壓力灌漿技術在公路路基施工中的應用

汪劉偉 劉曉云

（河南省大道路業有限公司，河南 鄭州 450000）

隨著重載交通量的迅速增長，道路通行能力和服務能力大幅下降，路面出現了不同程度的早期病害，甚至損壞路基。因此，開展安全、高效、經濟的路基病害處治方法研究，已成為當前公路建設管理養護的重中之重，也是亟待解決的難題。壓力灌漿的應用，不僅能夠加固路基，還能有效解決路基土體防滲問題，相比其他施工技術，技術操作難度小，因此，在公路路基治理中得到了廣泛應用。

1 工程概況

某公路工程地質條件差，上部地層主要為雜填土、淤泥質土等。滿足不了上部荷載對路基的要求，進而在通車后路基差異沉降較大。為提高路基穩定性，保證路基強度，決定選取灌漿加固法處理此路段路基病害。因雜填土具有較大孔隙，可灌性良好，灌漿后將有效提升其力學強度、抗變形能力等，并能有效增強其整體結構。通過鉆孔在淤泥質土內灌入濃將，可壓密、置換土體。

2 壓力灌漿技術原理

路基是公路的重要組成部分，是一種帶狀構筑物，與路面共同構建成一個整體結構，同時是公路的主要承荷結構，承受著自身重量和由路面傳遞的各種作用荷載，因此，必須保證路基堅實、穩定。因路基下沉具有較大面積，且深度大，為解決路基沉降病害，選用灌漿法效果最佳。因本路段為高填路堤，填料以路基周圍挖方段材料為主，主要選用碎石等，因多種客觀條件影響，路基邊緣壓實難度較大，往往無法滿足設計要求。長此以往，必將對路基穩定性造成嚴重影響，甚至危害行車安全。選用灌漿法處理路基病害，可在一定壓力下，促使水泥漿液在相應范圍內進行不斷擴散、固化，保證路基孔隙被漿液填滿，形成完整的結石體，進而達到地基強度提升的目的，這對增強路基強度意義重大。

壓力灌漿是利用鉆孔通過壓力向巖土孔隙、建筑物裂隙內注入可固結的漿液，以此改善加固體物理力學性能。在加固體內注入漿液后，通過填充、滲透或擠密等途徑，將土體顆粒擠出，或將巖石裂隙內的水分、空氣擠出，使漿液占據其位置，待漿體凝固硬化之后，即能密實原有較為松散的土體，使其膠結形成一個完整的整體，且保證其強度高及水穩性、化學穩定性良好。

3 壓力灌漿技術在公路路基施工中的應用要點

1）灌漿孔成孔。灌漿施工中，可選用直徑37～42mm注漿花管作為主要管材，且在1.5m左右控制管長，花管前端以尖錐狀呈現，選取沖擊錘向受注層位直接打入花管。完成以上作業后，鉆機即可就位，且根據施工工序進行鉆孔施工，在施工時盡可能避免注漿孔歪斜現象發生。

2）制漿。嚴格按照材料試驗進行配合比地確定，合理選用注漿材料，制漿時應根據相關工序要求適量摻加材料，且保證計算準確無誤。同時全面了解漿液性能，做好使用搭配工作。除此之外，應均勻拌和漿液，且在注漿前連續攪拌，避免再次沉淀，對漿液質量造成嚴重影響。

3）注漿。利用注漿設備及輸漿管路向設置層內灌注漿液，根據本工程需求，可選用由下至上式孔口封閉注漿法施工。此工序可一次成孔，選取三角楔用于孔口止漿，并將封口及時堵塞。按照由下到上的順序，一段一段地進行注漿施工，一般在1.5m左右控制注漿段高度。注漿施工前，需完成現場注漿試驗，進行單孔注漿量的確定，隨后根據所選用的注漿施工方法進行施工。當注漿量與設計要求相符后，即可停止注漿施工。注漿時，如地面隆起或出現跑漿問題，需及時暫停注漿施工，并對其原因進行分析，采取措施進行有效措施。隨后在下一個注漿段施工時，應適量減少注漿量，并對封孔裝置及注漿設備等進行詳細檢查，如仍存在隆起、跑漿問題，需及時結束此孔注漿施工。

