壓力灌漿技術(shù)在高速公路路基施工中的應(yīng)用

周京昊

（石家莊市高速公路集團(tuán)有限公司西阜分公司，石家莊050000）

1 引言

高速公路建設(shè)項(xiàng)目中，路基工程占據(jù)重要地位。 然而高速公路施工時(shí)常遇到軟土地基，若不及時(shí)加固處治而直接施工，在長期遭受外界行駛車輛碾壓以及氣候環(huán)境不斷影響的情況下，路基將會(huì)出現(xiàn)病害，最突出的表現(xiàn)形式為路基沉陷，極大地影響高速公路的運(yùn)營安全和通行能力。 因此，需要在施工前對(duì)軟土地基進(jìn)行處理， 壓力灌漿施工技術(shù)可以起到良好的處治效果[1]。

壓力灌漿施工技術(shù)是借助高性能機(jī)械設(shè)備將一定配比的注漿液均勻灌注至地基土層中，灌注的同時(shí)，地基土層內(nèi)部的水分、空氣不斷被擠壓排出，一段時(shí)間后漿液凝固，與原地基土體形成整體，使得整體地基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性大幅提升，同時(shí)地基土層的物理力學(xué)性能也得到了良好的改善。 另外，壓力灌漿施工技術(shù)的施工工藝簡便，配備的設(shè)備簡單易得，施工效率高，且整體質(zhì)量效果顯著[2]。

2 工程概況

某高速公路建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)行車速度為100 km/h， 路基寬度為26.5 m，瀝青混凝土路面，全線長共計(jì)149.435 km。 該高速公路全線的橋隧比為43.6%，以路基工程為主。 高速公路的第三合同段內(nèi)路基工程占比較大，地質(zhì)勘探后發(fā)現(xiàn)，該合同段內(nèi)存在較大面積的軟土地基，呈現(xiàn)出穩(wěn)定性差、承載力低、松軟等特點(diǎn)，若不及時(shí)進(jìn)行加固處理，勢必影響后期整體項(xiàng)目的施工質(zhì)量，且會(huì)導(dǎo)致病害的產(chǎn)生。 由于該區(qū)域內(nèi)下設(shè)有較多管線，為改善軟土路基不均勻沉降變形的同時(shí)保護(hù)管線結(jié)構(gòu)，建設(shè)單位擬計(jì)劃采用壓力灌漿技術(shù)進(jìn)行軟土地基加固處理。

3 壓力灌漿技術(shù)施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 施工材料

3.1.1 水泥

本項(xiàng)目選用P·O32.5 型號(hào)普通硅酸鹽水泥， 其物理性能指標(biāo)見表1。 要求所用水泥不得存在受潮變質(zhì)等情況，若性能檢測不合格則禁止投入施工使用。

表1 水泥物理性能試驗(yàn)檢測結(jié)果

3.1.2 水

混合漿液制備過程中所需的必備組成材料之一為水，施工用水不得存在任何雜質(zhì)，且水溫在40 ℃左右為宜。

3.2 施工設(shè)備

3.2.1 鉆機(jī)

結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況選擇適當(dāng)型號(hào)和類型的鉆機(jī)設(shè)備，并配備合適的鉆頭和鉆桿。 正式施工前，對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行全面檢查，要求可正常投入施工使用。 本項(xiàng)目選擇回旋鉆機(jī)。

3.2.2 灌漿泵

根據(jù)漿液具體濃度選擇灌漿泵， 最大壓力控制在正常壓力的1.5 倍。采用灌漿泵進(jìn)行注漿施工時(shí)，需保證各管路通暢，嚴(yán)禁在使用過程中出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。 另外，管路的抗壓性能需嚴(yán)格滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。 必要情況下需在合適施工位置設(shè)置安裝壓力測試表，這樣能在灌漿過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測壓力變化，以便指導(dǎo)壓力灌注施工[3]。

3.3 制漿

制漿過程中，需提前稱重各施工原材料，確保數(shù)據(jù)的精確度，偏差不得高于5%。攪拌漿液保持連續(xù)均勻，并保證密度達(dá)標(biāo)。 普通攪拌機(jī)的攪拌時(shí)間為90 s，而高效攪拌機(jī)的攪拌時(shí)間為30 s。 攪拌完畢后及時(shí)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將漿液運(yùn)至施工現(xiàn)場進(jìn)行灌漿施工，對(duì)漿液輸送流速進(jìn)行嚴(yán)格控制，即在1.4～2.0 m/s。當(dāng)施工環(huán)境溫度較低時(shí)，可對(duì)漿液進(jìn)行適當(dāng)加熱，以免結(jié)團(tuán)[4]。

3.4 灌漿的壓力與方法

首先進(jìn)行灌注試驗(yàn)，壓力控制在0.2～0.4 MPa，以得出最佳的灌注壓力參數(shù)。 各灌漿孔需分布均勻、密實(shí)、通暢，確保整體的灌漿順暢。 灌漿施工中應(yīng)遵循由下到上的施工順序，每個(gè)灌漿孔要依次進(jìn)行2 次灌注，且質(zhì)量需經(jīng)過嚴(yán)格的專項(xiàng)驗(yàn)收。

3.5 鉆孔

鉆孔質(zhì)量直接影響整體施工質(zhì)量， 其垂直度偏差應(yīng)控制在1%以下，不得存在孔斜而塌孔現(xiàn)象。沉渣厚度控制在0.2 m左右，同時(shí)嚴(yán)格控制孔深。

