探討公路橋梁路基施工中注漿技術的應用

談光偉

安徽省交通建設股份有限公司 安徽合肥 230001

1 注漿技術原理

1.1 技術原理

壓力注漿技術在土木工程中運用已經有兩百多年的歷史，是一種成熟的工藝，其主要原理是通過一定的壓力把漿液擠壓滲透到壓實回填土的裂縫里或較軟弱非密實部位，通過置換、填充、擠壓等方式，同時漿液與土體顆粒作用，改善土體物理力學性質，實現路基路面的加固、修補。

1.2 技術作用

隨著我國高速公路的快速發展，病害問題也逐漸凸顯，尤其是交通量、荷載的增加，給高速公路運營帶來了巨大的壓力。結合我國高速公路實際調查情況分析可知，病害問題以基層不穩定、面層破壞為主，包括裂縫、沉降、脫空以及地基軟弱等。在高速公路病害處治中，壓力注漿技術的主要作用可歸納如下。①脫空填充：高速公路運營中路面下產生脫空，極易引發沉降、坑洞、裂縫等問題。通過壓力注漿技術的運用，充分發揮高聚物材料的膨脹、防水性能，可有效排開積水填充脫空，有效防止新裂縫的出現。②穩定作用：通過壓力注漿的方式處置高速公路病害，在一定程度上可起到較好的穩定作用，有利于防止唧泥、沉降等問題的產生，集密封、穩定、快速維修等功能于一體，保證高速公路后期運營穩定。③抬升作用：混凝土、瀝青路面病害處治中，壓力注漿方法的運用可快速起到增強、抬升、重整效果，保證高速公路路面的使用性能。④密封作用：壓力注漿技術可用于接縫、裂縫密封，其可形成堅固、穩定的防水層，防止水通過裂縫滲入基層，引發更為嚴重的病害。

1.3 注漿設計要點分析

注漿加固工藝流程主要由鉆孔布置、注漿壓力、注漿范圍、注漿量及漿液配比等環節組成。施工過程中需注意以下兩個方面：①要對施工現場環境進行全面勘察，明確現場地質、地形、地貌、經濟、天文及氣候等條件，然后在此基礎上設計合理、科學的注漿方案。②注漿加固操作要嚴格按照高速公路的路基沉降施工標準展開，核對并調整注漿方案，設置合適的注漿參數值，此外選派技術熟練的專業人員，保障操作工作的規范性和高效性。

2 公路橋梁路基施工中注漿技術的應用

2.1 施工準備

在路基沉陷處理施工開始前，應先結合現場的具體情況，認真做好各項準備工作。①施工臨時用電以發電機為主，施工臨時用水以附近的河水為主。將臨時用水和臨時用電都接通后，先對鉆機與注漿設備進行試運行，保證所有設備都能處于正常運轉狀態。在施工人員進場前，要對其資歷進行嚴格審核，經審核確認滿足施工要求后方可批準進場。②材料準備：水泥：選擇初凝時間不少于3h，終凝時間相對較長，且強度等級不低于42.5級的普硅水泥，不可使用已經變質的水泥。因注漿施工對水泥的消耗很多，單個注漿孔的注漿量就可以達到1.6-2.0m3，根據配合比進行換算，單個注漿孔需要使用水泥1.5t左右，所以在施工開始前應保證有兩天以上的水泥量，在施工中還要制定材料組織計劃，避免停工待料情況的發生。在水泥材料進場后，應立即報相關部門進行數量核實，為后續的收方結算提供方便。水：人、畜飲用水都可在施工中使用，若對水質有懷疑，應委托相關部門進行檢測，僅檢測確認對泥漿性能無影響后，方可使用[1]。另外，還可根據周圍的環境情況，通過溝渠取水進行注漿施工。水玻璃：模數在2.4-3.2范圍內，波美度在42°-46°范圍內，密度在1.40-1.46g/cm2范圍內。③技術準備：基于技術總工程師的指導，根據工程特點，對各類資料進行收集，制定合理可行的施工方案，并提出有效的技術管理方法；分項工程施工開始前，組織相關人員對招標文件進行熟悉，以掌握設計方案和施工要求；組織施工人員認真學習相關技術標準，確保施工始終按照規范的要求進行；對現場全體操作人員做安全和技術交底。

