高速公路路基滑坡路段鋼管注漿加固技術

李斌

摘 要：鋼管注漿是一種壓密注漿和錨桿注漿相結合的滑坡處理技術，可有效降低不均勻沉降，取得良好的路基滑坡段加固效果。文章以實際工程為例，對高速公路路基滑坡路段鋼管注漿原理進行了分析，然后對高速公路路基滑坡路段鋼管注漿加固施工技術進行了探討，提升了坡體的承載力，保證了滑坡路段的穩定性。

關鍵詞：路基滑坡路段 鋼管注漿加固 鉆機鉆孔

1.工程概況

K57+184-K57+940段左側邊坡設計共二級，邊坡采用臺階型設計，每10m高設平臺，一級邊坡平臺2m，邊坡坡率采用1：1～1：1.25。防護形式采用窗孔式護面墻+六棱塊植灌草防護。2016年年底邊坡開挖后先后發生小范圍滑塌，現場四方確定將在K57+430～K57+510段一級邊坡防護形式變更為路塹擋土墻，二級邊坡適當放緩防護形式調整為實體護面墻。在2017年4月邊坡頂部出現裂縫，四方于現場確定將邊坡二級以上放緩并調整防護形式，但因征地問題未能實施。2017年7月在連續暴雨后邊坡進一步發生破壞，原坡頂裂縫發展為高1.5～4m不等錯臺，同時K57+430～K57+450段一級邊坡已施工的路塹擋土墻向外推移并下沉，最大處位移>3m、下沉0.6m。對該邊坡進行了補充地質勘查，勘查結果顯示該滑坡范圍為K57+380～K57+510，為小型牽引式滑坡。因該處邊坡地面線過陡，故四方確定采用注漿加固滑體及部分清方的方案。邊坡K57+380～K57+450段一級邊坡及左幅路基（不包含中央分隔帶）采用鋼花管注漿固結滑體，邊坡K57+425～K57+445段邊坡坡頂采用鋼管加固以確保上部邊坡安全。

2.鋼管注漿加固原理

鋼管注漿加固法指的是按照一定的間隔距離在加固區布置注漿管，在注漿鋼管上設置注漿孔，并焊接倒刺。使鋼管可以穿入到加固層中，穿入深度要控制在0.5～1m左右。將注漿鋼管打入到地表后，使用水泥漿進行注漿，按照設計的配比制備好水泥漿，然后利用高壓泵級將水泥漿液壓入到土體中。此方法具有施工速度快、加固見效果好、差異沉降小等優點。如圖1所示為鋼管注漿結構示意圖。

3.鋼管注漿加固技術

3.1修整坡面

在施工前，首先使用挖掘機對坡面進行粗略修整，然后安排作業人員進行精修。施工期間需將邊坡坡率控制好。邊坡開挖到某標高值后，要立即開展錨桿施工，防止開挖邊坡時出現滑坡的情況。工人進場后，人工從上到下將松動的巖石和坡面雜物清理干凈，將出現松動的巖石塊鑿除，保證施工平面的平整度。在危巖清除過程中，要在平臺的周圍布置安全網，每一層平臺都要將跳板鋪滿，避免巖石從施工場地滾出后對機械造成損壞，造成不必要的傷亡事故。

3.2鋼花管加工

本工程使用Ф108×8mm無縫鋼管作為注漿鋼管，鋼管使用套管焊接或對口焊的方式進行連接。分別采用6m和4m兩種規格的鋼管。管身鉆孔直徑設計為10mm，鋼管豎向間隔距離為50cm，按照梅花形布置，鋼管底部封閉。

考慮到鉆孔的底部會出現殘渣，為了防止鋼管直接接觸到殘渣，需在鋼花管的底部焊接錐形頭。在焊接過程中，使用單面滿焊接的方式進行施工。設計錐頭的長度為200mm，焊接過程中不允許澆水，并在焊接完成后自然冷卻。

為了確保鋼化管注漿過程中可以放在鉆孔中心位置，需將支撐鋼筋在鋼管上部進行滿焊，鋼管上部采用4根Φ20mm鋼筋作為上部支撐鋼筋，設計單根鋼筋的長度為340mm。使用雙面焊接的方式進行焊接施工。地面和支撐面的程度控制在140mm，焊接時不允許澆水。

