造成結(jié)石體與土體之間緊密而粗糙的接觸，沿灌漿管形成不規(guī)則的、直徑粗細(xì)相間的樁柱體。這種樁柱體與壓密的地基土形成復(fù)合地基，相互共同作用起到控制沉降、提高承載力的作用。
3灌漿設(shè)計(jì)
3．1灌漿標(biāo)準(zhǔn)
3．1．1強(qiáng)度控制標(biāo)準(zhǔn)
灌漿后，雜填土承載力標(biāo)準(zhǔn)值（fk）要求達(dá)到130kPa，淤泥或淤質(zhì)土fk值80kPa～100kPa，粉細(xì)砂fk值大于110kPa；復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不小于130kPa。
3．1．2施工控制標(biāo)準(zhǔn)
施工控制標(biāo)準(zhǔn)是獲得灌漿效果的保證。本次灌漿對象之一的雜填土，由于均一性差、孔隙變化大、理論耗漿量不定，故不單純用理論耗漿量來控制，同時(shí)還按耗漿量降低率來控制，即孔段耗漿量隨灌漿次序的增加而減少。
3．2灌漿段選擇
本次灌漿分兩個(gè)灌漿段，即第一灌漿段為雜填土范圍；第二灌漿段為淤泥或淤泥質(zhì)土和粉、細(xì)砂范圍。
3．3漿材及配方設(shè)計(jì)
漿材采用兩種配方的純水泥漿，在第一灌漿段水灰比為0．5，在第二灌漿段為0．75。若雜填土中局部孔隙較大，導(dǎo)致灌漿量過大時(shí)，采用水∶水泥∶細(xì)砂＝0．75∶1∶1的水泥砂漿灌注。
3．4漿液擴(kuò)散半徑（r）的確定
由于雜填土均一性差，其孔隙率、滲透系數(shù)變化大，因而僅用理論公式計(jì)算漿液擴(kuò)散半徑顯然不甚合理，現(xiàn)據(jù)大量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，暫定r值為1．5m。在現(xiàn)場進(jìn)行灌漿試驗(yàn)后進(jìn)一步確定r值。
3．5灌漿孔位布置
灌漿孔采取梅花形分布，假定灌漿體的厚度b為1．66m，則灌漿孔距L＝2×（r2－b2／4）1／2＝2×1．52－1．662／4）1／2＝2．5m，排距Rm＝r＋b／2＝1．5＋1．66／2＝2．33m。
3．6灌漿孔孔深
根據(jù)工勘資料，暫定孔深3．5m～6．0m，平均約4．5m，以孔底到粘性土層為準(zhǔn)。
3．7灌漿壓力
由于灌漿壓力與土的重度、強(qiáng)度、初始應(yīng)力、孔深、位置及灌漿次序等因素有關(guān)，而這些因素又難以準(zhǔn)確地確定，因而本次灌漿的壓力通過灌漿試驗(yàn)來確定。現(xiàn)據(jù)有關(guān)公式計(jì)算，暫定灌漿壓力在第一、第二灌漿段灌漿時(shí)分別為0．1MPa～0．2MPa、0．3MPa～0．4MPa，在灌漿過程中根據(jù)具體情況再作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。