高壓噴射注漿法在公路工程施工中的應用

吳春柳

摘 要 高壓噴射注漿技術施工操作相對簡單，單樁承載能力強，經濟效益良好，在公路工程建設中得到廣泛應用，能夠有效提高路基承載能力，延長公路工程使用壽命。本文主要以具體工程案例為切入點，對高壓噴射注漿施工工藝進行分析，并探尋質量控制的有效措施。

關鍵詞 高壓噴射注漿法；公路工程；質量控制

中圖分類號 U2 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）16-0186-02

伴隨國民經濟快速發展，我國機動車保有量呈快速攀升狀態，目前機動車數量已達到2.9億，公路工程在投入運營之后承擔了更大的交通壓力，對其施工質量也提出了更高要求。高壓噴射注漿法在公路工程中的應用，實現了對路基的有效加固，且后期不均勻沉降相對較少，在具體施工過程中必須結合公路工程實際情況，計算確定各項施工參數，以此為依據制定科學的施工方案，提高公路工程質量，以滿足車輛通行的需求。

1 工程案例

在某改造擴寬公路工程中，路基施工完成后局部路段存在橫向裂縫及縱向裂縫，裂縫寬度為20mm左右，路面平均沉降大于18cm，最大沉降值超過30cm，且沉降值呈逐漸增加的趨勢。主要是由于該路段淤泥質粉質粘土厚度較大，約在0.50m～4.20m，為有效控制路面沉降，通過施工方案比選確定采用高壓噴射注漿法，不僅施工周期短，后期沉降量也相對較小。結合工程加固要求，將樁體直徑設計為600mm，樁體深入軟弱土層內部，樁孔位置布置為正三角形，加固完成后的路基28天極限抗壓強度應達到3.0MPa，嚴格按照設計方案內容進行施工組織部署，在保證工程質量的前提下，盡量提高施工效率。

2 高壓噴射注漿法的應用機理

在高壓噴射注漿法具體應用的過程中，主要是結合公路工程加固需求，利用鉆機將注漿管送至指定位置，在外界高壓的作用下通過噴嘴進行漿液灌注，要求注漿壓力在20MPa～40MPa，以沖擊破壞原有土體，充分與噴射漿液混合在一起，并根據漿土比例重新排列，改善路基土體結構，待漿液完全凝固之后，形成更為穩定的復合地基，以提高路基承載能力。高壓噴射注漿法實用性強，噴射管類型相對較多，常見的有單管法、二重管法、三重管法以及多重管法等，其主要優勢體現為以下幾點：第一，適用范圍廣，高壓噴射注漿法適用于多種地質土層條件，不僅能有效加固地基，在防水止滲方面也發揮著積極作用；第二，固結體形狀可控，在具體應用的過程中，可根據公路工程實際情況調整噴射壓力、速度等相關參數，控制固結體形狀，以滿足使用要求；第三，樁身強度高，高壓噴射注漿的單樁承載能力大，可大幅提高路基承載能力，且施工操作相對簡單。因此，高壓噴射注漿法在公路工程施工中得到廣泛引用，實現了對路基的有效加固，提高公路工程施工質量，保障車輛安全通行。

3 高壓噴射注漿法的施工工藝研究

1）前期準備工作。（1）施工現場勘測。將施工范圍的碎石、植被等清理干凈，并運送至指定地點，避免對正常施工造成影響，初步整平工作面，回填坑洞現象并適當碾壓密實，為后期施工創造良好外部環境。隨后以設計方案為依據測量樁體位置，在此過程中應盡量減少測量誤差，確保樁體位置的準確性，并及時組織施工人員復核測量數據，如出現偏差過大的問題，必須采取相應的糾偏措施。（2）施工參數確定。施工參數是影響高壓噴射注漿加固效果的重要因素，必須根據公路工程的實際情況計算各項施工參數。首先，設計復合地基承載力，高壓噴射注漿施工結束后形成更為穩定的復合地基，通過對其承載能力的計算，能夠檢驗加固效果是否滿足公路工程需求，可根據實際情況進行適當調整。其次，計算注漿量，漿液噴注量與單樁承載能力密切相關，體積法及噴量法是常用的兩種計算方法，以體積法為例，其計算公式為：

