公路路基沉陷注漿技術(shù)研究

李云

（德安縣竣達工程有限公司，江西 德安 330400）

0 引言

在公路路基工程施工過程中，路基沉陷問題會影響到車輛通行的安全性以及穩(wěn)定性，同時也會增加公路維修的投入成本。因此，采取科學有效的方法來解決路基沉陷問題對企業(yè)的發(fā)展有著重要影響。本文對注漿施工技術(shù)進行分析，了解技術(shù)的操作要點，對提高路基沉陷處理質(zhì)量有著重要幫助。

1 公路路基沉陷常見注漿技術(shù)類型

1.1 高壓噴射注漿技術(shù)

當施工區(qū)域內(nèi)地下水活動緩慢，但注漿時漿液又以較快的速度進行凝結(jié)，在這種情況下則需要采用高壓噴射注漿技術(shù)進行施工。

同時，當施工場地地面植物較少，地表層不會含有較多的植物根莖，而且施工場地地面含有一定數(shù)量的大顆粒石塊時，也應(yīng)采用高壓噴射技術(shù)來開展施工。在該技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，主要是利用高壓水流實施鉆孔，過程中漿液會在高壓水流作用下灌注到具體的裂縫位置，從而達到防止路基結(jié)構(gòu)變形，提高路基整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全性的目的。

1.2 靜壓注漿技術(shù)

當施工現(xiàn)場地層土質(zhì)沉陷松軟狀態(tài)時，需應(yīng)用靜壓注漿施工技術(shù)來進行施工。靜壓注漿技術(shù)通常對實際施工有一定要求，當注漿施工完成后，漿液具備較強的延展性。實踐中，首先需要利用注漿管來對施工部位進行漿液注射，漿液在注漿壓力的作用下會迅速到達土層，過程中還能將土層中含有的水分與空氣排出。當注漿施工完成漿液凝固后，施工區(qū)域所在地層的強度及密實性能得到大幅度提高，進而為路基順利施工奠定基礎(chǔ)。

1.3 劈裂注漿技術(shù)

當施工現(xiàn)場出現(xiàn)路基沉陷等問題時，施工單位通常會采用劈裂注漿技術(shù)進行施工。在該技術(shù)應(yīng)用前期，施工人員首先要對施工現(xiàn)場進行仔細勘查，同時結(jié)合現(xiàn)場土質(zhì)條件明確具體的施工方式，并將裂縫以從小到大的順序進行排列，然后將漿液注入裂縫縫隙中，經(jīng)過一段時間后，漿液與土層結(jié)構(gòu)就能充分結(jié)合為一體。其次，當施工區(qū)域內(nèi)地層結(jié)構(gòu)的滲水性能較弱時，也可采用劈裂注漿技術(shù)來提高土層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使其具備較好的可塑性。但是，劈裂注漿技術(shù)施工工藝較為復雜，過程中易受到內(nèi)外因素的干擾，為了提高施工質(zhì)量與效率，在具體施工中，施工單位應(yīng)加大技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)的質(zhì)量管控力度。實際施工時要先進行鉆孔作業(yè)，在鉆孔時施工人員要注意將孔隙控制在90～100mm 范圍內(nèi)，孔距則應(yīng)保持在1.3m 內(nèi)，并確保垂直度。然后采用泥漿進行灌注與封閉施工，該環(huán)節(jié)施工主要針對鉆孔壁與單項閥管兩者之間的縫隙實施封閉處理。最后將單向閥管插入，開始分層注漿操作[1]。

1.4 壓密注漿技術(shù)

在實際施工過程中，壓密注漿是較為常用的注漿技術(shù)。在具體應(yīng)用環(huán)節(jié)，施工人員要按照設(shè)計比例將水泥與化學漿液進行充分融合，并通過壓力作用將漿液注入土層結(jié)構(gòu)中，以此提高土層的密實性。在該技術(shù)應(yīng)用前，工程技術(shù)人員首先要對施工現(xiàn)場進行詳細勘查，并根據(jù)勘查結(jié)果制訂施工方案，而后才能進行注漿施工，針對部分孔隙較大的部位可采用填充方式進行操作，孔隙較小的部位則可直接注入水泥與化學漿液。尤其是在部分富含黏土層及砂土層的施工區(qū)域，壓密注漿技術(shù)應(yīng)用效果極為明顯，為了促進施工質(zhì)量的提高，過程中要對水泥漿液與化學漿液的配合比進行不斷完善。在混合漿液的攪拌環(huán)節(jié)，施工人員要合理控制攪拌時間與力度，這樣才能確保地基結(jié)構(gòu)的強度能滿足道路工程的施工需求。進行壓密注漿施工時，首先要進行現(xiàn)場測量與放線，然后明確樁位控制點，而后進行鉆孔、漿液配制，最后進行注漿施工。

