注浆加固边坡的设计与施工技术.doc

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1、 注浆加固边坡的设计与施工技术1 概 述11注浆加固技术概念 注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙，以改变注浆对象的物理力学性质，以满足各类土木建筑工程的需要；注浆加固技术的成败与工程问题、地质特征、注浆材料和压浆技术等直接相关，如果忽视其中的任何一个环节，都可能造成注浆工程的失败。工程问题、地质特征是灌浆取得成功的前提，注浆材料和压浆技术是注浆加固技术的关键。 随着注浆技术和相关技术的迅速发展，今天灌浆法已成为解决各类工程问题的非常重要的手段，许多不能满足工程要求的物体，几乎都可借助注浆技术解决问题，例如某些化学浆液可以注入0.O1mm的小裂隙，某些浆液的结石强度可高

2、达60MPa。 注浆的对象可以是岩石、土体、混凝土等多种材料。在公路边坡注浆加固中，注浆对象主要是岩层和土体。注浆通过把浆液注入岩石的裂隙或土体的孔隙，待浆液凝固后，使岩层和土体的强度大大提高，并改变岩土的力学性状，从而增强岩土的稳定性。1.2注浆法的分类 注浆法的分类很多，可以按解决的工程问题、浆液材料的品种、注浆的对象、浆液分布状态和注浆功能等进行分类。 按解决的工程问题可分为坝基注浆、隧道注浆、基坑注浆、边坡加固注浆、混凝土结构物补强加固注浆等。坝基注浆主要用于解决坝基的渗漏问题和强度问题，如果坝基是渗透性较大的地层，在建坝之前采用注浆在坝基中形成防渗帷幕，帷幕一般深入基岩中一定深度。隧

3、道注浆主要用以解决在隧道施工过程中的塌方及围岩稳定性问题。基坑注浆主要用以解决城市高层房屋建筑中基坑开挖或基坑壁的稳定问题，通常可采用注浆加锚杆的作法进行加固。 按浆液材料的品种可分为水泥注浆、化学注浆、混合注浆。水泥注浆是指注浆采用的浆液为水泥浆，纯水泥浆是由水和水泥按一定比例混合而成，常用的水灰比在0.5：15：1之间；水泥浆具有结石强度高、造价低、无毒不污染环境，在岩土加固和防渗中普遍采用；由于普通水泥浆在细小裂隙和微空隙地层中的可灌性较差，一般只能灌注大于0.20.3mm的裂隙和空隙，因此研究出了超细水泥浆，超细水泥浆可以灌注更小的裂缝。化学注浆是指注浆采用的浆液为化学浆材制成，化学注

4、浆主要用于微裂缝的注浆，通常所用的化学浆液有硅酸盐浆(含水硅酸钠，又称水玻璃)、酸性水玻璃、丙烯酰胺类浆液、改性环氧树脂浆液以及聚氨酯浆液等。混合注浆是指注浆采用的浆液为混合浆材制成，如在水泥浆中加入粉煤灰形成粉煤灰水泥浆，在水泥浆中加入硅粉形成硅粉水泥浆，而在水泥浆中加入水玻璃形成水泥水玻璃浆，等等。 按注浆的对象可分为岩石注浆、砂砾注浆、粘土注浆。岩石注浆是指注浆加固的地层是岩层；砂砾注浆是指注浆加固的地层是砂砾层；粘土注浆是指注浆加固的地层是粘土。 按浆液的分布状态可分为充填注浆、渗透注浆、劈裂注浆、劈裂渗透注浆以及挤密注浆等。充填注浆是指注入浆液充填地基土内的大孔隙、大空洞的注浆，如卵