4）封孔。完成灌漿施工后，需及時進行封孔施工，并將封口封堵物及時排除，隨后將砂石投入孔內，高度直至水穩層頂面。24小時之后，如漿液仍存在沉淀現象，需及時填補水灰比1:2漿液，直到水穩層頂面。

4 公路路基壓力灌漿效果檢測分析

1）灌漿資料分析。該工程共完成1209個灌漿孔，合計5579.72m，水泥共灌入1855.4t，1.535t為每孔平均灌入水泥量，每平方米水泥灌入量為0.333t，相比第二序孔，第一序孔單位耗漿量較大，同時出現地面上抬情況。經總灌入量、單位灌入量數據分析發現，受灌段土體空隙有所下降，表明施工段地層具有可灌入性。

2）靜荷載試驗。工后15d，在施工段范圍內進行測點選定進行靜荷載試驗分析。選擇5個具有代表性的地點，其中灌漿點處有2點，相鄰灌漿點位中間有2點，相鄰對角灌漿點中間有1點。待雜填土頂面單點加載至130kN～140KN時，便可達到規范規定，暫停加載。此時，9.31～11.72mm為最大沉降量范圍，平均可達到10.30mm。說明此點地基土并沒有達到極限破壞狀態，由此可得施工段復合路基承載力標準值在130MPa以上，也進一步證明雜填土承載力標準值在130KPa以上。

3）鉆孔取芯標貫試驗和深槽開挖檢查。同樣，工后15d在施工段內進行鉆孔取芯，共選擇12個具有代表性的點位，其中鉆孔和灌漿點相距0.5m處選擇6個，鉆孔和灌漿點相距1m處6個。通過鉆孔取芯可見，雜填土內具有大量水泥結石，結石和土體緊密膠結，淤泥及淤泥質土體內同樣存在水泥結石情況，且多呈團塊狀。粉、細砂內也存有此現象。通過試驗可見，各土質體密度均有所增加，狀態也從原有的松散狀向密實狀轉變。通過標貫試驗可知，雜填土密實性較好，11.2擊為平均擊數。粉、細砂的平均擊數也大幅增加，為11擊。經相關規定表明，承載力標準值已從原有的100kpa增加了48%，為148kpa。通過探槽開挖剖面可知，片狀、條帶狀為雜填土內水泥結石的主要形式，特別是雜填土頂面和石屑墊層底部、石屑墊層頂面和水穩層底面等部位，均存有1～5cm厚的普通填充條帶狀水泥漿石，可形成路基硬殼表層。

4）彎沉試驗。在水穩層施工7d后，在施工段內選擇點位進行彎沉試驗，共30個，經試驗結果表明，0.6～0.80mm為彎沉值范圍，平均值為0.41mm，相比設計值的0.9mm，均在該值以下，說明完全可達到設計要求。由此可見，公路路基經壓力灌漿施工后，可有效填充其施工范圍內的雜填土層孔隙，此外，其他土質層，如淤泥或淤泥質土及粉、細砂層均能得到填充、擠密。從原有松散的土質結構轉變為密實性良好的土體。上述三種不同土體在壓力灌漿作用下，可得到有效加固，且大幅提升承載力，最終起到控制路基沉降的效果。

5 結束語

總之，近年來，在我國國民經濟高速發展的今天，交通運輸業作為國家基礎設施體系的主要組成部分，在我國得到了迅速發展。隨著公路建設規模的不斷擴大，特別是高速公路建設，受多種客觀因素影響，普遍存在不同程度的路基病害問題，將對公路正常運營造成不利影響。為進一步提升高速公路通行能力，應采取科學有效的技術措施處治路基病害，如壓力灌漿技術的應用，可有效提升路基承載力，增強路基穩定性，延長工程使用壽命，為此，在公路路基病害處治中得到了廣泛的應用。