高速公路路基工程建設中的壓力灌漿施工技術

龍良輝

（江西贛粵高速公路工程有限責任公司，江西 南昌 330069）

高速公路完成建設投入使用后，會長期經受車輛的荷載碾壓，另外受環境、天氣等其他因素的影響，高速公路發生病害的幾率大大增加。在所有公路病害中，最為常見的就是路基沉陷問題。在開展實際施工的過程中，壓力灌漿技術的應用可以極大程度地降低公路在后續運營過程中出現路基沉降的概率。壓力灌漿的原理就是通過壓力將已經調配好的漿液灌注到鉆孔內，排除孔內之前存在的空氣和水，待漿液發生凝固作用后其就會和周圍的土體成為一個完整的結構，使得原有的土體結構的強度有所增加。這個過程也有效改善了土壤的物理力學形式，極大程度地避免了沉陷等問題的發生。另外，該技術的應用提高了灌漿凝結的速度，并具有操作過程較為便捷、應用成本較低等優點，使得該技術在實際施工過程中得到了極為廣泛的應用。

1 工程概況

本文涉及公路總長度為12km。該工程的施工區域地下埋設了數量較多的涵管，需要開展回填施工。在開展實際施工的過程中，施工環境較差、回填材料質量不合格使得項目工程的實際施工質量達不到相應的設計要求，再加上回填材料受自身荷載的影響出現了較大程度的沉降，對路面整體的平整性造成了巨大的影響，路面行駛的安全性也有所降低。基于此，施工企業對所有的施工方案進行了比較，綜合考慮經濟性以及項目工程條件，決定應用壓力灌注漿的施工方式開展施工。

2 壓力灌漿技術的原理

在開展高速公路路基施工的過程中，較為常見的灌漿技術有三種：固結、接縫以及回填。所謂灌漿，其實就是將漿液通過鉆孔灌入土壤，改善土壤的結構以達到路基加固的目的[1]。應用灌漿加固路基具有以下特點：在注漿管的周圍，漿泡會不斷地向周圍進行擴張，然后在土壤結構的內部形成具有一定復雜程度的應力，在土壤結構中和漿泡相鄰的結構會受到應力的影響發生結構變形，另外，在應力的影響下土壤的密度會有所降低，而和漿泡距離較遠的土壤結構會發生彈性形變，使得這個區域內部的土壤密度增加，綜合起來基本實現了路基的加固效果。

在我國范圍內，在開展高速公路項目建設施工的過程中，路面建設所應用到的主要材料有瀝青和水泥混凝土，特別是山區公路中往往還會應用砂礫鋪設路面，不管應用哪種施工材料進行路面施工，經過長期的使用后路面都會或多或少地出現一定程度的沉陷問題，嚴重影響公路的正常使用。應用壓力灌漿技術對路基進行加固，不僅可以有效改善路基沉降問題，還可以延長高速公路路面的使用壽命。

3 壓力灌漿加固施工工藝

3.1 處理范圍及注漿孔位布置

在本文涉及公路開展施工的過程中，需要對基槽開挖深度以內的回填材料進行加固處理。注漿孔主要分布在涵管的兩側，在兩側還需要布置一排垂直注漿管。具體的注漿孔設計參數如表1 所示。本文涉及工程主要應用到的注漿材料為強度等級32.5 的普通硅酸鹽水泥，另外還需要嚴格控制漿液的密度處于1.6~1.8g/cm3之間。

表1 注漿孔的具體設計參數

3.2 注漿施工工藝流程

工程中進行壓力灌漿施工工藝流程具體為：孔位測量放樣→鉆孔→下注漿外管→制漿→下注漿內管→注漿→補灌→結束。

3.3 施工程序

1） 鉆孔測量。測量涵管以得出涵管的外輪廊線，然后再嚴格按照設計圖紙的具體要求開展鉆孔的測量放樣，并且對孔位進行標識。

2） 鉆孔。根據鉆孔的位置完成鉆機的安裝和就位，在這個過程中需要保證鉆機的安裝和就位必須牢固和穩定[2]。保證鉆桿處于垂直的狀態并對其進行檢查，其垂直度達到相應的要求后可以開展正式的鉆孔施工作業。在開展鉆機施工的過程中，配置專業的工作人員做好數據采集和記錄工作，重點對鉆孔深度和方向、地城情況、孔位移的方向進行記錄。一旦發現異常，立即采取有效的措施合理處理。完成鉆孔施工后，需要專業的技術人員進行鉆孔驗收，保證鉆孔質量合格后方可開展下一個孔的施工。合理控制孔位的偏差不能超過5cm。