5、石层、碎石层、砂砾层等的注浆；渗透注浆是浆液在压力作用下，渗入土的孔隙和岩石的裂隙中，将孔隙中的自和气体排挤出去，但不改变土体结构的原状和体积，浆液凝固后把土颗粒粘接在一起，土层的抗压强度和抗渗性能得以提高；所谓劈裂注浆，即浆液在较高(相对渗透、充填注浆)压力的作用下，似利斧劈入粘土层，浆液的劈裂路线呈纵横交叉的脉状网络，故此又称脉状注浆，固结形态多呈偏平球体或板状固结；劈裂渗透注浆控制注人压力、速度使其先形成劈裂注入，但形成的劈裂面不大，此后浆液沿劈裂脉作渗透注人，固结形状为扁平球体。挤密注浆是用一定的压力注入粘稠的不易流动的惰性浆液取代并挤压周围土体，凝固形状多为柱体或球体占据一定的空间，

6、同时压密土体。 按注浆功能可分为防渗注浆、加固注浆、基础托换注浆。防渗注浆是指主要用于防止渗漏的注浆，一般用于水库坝基；加固注浆是指主要用于增强地层或结构的强度和稳定性的注浆；基础托换注浆是指为了阻止各类建筑物基础因地基原因引起不均匀沉降导致上部结构或基础开裂、避免危及建筑物的安全，在基础下面的空隙或软土地基中进行的加固灌浆；这种灌浆不但可以阻止基础继续下沉，而且能将建筑物回升，使不均匀沉降减小。 对上述注浆的分类，不管那一类注浆，其实质都是为了减小物体的渗透性以及提高物体的力学强度和抗变形能力。所以都可归属于防渗注浆和加固注浆的范畴。1.3注浆加固技术在边坡处治中的应用 引起边坡失稳的原因主

7、要有两个方面，一是由于外界因数破坏了边坡原有的平衡状态使边坡产生滑动，如边坡上缘加荷、边坡下部开挖等等；另一是由于外界因数影响降低边坡土体或滑面的抗剪强度参数使边坡失稳，如坡体中的地下水作用不但可以产生水压力而且降低边坡的C、值。但最终边坡失稳的实质是由于边坡的下滑力超过了边坡抗剪强度所提供的阻滑力，因此注浆加固边坡就是要达到一方面增强边坡坡体的抗剪强度、减小坡体的渗透性，从而提高其地基承载力、减小水压力或动水力，另一方面提高可能的潜在滑面的抗剪强度以增强坡体的稳定性。 注浆加固技术在边坡处理中的应用一般有两个方面，一种是对于由崩滑堆积体、岩溶角砾岩堆积体、以及松动岩体构成的极易滑动的边坡或由

8、于开挖形成的多卸荷裂隙边坡，对坡体注入水泥砂浆，以固结坡体并提高坡体强度，避免不均匀沉降，防止出现滑裂面。另一种是对于正处于滑动的边坡、存在潜在滑面的边坡、或者处于不稳定的滑坡，运用注浆技术对滑带压力注浆，从而提高滑面抗剪强度，提高滑体稳定性；这种情况实际上是把注浆加固作为边坡滑带改良的一种技术，滑带改良后，边坡的安全系数评价一般采用抗剪断标准。 由上述可知，边坡注浆加固一般适用于以岩石为主的滑坡、崩塌堆积体、岩溶角砾岩堆积体，以及松动岩体边坡(图9.1)。同时采用注浆加固边坡前必须进行注浆试验和效果评价，注浆后必须进行开挖或钻孔取样检验。 2注浆材料及浆液的性质 在注浆工程中，使用的浆液都是

9、由主剂(主要的原材料，如水泥、砂、粘土、粉煤灰、水玻璃等)、溶剂(水或其他溶剂)以及各种外加剂(如催化剂、固化剂、凝胶剂、缓凝剂等)按照一定的比例而成的混合液体。注浆材料是指构成注浆浆液的材料，简称浆材，通常所说的浆材多数系指主剂，即主要原材料。由于浆材品种和性能的好坏将直接影响到注浆工程的成败、质量和造价，因而注浆工程界长期以来对注浆材料的研究和发展都极为重视。目前可用的浆材种类繁多，特别是在我国，浆材性能和应用问题得到了系统深入的研究，部分浆材通过改性使其缺点消除后，在工程中应用广泛。 21注浆材料及其性能 目前可供使用的浆材总体上可以分为化学类浆材和粒状浆材两大类。所谓化学浆材是指配成浆