鋼花管底部使用鋼板密封焊接，設計鋼板的厚度為5mm，鋼板的中部鉆一個可以由PVC管通過的孔。在注漿鋼管上部管口位置布置一個拆卸方便、密封性良好的注漿口，注漿口位置布置控制閥，確保注漿過程中水泥漿灌注壓力的穩定性。為了提升鋼管和水泥砂漿的粘聚力，避免水泥漿液從孔眼處冒漿，需使用鋼絲球或砂紙對鋼管表面進行除銹。

3.3鉆機鉆孔

本工程使用機械成孔的方式進行鉆孔施工，成孔直徑控制在Φ130mm，在進行成孔期間要做到無水鉆進，各孔要超鉆20cm。在進行鉆孔時，需根據數據將孔位放出，要求鉆孔孔位誤差≤50mm，將竹簽插入到孔位上，然后使用油漆標出孔號，保證施工時對該鉆孔的位置進行記錄。鉆孔完成后，要求鉆孔的垂直度誤差要控制在1%以內。鉆孔至設計深度值后，對深度進行測量，使用長度為1m，并且直徑和鋼化管相同的鋼管進行一次試放，確定達到設計深度后即可將鋼花管正式放入。

3.4鋼花管入孔

在進行鋼花管下放時，首先從管底孔中穿入首次注漿的PVC管，然后從鋼花管口穿出。PVC管下部要從鋼花管底部伸出管外10cm，并使用一個密封圈套在PVC管外，然后使用膠帶將其固定好。然后再鋼花管底蓋孔中塞入密封圈，并將PVC管和鋼花管結合處密封好。

將鋼花管吊入到孔中，然后在上部留出0.4m的管頭。為了避免吊裝過程中不會損壞管壁膠帶，需使用水泥袋或棉紗包裹住套鋼絲繩的地方。在吊裝過程中要做到勻速下放，以免在下放過程中將封眼膠帶損壞。如果出現破洞或損傷的情況，則要重新封閉好后再次進行下管。

3.5注漿施工

采用P.O32.5普通硅酸鹽水泥、重鈣粉復合漿液、粉煤灰作為注漿填充材料，設計水灰比為0.75：1～1：1，在注漿過程中將注漿壓力控制在0.25～0.5MPa，注漿初期先采用1：1的稀漿，然后逐步將壓力提升到0.5MPa時，采用0.75：1的漿液進行注漿。使用壓漿泵進行二次注漿，根據各段的注漿壓力值對注漿壓力進行控制，如果發現壓漿管抖動劇烈則立即終止壓漿，并將回漿閥門打開。注漿鋼管進行注漿前需對孔口進行封口，在封口的過程中要提前預埋一根排氣管。選用分次間歇式注漿的方式進行二次注漿施工，待首次注漿穩定后即可對排氣孔進行封口，然后進行第二次鋼管壓漿。如果壓漿量>設計量，但路基、坡面等位置還有水泥漿液滲出或注漿壓力表還沒有穩定，此時需暫停注漿，并在水泥初凝后再次進行壓漿。如此循環直到將水泥漿壓滿到設計壓力值。當壓力值達到穩定后，關閉管口控制閥門，然后將注漿管拆除。注漿完成后，使用清水對管路和注漿泵進行沖洗，避免漿液在管道中凝固，保證管路通暢。在注漿過程中，只有滿足下述條件中的任意一個條件就證明單孔注漿量已經達到了設計要求，此時即可終止注漿作業。

（1）注漿壓力達到注漿設計所規定的終壓值。

（2）單孔注漿量達到設計注漿量的80%以上。注漿量的計算公式見式（1）。

Q=A×β=π×R×L×β （1）

式（1）中：Q—總注漿量，m3；A—注漿范圍巖層體積，m3；β—填充率，根據圖紙及巖石地層的情況而定；R—注漿半徑，M；L—注漿長度，m。

（3）全地段結束條件：所有注漿孔均以符合單孔注漿結束條件，無漏注漿的情況。

4.結束語

綜上所述，該高速公路工程在施工過程中，采用鋼管注漿法對滑坡路段進行加固取得了良好的加固效果，提升了坡體的承載力，保證了滑坡路段的穩定性，值得類似工程借鑒和參考。

參考文獻：

[1]紀天驕.鋼管—注漿聯合加固法加固缺陷樁的荷載分配試驗研究[D].南寧：廣西大學，2017.

[2]王東輝.微型鋼管樁加固既有橋墩基礎施工技術[J].北方交通，2009（06）：100-102.

[3]謝郁山.人工挖孔樁在巖溶地區的應用[J].建筑技術，2006（03）：206-208.