3） 下放注漿外管。制作完注漿管就可以按相應的要求進行下放，在下放注漿管的過程中必須保證平穩性[3]。當注漿外管達到相應的設計標高后可以對其進行連接，保證連接的牢固程度。確保各個截止閥安裝的可靠性，記錄好各個灌漿段點的位置。

4） 制漿。嚴格按具體的設計配合比制作注漿材料，通常來說，漿液的攪拌工作都是應用普通攪拌機進行，合理控制漿液的攪拌時間不能超過90s。漿液完成制作后嚴格控制漿液的存儲時間，一般來說漿液存儲時間不能超過4h，一旦超出立即棄用。完成每一個孔的注漿施工后，及時計量水泥的具體用量。

5） 洗孔。完成注漿施工后按照具體的要求進行洗孔，從而保證注漿效果。應用優質的泥漿進行洗孔，保證下次注漿施工可以順利有序的開展。

6） 補灌。當注漿壓力以及注漿量均達到相應的設計要求后，采用相應的方法對注漿外管進行封口補灌處理，進一步保證注漿管內可以填滿灰漿。

4 壓力灌漿施工技術要點

4.1 灌漿材料配合比設計

根據以往的灌漿經驗以及公路路基的實際情況，確定水泥漿最佳的配合比范圍為0.8∶1~1∶1（水和石灰混合比），在實際施工過程中可以應用水泥粉煤灰代替水泥漿，但是需要合理控制粉煤灰在混合料中的用量。

4.2 壓力灌漿邊界范圍的界定

在界定壓力灌漿邊界范圍的時候需要注意以下內容：1）根據平面的角度確定灌漿的寬度；2） 合理處理公路長度中軸線；3） 確定縱向注漿的深度。另外，對于軟弱地基的灌漿施工需要合理控制承載力，通常來說必須保證承載能力超過200kPa，有效控制公路中軸線方向上的長度。

4.3 漿液擴散半徑的確定

在開展公路路基壓力灌漿施工的過程中，漿液擴散半徑是一項非常重要的參數[4]，其不僅可以直接影響項目實際的工程量，還可能會影響項目工程的造價。通常來說，在開展實際施工的過程中，根據現場注漿實驗確定注漿擴散的半徑。

4.4 注漿壓力的確定

注漿壓力可以為漿液的壓實和擴散填充提供能量支撐，以保證注漿質量為基礎，如果注漿壓力越大，那么漿液的擴散范圍也會越大，對于提高土體的強度具有積極的作用。如果壓力的大小已經超出了地層的強度，那么就會導致地基上部結構發生破壞。注漿壓力的確定往往需要較為充分的現場實驗資料，但是如果資料不全可以應用式（1） 幫助確定注漿壓力值：

式（1） 中：pε—容許的注漿壓力，105Pa；

C—與注漿期次有關的系數；

T—地基的覆蓋厚度，m；

λ—與注漿方式有關的系數；

k—與地層性能有關的系數；

h—地面到注漿段的深度，m。

4.5 鉆孔

對于整個公路項目施工來說，鉆孔是最為重要的施工環節，鉆孔的質量會直接決定一個項目的施工質量。在開展實際施工的過程中，需要嚴格控制整體的施工誤差不能超過5%，垂直度偏差不能超過1%。此外，還需要嚴格控制孔內沉渣的厚度約為0.2m 左右，根據具體的設計要求確定孔深，并且全面做好現場的測量工作。

5 結語

高速公路項目完成建設投入實際使用后非常容易發生沉陷問題，壓力灌漿技術的施工過程簡便、成本較低、施工效果較為明顯，所以在實際施工中得到了廣泛的應用。本文涉及工程在施工過程中涉及到壓力灌漿施工技術的應用，該項目已經竣工并投入了正常的使用，經過檢測，該項目的路基承載能力以及路基的強度均達到了具體的設計要求，提高了公路路面行駛的安全性。