压力注浆加固原理

压力注浆加固就是指利用液压过气压把能凝固的浆液均匀地注入填料地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，驱走土颗粒间的水分和空气后填充其位置，经过一定的时间后，浆液将原来松散的土粒胶结成一个整体，从而使土基得到加固，减少工后沉降。

一、注浆方案选择

    注浆方案选择是进行注浆施工首先解决的问题。一般把注浆方法和注浆材料的选择放在首要位置，同时还应考虑工程地质条件、工程本身性质等，依据高速公路工程实践经验，一般应遵循以下原则：

高等级公路下伏软弱地基的加固注浆一般采用水泥浆液或水泥粉煤灰浆液。当软弱土层上部有硬壳存在时，要将它做为封压层，当无这种硬壳或不发育时，可在地表做一粘上垫层，厚约0.5m，以此垫层作封压层，或在低级碾压后形成封压层。对于上部沙砾层较多的软弱土层，一般宜用分段式自上而下注浆，对于上部沙砾层少或没有的软弱土层时，一般宜用分段式自上而下注浆。注浆采用直接打入式。即采用直径43mm花管直接打入，孔口采用三角形止浆塞止浆。

二、注浆标准与范围

    注浆标准是指设计者要求注浆后应达到的质量指标。由于不同注浆工程的性质和工程地址条件千差万别，对各自的注浆目的和要求又不尽相同，因而很难规定一个比较具体和统一的准则，而只能根据具体情况作出具体规定。确定注浆范围包括在平面上确定注浆处理的长度和宽度，在纵向上确定注浆深度。注浆深度的确定应结合软弱地基的特点、路基或构造物的荷载或沉降要求诸因素综合确定。

三、压力注浆材料

    可用于注浆的材料有很多，应根据注浆的目的和受注体的地质条件来选择。一般说来，注浆材料通常分为粒状浆材和化学浆材两大类，然后在按浆材的特点、物化性能进一步分为稳定的粒状浆材、不稳定的粒状浆材、无机化学浆材和有机化学浆材。

    两种不同种类的浆材，其性能和使用范围也有差异。粒状浆材主要以硅酸水泥、粘土、粉煤灰等构成，来源丰富、价格低廉，操作工艺简单，广泛用于地基加固注浆中。但因其粒径大、可注性差，不宜于防渗、堵水。化学浆材料呈溶液状态，可注性好，只要能注水的细小裂隙或孔隙，化学浆材一般都可注入，主要用语防渗、堵漏加固工程，其价格较贵，施工困难。

四、压力注浆参数的确定

注浆参数包括确定浆液扩散半径r、容许注浆压力、注浆孔布置方式等，这些参数互相联系，与地基土渗透性等相关。

(一)浆液扩散半径r

    注浆孔的布置中，浆液扩散半径r是一个重要的参数，r值可进行理论公式估算，如选用参数合理，则计算值具有一定的参考价值，当地质条件较复杂或计算参数不易选准时，就应通过现场试验来确定。

    对于粘性土层，由于地层空隙很小，浆液无法渗入，只能通过劈裂作用注放浆液，浆液扩散具有规则性，注浆设计施工可用“浆液有效半径”来表示交流扩散范围。

    对于砂性土层，由于地层空隙较大，浆液以填充固结为主，其扩散半径远大于粘土中的扩散半径。当为一段路段处治时，扩散半径可取大值;当为中、小构造物路段处治时，扩散半径可取小值。

(二)注浆压力

   注浆压力是给予浆液扩散充填、压实的能量。保证注浆质量的前提下，压力大，扩散的距离大，有助于提高土体强度;但当压力超过受注土层的自重和强度时，可能导致路基及其上部构造物的破坏。所以在施工中，一般都以不使地层破坏或仅发生局部和少量破坏作为确定容许注浆压力的基本原则。