基于劈裂注浆在机场场道扩建工程中的应用

上海民航新时代机场设计研究院有限公司 / 王庆晨

一、前言

我国民航事业在国家经济快速发展的进程中得到了极大的支持，然而这同时也使得过去根据当时的经济体量和地方发展需要所建造的机场开始并且是越来越显示出无法满足实际需求的窘境。如此，机场的改造和扩建便是显出了一种特别的迫切和必要。而机场的改造扩建和其他工程有所不同，技术要求水平较高，对于地基的荷载力和密实度也有着较高的要求，选择何种技术成为进行这项建设需要予以特别考量的重要问题。

分层劈裂注浆是常见的机场扩建工程中的技术，其原理是通过水泥浆液在机械设备帮助下使用一定压力对周围土层施加压力，以使不同深度的土体在浆液注射过程中出现剪切裂缝，浆液随着劈裂面深入土层和土体相结合形成土体的网格和骨架。运用这一技术的积极意义在于，以其实现加强整个土体的强度和结构。重要的是，由于施工时间短、适用范围广等优势，这项技术受到了许多施工单位的欢迎。

劈裂注浆法最早是由法国的一家公司开发利用的，一直到上世纪90年代才被引进到中国，在实践过程中慢慢地应用于不同的地基的加固施工。经过理论研究的长期发展来看，许多学者对于软土劈裂注浆的原理进行了模拟，从软黏土中浆液流动的鼓泡压密到劈裂流动再到被动土压力都进行了模拟实验，得出实用性范围的结论。

还有学者针对劈裂注浆的注浆压力会随着裂缝长度的衰减规律和裂缝在土体中的扩散规律，推导出了多孔同时注浆职级不同主流线上注浆压力的变化和实际扩散的不少实践数据。正是如此，在诸多学者持之不懈的努力下，劈裂注浆技术最终得以能够快速地在实践中应用，并且在应用中得到完善，在《建筑地基处理技术规范》中将这一技术的相关施工规范加了进去。

二、劈裂注浆加固软土的设计方法

（一）行业规范对于注浆加固设计的规定

在分层劈裂注浆技术的应用过程中，为了明确规范其技术应用的相关操作，确保施工质量，相关方面对于其应用中的具体的设计参数，包括加固深度、注浆孔间距、浆液配比等等，提出了相关要求。

由于不同工程在露天施工环境下各方面条件有着较大差距，施工现场的土层性质也不尽一致；因而长期以来，即便是行业规范的《建筑地基处理技术规范》，对这项技术，都是难以最终能给出一个统一的要求，只能是结合其他处理技术提出的，在注浆加固设计以前，先确定相关的参数才能进行试验，然后才对加固设计中的一些具体参数，做了要求，使其提高了质量保障。

（二）控制工后沉降的设计参数确定

由于分层劈裂注浆技术方法当前对于软土地基的加固有着良好效果，能够有效地解决软土地基承载力低，而工后又往往出现沉降等诸多矛盾，使得不少软基处理工程都不得不再面对沉降控制工作，以保证工程不会出现相关问题。

因此在根据控制工后沉降设计分层劈裂注浆时，就应当按照注浆加固体形成复合地基以提高地基的承载力和密实度。从设计前开展的实验情况来看，为了进一步确定加固体的压缩模量，还需要摄取一定的土样进行实验来确定实际参数。

三、分层劈裂注浆施工技术

（一）施工机械

分层劈裂注浆施工技术为了满足机场场道扩建的要求，必须要确保施工后的地基能够满足承载力和负荷要求，并且可以提高整个地基的密实度，解决沉降问题。

所以在施工过程中，包括钻孔机械、注浆泵、亚注浆管路系统等都是要必须具备的，其它相应设备、花管等也都是不可缺少的。还要要求相关技术人员提前对这些设备进行检修和维护，确保在开工前都能正常使用。如果出现问题应当及时维修，无法维修的要联系厂家进行更换。

（二）工艺流程

劈裂注浆施工技术和其他注浆技术有一定类似情况，施工前都是需进行场地平整，去除杂物和积水，保证施工地面的坦平，接着使用机械进行钻机成孔，然后填充套壳料，将抽阀管插入地层，将事先调配好比例的合理的浆液注入，在每段地层注入完成后需要及时清洗管道，在清洗完成后再次注浆。当所有注浆工作完成后，使用水泥浆填充钻孔，宣告工程各道工序的结束。

（三）施工技术要求

由于施工环境的不同和工程要求存在较大区别，所以需要结合具体要求对施工技术的相关情况进行处理。首先是场地平整。这是每个注浆施工技术都需要进行操作的。在平整后按照袖阀管来确定注浆孔开孔直径。规范要求是垂直度偏差不能超出1%的范围，这样钻孔才能有效地将浆液合理注入。

其次是按照加固土层来确定注浆加固的范围，注浆顶面上的覆土层厚度按照要求必须要超过两米才能满足整个工程的建设要求。再一个是钻孔完成后需要注入封壳料从而将泥浆封闭于钻孔内，这样才能施加压力将浆液注入，需要把塑料袖阀管插到设计深度才能确保后续工序的进行。

四、劈裂注浆技术的实际应用

随着我国经济的快速发展，许多地方机场已经满足不了实际需求，需要及时进行扩建。机场由于要承担飞机起飞和停飞以及停放的需求，所以对于承载力和荷载以及沉降有着严格的要求。对其进行扩建期间，要考虑到土层特质，以保证劈裂注浆技术很适合在淤泥基层中使用。这样，在进行软基处理以后，就可以进行场道扩建了。由于该技术能够有效地缩短施工时间，减少施工成本，让场道能更快地投入使用，所以，受到了更多施工企业的欢迎。由于不同区域淤泥的物理力学指标存在较大区别，所以我们按照淤泥的压缩模量就可以结合不同土层性质对比，然后再进行换算，得到所需结果。

这要求在注浆操作前完成。当加固后的复合土体压缩模量超过了10MPa时，桩体土压缩模量应该超过20MPa，再考量到道面区和道肩区不同的使用荷载，应当确定道面区注浆间距控制在1.2每平方米，道肩区控制在1.4每平方米，都以正方形的形状来进行操作。由于注浆加固平面范围包括了道面区和道肩区，所以，加固土层中是淤泥软土层和松散填石层的情况下就要求进行有效地加固。这时，注浆孔开孔直径控制在110毫米左右，垂直度的偏差不能超过1%。同时，设计注浆顶标高要控制在1.5米的范围，上覆填土厚度应当超过2米，因为这样才能确保填土达到实际需求，同时每孔注浆长度设置在8米左右。

五、结语

当前，全国许多机场都面临场道扩建的需求，在不同区域的地基下，劈裂注浆技术能够有效地适用于多种软土地基，可以在现行规范下，在注浆加固软土地基的规定上，使用工后沉降控制的设计方法，在提前进行试验的前提下，确定合适的泥浆配比，然后通过机械设备注入。从实际使用情况来看，劈裂注浆技术能够有效地适用于机场扩建工程中，不仅可以极大地加快施工进度，还能够解决施工机械高度受限的矛盾，从而加强整个工程质量。