公路路基沉陷注漿施工技術

馬艷艷

（駐馬店市公路工程開發(fā)有限公司，河南 駐馬店 463000）

我國公路橋梁路基施工受多種原因的影響，導致施工過程存在許多不可控因素，施工質量穩(wěn)定性不足，整體施工效益較差。對此，探討注漿技術在公路橋梁路基施工中的應用具有實際意義。

1 注漿技術基礎原理

注漿技術是使用預先制作好的水泥、水玻璃以及其他的材料共同制作成漿液，根據一定的摻和比以及壓力將其注入到橋梁縫隙、地基軟弱層當中，實現對具體位置的強化處理。利用漿液隔水、快凝等特點，促使注漿及其周邊的土層介質發(fā)生相應變化，最終提升公路橋梁路基的安全性、隔水性。注漿技術的優(yōu)勢在于施工速度快、設備要求較小以及應用范圍廣泛，幾乎可以應用在所有的地基施工項目中。還可以通過漿液的基礎原理進行調整后應用，對周邊土壤和巖土形成一定的固定作用，加快其快速凝固與融合的同時，提升整個橋梁路基的安全性、隔水性和穩(wěn)定性。

2 注漿加固的關鍵因素分析

2.1 沉陷原因

1） 路基存在裂縫在高速公路建設、運營階段，受到環(huán)境因素、人為因素等影響，不可避免地路基會出現裂縫，隨著時間的推移裂縫逐漸延伸、擴大，從而導致路基出現沉降；2） 回填、碾壓不當在高速公路建設過程中，如果路基回填速度過快，碾壓不充分、不到位，會導致路基密實度不足。在公路運營階段，路基會在填土自重和車輛荷載的長時間作用下不斷被壓密，導致出現沉陷等病害；3） 前期勘察不到位路基施工過程中破壞了地下水系統(tǒng)，地下水的作用導致路基的承載力、強度降低；路基土中有多種填料，其工程性質各不相同，隨著時間的推移，在荷載的作用下，路基出現不均勻沉降，導致沉陷；4） 維修養(yǎng)護不及時公路出現裂縫、龜裂等病害時未及時維修，雨水沿著裂縫滲入路基，在行車荷載作用下產生動水壓力沖刷填土層，加速路基的沉陷。

2.2 注漿法加固機理

注漿法是通過路面鉆孔，利用液壓、氣壓等注漿設備，將水泥漿液通過管道注入地基中，壓入土中的水泥漿會與土發(fā)生物理化學作用，漿液由于壓力作用會滲透填充土顆粒之間的空隙、裂縫，并把土顆粒擠壓密實，而且水泥漿與土顆粒發(fā)生離子交換作用，土顆粒集聚，路基孔隙率下降，水泥漿經過一段時間后會水化硬化，并且與土顆粒發(fā)生固化作用，形成一種特殊的膠體結構，原本松散的土顆粒就會膠結形成一個整體，從而提高了路基的強度與穩(wěn)定性。

2.3 注漿材料

目前主要有滲入性注漿、劈裂注漿和壓密注漿三種注漿形式，常采用的是滲入性注漿法。滲入性注漿法，顧名思義，就是在注漿壓力的作用下，水泥漿液滲入到土體孔隙和裂縫，因而漿液中水泥顆粒的尺寸必須小于土體的孔隙，并且注漿壓力越大，漿液的擴散面積就越大，土體的吸漿量也就越大。目前常用的注漿材料為42.5#普通硅酸鹽水泥、無外加劑的水泥凈漿。由于純水泥凈漿的凝結時間較長，易受到水的沖刷侵蝕，影響交通通行，可以在水泥漿液中加入一定量的水玻璃或石灰，加速水泥漿的凝結?？紤]到漿液的滲透能力越強，路基加固的效果可能越好，可在水泥漿中加入適量的磷酸二氫銨，以提高漿液的滲透力。還可以有針對性地采用凝結速度快、早期強度高的硫鋁酸鹽水泥以及具有膨脹效果的VAE 乳液與普通硅酸鹽水泥復配的漿液。

3 施工工藝

3.1 準備工作

對施工段進行地質勘探，確定沉降處的地形、地質情況，檢測土體的塑限、液限、最佳含水量等。根據該路基土質情況、所需漿液凝結時間，在室內進行水泥漿液配合比設計。現場進行注漿試驗，測試該路基漿液的注入率和有效擴散面積，選定布孔間距，設計注漿布置圖，計算材料用量，根據注漿布置圖進行放樣，布設水準點、控制點。