10、液后要发生化学反应的材料，主要有水玻璃类的各种浆材和有机高分子类各种浆材；而粒状浆材是指水泥、粘土、砂、粘土、粉煤灰等颗粒状的材料，又称非化学浆材。 (1)粒状浆材粒状浆材是构成悬浊型浆液的主剂，目前工程中主要使用的粒状浆材有水泥、粘土、砂、粘土、粉煤灰、硅粉等。 一般性水泥：一般性水泥有普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、高铝水泥和耐酸水泥。其中普通硅酸盐水泥是注浆工程最常用水泥；矿渣水泥与普通硅酸盐水泥的主要差别使氧化钙的含量低；高铝水泥是由磨细的矾土和石灰石的混合物熔融而成，它的水凝速度快，是一种早强的水硬性胶凝材料；耐酸水泥是磨细的石英砂与具有高度分散表面的活性硅土物质的混合物，具有抗酸腐蚀作用

11、。 粘土：化学成分是含水的铝硅酸盐及一些金属氧化物。细粒成分多，亲水性好。在水泥浆中添加粘土，可大大提高浆液的稳定性。 膨润土：以蒙脱石为主要成分的粘土矿物。吸水性好，吸水后膨胀形成不透水的可塑胶体；是较好的防水材料。 粉煤灰：在潮湿的条件下固结体具有自硬性，单轴强度随龄期的增大而增大。掺入水泥中作为注浆材料使用的主要作用是节约水泥、降低成本，同时可以提高浆液结石的抗溶蚀能力和防渗帷幕的耐久性。 超细水泥：与一般水泥相比具有渗透能力强、化学活性好、固化速度快、强度高(可达62MPa)、抗离析能力强(分散性大，沉淀少)。硅粉：是冶金厂生产硅铁和工业硅过程中的副产品，主要成分是Si02 ，平均粒径

12、06m，比表面积151042108cm2g。在浆液中掺入硅粉，可以改善浆液的可灌性和稳定性，同时由于硅粉中的能与水泥水化放出来的反应生成CaSi的CSH凝胶，这种凝胶的强度高于Ca (OH)晶体，从而使得浆液结石的强度大大提高。 砂：是砂浆、水泥砂浆的主要材料。在浆液中掺砂可以降低成本、防止浆液扩散过远、提高浆液的固结强度。通常要求砂粒径小于2mm，且级配均匀。由粒状浆材为主剂配置的浆液，称为悬浊型浆液，它是指一种或几中上述浆材悬浮在水中形成的浆液，又称为非化学类浆液。目前边坡工程中采用的主要是水泥基浆液，即在水泥浆中加入其他的粒状浆材形成的悬浊型浆液。其分类如图9.2所示。 (2)水玻璃类浆

13、材水玻璃又称硅酸钠，是常见的可溶性硅酸盐。因呈玻璃状，所以溶于水后所得到的粘稠溶液叫做水玻璃。表达水玻璃的化学和物理性质的参数有两个： 模数：是指水玻璃含二氧化硅SiO2的克分子数与氧化钠Na20的克分子数的比值，用m表示。硅酸钠可以表示为Na20mSi02。模数的高低对浆液的凝结时间和结石强度都有一定的影响，注浆用水玻璃的模数一般为243。 波美度：在化学工业中用于表示水玻璃密度的一种指标(0be)。但在注浆领域中一般采用密度(d)来表示，他们之间存在如下关系： 水玻璃溶于水时发生水解反应，致使水玻璃溶液呈碱性；通常碱(Na2O)的量用重量百分比表示。实践表明水玻璃是无毒物质，不会污染地下水

