压密注浆对路基填土物理结构力学性质的影响分析

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摘要：压密注浆法具有设备和工艺简便灵活，施工占地空间小，对市政环境影响小、工期短、见效快以及适用范围广等优点，因而应大力推广使用。在实际工程的应用过程中可采用先外后内、由表及里、先快后慢、从低到高、由多至少的施工方案为宜。如果能结合其他物理方法综合（复合）使用，其效果更显著。

关键词：压密注浆；路基填土；应用方法；力学分析

一、压密注浆法在工程中的应用

1.1 加固地基，提高地基的整体性和强度

将浆液均匀的注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间的水分和空气后填充其位置，待到一段时间后，浆液将原来松散的土粒结成一个整体从而提高地基的强度。

1.2 压密注浆可恢复面层，提高路面的使用性能和服务水平

由于各种病害而导致的路面板下陷、断裂等现象，可用压密注浆的方法将混凝土面板复抬到原路面标高处。通过向土中注入极浓的浆液，使注浆附近土体压密而形成浆泡，随着浆泡尺寸逐渐增大，便会产生较大的上抬力，托起混凝土面板上抬，从而起到恢复面层的作用。

1.3 压密注浆可用于基坑边坡加固

由于渗水而导致的基坑边坡滑塌可采用分层压密注浆法解决砂土的加固问题，使砂与水泥浆液凝结固化为砂浆块体，既保证了地基的强度，又形成为较密实的止水帷幕。

二、研究的目的与方法

某高速公路已经使用十多年时间，现该道路面层已经出现大量病害，这些病害既会造成路面结构的进一步破损，也造成路面整体视觉景观不佳，行使舒适度下降。据初步调查表明，产生该现象的主要原因为路基填料含水量过高，强度达不到要求，形成反射裂缝，最终出现路面病害。因此采用了压密注浆法来改善路基的强度与稳定性，本工程路基填土为粘性土填料，本项目是针对压密注浆对路基填料物理力学性质的影响进行试验检测研究，主要采用物理力学试验以及轻便动力触探等手段。

为验证压密注浆效果对路基填土物理力学性质的影响，本次研究特选了10处注浆场地进行了钻探及原位测试工作。具体的工作量安排为在注浆加固范围内布置钻探孔2孔，原位测试孔1孔。注浆孔间距2米，钻孔位置布置于距离注浆孔0.5米及两注浆孔中间处。同时在注浆区外侧沿道路方向距离25米处另布置钻探孔1孔，原位测试孔1孔。通过对这两部分试验及原位数据的对比，验证压密注浆对路基填土物理力学性质的影响。

三、压密注浆后路基填土物理力学指标对比

本次研究工作中，对于路基填土，规定同一研究段各钻孔采取土样的深度相同，以利于对不同深度加固效果进行对比分析。对于所取土样进行常规物理性试验、压缩试验以及剪切试验等。根据对试验数据的初步分析，决定选取孔隙比e、液性指数IL、压缩模量Es这三个参数，对压密注浆效果进行对比研究。在对比时，对同一深度不同的钻孔数据按照加固区和非加固区取平均值进行对比，并用非加固区试验平均值减去加固区试验平均值确定其变化幅度。因篇幅原因，选取试验段2土工试验成果对比资料如表1。

四、土工试验成果的分析

通过对各钻孔同一深度同一类试验数据进行汇总分析后，发现在注浆压密孔范围内，各试验段注浆压密后路基土的孔隙比平均减小10%～15%，液性指数减小约50%左右；压缩模量平均增加约40%。但由于土工试验数据受取样扰动、试验过程扰动等人为因素的影响，其数据离散性较大。

这几类土物理力学指标的具体含义为，孔隙比是土中孔隙体积与土粒体积之比；液性指数为土抵抗外力的量度，其值越大表示土抵抗外力的能力越弱，即土越软；压缩模量指在压缩条件下（有侧限压缩）试样竖向应力与相应应变的比值。

压密注浆的作用机理是将浓稠的浆也注入土体，在土体中形成孔洞，随着压力的升高，注浆量的增大，孔穴扩张，并迫使周围土体中的孔隙水压力上升，注浆完毕后的一段时间内，孔压逐渐消散，周围土体被压密而强度提高。而通过土工试验对比分析，孔隙比下降而土粒体积不会发生变化，则代表土中孔隙体积降低，即土体被压密；而液性指数降低，压缩模量升高，这充分证明了压密后土体强度增强。这些均是对压密注浆机理的验证与说明。

参考文献：

[1] 马永连.压密注浆法在工程中的应用[J].山西建筑.2011

[2] 沈可.唐津高速公路路基压密注浆加固效果的研究.天津大学.2010