随着我国“五纵七横”公路规划网的布置和实施,道路交通事业迅速发展,使用灰土挤密桩地基处理时,打桩过程中的塌孔问题越来越突出。由于工程现场粉细砂上覆黄土二元地层特殊及复杂性,既在对土层无扰动的情况下对塌孔进行处理,又保证施工进度的要求。注浆法具有操作简单、周期短等诸多优势,在各级公路地基处理过程中面临的桩孔坍塌获得了越来越广泛的应用。经过注浆法处理后的地层的强度得到明显的改善,且稳定性增强,可以结合结论有效指导施工。本文依托景中高速JZ-8标段粉细砂上覆黄土二元地层桩孔坍塌的处理,根据工程土体分布的特点,对二元地层进行注浆处理。研究注浆压力和注浆量对浆液在地层中的扩散状态、规律及结石体强度的影响规律,进行了一定的分析和计算,得到了一系列的(1)通过对桩孔坍塌的原因、二元地层的工程特性及可注性、影响因素和评判标准的分析,浆材的比选,选择粒径更小及更容易灌入地层的超细水泥浆液。(2)研发一种新型试验装置,能够实现二元及多元土层和注浆过程试验模拟。该装置能够对不同土体、不同集配、不同密实度及不同注浆控制条件的土层实现注浆模型试验,可以获得注浆过程中有关注浆参数的变化和浆液的扩散情况。利用压力控制法和流量控制法对二元地层注浆,通过对比分析,超细水泥的渗透性及加固效果明显优于普通水泥浆液,有效对地层加固解决塌孔问题,从而为实际工程设计和施工提供指导依据。(3)揭示了超细水泥浆液在二元地层中的渗透扩散状态、规律及结石体强度规律。注浆量、注浆压力和结石体的形态及加固深度呈正相关;同一注浆压力和注浆量,注浆结石体各个位置的加固强度基本均匀一致;注浆压力与被灌入土体强度呈正相关,而对注浆量无明显的影响。(4)利用有限元计算软件FLAC3D建立二元地层注浆加固模型,以不同的黄土分布厚度进行二元地层注浆加固数值分析。分析得出粉细砂成孔效应差,成孔后发生应力集中是桩孔坍塌的原因。引入塑性区对塌孔进行判断和识别,随着土层参数的提高,塑性区分布明显减小,当土层强度参数提高30%时,粉细砂层基本上没有塑性区分布,塌孔现象得到明显解决。当土层强度参数提高50%时,只有局部塑性区分布,路基结构稳定,满足正常通车要求。