淺談高速公路路基沉陷注漿處治技術(shù)研究

李大極

(中城建第二工程局有限公司, 福建 廈門(mén) 361006)

淺談高速公路路基沉陷注漿處治技術(shù)研究

李大極

(中城建第二工程局有限公司, 福建 廈門(mén) 361006)

在我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的條件下，我國(guó)高速公路建設(shè)規(guī)模變得越來(lái)越大，隨之而來(lái)的公路路基沉陷問(wèn)題也更加突出，公路施工工序、施工質(zhì)量控制、路基設(shè)計(jì)水平以及環(huán)境地質(zhì)條件等因素都會(huì)導(dǎo)致公路路基病害的出現(xiàn)。而對(duì)于公路路基沉陷問(wèn)題，普遍采用的一種快速有效處治技術(shù)就是注漿處治技術(shù)，其可以解決高速公路路基出現(xiàn)的沉陷病害。本文主要對(duì)南廈高速公路A8合同段K47+800汽車(chē)通道兩側(cè)臺(tái)背沉降具體注漿處治技術(shù)進(jìn)行分析研究，提出本人的一些思考和建議，僅供參考。

高速公路；路基；臺(tái)背； 沉降；注漿

高速公路路基沉降屬于公路工程質(zhì)量病害，這種病害會(huì)對(duì)高等級(jí)公路建設(shè)質(zhì)量以及正常運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生直接的影響，而公路路基沉降病害中非常普遍的一種就是公路通道兩側(cè)臺(tái)背沉降，其給高速公路車(chē)輛行使安全帶來(lái)了非常大的威脅隱患，若采取開(kāi)挖公路通道臺(tái)背再一次開(kāi)挖、回填、壓實(shí)這種施工工藝，不僅施工周期比較長(zhǎng)，資金投入非常大，同時(shí)還會(huì)給道路的正常通行能力造成直接的影響。而注漿處治技術(shù)則可以在有效避免這些影響產(chǎn)生的前提下，有效處治公路臺(tái)背出現(xiàn)的沉降問(wèn)題，確保公路通行安全有效的運(yùn)營(yíng)。

1 工程概況

高速公路建設(shè)過(guò)程中一直困擾人們的一種病害就是接合部病害。本文以南廈高速公路A8合同段K47+800汽車(chē)通道兩側(cè)臺(tái)背工程為例，通過(guò)檢測(cè)以及處治公路接合部，提出了相應(yīng)的具體處治建議。南廈高速公路A8合同段K47+800汽車(chē)通道兩側(cè)臺(tái)背回填在施工完工后，因地方政府建設(shè)配套開(kāi)發(fā)需要，瀝青路面結(jié)構(gòu)層施工前再次挖開(kāi)通道臺(tái)背兩側(cè)已回填的透水性填料進(jìn)行布設(shè)溫泉管道和雨污水管，具體布設(shè)如圖 1所示，因管頂透水性填料無(wú)法進(jìn)行重型機(jī)械碾壓，決定采用5%水泥改良土拌合砂礫進(jìn)行回填，結(jié)果瀝青路面層施工完通車(chē)后，導(dǎo)致路面出現(xiàn)如下圖 2所示縱向裂縫，為確保公路工程路基施工質(zhì)量，降低公路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中發(fā)生的病害，通過(guò)電子掃描以及瑞雷波無(wú)破損道路檢測(cè)方式，分別檢測(cè)了公路結(jié)合部以及臺(tái)背填填料方面的缺陷以及物理性質(zhì)。

圖2 ：瀝青路面出現(xiàn)縱向裂縫

2 分析其路基沉陷問(wèn)題產(chǎn)生的原因

2.1 縱向開(kāi)裂

就是指如上述公路路基以及地基出現(xiàn)縱向開(kāi)裂現(xiàn)象，這種危害會(huì)造成公路通道兩側(cè)臺(tái)背出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題，最后會(huì)導(dǎo)致瀝青混凝土路面出現(xiàn)縱向裂縫或者水泥混凝土路面板產(chǎn)生斷裂問(wèn)題[1]。