14、。由水玻璃作为主剂配置的浆液，称为水玻璃类浆液。根据水玻璃类浆材组分、液态类型、酸碱性和加入不同的反应剂，可将水玻璃类浆液分成多种类型(图93)。 (3)有机高分子类浆材由于大多数高分子溶液含有剧毒物质，目前被一些国家列为禁用浆液。但由于这类浆材渗透性好，凝胶时间易于控制，注入后的土层抗压强度、抗渗性均较理想等优点，故这类浆液是注入水泥浆液、水玻璃浆液无法解决工程疑难问题时的必不可少的主要材料，所以一些国家仍载继续使用，如丙烯酰胺类、无毒丙凝、改良的环氧树脂、聚氨酯等浆材。高分子类浆液的种类繁多，其分类概况如图94所示。 22注浆浆液的性质 (1)浆液的渗入性 浆液的渗入性是指浆液渗入岩土孔隙

15、的能力。浆液渗入性的好坏直接影响道浆液的扩散距离，渗入性好，浆液的扩散距离大。 浆液的渗入性与所用的灌浆原理和浆液的种类有关，不同的灌浆原理和不同浆液品种，其控制因素是不相同的。如渗入性灌浆在采用粒状浆材注浆时，材料颗粒越小，浆液的流动性越好，渗入能力越高；但如果采用真溶液化学浆液时，浆液的渗入能力将受到流动性的影响。对于劈裂灌浆时，如果灌浆裂缝和形式在灌浆过程中发生变化，尺寸效应和流变效应将产生较复杂的影响。 从尺寸效应出发，浆材颗粒的细度越高，渗入能力越强；但同时导致浆液的粘度增加，浆液变稠，影响渗入能力。因此在实际浆液的配制时应正确处理浆液的细度。表91为不同水灰比对浆液粘唐的影响。 对

16、于浆液的渗入性，一般情况下，渗入能力越高越有利于注浆；但如果边坡岩土层孔隙较大，或有地下水流时，流动性好、渗入能力强往往并不利于注浆；此时为了实现预期的注浆目的，通常需要在浆液中加入早凝剂或级配砂石料。 (2)浆液的稳定性 浆液的稳定性主要是指浆液的化学稳定性，即浆液是否会发生强烈的化学反应，以致影响浆液的基本力学性质。在边坡注浆加固中采用的粒状浆材的稳定性主要是指水泥浆和水泥砂浆的分层性和析水性。 众所周知，水泥浆和水泥砂浆是一种不稳定的悬浮体系，其颗粒容易载水溶液中沉淀分层。在灌浆过程中，如果浆液在裂缝中的流动速度缓慢或完全终止流动时，粒状浆材的颗粒将发生沉淀分层，使浆液的均匀性降低，从而

17、丧失流动性。对于稳定性较差的浆液会导致浆液分层后的上下强度不均、灌浆通道堵塞，从而影响灌浆效果。浆液的析水性是指随着固体颗粒的下沉，浆液中的水被析出并向浆液顶端上升，表达这种析水机理的是司笃克定律：式中：q起始析水速率； dm悬液中水泥颗粒的当量圆球直径； 水的运动粘滞系数； 水泥的密度； 水的密度； W浆液的水灰比。 浆液的析水可能会造成浆液的流动性变坏、结石强度均匀性降低、灌浆体顶部出现空隙等影响灌浆效果的不良现象。(3)浆液的结石率结石率是指浆液的最初体积于凝固后结石体积之比，一般以百分数表示。在强度指标得到满足的条件下，结石率越高加固效果越好，然而由于种种原因，不少浆材都难以达到理想的

18、结石率。影响结石率降低的因素主要有析水沉淀和浆液自身的体积收缩。通常在浆液中掺入高塑性粘土和降低浆液的含水量可以有效地阻止浆液的结石率的降低。图95为粘土和水量对结实率的影响。图9.5粘土和水量对结实率的影响(4)浆液的强度特性边坡注浆加固的目的主要是改善边坡岩土体的力学特性，增强滑带岩土的力学强度。因此浆材的强度越高，加固效果就越好。实际工程经验表明，要提高灌浆后的结石强度，除了增强浆材的强度外，还须考虑其他影响因素，如在灌浆后的结石网格结构、浆液的含水量、浆液的掺合料、水泥浆的搅拌时间、注浆压力等等。 (5)浆液的耐久性 在灌浆加固的岩土体中，由于某些特殊的环境下，如养护条件差、水压力长期

