壓力灌漿技術(shù)在公路工程路基沉陷施工中的應(yīng)用

連子明 王志明 白杰

摘 要： 我國公路建設(shè)行業(yè)的迅速發(fā)展，對我國國民經(jīng)濟經(jīng)濟的增長也起到了良好的推動作用。在公路建設(shè)過程中，路基施工是最為重要的一個環(huán)節(jié)，因為路基質(zhì)量對整個道路的正常運行影響巨大，但在公路建設(shè)過程中還受到諸多外部因素影響，導(dǎo)致公路路基出現(xiàn)較為嚴重的沉降現(xiàn)象，該問題的產(chǎn)生，不利于公路運行安全，所以一定要對該問題引起高度的重視。為此，本文在充分了解灌漿機理的基礎(chǔ)上，對公路工程路基沉陷施工中壓力灌漿技術(shù)要點進行了分析與探討。

關(guān)鍵詞： 壓力灌漿技術(shù)；路基沉陷；灌漿機理

當(dāng)前，隨著社會進步和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，公路在我國經(jīng)濟建設(shè)中占據(jù)著越來越重要的地位，而作為道路施工重點和道路基礎(chǔ)的路基也越來越受到廣大施工企業(yè)和單位的關(guān)注。在公路工程施工過程中，由于受地質(zhì)、水文等因素的影響，導(dǎo)致公路工程路基沉陷問題加重，給公路的使用壽命和功能的發(fā)揮造成了極其不利的影響。因此，如何科學(xué)合理地運用壓力灌漿技術(shù)，有效地提高公路施工工程質(zhì)量，減少和避免公路工程路基沉陷問題，延長公路使用壽命是我國公路施工企業(yè)和單位亟待解決的重要問題。

一、灌漿機理

壓力灌漿技術(shù)是利用壓力將能固結(jié)的漿液通過鉆孔注人巖土孔隙的裂隙中，從而改善被加固體物理力學(xué)性能的一種處治方法。其原理是漿液注人被加固體后以填充、滲透等方式，擠出土體顆粒或巖石裂隙中的水分和空氣并充填其位置，漿體凝結(jié)硬化后則將原來松散或不密實的土體膠結(jié)成整體，形成一個有較高強度、較好的水穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)整體。灌漿處治具有加固施工速度快、處治后見效快、施工地形限制小、經(jīng)濟性好等優(yōu)勢，逐漸在路基病害處治中得到推廣應(yīng)用。

二、路基沉陷原因

公路投入運營后，路基受到隨深度增加的自重應(yīng)力和地下毛細水上升造成的侵濕作用，同時車輛荷載造成的振動也會隨路面、路基的剛度增加而向下更深的傳遞，甚至可傳遞到填土以下的原地面土層內(nèi)而造成壓縮變形，繼而產(chǎn)生沉降等早期破損，一旦出現(xiàn)則會在一定程度上影響行車效果，并會增加維修費用，導(dǎo)致路基沉降的原因較多，主要沉陷原因，有以下幾點：

1、路基填筑高度較高，在施工中未按要求進行壓實而發(fā)生沉陷。

2、路基在坡度陡于1：5 的坡度上填筑路基，由于基底處理不徹底而造成路基下陷。

3、橋涵通道等構(gòu)筑物與路基銜接處由于所用材料不當(dāng)或未能充分壓實，造成路基下沉。有時由于沉降值較大，即使在橋頭增加了橋頭搭板也不能完全解決橋頭跳車的不良問題。

4、由于公路施工周期短，為了趕工期，在路基施工中土壤含水量較大，地下水位較高，可利用的土方很少，許多都是在水中撈泥進行晾曬，然后填筑路基，施工時為了趕進度，往往就縮短了土的晾曬時間，路基中含水量大于最佳含水量，填上無法達到壓實要求。

5、施工路段內(nèi)土壤含有泥沼土、腐殖土等劣質(zhì)土，或填石材料的規(guī)格不一，性質(zhì)不勻均會導(dǎo)致填石間的孔隙過大，會產(chǎn)生后期造成傾向約束力性能差，當(dāng)存在荷載時則會產(chǎn)生土體顆粒傾向移動，繼而破壞結(jié)構(gòu)布局，降低結(jié)構(gòu)強度，最終導(dǎo)致沉陷；施工中所用填料的分界部位沒有明顯分界，或沒有挖臺階均會造成交界部位由于材料不同而其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同，承載力也不同，在荷載作用下會產(chǎn)生不均勻沉陷。