2 注漿技術(shù)在高速公路路基沉陷治理中的應(yīng)用實例

某城市高速公路總長為29.3km，公路路基的寬度與路面寬度分別為18.3m 與16.3m，設(shè)計為雙向四車道。在整個工程中，有部分路段為高填方路基，由于在最初構(gòu)建過程中，該路段的碾壓施工質(zhì)量存在不足，再加上路基使用年限的拉長，導致該路段路基出現(xiàn)沉陷等問題。為了確保高速公路能正常穩(wěn)定運行，需對路基沉陷問題進行處理。施工方通過勘查后發(fā)現(xiàn)該路段交通流量較大，為了防止施工工作開展對現(xiàn)場交通帶來太大影響，應(yīng)盡可能將工期控制在合理范圍內(nèi)。通過對路基沉陷問題進行勘查分析后，施工方?jīng)Q定采用注漿技術(shù)來對路基沉陷進行處理，以此達到提高路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性的目的。

2.1 前期準備

正式施工前，相關(guān)人員首先應(yīng)對施工圖紙進行仔細審核，并對施工技術(shù)的應(yīng)用及方案的可行性進行核實。與此同時，開展技術(shù)交底方案的制訂，并與相應(yīng)的工程技術(shù)人員進行技術(shù)交底，使他們能充分了解設(shè)計方案，并對技術(shù)重點及質(zhì)量標準有全面掌握。

2.2 注漿機具的配套

在進行注漿施工前，施工人員應(yīng)對現(xiàn)場病害情況進行仔細勘查并根據(jù)勘查結(jié)果選擇合理可行的注漿技術(shù)。如果裂隙巖體的吸漿量比較小時，可利用循環(huán)式注漿技術(shù)進行施工；反之，則采用純壓力式注漿技術(shù)為宜。注漿技術(shù)明確后，就要結(jié)合現(xiàn)場實際情況進行施工設(shè)備、工具的選用。在該項目施工中，采用的是XY-100 回旋式鉆機進行鉆孔，還有拌料筒與型號為BW-150 的注漿泵。為了確保拌和質(zhì)量，拌和設(shè)備性能能滿足施工需求。同時，在注漿泵與注漿孔口位置安裝壓力表，主要是為了能對注漿壓力進行實時監(jiān)測與控制。

2.3 注漿材料的選擇和制備

2.3.1 注漿材料的選擇以及配合比設(shè)計

為了保證注漿施工的高質(zhì)量，在實際施工時應(yīng)確保注漿材料的科學合理應(yīng)用。在公路路基沉陷處理過程中，主要的施工材料為水泥泥漿。通過漿液配比試驗得出漿液的初凝時間為15～80S，終凝時間為3～240min，同時結(jié)石體7d 抗壓強度要大于0.8MPa。為了防范漿液流失或者漿液過于黏稠等情況的出現(xiàn)，施工過程中需對漿液配合比進行不斷完善。

（1）主要施工材料為普通硅酸鹽水泥，水、水泥、粉煤灰分別為0.5、1、0.35；通過準確稱量充分拌和，保證漿料28d 抗壓強度不小于5MPa。

（2）為了提高漿液的使用性能，應(yīng)合理選用外加劑。為了加快水泥泥漿的凝結(jié)，防止其凝結(jié)過程中出現(xiàn)不良問題，在水泥泥漿的拌和過程中，可適量添加速凝劑，這樣能有效加快水泥泥漿凝固。在該工程施工中，采用水玻璃，其含量是水泥總量的3%。通過水玻璃的融入，漿液的凝固速度得以加快。外加劑的應(yīng)用要根據(jù)漿液的具體特性及施工需求來明確[2]。

