軟土路基沉降病害治理的注漿加固技術及其試驗研究

摘 要：通常軟土路基的承載能力比較弱，極易產生沉陷坍塌、開裂等現象，對道路的正常運行產生很大的影響。目前，在已經使用的道路上，進行軟土路基的維修養護，對施工技術和施工周期都有嚴格的要求。文章闡述了劈裂注漿加固技術、花管注漿加固技術兩種軟土路基維修養護的有效辦法，并以珠街-廣南-法利-西林界二級公路工程為例，探討了軟土路基的加固技術，以期為該行業提供相關的參考資料。

關鍵詞：軟土路基；沉降病害；注漿加固技術

近年來，我國的道路建設工程的數目持續增加，其質量也在不斷提升，其中不乏不斷完善施工工藝的推進作用。而注漿技術被廣泛應用于軟土路基的加固施工中，提高了道路的安全性以及使用的壽命，從經濟上而言，大大降低了后期維護的成本，對軟土路基的建設有著重大的意義。

1 軟土路基沉降病害治理的注漿加固技術

1.1 劈裂注漿加固技術

1.1.1 產生病害的原因

第一，剝蝕坍塌。這種現象通常發生于高等級的道路中，其主要原因是通常情況下，這種道路的路基是一種高填路堤，比較容易受到風力、流水的沖擊作用，泥石流等自然災害會產生剝蝕的作用，從而破壞軟土路基使其變形，倘若不實施可行、有效的維護措施，就會導致路面開式的變形，從而使道路不能正常通行。第二，浸水引起的沉陷。這種情況通常發生于雨水較為頻繁的區域，在這種地方雨水積于地面，如果排水系統不流暢，雨水就會滲入軟土路基中，再加上路上行車的載重、土體自身的重量、水體溫度的變換等因素，如果不能及時的采取措施，就會導致其承載能力的降低，產生沉陷現象，損壞路面，導致其開裂。第三，剪切拉裂。引起剪切拉裂的主導因素是：在行車產生的振動負荷載重或者土體自身產生的重力作用下，高觸變性的軟土就會體現出很大的流變性質，致使軟土朝著外面移動，如果不能及時采取相應的措施，就會使路基產生沉降現象，而且沉降的并不均勻，進而引發開裂等病害。

1.1.2 劈裂注漿加固技術特點

第一，該技術施工的過程中不用開挖路基土體，不會對道路的結構產生損害，對正常的交通影響較小，具有無阻礙、創傷小、施工范圍窄等特點；第二，施工的時間較短、效率較高，能夠快速恢復交通；第三，施工工藝較為簡單，容易掌控，在管理施工人員上可以實現精細化管理模式，為提高施工的質量提供了有力的保障；第四，劈裂注漿的技術相對成熟，投入成本較低。

1.1.3 作用機理

這種加固技術采用的是非開挖的形式進行的，其主要的機理是：利用外力，將漿液注入路基的土體中，從而漿液將會對其產生附加壓式的作用力，隨著這種壓力的升高，土體最小的主應力面將會形成剪切式的裂縫，此時，注入的漿液就會沿著新產生的裂縫進行非常快的擴散；當持續向土體中注入漿液時，土體最小的主應力也會持續增加，同時注入的漿液隨之產生更大的壓力，就會使最大、最小兩種主應力的作用方向產生變換，進而產生二次劈裂。經過上述的兩次劈裂式的向土體中注入漿液，建成網絡結構式漿液脈絡，完善土體的結構，實現提升軟土路基穩定性以及強度的目的。

1.1.4 作用效果

在將漿液通過劈裂的方式注入土體中時，漿液會把土體空隙中的空氣、水排擠出去，同時漿液中的離子能和土體中的離子進行交換，并發生物理填充、化學結晶等作用，形成網絡形狀的結石，能夠實現對土體骨架以及脈絡的加固，構建成一種新的路基結構，兼具高密度、高強度、高水穩定性等特點，最終實現提升軟土路基穩定性能的目的[1]。

