浅析压力灌浆技术在高速公路路基病害处治中的应用

    李红艳 陈冬梅

    摘要：近年来，在我国国民经济高速发展的今天，交通运输业作为国家基础设施体系的主要组成部分，在我国得到了迅速发展。随着公路建设规模的不断扩大，特别是高速公路建设，受多种客观因素影响，普遍存在不同程度的路基病害问题，将对公路正常运营造成不利影响。为进一步提升高速公路通行能力，应采取科学有效的技术措施处治路基病害，如压力灌浆技术的应用，可有效提升路基承载力，增强路基稳定性，延长工程使用寿命，因此，在公路路基病害处治中得到了广泛的应用。

    关键词：压力灌浆；高速公路；路基病害

    1工程概况

    某高速公路工程地质条件差，上部地层主要为杂填土、淤泥质土等，满足不了上部荷载对路基的要求，进而在通车后路基差异沉降较大。为提高路基稳定性，保证路基强度，决定选取灌浆加固法处理此路段路基病害。因杂填土具有较大孔隙，可灌性良好，灌浆后将有效提升其力学强度、抗变形能力等，并能有效增强其整体结构。通过钻孔在淤泥质土内灌人浓将，可压密、置换土体。

    2压力灌浆技术原理

    因路基下沉一般有较大面积，且深度大，为解决路基沉降病害，选用灌浆法效果最佳。因本路段为高填路堤，填料以路基周围挖方段材料为主，主要选用碎石等，因多种客观条件影响，路基边缘压实难度较大，往往无法满足设计要求。长此以往，必将对路基稳定性造成严重影响，甚至危害行车安全。选用灌浆法处理路基病害，可在一定压力下，促使水泥浆液在相应范围内进行不断扩散、固化，保证路基孔隙被浆液填满，形成完整的结石体，进而达到地基强度提升的目的，这对增强路基强度意义重大。

    压力灌浆是利用钻孔通过压力向岩土孔隙、建筑物裂隙内注入可固结的浆液，以此改善加固体物理力学性能。在加固体内注入浆液后，通过填充、渗透或挤密等途径，将土体颗粒挤出，或将岩石裂隙内的水分、空气挤出，使浆液占据其位置，待浆体凝固硬化之后，即能密实原有较为松散的土体，使其胶结形成一个完整的整体，且保证其强度高及水稳性、化学稳定性良好。

    3高速公路路基病害处治中压力灌浆施工工艺

    3.1灌浆孔成孔

    灌浆施工中，可选用直径37-42mm注浆花管作为主要管材，且在1.5m左右控制管长，花管前端以尖锥状呈现，选取冲击锤向受注层位直接打入花管。完成以上作业后，钻机即可就位，且根据施工工序进行钻孔施工，在施工时尽可能避免注浆孔歪斜现象发生。

    3.2制浆

    严格按照材料试验进行配合比的确定，合理选用注浆材料，制浆时应根据相关工序要求适量掺加材料，且保证计算准确无误。同时全面了解浆液性能，做好使用搭配工作。除此之外，应均匀拌和浆液，且在注浆前连续搅拌，避免再次沉淀，对浆液质量造成严重影响。

    3.3注浆

    利用注浆设备及输浆管路向设置层内灌注浆液，根据本工程需求，可选用由下至上式孔口封闭注浆法施工。此工序可一次成孔，选取三角楔用于孔口止浆，并将封口及时堵塞。按照由下到上的顺序，一段一段地进行注浆施工，一般在1.5m左右控制注浆段高度。注浆施工前，需完成现场注浆试验，进行单孔注浆量的确定，随后根据所选用的注浆施工方法进行施工。当注浆量与设计要求相符后，即可停止注浆施工。

    注浆时，如地面隆起或出现跑浆问题，需及时暂停注浆施工，并对其原因进行分析，采取措施进行有效解决。随后在下一个注浆段施工时，应适量减少注浆量，并对封孔装置及注浆设备等进行详细检查，如仍存在隆起、跑浆问题，需及时结束此孔注浆施工。

    3.4封孔

    完成灌浆施工后，需及时进行封孔施工，并将封口封堵物及时排除，随后将砂石投入孔内，高度直至水稳层顶面。24小时之后，如浆液仍存在沉淀现象，需及时填补水灰比1：2浆液，直到水稳层顶面。

    4高速公路路基病害处治中压力灌浆效果检验及评价

    4.1效果检验

    （一）灌浆材料分析

    此次施工共完成1209个灌浆孔，总体为5579.72m，水泥灌入量共1855.4t，每孔水泥平均灌入量为1.535t，每米水泥灌人量平均为0.333t。通过分析可见，被灌段土体空隙下降幅度较大，由此可见，此施工段地层具有可灌入性。

    （二）静荷载试验

    完成施工15d后，在施工段内选取代表点（5个）实施静荷试验。如在杂填土顶面单点进行130或140kN加载施工，便可满足施工规定，即可停止加载。此时沉降量范围9.31-11.72mm，10.3mm为其平均值，由此可见，该位置地基土并没有达到极限破坏状态，表明其路段复合路基与杂填土承载力标准值均在130kpa以上。

    （三）钻孔取芯标贯试验及深槽开挖检查

    在施工段范围内，选取钻孔检验点共12个，以此实施钻孔取芯、标贯试验，由钻孔取样的芯样分析可得，杂填土内具有大量水泥结石，且结石可紧密胶结土体。淤泥质土体内水泥结石的形态以成团块状分布，部分块状结石主要通过淤泥、淤泥质土体胶结，同时水泥结石也存在于粉、细砂内，土工试验得出，可有效提高其密度，状态已从较为松散转化为密实形态。标贯试验可见，杂填土密实度良好，11.2击为其平均击数，原来粉、细砂平均击数仅为6击，现已增至11击，且承载力标准值也增至148kpa。通过深槽开挖检查结果分析，片状、条带状为杂填土的水泥结石形态，1-5cm为其厚度范围，可形成路基硬壳表层。

    （四）弯沉试验

    待完成水稳层施工7d后，可进行弯沉试验，点位为30个，0.16-0.80mm为其弯沉值范围，0.41mm为其平均值，都在设计值0.9mm以内，由此可见，弯沉值符合设计要求。

    4.2效果评价

    通过上述研究，可有效填充灌浆施工范围的杂填土层空隙，通过填充、挤密与置换等一系列措施进行淤泥质土体处理，可有效压密粉、细砂层，以此从松散砂层逐步转化为密实度较高的砂层。通过灌浆处理后，可有效加固各类不良土体，提高路基承载力，满足路基不均匀沉降合理控制的目标。

    5结束语

    综上所述，随着社会经济的迅速发展，我国公路建设规模越来越大，人们对公路建设质量提出了更高的要求。而公路工程整体质量的优劣很大程度上受路基病害影响，特别是路基沉降问题。压力灌浆技术的應用，可最大程度控制路基不均匀沉降，减少沉降量，能够全面提升公路工程施工质量，最终实现公路使用寿命延长的目的。

    参考文献：

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