19、作用、化学侵蚀等，可能使浆液灌注后力学强度降低、灌浆效果降低甚至无效。因此浆液的耐久性便成为灌浆工程的一个重要课题。 处于潮湿环境或无水压的条件下，多数灌浆体的结构和强度都比较稳定或有所提高。但在反复干湿变化的条件下，灌浆体的结构将遭到破坏，其强度将呈现连续下降趋势。对于长期承受水压力的灌浆体，由于结石中的氧化钙被溶解或带走，结石的强度也将降低。已有研究表明，当水泥中的氧化钙被溶解25时，强度降低50，于是由此可以推导出灌浆体的寿命：式中：T灌浆体中的氧化钙被溶解25的时间，年； W每立方米灌浆体中的水泥量，k9m3； b灌浆体承受水压力的厚度； K灌浆体的渗透系数； J水力比降； C1水泥中

20、水化铝酸四钙的极限氧化钙浓度； C2水泥中水化铝酸三钙的极限氧化钙浓度。 对于化学侵蚀主要表现在两个方面，一是有害化学离子分解水泥石中的水化硅酸钙，导致结石强度的降低；二是含硫酸盐的矿化水与水泥结石中的石灰作用，生成石膏，石膏膨胀，导致水泥结石破坏。 3 注浆理论 任何一种注浆工艺都必定依据一定的注浆理论，注浆理论研究浆液在岩土裂缝中的流动规律，揭示地质条件、浆液性质和注浆工艺之间的相互关系，为注浆设计和现场施工提供科学的依据。传统的注浆工艺是以渗入性理论为基础，注浆时采用的注浆压力相对较低，可以不破坏岩土的原有结构，但对于渗透性较小的岩土介质可灌性较差；而近年来广泛采用的水力劈裂注浆是基于水

21、力劈裂理论而形成的，这种注浆可以人为地扩大岩土中的裂缝，提高岩土的可灌性，已解决了不少的特殊工程问题。下面分别介绍渗入性注浆理论和水力劈裂注浆理论。 31渗入性注浆理论 1渗入性灌浆理论公式 1938年马格(Maag)首次发表牛顿型浆液球形扩散公式，随后各国学者又导出了一些理论公式，运用这些公式可以计算有关注浆参数的大致范围，了解影响注浆效果的各种因数，对注浆设计、施工都具有一定意义。 1)砂土注浆球形扩散公式 Maag假定被灌砂土为均质各向同牲体，浆液为牛顿流体，浆液从灌浆管底部进入地层后呈球形状扩散，推导出浆液的渗透公式为（9.1） (9.2)式中：k砂土的渗透系数，cms； 浆液粘度对水

22、的粘度比； r1浆液的扩散半径，cm； h1灌浆压力水头高度，cm； r0灌浆管半径，cm； t灌浆时间，s； n砂土的孔隙率。公式(91)或(92)表明对于均质砂性土，浆液在注浆管底部的扩散可近似看作球形扩散，在不同灌浆时间的扩散半径可由公式计算出。除了上述球形扩散公式外，常见的还有Karol和Raffle公式：Karol公式： (9.3)Raffle公式： (9.4)2)砂土注浆的柱形扩散公式 (9.5) (9.6)3)砂砾石层的注浆扩散公式假定浆液在砂砾石层中作紊流运动，则扩散公式为： (9.7) (9.8)4)裂隙岩石的注浆扩散公式假定浆液为牛顿型流体，浆液在岩石裂隙中作层流运动，则有