2.3.2 漿液的制備

在漿液制備前，要先對制漿過程中需應(yīng)用的材料進行準確稱量，通常情況下，稱量的誤差應(yīng)控制在5%范圍內(nèi)。漿液拌和時要確保攪拌充分，使所有材料能充分融合。具體攪拌時間一般要根據(jù)攪拌機器的性能而定，普通設(shè)備的攪拌時間要大于90s，如果設(shè)備拌和速度較快可將速度調(diào)整到30s 以上。漿液攪拌完成后，要對其進行過篩操作，過篩后的漿液要在4h 內(nèi)使用完成。如果漿液拌和時添加了適量的減水劑，就需要采用高速攪拌機進行充分拌和。漿液拌和完成后進行質(zhì)量檢測，過程中溫度控制在10～40℃為最佳狀態(tài)，速度則應(yīng)設(shè)置為1.5～2.0m/s。

2.4 鉆孔

布孔時要將孔位按一定形狀設(shè)置，如果出現(xiàn)部分板塊斷裂，要進行調(diào)整，并在斷縫處增設(shè)2 個孔位。施工人員在此過程中應(yīng)明確孔的具體點位，一般要在板塊的左右兩側(cè)選擇合適的位置進行孔位布設(shè)。離板塊邊緣50cm 處不宜設(shè)置孔位。當板塊裂縫較大時，要在裂縫的四周進行孔位設(shè)置，裂縫與孔位之間的距離要大于30cm。

2.5 注漿

注漿前首先要將灌漿栓塞打入，并對水泥板塊實施錨固操作，栓塞與基層之間的距離要控制在合理范圍內(nèi)，同時在栓塞上固定軟管出料口，過程中要確保連接部位完全密封充分牢固，這樣才能防止漏漿爆孔等問題的出現(xiàn)。保證完全錨固后，就可啟動灌漿泵，進行漿液持續(xù)輸送，輸送過程中施工人員需對漿體進行實時監(jiān)測，確保流入孔中漿液質(zhì)量能滿足施工需求。一旦發(fā)現(xiàn)漿體流動線路的壓力超過標準值，必須馬上停止?jié){體泵送，壓力過高易導致面板斷裂，反之，則無法達到壓實成效，壓力通常會根據(jù)注漿機型號的不同存在一定區(qū)別。漿體的整個壓注過程要保持緩慢加壓的狀態(tài)。當壓力加壓到標準值時，要保持約3min 上下，這樣才能保證漿液在底板上能得到完全流動與滲入，從而達到預期壓實目的。然后打開卸荷開關(guān)，進行緩慢勻速降壓，直至壓力到達標準狀態(tài)，通常情況下，壓力值要控制在1～4MPa 之內(nèi)，錨臺沉板部分應(yīng)將壓力控制在2～4MPa，脫空板部位時其壓力要達到1～3MPa。如果過程中壓力表出現(xiàn)異常情況或者發(fā)動機聲音異常時，必須馬上停止灌漿操作。在注漿期間，施工人員需對漿體的體積變化進行實時觀察，整個注漿過程應(yīng)保持速度均勻。當板塊上升到預期位置時，要馬上停止注漿操作。如果注漿過程中出現(xiàn)漿體從壓漿口噴射出來的情況，要利用木塞對其壓緊，整個過程要保持10min 后才能將木塞拔出。為了確保工作人員的人身安全，達到安全施工的目標，高壓管旁邊不能出現(xiàn)有人員逗留等情況。最后，加大注漿設(shè)備的維修保養(yǎng)力度，以此來確保設(shè)備能正常穩(wěn)定運行[3-4]。

2.6 封口

當鉆孔注漿作業(yè)完成后，工作人員首先要將孔內(nèi)的套管拔出，而后進行封孔操作，過程中可采用細石混凝土材料來進行施工，同時利用高壓水槍對注漿設(shè)備及相應(yīng)的套管進行清洗，最后采用水泥砂漿進行回填作業(yè)。

2.7 養(yǎng)護

通常情況下，在路基灌漿施工完成后的4h 內(nèi)應(yīng)嚴禁車輛在路面行駛，同時要對路基結(jié)構(gòu)加大養(yǎng)護力度，養(yǎng)護時間要確保在3d 以上，實際的養(yǎng)護時間應(yīng)根據(jù)施工后路面的強度來明確，這樣才能防止水泥混凝土路面損壞情況的發(fā)生。