3.6 結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

灌漿施工壓力增大至規(guī)定要求后保持15 min， 隨后即可停止灌入施工，當(dāng)存在冒漿現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即停止灌漿并封堵處理，以免產(chǎn)生外漏。

4 壓力灌漿技術(shù)施工工藝研究

4.1 處理區(qū)域及灌漿孔布設(shè)

由于本項(xiàng)目地下分布有多處涵管， 灌漿孔應(yīng)在涵管的兩側(cè)布設(shè)，兩側(cè)各設(shè)置一排。 本項(xiàng)目選用的P·O32.5 普通硅酸鹽水泥的漿液密度不得高于1.8 g/cm3。

4.2 測量放樣

正式施工之前，應(yīng)進(jìn)行必要的測量放樣處理，確保灌漿管位置滿足施工和規(guī)范要求，并準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)出各孔位。 灌漿加固準(zhǔn)備工作見表2。

表2 灌漿加固施工準(zhǔn)備

4.3 鉆孔

鉆機(jī)的安裝調(diào)試需嚴(yán)格遵照測量放樣的結(jié)果和要求來執(zhí)行，確保鉆機(jī)布設(shè)于合適的區(qū)域位置，過程中確保其穩(wěn)定，各零部件要安裝牢固，并結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整鉆孔具體位置。時(shí)刻保持地面與鉆桿之間垂直， 上述準(zhǔn)備工作一切就緒后方可開啟正式的鉆孔施工。 完整的鉆進(jìn)施工過程中，現(xiàn)場施工技術(shù)人員需對(duì)鉆進(jìn)過程質(zhì)量進(jìn)行全程跟蹤、把控，并詳細(xì)記錄，保證影像資料齊全， 存在問題時(shí)及時(shí)安排技術(shù)人員予以補(bǔ)救處理。 鉆孔施工完成后委托相關(guān)人員進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，指標(biāo)控制為孔位誤差低于5 cm 即可。

4.4 外管下放

灌漿外管的制作要按照設(shè)計(jì)要求以及施工圖紙執(zhí)行，得到的管體各參數(shù)要滿足起碼的施工要求，如管材、管徑、搭接、管長等，在下放施工之前要進(jìn)行質(zhì)量檢測，合格方可開啟。 另外，在下放施工過程中，整體的管體要保持穩(wěn)定牢固，提前放置于要求位置并連接牢固。 同時(shí)，在進(jìn)行下放施工時(shí)要設(shè)置必要的截止閥門設(shè)備[5]。

4.5 漿液調(diào)制

提前在專門的場區(qū)進(jìn)行注漿液材料的制備， 結(jié)合此前的試驗(yàn)結(jié)果，按照最佳配合比進(jìn)行拌和施工，保證其和易性、均勻性均達(dá)標(biāo)，不得違背規(guī)范內(nèi)的相關(guān)要求。 本項(xiàng)目注漿液材料的制備以攪拌機(jī)設(shè)備為主，時(shí)間不得短于90 s，制備完畢后若不及時(shí)使用應(yīng)存放于指定存放場地，且要求在4 h 內(nèi)將注漿液使用完畢，超出4 h 時(shí)則應(yīng)直接廢棄，嚴(yán)禁將過期的注漿液投入使用[6]。

4.6 清孔

灌漿施工完成后，且灌漿質(zhì)量符合相關(guān)要求后，現(xiàn)場施工人員及時(shí)進(jìn)行清孔作業(yè)。 本項(xiàng)目為保證后續(xù)的施工整體質(zhì)量，擬計(jì)劃選取優(yōu)質(zhì)泥漿材料進(jìn)行清孔作業(yè)。

4.7 補(bǔ)灌

灌漿施工及清孔作業(yè)等工序均完成， 且經(jīng)檢測能滿足相關(guān)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后，需進(jìn)行必要的補(bǔ)灌處理[7]。 該工序要求在外管上進(jìn)行施作，以此可有效、再次提升灌漿液的灌注密實(shí)性和施工和易性。 該過程中不得存在任何形式的空隙結(jié)構(gòu)，以免降低最終的壓力灌漿施工整體質(zhì)量。

4.8 施工質(zhì)量檢測

壓力灌漿施工完畢后，及時(shí)對(duì)路基整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及平整度進(jìn)行檢測，要求務(wù)必滿足規(guī)范、設(shè)計(jì)要求。 施作后的路基平整度檢測結(jié)果見表3。

表3 平整度檢測結(jié)果

研究結(jié)果表明，采用壓力灌漿技術(shù)處治后，路基的平整度得到有效提升，且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及穩(wěn)定性均得到了提高，均滿足規(guī)范要求，整體施工質(zhì)量良好。

5 結(jié)語

本文就壓力灌漿技術(shù)在高速公路路基施工中的應(yīng)用進(jìn)行研究，依托實(shí)際高速公路路基工程，圍繞壓力灌漿施工技術(shù)要點(diǎn)和施工工藝進(jìn)行展開，并對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢測分析。 研究結(jié)果表明，采用壓力灌漿技術(shù)處治后，路基的平整度得到有效提升，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及穩(wěn)定性也得到提高，均滿足規(guī)范要求，延長了公路使用壽命。