23、扩散公式：刘嘉村公式：贝克(Baekr)公式：式中：Pc注浆压力； P0裂隙内地下水压力； b裂隙宽度，cm； 浆液的粘度； Q注浆量； 一浆液密度； g重力加速度； 其余符号同前。 2渗入性注浆的尺寸效应 渗入性注浆的尺寸效应是指由于渗入性注浆是在注浆压力较小、地层结构不受破坏的条件下使浆液渗入裂缝，因而要完全实现渗入性注浆，就必须使浆材的颗粒尺寸小于裂缝的尺寸。显然满足这个尺寸效应是渗入性注浆的前提条件。假设浆材的颗粒尺寸为d，地层裂缝的尺寸为Dp，尺寸效应可表示为：R=DP/d1 (9.9) R通常称为净空比。从理论上讲只要R1，就可实现渗入性注浆；但在实际注浆过程中，当注浆浓度较大时，

24、浆材颗粒会群集进入裂缝，从而使裂缝堵塞；为了避免这种现象发生，必须使净空比增大，一般认为当净空比大于或等于3时，浆材颗粒的群集容易被注浆压力击散；因此实际尺寸效应应为：R=DP/d3 (9.10)公式中浆材的颗粒尺寸d容易确定；下面讨论地层裂缝的尺寸DP的确定： 1)砂砾石的空隙尺寸砂砾石的空隙尺寸目前尚无有效方法，一般采用数学方法估算；设D为砂砾石的颗粒直径，可定义有效空隙比eE=DpD；根据试验表明，有效空隙比一般在01950215之间变化，如果取平均值eE=02，则砂砾石的空隙尺寸可近似表示为：DP=0.2D (9.11) 2)岩石裂隙的尺寸 要准确测定岩石中的裂隙尺寸较为困难，这里介绍

25、一种运用钻孔压水资料估算岩石裂隙尺寸的近似方法；假设有一宽度为e的平面裂隙被半径为r0的钻孔垂直穿过，现用大小为P 的压力进行压水实验，并测得裂隙的吸水量为q，由下式可近似计算出裂隙的宽度： (9.12)式中：水的粘度； R水的扩散距离。 3渗入性灌浆的流变效应 渗入性灌浆的流变效应是指浆液在裂缝中流动时，浆液内部、浆液与孔壁之问将产生摩擦阻力，从而影响渗入性灌浆的可灌性。这种影响可以从浆液在空隙中流动时单位时间的流量计算公式中看出。 对于牛顿流型浆液(在圆管中流动时，剪切率dvdr与剪应力成正比，=dvdr)在毛细管中流动时单位时间内的流量Q计算公式为：子(9.13)式中：r毛细管的半径；

26、P有效灌浆压力； 浆液的粘度(牛顿型)； L浆液在管中流动的距离。 对于非牛顿流型浆液(如宾汉体，当剪应力超过屈服应力0后，流体才能流动，剪切率dvdr与剪应力的关系为，=0+ddvdr)，在毛细管中流动时单位时间内的流量Q计算公式为： (9.14)式中：d浆液的塑性粘度； 0屈服应力；其余参数同前。公式(9.13)表明，牛顿型浆液的流速随浆液的粘度增大而减小；公式(914)表明，非牛顿型浆液的流动性除与浆液的粘度有关外，还将受到屈服应力的影响，一部分灌浆压力必定消耗在由屈服应力产生的阻力上。4.渗入性灌浆的局限性由前述可知，渗入性灌浆由于存在尺度效应和流变效应的制约，一般在大空隙介质中容易实

27、施。而在实际地层中的裂缝有大有小，要在小缝隙中提高浆液注满度，一方面缩小浆材的颗粒尺寸，另一方面要准确确定裂缝尺寸，但实际上裂缝尺寸都是采用近似方法确定的。9.3.2劈裂注浆理论鉴于渗入性注浆的一些局限性，后来提出了劈裂注浆理论，该理论是通过增大注浆压力，使细小裂缝产生水力劈裂，以提高浆液的可注性。劈裂注浆的理论主要解决的问题就是产生水力劈裂的最小注浆压力。对于不同地层在注浆过程中要产生水利劈裂所须的最小注浆压力可通过劈裂注浆理论公式进行计算。1)岩层劈裂公式假定地层为各向同性、均匀的线弹性体，钻孔壁开始发生水力劈裂的条件为：垂直劈裂： (9.15) 水平劈裂： (9.16)式中：注浆压力；

