軟土路基沉降病害治理的注漿加固技術(shù)及其試驗(yàn)研究

摘 要：通常軟土路基的承載能力比較弱，極易產(chǎn)生沉陷坍塌、開裂等現(xiàn)象，對(duì)道路的正常運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響。目前，在已經(jīng)使用的道路上，進(jìn)行軟土路基的維修養(yǎng)護(hù)，對(duì)施工技術(shù)和施工周期都有嚴(yán)格的要求。文章闡述了劈裂注漿加固技術(shù)、花管注漿加固技術(shù)兩種軟土路基維修養(yǎng)護(hù)的有效辦法，并以珠街-廣南-法利-西林界二級(jí)公路工程為例，探討了軟土路基的加固技術(shù)，以期為該行業(yè)提供相關(guān)的參考資料。

關(guān)鍵詞：軟土路基；沉降病害；注漿加固技術(shù)

近年來，我國的道路建設(shè)工程的數(shù)目持續(xù)增加，其質(zhì)量也在不斷提升，其中不乏不斷完善施工工藝的推進(jìn)作用。而注漿技術(shù)被廣泛應(yīng)用于軟土路基的加固施工中，提高了道路的安全性以及使用的壽命，從經(jīng)濟(jì)上而言，大大降低了后期維護(hù)的成本，對(duì)軟土路基的建設(shè)有著重大的意義。

1 軟土路基沉降病害治理的注漿加固技術(shù)

1.1 劈裂注漿加固技術(shù)

1.1.1 產(chǎn)生病害的原因

第一，剝蝕坍塌。這種現(xiàn)象通常發(fā)生于高等級(jí)的道路中，其主要原因是通常情況下，這種道路的路基是一種高填路堤，比較容易受到風(fēng)力、流水的沖擊作用，泥石流等自然災(zāi)害會(huì)產(chǎn)生剝蝕的作用，從而破壞軟土路基使其變形，倘若不實(shí)施可行、有效的維護(hù)措施，就會(huì)導(dǎo)致路面開式的變形，從而使道路不能正常通行。第二，浸水引起的沉陷。這種情況通常發(fā)生于雨水較為頻繁的區(qū)域，在這種地方雨水積于地面，如果排水系統(tǒng)不流暢，雨水就會(huì)滲入軟土路基中，再加上路上行車的載重、土體自身的重量、水體溫度的變換等因素，如果不能及時(shí)的采取措施，就會(huì)導(dǎo)致其承載能力的降低，產(chǎn)生沉陷現(xiàn)象，損壞路面，導(dǎo)致其開裂。第三，剪切拉裂。引起剪切拉裂的主導(dǎo)因素是：在行車產(chǎn)生的振動(dòng)負(fù)荷載重或者土體自身產(chǎn)生的重力作用下，高觸變性的軟土就會(huì)體現(xiàn)出很大的流變性質(zhì)，致使軟土朝著外面移動(dòng)，如果不能及時(shí)采取相應(yīng)的措施，就會(huì)使路基產(chǎn)生沉降現(xiàn)象，而且沉降的并不均勻，進(jìn)而引發(fā)開裂等病害。

1.1.2 劈裂注漿加固技術(shù)特點(diǎn)

第一，該技術(shù)施工的過程中不用開挖路基土體，不會(huì)對(duì)道路的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害，對(duì)正常的交通影響較小，具有無阻礙、創(chuàng)傷小、施工范圍窄等特點(diǎn)；第二，施工的時(shí)間較短、效率較高，能夠快速恢復(fù)交通；第三，施工工藝較為簡單，容易掌控，在管理施工人員上可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理模式，為提高施工的質(zhì)量提供了有力的保障；第四，劈裂注漿的技術(shù)相對(duì)成熟，投入成本較低。

1.1.3 作用機(jī)理

這種加固技術(shù)采用的是非開挖的形式進(jìn)行的，其主要的機(jī)理是：利用外力，將漿液注入路基的土體中，從而漿液將會(huì)對(duì)其產(chǎn)生附加壓式的作用力，隨著這種壓力的升高，土體最小的主應(yīng)力面將會(huì)形成剪切式的裂縫，此時(shí)，注入的漿液就會(huì)沿著新產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行非?？斓臄U(kuò)散；當(dāng)持續(xù)向土體中注入漿液時(shí)，土體最小的主應(yīng)力也會(huì)持續(xù)增加，同時(shí)注入的漿液隨之產(chǎn)生更大的壓力，就會(huì)使最大、最小兩種主應(yīng)力的作用方向產(chǎn)生變換，進(jìn)而產(chǎn)生二次劈裂。經(jīng)過上述的兩次劈裂式的向土體中注入漿液，建成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)式漿液脈絡(luò)，完善土體的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)提升軟土路基穩(wěn)定性以及強(qiáng)度的目的。

1.1.4 作用效果

在將漿液通過劈裂的方式注入土體中時(shí)，漿液會(huì)把土體空隙中的空氣、水排擠出去，同時(shí)漿液中的離子能和土體中的離子進(jìn)行交換，并發(fā)生物理填充、化學(xué)結(jié)晶等作用，形成網(wǎng)絡(luò)形狀的結(jié)石，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)土體骨架以及脈絡(luò)的加固，構(gòu)建成一種新的路基結(jié)構(gòu)，兼具高密度、高強(qiáng)度、高水穩(wěn)定性等特點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)提升軟土路基穩(wěn)定性能的目的[1]。