式中：漿液用量表示為Q；設計樁體直徑為；填充率表示為K；設計樁體長度表示為h；折減系數為，通常取0.6～1.0；損失系數為，通常取0.1～0.2。

2）鉆機就位。根據公路工程實際地質條件確定鉆機型號，并由操作人員檢驗其使用性能，調試各項參數，避免后期鉆孔施工階段出現機械故障。按照測量放樣的要求將鉆機運行至指定位置，為盡量減少孔位誤差，鉆頭應與其中心點保持一直，將縱橫向偏差控制在50mm以內。同時對鉆桿垂直度進行校正，確保鉆孔偏差保持在1%以內。鉆機安裝應牢固穩定，采取必要的加固措施，禁止出現位移現象。

3）鉆孔施工。鉆孔施工的主要目的是將注漿管送至指定位置，結合地基加固深度以及地質土層情況選取相應的鉆孔方法。鉆進施工過程中應嚴格控制孔位偏差，不得超過50mm，以免影響路基加固質量，同時定期檢查鉆機使用性能，對于破損嚴重的鉆頭應及時更換。待鉆進至設計深度之后，檢驗鉆孔傾斜度及深度是否滿足施工要求，一旦出現誤差過大的現象，應及時采取相應處理措施。

4）插管。鉆孔施工結束后，及時將注漿管插入孔洞內部，通常情況鉆孔與插管施工可同時進行，但若施工路段地基土層相對堅硬，宜采用地質鉆機進行施工，必須將巖心管拔出之后才能安裝噴射管。在插管過程中應邊噴水、邊插管，避免注漿噴嘴被泥沙堵塞，無法進行正常的注漿施工。噴水壓力不宜過大，一般保持在1MPa以內，防止壓力過大破壞孔洞內壁，造成孔洞坍塌現象。

5）噴射注漿施工。待注漿管達到設計位置之后，可自下而上進行漿液噴注施工。注漿管應在底部適當停留1min～3min，增強底部強度，提高樁體的穩定性。隨后緩慢提升注漿管高度，合理控制提升速度，避免由于注漿管提升過快，降低樁體承載能力。在噴射注漿施工過程中，應由施工人員實時觀測記錄注漿壓力、提升速度等參數，為后期質量檢測工作提供數據支持。如路基加固深度較大，一次注漿無法達到要求，可采取分次卸管的處理。

4 高壓噴射注漿施工的質量控制措施

1）施工單位嚴格按照相關標準加強質量檢測工作，形成完善的質量管理體系，將質量控制工作貫穿于施工全過程。通過質量檢測及時發現施工中潛在的問題，并及時采取相應的處理措施，切實提高工程施工質量，其檢驗標準如表1所示。同時，為有效規范施工人員操作行為，施工單位應結合工程實際情況，明確重點部分以及施工難點，有針對性的加強技術培訓，充分掌握高壓噴射注漿法的操作規范，切實提升公路工程施工質量。

2）在高壓噴射注漿施工過程中，應由專門技術人員實時觀測施工路段的沉降量，一旦出現沉降值過大的現象，必須采取相應的處理措施，保證噴射注漿施工順利進行。冒漿是高壓噴射注漿施工中常見問題，在外界高壓作用下剝落的土體顆粒沿注漿管上升至地面，為保證樁體質量及承載能力，應對此類問題加以重視。大量工程實踐表明，注漿量過大進而超出有效加固范圍，是導致冒漿現象的主要原因。通常情況下，當冒漿量在20%以內時屬正常現象，但超出20%之后，必須根據實際情況采取相應處理措施。此外在漿液固結過程中會析出一部分水分，由于樁體不均勻收縮，在其頂部形成凹槽，影響樁體穩定性及整體性，必須及時進行回填。盡量避免漿液噴注中斷，若由于外界客觀因素不得不停止施工。應記錄噴射中斷位置，再次施工時應在具有足夠長的搭接部分，不小于100mm，切實提高樁體的承載能力。

5 結論

綜上所述，近年來國民經濟快速發展，機動車保有量不斷攀升，要求不斷提高公路工程施工質量，以滿足車輛通行的需求。高壓噴射注漿法施工工藝相對簡單，單樁承載能力強，且最大限度降低后期不均勻沉降，實現對路基的有效加固，在公路工程路基處理中得到廣泛應用。應根據公路工程的實際情況，合理確定各項施工參數，嚴格按照技術標準操作，加強質量控制措施，建立完善的質量管理體系，盡量減少施工階段存在的隱患，提高路基的穩定性。

參考文獻

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