2.2 注漿參數

①在注漿過程中，注漿壓力是達到預期注漿質量的關鍵因素，若壓力不足，將無法使漿液流至指定范圍，漿液的擴散范圍很小，會產生空白區；而若壓力過高，會對原路基結構造成破壞，將路面層頂壞，導致漿液在薄弱的位置沖出，無法達到理想的注漿效果。對此，確定實際的灌漿壓力是十分重要且必要的，在施工中可根據現場具體情況進行適當的調整，同時使注漿緩慢，做好對壓力的控制，避免抬高路面。②注漿漿液的水泥為強度等級為P.042.5的普硅水泥，漿液的水灰比按1:1控制，水、水泥與水玻璃三種主要材料的質量比為1:1:0.025。③如前所述，注漿孔的直徑和深度分別為50mm、6.0m。對于注漿孔之間的距離，應根據預先繪制好布孔圖確定，而對于注漿孔的孔深，可使用控制鉆桿進行控制[2]。漿液采用管道進行輸送，輸送速度按1.4-2.0m/s范圍控制。對于漿液膠凝時間，一般不能超過60s。

2.3 布孔設計

注漿孔位置需結合路基的地質條件和灌漿標準來確定，以保障注漿效果。孔位設計時應預留出一定的空白區，防止漿液溢出。孔位布置主要采用梅花樁形式。注漿布孔過程要求漿液的注漿有效范圍彼此重疊，確保路基沉降部位的土體在平面和深度范圍內始終連接。本工程為了避免漿液漏灑或溢出，特別是在斷縫區域，將注漿孔的間隔設為1.5m。同時在保障漿液不影響孔徑的基礎上，設置5排注漿孔進行后期注漿操作。

2.4 鉆孔布置

在進行鉆孔布置時，切忌損害原有路基，保障鉆孔滿足設計標準。在特殊情況下，可選取干鉆法操作。干鉆法可有效減少加水量過多的問題，最大程度地加強路堤防護力度，防止路基被水浸濕，起到保護路基結構的作用。本工程地質復雜且易受損，因此需選取路基沉降較為嚴重的區域展開油壓鉆機操作，一般選擇半徑為45mm的鉆具進行鉆孔，保證鉆孔深度為1m左右。除此之外，工程采取全程下套管鉆進的方式，減少塌孔幾率，并用金剛石鉆具來加強鉆孔效率。

2.5 確定注漿壓力

灌漿壓力是實現漿液擴散并有效充填和壓實的保證，在確保灌漿施工質量的基礎上，灌漿壓力值越大則擴散半徑和范圍越大，越有利于增加土體強度。但當灌漿壓力超出施工土體自重和強度時，發生地基及其上部結構破壞的可能性也越大。灌漿壓力值的大小與土層結構、灌漿施工次序、灌漿方式等有直接關系，工程壓力灌漿施工過程中，灌漿壓力先按1.0-2.0MPa的標準控制[3]。

2.6 洗孔、補漿及灌漿結束

為保證注漿施工效果，注漿結束后應按照規范進行注漿孔洗孔處理，本工程洗孔施工選用優質泥漿，以確保下次壓力注漿施工質量。壓力注漿結束后漿液灌注量和灌注壓力檢測值達到設計要求后，應進行注漿外管的封口處理，以保證注漿外管內灰漿填滿。壓力注漿達設計壓力值且穩壓15min后便可結束灌漿，若出現地面冒漿等問題，應立即進行封堵。

在鉆孔施工完成后，立即埋設注漿管，將止漿塞設于路面以下，避免將漿液進入到路面結構層當中；具體的埋設深度要根據路面銑刨方案來確定。

在注漿完成以后，要立即封孔，完成封孔后，孔口要和路表面保持平齊。在鉆孔過程中要對孔的位置、深度、土層變化等進行記錄，并制定有效處理措施。

2.7 壓力注漿

注漿加固技術主要借助壓力作用進行后續一系列的操作。注漿壓力的選取要充分考慮路基的地質情況，依據單孔注漿量的方式展開，注漿管的安裝必須一次性到位，即要求注漿管一次性安裝至指定設計深度處，且在施工過程中秉承自下而上的施工順序。若注漿壓力較小，注漿液的噴射不能滿足施工要求，就會造成施工工期延長，因此需要減小注漿孔的擴散半徑，留出一定的空白區域；若注漿壓力過大，則會對路基結構造成或大或小的損壞，加大路基的負荷，造成路基邊坡移動和路基抬升等現象。注漿順序為先外后內，采用隔行跳打的施工工藝和先排為主、后排補注的方案，避免注漿過程中出現跑漿、冒漿。

3 結語

在我國高速公路病害處治中，壓力注漿技術是一種經濟、有效的手段，使小范圍、高效率、快通車的路基路面修復成為可能，目前在工程實踐中已經得到了廣泛運用。在高速公路壓力注漿施工中，需合理選擇注漿材料，通過試驗段確定漿液配比、注漿壓力等施工參數，規范落實各道工序，做好鉆孔、注漿質量控制，獲得較好的病害處治效果，保證高速公路后期運行安全、可靠。