1.2花管注漿加固技術

1.2.1 花管注漿加固技術的概述

花管注漿指的是：利用鉆孔把注漿使用的花管深入土體的要進行加固層面，通過分段式的注漿方法，讓漿液在外界的壓力作用下，通過花管注入加固地層，這種方式注入的漿液較為均勻，并且可以控制漿液在每段中含量，還能保證漿液擴散時的均勻程度。

1.2.2 花管注漿加固技術的優點

第一，能夠最大限度的防止軟土路基注漿時不均勻現象，避免由于路基的凹凸不平導致的交通事故的發生；第二，該技術的運用能夠在最大程度上減小投入的成本、完工后的維修養護成本，實現經濟效益的最大化；第三，大幅度地減短了軟土路基施工的時間，也在一定程度上起到了保護環境資源的作用；第四，該技術的施工過程較簡便，對施工者的要求也不高，還能保證注漿施工的優越性。

1.2.3 花管注漿加固技術的加固原理

第一，改變了土體的性質。在將漿液注入土體后，將會產生很多的物理化學反應，能夠產生膠凝體類的混合物質，這些物質的強度很高；第二，起到防滲堵漏的作用。在將漿液注入軟土路基后，它會將土體中的孔縫填滿，從而將水體流動的通道堵上，避免了水體的縱向、橫向流動，減小了水體沖擊對路基產生不好的影響；第三，具有骨架支撐的作用，在將漿液注入軟土路基后，漿液會以魚骨的形狀凝固于土體中，強化了土體的整體性，同時還提升了土體的密度和強度，從而產生骨架支撐的作用；第四，具有壓實、劈裂和滲透的作用，在將漿液注入軟土路基后，漿液深入孔縫中，在外界壓力的作用下，將會對土體形成一定的劈裂作用，從而引導漿液沿裂縫進行滲透。

1.2.4 花管注漿加固技術施工的技術要點

在注漿加固施工中，第一次應用靜態的方式。根據分段原則，將注漿用的花管固定于注漿的地層，再通過劈裂的方式將水泥砂漿注入相應的位置，在其深度達到設計的要求時，把注漿花管拖延至下一段，重復上述步驟的操作，一直至所有需要注漿的路基都注入了漿液。

2 工程實例

2.1 工程概況

珠街-廣南-法利-西林界二級公路工程位于云南省文山州境內，該段公路技術等級為二級，路線全長109.57565公里，其中珠街至廣南段45.25公里，廣南經法利至西林界段58.871公里，廣南縣城過境線5.55公里。該公路于2009年10月開工建設，于2011年6月28日通過交工驗收，該公路目前已通車。K63+360段為沿老路改造路段，公路運營至今該路段左半幅路基出現下滑及沉降現象，導致路基路面破壞，如圖1所示。

2.2 路基加固方案

由于該滑體所在的斜坡已經發生明顯的蠕滑錯動，因此應按滑坡治理原則選取治理方案。滑坡治理原則是：技術可行、經濟合理、不留后患。對于支擋工程的位置，盡可能利用滑體抗滑段的抗滑力，以減少支擋結構的荷載。同時應針對滑坡的具體特點、滑動面埋深及滑坡體的特點，可分段采取不同的整治措施。具體措施包括以下路段：

（1）滑坡治理工程公路里程為K63+320～K63+460段，路段內的左半幅路基鋼管注漿加固，見圖2。

（2）路基加固工程公路里程為K61+835～K62+035段，全幅采用路基鉆孔注漿加固，見圖3。

3 結束語

注漿加固技術在軟土路基中的廣泛應用，有效治理了路堤填方沉降或開裂、地基軟弱坍塌等路基病害，提高了軟土路基的安全性和使用期限，對軟土路基的新建或者改建都具有非常重大的意義。總之，注漿加固技術滿足了現代多樣的道路建設，值得深入研究、探討。

參考文獻

[1]范宏建.劈裂注漿加固技術在軟土路基養護維修中的作用機理分析[J].華東公路，2015，05：41-43.

[2]稅歡，徐亮.關于軟土路基花管注漿加固技術的探討[J].城市道橋與防洪，2015，09：134-136+16.