3 注漿施工質(zhì)量控制措施

3.1 提升施工方案設(shè)計合理性

在施工方案的設(shè)計過程中，設(shè)計人員首先要對施工現(xiàn)場進行詳細勘查，明確施工區(qū)域內(nèi)地下管線、地面建筑物等分布情況，并充分了解區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)條件等因素，確保實際施工過程不會對周圍環(huán)境造成太大干擾。與此同時，也可有效驗證施工方案的可行性及合理性，確保注漿施工質(zhì)量與效率，為路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性提供保障。

3.2 加強原材料控制

為了確保路基注漿施工的高質(zhì)量，在具體施工過程中應(yīng)加大施工材料的管控力度。注漿施工環(huán)節(jié)需應(yīng)用到形式各樣的材料，每種材料都具備其相應(yīng)的質(zhì)量標準值，首先，在實際施工中，工作人員應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的公路施工技術(shù)標準規(guī)范，對注漿材料進行質(zhì)量檢驗，保證質(zhì)量合格后，方可應(yīng)用到工程施工中。其次，加強施工材料的運輸及存儲管理，確保材料質(zhì)量。最后，對于新入場的材料進行嚴格檢測，直至質(zhì)量檢測合格才能準許其進入施工現(xiàn)場。

3.3 做好漿液配比控制

為了得到準確合理的漿液配比值，工作人員首先要進行漿液試配，通過多種配比方式得出不同的漿液比重與含氣量，同時，對單方漿液材料配制重量與各種原材料的配制重量比進行計算，而后將試驗數(shù)據(jù)整合分析，將最標準的配比值應(yīng)用于制漿環(huán)節(jié)中。在制漿過程中，要對漿液出機比重進行檢測，通常要進行1～2 次檢測，這樣才能保證配合比的準確合理性。

3.4 加強施工質(zhì)量監(jiān)管，做好施工質(zhì)量檢驗

在具體施工環(huán)節(jié)，應(yīng)根據(jù)項目工程的實際需求與相應(yīng)的標準規(guī)范來進行施工質(zhì)量標準的制定，如明確漿液制備、注漿及鉆孔等施工技術(shù)標準，將驗收標準與施工標準進行統(tǒng)一，使具體工作人員能按照標準進行實際操作，確保每道施工環(huán)節(jié)的高質(zhì)量。

3.5 培養(yǎng)并提升施工人員的質(zhì)量安全責任意識

為了能有效提高施工人員的綜合素質(zhì)，施工方應(yīng)定期組織相關(guān)人員進行質(zhì)量安全責任專業(yè)技術(shù)及專業(yè)技能的培訓與學習，以此來促進他們整體素質(zhì)的提升。目前，在社會經(jīng)濟、科學技術(shù)不斷發(fā)展的新形勢下，對高速公路整體施工質(zhì)量也有了更高的要求，越來越多的先進技術(shù)與先進工藝被應(yīng)用到具體施工中，從而也要求相關(guān)人員應(yīng)具備相應(yīng)的專業(yè)知識與技能。但從當前的發(fā)展形勢來看，部分施工單位的施工人員在綜合素質(zhì)等方面還存在一些不足，導致技術(shù)應(yīng)用成效始終難以得到提高。鑒于此，在項目構(gòu)建期間施工企業(yè)應(yīng)加大工作人員的培訓力度，使其能準確掌握施工工藝的具體應(yīng)用，激發(fā)他們工作積極性與熱情，促使他們責任、安全意識的養(yǎng)成，以此為施工工作的順利進行奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

為了能有效解決高速公路路基沉陷等病害，在實際施工中，部分施工企業(yè)加大了注漿施工技術(shù)的應(yīng)用力度。注漿技術(shù)類型較多，為此，在施工前期，施工人員應(yīng)對施工現(xiàn)場進行仔細勘查，并結(jié)合項目施工需求，選用合理可行的注漿技術(shù)，同時進行施工方案的制訂，以此來確保施工環(huán)節(jié)的高質(zhì)量與高效率，使路基結(jié)構(gòu)能更加穩(wěn)定與安全。