2.2 回填速度過(guò)快，碾壓不到位

因施工環(huán)境所限，通道臺(tái)背兩側(cè)開(kāi)挖埋設(shè)管道后無(wú)法對(duì)其基坑及管頂進(jìn)行壓實(shí)處治，且通車(chē)時(shí)間所限，那么因?yàn)榛靥钏俣冗^(guò)快，導(dǎo)致公路壓實(shí)度和具體規(guī)范要求不相符，從而使公路路基臺(tái)背填土出現(xiàn)不穩(wěn)定沉陷問(wèn)題。這種危害就是體現(xiàn)在公路運(yùn)營(yíng)期間，由于填土自重和路面重車(chē)作用，臺(tái)背填土?xí)粩鄩好艹料?，使得填土接合部出現(xiàn)下沉傾向，最后出現(xiàn)空洞，使得公路路面產(chǎn)生裂縫。

2.3 臺(tái)背回填料不均勻

通道臺(tái)背回填摻和5%水泥土具有穩(wěn)定砂礫的作用，由于材料級(jí)配以及水泥用量非常不穩(wěn)定，尤其是水泥拌和不均勻使得密度以及強(qiáng)度和具體設(shè)計(jì)要求不相符[2]。這種問(wèn)題帶來(lái)的危害為：不成板體的施工砂礫料由于水浸蝕下作用以及重車(chē)行駛產(chǎn)生的原吸效應(yīng)，會(huì)使得施工完工后高速公路出現(xiàn)臺(tái)背沉陷問(wèn)題，進(jìn)而影響公路車(chē)輛的行使安全。

3 設(shè)計(jì)處治方案

公路工程設(shè)計(jì)中的處治設(shè)計(jì)方案是：如果是因?yàn)槁坊约暗鼗v向開(kāi)裂造成的工后路面兩側(cè)出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題，使得公路路基產(chǎn)生沉陷病害，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察以及雷達(dá)復(fù)測(cè)之后，決定將原回填材料挖除，從路中到路邊完全清底后，進(jìn)行重新施工或者是加固公路原地基后進(jìn)重新施工。而對(duì)于公路通道兩側(cè)臺(tái)背沉陷問(wèn)題，就考慮在公路結(jié)合部通過(guò)注漿技術(shù)進(jìn)行處治。對(duì)公路臺(tái)背進(jìn)行注漿處理之后，施工漿液會(huì)將土體里面的孔洞以及孔隙填充住，從而提升土體本身密實(shí)度，減小孔隙率，并且因?yàn)闈{液會(huì)凝固土體里面的散裝顆粒，有效提升土體所具有的抗變形能力，所以，以有效控制病害路段出現(xiàn)的沉陷問(wèn)題。3.1注漿處治技術(shù)的具體工藝特點(diǎn)

①對(duì)公路臺(tái)背沉陷問(wèn)題采取注漿處理技術(shù)的時(shí)候，所使用的施工機(jī)械通常是XY—I型號(hào)的百米鉆機(jī)，可以進(jìn)行沖鉆成孔作業(yè)，并采用砂漿攪拌機(jī)來(lái)對(duì)施工水泥漿進(jìn)行拌制，同時(shí)采用型號(hào)為SYB50／50的壓漿機(jī)實(shí)施注漿成型技術(shù)。

②注漿處治技術(shù)的實(shí)際施工操作非常簡(jiǎn)單，并且勞動(dòng)強(qiáng)度不高，整個(gè)施工過(guò)程非常安全。

③實(shí)際施工速度非?？?，從而可以縮短工期，并且見(jiàn)效比較快。

④采取注漿處治技術(shù)治理臺(tái)背沉陷問(wèn)題的時(shí)候，實(shí)際施工工序安排非常靈活。如果公路一定要提前進(jìn)行搭板施工，那么可以依據(jù)鉆孔要求來(lái)留相應(yīng)的注漿孔，同時(shí)確保注漿孔垂直度大于或者等于1%[3]。

3.2 注漿處治技術(shù)具體施工方案

3.2.1 布設(shè)注漿孔和鉆孔如上圖1斷面及如下圖3平面圖所示：

圖3 ：注漿孔布設(shè)平面示意圖

如上圖所示，根據(jù)開(kāi)裂情況及臺(tái)背回填范圍，決定在通道臺(tái)背兩側(cè)10米范圍內(nèi)采取布設(shè)鉆孔注漿處理，其中第一排注漿孔和通道墻身之間的距離是0.5m，對(duì)于中央分隔帶一側(cè)設(shè)置的注漿孔，其和分割帶之間的距離為1.0m；順著線路縱向，相鄰兩排注漿孔之間的距離是1.5m，對(duì)于橫向孔距，公路行車(chē)道以及超車(chē)道一側(cè)具體孔距是1.2m，而道路硬路肩一側(cè)具體孔距是1.5m；孔深鉆至距離管頂0.5m，孔徑為75mm，本項(xiàng)目構(gòu)造物為正交通道，如果是斜交狀態(tài)，就需要依據(jù)實(shí)際情況合理增多注漿孔數(shù)量。