三、公路工程路基沉陷施工中壓力灌漿技術(shù)要點

在處理公路路基沉陷灌漿過程中，可選用壓密灌漿的方式對較低強度的淤泥層進行施工，選用劈裂灌漿的方式對硬度較高的亞粘土進行施工，選用滲透灌漿的方式對砂礫層進行灌漿作業(yè)。在灌漿方式選擇中有時可以一種方式地應(yīng)用，也可以幾種方式一起應(yīng)用。通常情況下選用直接打入式作為注漿的方式，也就是選用43毫米的花管直接打入，選用三角形止?jié){塞作為孔口止?jié){方式。

1、漿材配合比設(shè)計

依據(jù)相關(guān)灌漿經(jīng)驗及數(shù)據(jù)顯示，通常選用水灰比為0.8：1到1：1作為水泥漿配合比進行漿液的配比，也可以選用0.8：1到1：1作為水泥粉煤灰漿的配合比，但其混合料中必須有20%到30%左右的粉煤灰。

2、壓力灌漿邊界范圍

注漿范圍確定中必須包含以下幾個方面：處理公路長度中軸線的方向、寬度要在平面上確定，注漿深度要在縱向上確定。在處理軟弱地基注漿過程中，標準應(yīng)為承載力f在200kpa以上及沉陷量f超過30厘米，公路中軸線方向上的長度進行有效確定，并將路堤底部寬度作為橫向處理寬度。

3、漿液擴散半徑確定

作為壓力灌漿施工的重要參數(shù)，漿液擴散半徑直接影響著灌漿整個工程量及造價，可以利用現(xiàn)場注漿試驗來對地基條件復(fù)雜及計算參數(shù)選準難度大的情況進行有效確定。如果漿液呈現(xiàn)柱狀擴散，試驗資料不全的情況下，可以將不同工程地質(zhì)條件下土的滲透系數(shù)作為參考依據(jù)，進而得出漿液擴散半徑的推薦值。

4、注漿孔的布置方式

布置注漿孔必須使相鄰注漿孔的作用范圍存在重合部位，促使需進行加固的路基成為一個完整的受力體。單排孔布設(shè)與多排孔布設(shè)都是注漿孔布置的重要方式。

5、注漿量的確定

將灌注半徑內(nèi)圓柱體孔隙的總體積作為灌漿量的體積，漿液在灌漿過程中有時不能將土體內(nèi)的孔隙完全填充，部分漿液含水的孔隙填充效果更差。在計算漿液量時，一般在理論值上要乘以在1以下的數(shù)值，但具體作業(yè)中，尤其是單孔灌注量中的I序孔灌注量常常在理論計算值以上，II序孔的灌注量則在理論計算值以下，進而對單孔灌注完成的標準造成極大的影響。對單孔灌漿量取值起決定性影響的因素主要有灌注地層的連通性、灌注漿液的坍落度及土體的孔隙率等。將單孔注漿作為實際施工時的標準，其計算公式可以定為：

Qi=0.25nR2

其中，單孔設(shè)計灌漿量定為Qi，灌注量計算半徑定為r，取0.6D-0.7D為I序孔（設(shè)計孔距為D），取0.3D-0.4D為II序孔。

6、袖管注漿施工

按照漿液擴散距離對注漿孔距離進行確定，在地層條件下，漿液參數(shù)、注漿參數(shù)直接關(guān)系著漿液的擴散距離。當(dāng)單排孔對注漿要求無法滿足時，常常會選用三排孔。設(shè)計多排孔的原則就是對注漿孔潛力進行充分發(fā)揮，進而取得最大注漿體厚度，這種情況下不但不會產(chǎn)生兩排孔間搭接緊密度不夠的現(xiàn)象，也不會出現(xiàn)過多搭接浪費的情況。

7、灌漿質(zhì)量檢驗及效果評估

作為地下隱蔽工程，灌漿工程在施工過程中必須遵循施工規(guī)定進行有效施工，為確保注漿工程的整體質(zhì)量，灌漿高等級公路軟弱地基后，必須使其路基承載力在200kpa以上，最大沉陷必須在30era以下。利用靜載試驗、鉆孔取芯標貫試驗、深槽開挖檢查及彎沉試驗，對填充灌漿施工范圍內(nèi)雜填土層空隙的有效性進行驗證，充分壓密及填充粉、細沙層，提高路基承載力，進而實現(xiàn)沉陷控制的目的。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著我國公路工程事業(yè)發(fā)展速度的不斷提升，路基沉陷問題得到了有效處理。壓力灌漿技術(shù)作為路基沉陷處理的主要技術(shù)之一，其施工技術(shù)水平地高低將直接影響到工程施工的整體質(zhì)量。為對路基沉陷情況進行有效控制，施工企業(yè)必須重視壓力灌漿技術(shù)的應(yīng)用，規(guī)范施工工藝，嚴格按照施工要求進行有效施工，只有這樣才能提高公路工程的整體質(zhì)量，實現(xiàn)其經(jīng)濟效益。

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