28、岩石竖向自重应力； 岩石泊松比； 岩石侧压力系数； 岩石抗拉强度； N比例系数，与地层的渗透系数和浆液的粘度有关，在01之间变化，对于不透水岩石取1，透水性较大的岩石接近于0。 2)砂和砂砾石劈裂公式 在砂和砂砾石地层中注浆，当注浆压力达到下述公式的标准时，就会导致地层的破坏。 (9.17)式中：p0注浆压力； 砂砾石土的容重； w水的容重； h注浆段的深度； hw地下水位高度；K主应力比。 3)粘性土劈裂公式 在粘性土中，水力劈裂将引起土体固结和挤出等现象，当仅有固结时，注浆量体积V及单位体积所需的浆液量Q可由下式计算：(9.18)Q=pmv(9.19)式中：P0注浆压力； p有效注浆压力；

29、 a浆液扩散半径； u孔隙水压力； mv土的压缩系数。土层注浆后的固结度的计算公式为：(9.20)式中：V注入土中的结石总体积； n0土体的天然孔隙比； n1土体注浆后的孑L隙比； U注浆后土体的固结度。 值得注意的是，在裂隙岩石中灌浆，控制水力劈裂发生和发展的主要因数是岩石中已存在的软弱结构面。含裂隙岩石是否发生了水力劈裂可以通过压水试验资料分析判断，通常采用的方法有数值法和QP曲线法(流量一压力曲线法)。4注浆加固设计4.1设计内容与设计程序 对边坡进行注浆加固设计，主要内容包括：边坡工程地质调查、注浆方案选择、注浆标准的确定、边坡注浆位置的确定、浆液的配方设计、钻孔的布置与注浆压力的确定

30、以及注浆后边坡的稳定性验算等。设计流程如图9.6所示。4.2注浆方案与注浆标准的确定 对于公路边坡工程一般都是永久性工程，注浆的目的主要是提高承载力和抗滑稳定性，根据不同的地层可由表9.2选择相应的注浆方法和常用浆材。注浆标准是指注浆后应达到的质量标准，在边坡工程中，由于边坡的地质条件千差万别，稳定性差异较大，因而很难规定一个统一的标准，基本原则是要求边坡稳定性安全系数达到公路规范的规定。一般而言，可以根据边坡的地质情况和要求的稳定性安全系数反求边坡岩土体的强度参数(C，值)，以该强度参数作为对边坡注浆加固设计的标准。4.3注浆材料及配方设计原则用于公路边坡注浆加固的浆液一般要求具有流动性好、

31、稳定性高、无毒、无污染等特点，一般采用水泥浆，水泥标号不低于425号，水灰比采用逐级变换方式，一般用5：12：1开灌，然后根据耗浆量逐渐变换水灰比，最后为0.5：1，具体参数还要通过现场灌浆试验确定。浆液存在凝结时间问题，凝结时间应根据边坡的具体情况进行适当的调整，这是进行浆液配方设计时必须要考虑的因数之一。对于干燥且裂缝不发育的边坡，浆液应有足够长的凝结时间，以保证注浆达到预定的影响范围；反之如果边坡中地下水丰富或裂隙发育孔隙尺寸较大，应尽量缩短凝结时间，以防止浆液过分稀释或大量流失。一般浆液的凝结时间可分为极限注浆时间、零变位时间、初凝时间和终凝时间，在进行浆液设计时应视具体情况的需要分别予以考虑。4.4浆液扩散半径的确定及注浆孔平面布置准确确定浆液扩散半径将对注浆工程的工程量、造价和注浆效果有着重要的意义。浆液扩散半径的确定有两种方法，一是运用第三节的理论公式进行计算，该计算值虽然是近似的，但对注浆设计仍然具有重要的参考价值；第二种方法是通过现场注浆试验来确定。现场注浆试验可采用三角形、矩形或圆形布孔方法(如图9.7所示)，通过对观测孔进行压水试验和冲浆观测确定出浆液的扩散半径。