1.2花管注漿加固技術(shù)

1.2.1 花管注漿加固技術(shù)的概述

花管注漿指的是：利用鉆孔把注漿使用的花管深入土體的要進(jìn)行加固層面，通過分段式的注漿方法，讓漿液在外界的壓力作用下，通過花管注入加固地層，這種方式注入的漿液較為均勻，并且可以控制漿液在每段中含量，還能保證漿液擴(kuò)散時(shí)的均勻程度。

1.2.2 花管注漿加固技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

第一，能夠最大限度的防止軟土路基注漿時(shí)不均勻現(xiàn)象，避免由于路基的凹凸不平導(dǎo)致的交通事故的發(fā)生；第二，該技術(shù)的運(yùn)用能夠在最大程度上減小投入的成本、完工后的維修養(yǎng)護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化；第三，大幅度地減短了軟土路基施工的時(shí)間，也在一定程度上起到了保護(hù)環(huán)境資源的作用；第四，該技術(shù)的施工過程較簡便，對(duì)施工者的要求也不高，還能保證注漿施工的優(yōu)越性。

1.2.3 花管注漿加固技術(shù)的加固原理

第一，改變了土體的性質(zhì)。在將漿液注入土體后，將會(huì)產(chǎn)生很多的物理化學(xué)反應(yīng)，能夠產(chǎn)生膠凝體類的混合物質(zhì)，這些物質(zhì)的強(qiáng)度很高；第二，起到防滲堵漏的作用。在將漿液注入軟土路基后，它會(huì)將土體中的孔縫填滿，從而將水體流動(dòng)的通道堵上，避免了水體的縱向、橫向流動(dòng)，減小了水體沖擊對(duì)路基產(chǎn)生不好的影響；第三，具有骨架支撐的作用，在將漿液注入軟土路基后，漿液會(huì)以魚骨的形狀凝固于土體中，強(qiáng)化了土體的整體性，同時(shí)還提升了土體的密度和強(qiáng)度，從而產(chǎn)生骨架支撐的作用；第四，具有壓實(shí)、劈裂和滲透的作用，在將漿液注入軟土路基后，漿液深入孔縫中，在外界壓力的作用下，將會(huì)對(duì)土體形成一定的劈裂作用，從而引導(dǎo)漿液沿裂縫進(jìn)行滲透。

1.2.4 花管注漿加固技術(shù)施工的技術(shù)要點(diǎn)

在注漿加固施工中，第一次應(yīng)用靜態(tài)的方式。根據(jù)分段原則，將注漿用的花管固定于注漿的地層，再通過劈裂的方式將水泥砂漿注入相應(yīng)的位置，在其深度達(dá)到設(shè)計(jì)的要求時(shí)，把注漿花管拖延至下一段，重復(fù)上述步驟的操作，一直至所有需要注漿的路基都注入了漿液。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

珠街-廣南-法利-西林界二級(jí)公路工程位于云南省文山州境內(nèi)，該段公路技術(shù)等級(jí)為二級(jí)，路線全長109.57565公里，其中珠街至廣南段45.25公里，廣南經(jīng)法利至西林界段58.871公里，廣南縣城過境線5.55公里。該公路于2009年10月開工建設(shè)，于2011年6月28日通過交工驗(yàn)收，該公路目前已通車。K63+360段為沿老路改造路段，公路運(yùn)營至今該路段左半幅路基出現(xiàn)下滑及沉降現(xiàn)象，導(dǎo)致路基路面破壞，如圖1所示。

2.2 路基加固方案

由于該滑體所在的斜坡已經(jīng)發(fā)生明顯的蠕滑錯(cuò)動(dòng)，因此應(yīng)按滑坡治理原則選取治理方案?；轮卫碓瓌t是：技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、不留后患。對(duì)于支擋工程的位置，盡可能利用滑體抗滑段的抗滑力，以減少支擋結(jié)構(gòu)的荷載。同時(shí)應(yīng)針對(duì)滑坡的具體特點(diǎn)、滑動(dòng)面埋深及滑坡體的特點(diǎn)，可分段采取不同的整治措施。具體措施包括以下路段：

（1）滑坡治理工程公路里程為K63+320～K63+460段，路段內(nèi)的左半幅路基鋼管注漿加固，見圖2。

（2）路基加固工程公路里程為K61+835～K62+035段，全幅采用路基鉆孔注漿加固，見圖3。

3 結(jié)束語

注漿加固技術(shù)在軟土路基中的廣泛應(yīng)用，有效治理了路堤填方沉降或開裂、地基軟弱坍塌等路基病害，提高了軟土路基的安全性和使用期限，對(duì)軟土路基的新建或者改建都具有非常重大的意義?？傊{加固技術(shù)滿足了現(xiàn)代多樣的道路建設(shè)，值得深入研究、探討。

參考文獻(xiàn)

[1]范宏建.劈裂注漿加固技術(shù)在軟土路基養(yǎng)護(hù)維修中的作用機(jī)理分析[J].華東公路，2015，05：41-43.

[2]稅歡，徐亮.關(guān)于軟土路基花管注漿加固技術(shù)的探討[J].城市道橋與防洪，2015，09：134-136+16.