3.2 新型注漿材料配合比設計

注漿法是處治路基沉陷病害最有效的方法之一，但由于道路施工時間緊、面積小等外界環(huán)境原因會對水泥注漿材料提出更高的要求，且傳統(tǒng)的水泥注漿材料具有凝結時間長、早期強度較低、凝結硬化后體積明顯收縮等缺點，使目前水泥注漿材料無法滿足快速修復沉陷病害的要求。本文在以往注漿材料研究的基礎上，以硫鋁酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、VAE 乳液為原材料，對新型注漿材料配合比進行設計，以滿足工程病害修復需求。

3.3 布孔、鉆孔

在沉陷位置處按梅花樁形布置注漿鉆孔，孔間距為1.0m，確保被加固土體在平面和空間內連接成為一個整體。布設范圍要超出路基沉陷部位一定的范圍，沉陷嚴重的地方可以根據具體施工情況調節(jié)孔距大小。如果因為某些條件的影響，鉆孔不能放置在設計位置，那么可以在不擾動其他已就位鉆孔的前提下，就近布置鉆孔。

3.4 埋管、注漿

采用振動沉管機依次將直徑為20mm 的高壓花管沉入注漿孔。注漿管下部有許多小孔，將小孔和注漿管下部開口多層封閉。注漿管必須一次性放到設計深度，在到達孔底后孔口處預留0.5m。小型攪拌機拌制水泥砂漿，采用摻加了速凝劑的42.5#普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.8。通過高壓注漿機將水泥砂漿灌入，注漿壓力為1MPa 左右。采取先外圍、后中間的間隔注漿方式，從路基沉陷的外部開始，每隔一排、隔一孔注漿，呈環(huán)形包圍狀，中間部位也同樣隔排隔孔注漿，最后加密注漿。注漿過程中要時刻關注孔內、鄰孔的漿液上升情況，以及孔四周的情況。如發(fā)現周邊有漏漿、路面鼓起等狀況，要立即采取措施進行處理，處理好之后再繼續(xù)注漿。水泥漿凝結后，由于收縮作用，路基仍可能存在一些裂縫，對此進行補漿處理。

3.5 施工順序控制

公路橋梁路基施工期間需要做好注漿順序的合理控制，主要采用由下至上的順序進行控制。首先需要做好鉆孔放樣處理，之后進行公路或橋梁的底部加固處理。施工之前需要保障水泥比例的合理性，做好配合比的試驗檢測，避免壓力不足或過高所導致的各種風險。

3.6 強化施工管理

施工期間需要做好科學的管理，只有將合理的地基加固方式以及科學的管理方式結合才可以更好地保障整體施工質量。目前，施工方面仍然存在許多的管理問題，例如注漿施工期間機械的行走路線、施工速率不合理、地基擾動問題突出等，都會導致地基加固均勻程度不足，場地沉降不均勻表現也會非常突出，所以，做好科學的管理非常重要。在市政道路施工中需要提高對軟土地基的重視度，在處理期間考慮環(huán)境方面的因素，例如注漿施工期間可能會出現各種擠壓變形，從而出現沉降與位移。另外，施工期間如果出現沉降，則需要做好針對性質量控制。根據變形觀測采取必要措施。路基的支護結構變形觀測內容涉及到邊坡的變形、周邊建筑物以及地下管線的變形觀測等內容，借助對監(jiān)測數據的及時性分析，可以及時掌握土方開挖和支護設計的具體情況，從而保障注漿施工的整體效益。

4 處治效果

4.1 平整度

路面平整度不僅影響道路行車舒適性與安全，而且影響路基工作區(qū)深度，通過對處治后路面平整度的檢測，可直觀地體現路面處治后的效果，另外可以掌握以后路基工作區(qū)的深度，有效避免路基的處理深度。

4.2 彎沉檢測

在路基沉陷病害處治完成后，分別對道路的墊層、基層和面層進行彎沉檢測，并根據《公路工程質量檢驗評定標準》 （JTGF80/1-2004） 要求，檢測道路彎沉值以評價該處治方法的有效性。

5 結語

注漿技術主要是通過灌漿填充、擠密等作用達到處治沉陷病害的目的，具有重要的工程價值。本文通過流動性試驗、凝固試驗、體積膨脹率試驗和抗壓抗折強度試驗提出一種新型注漿材料配比，并系統(tǒng)研究相應的注漿工藝，結合處治后路面平整度、彎沉值評價處治效果。結果表明：該新型注漿材料和注漿工藝的應用，可有效完成對路基沉陷病害的處治，提高道路行車舒適性和安全。