3.2.2 具體注漿工藝流程

對(duì)公路臺(tái)背進(jìn)行注漿施工的時(shí)候，具體施工程序是：首先將鉆孔位置畫(huà)線標(biāo)注出來(lái)，準(zhǔn)備好潛孔鉆機(jī)，然后進(jìn)行成孔鉆進(jìn)施工，結(jié)束鉆孔施工后移機(jī)，然后檢測(cè)具體孔深，再安裝相應(yīng)的注漿器，制作施工中所需的漿液，采取壓力注漿方式，然后變換漿液，再進(jìn)行壓力注漿施工，最后止?jié){，同時(shí)取出注漿器進(jìn)行封孔操作。

3.2.3 選擇合適的注漿材料與制漿

實(shí)際施工過(guò)程中所采用的注漿設(shè)備是SYB50／50型號(hào)的液壓機(jī)，用來(lái)進(jìn)行注漿，也可以采用型號(hào)為 HB-80的注漿機(jī)進(jìn)行注漿[4]。將注漿過(guò)程中的泵壓控制為0.2到0.5米，并且流量不能超過(guò)20～50升／分鐘的范圍，制漿過(guò)程中，水灰比應(yīng)該控制為0.5到0.6，其中，使用的水泥是為32.5級(jí)的一般硅酸鹽水泥，沒(méi)有摻外加劑，屬于水泥凈漿。

3.2.4 確定具體壓力

進(jìn)行搭板施工的時(shí)候，如果板底脫空注漿過(guò)程中的壓力過(guò)大，會(huì)使得漿液從公路臺(tái)背兩側(cè)防護(hù)位置流出；如果壓力過(guò)小，就很難壓滿(mǎn)[5]。所以注漿壓力通常不能超過(guò)0.5到1.0Mpa的范圍。

3.3.5 注漿操作

利用注漿壓力沒(méi)備以及輸漿管線，把制好的漿液注入對(duì)應(yīng)的鉆孔里面，進(jìn)行注漿的時(shí)候，應(yīng)該用木頭將注漿孔位附近的鉆孔全部堵住，之后增加壓力值，在注漿壓力和規(guī)范要求相符的時(shí)候，應(yīng)該持荷五分鐘，最后終止注漿。實(shí)際注漿過(guò)程中，如果產(chǎn)生隆起或者是跑漿現(xiàn)象，就必須停止注漿，并對(duì)這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，對(duì)下一個(gè)注漿段進(jìn)行注漿的時(shí)候，就應(yīng)該適當(dāng)減量注漿，同時(shí)檢查封孔裝置以及注漿設(shè)備。

3.3 具體施工技術(shù)要求

①對(duì)于注漿孔，一定要使用干鉆成孔技術(shù)，如果鉆遇路基結(jié)構(gòu)層以及大塊石頭等障礙不能繼續(xù)鉆進(jìn)，那么就可以適當(dāng)添加一些水進(jìn)行濕潤(rùn)，一般情況下是禁止清水鉆孔的，當(dāng)成孔之后，想要避免雨水灌入，就一定要采用相應(yīng)的方法進(jìn)行封孔或者是及時(shí)壓漿。除此之外，孔徑必須保證注漿管的有效放置。

②進(jìn)行灌漿操作的時(shí)候，一定要一次性地把灌漿管放在具體設(shè)計(jì)深度，由上到上注漿，如果是砂性土，那么注漿壓力就為0.2MPa，如果是黏性土，具體注漿壓力為0.5MPa，這樣才能夠終止注漿[6]。

③對(duì)冒漿進(jìn)行處理：注漿時(shí)，水泥漿液順著土體孔隙不斷向上串流，最后冒出地面，這種現(xiàn)象就叫做地表冒漿。當(dāng)出現(xiàn)地表冒漿的時(shí)候，一定要細(xì)致地處理，如果冒漿嚴(yán)重就應(yīng)該多次反復(fù)處理；通常是在冒漿的位置用速凝水泥、碎棉絮以及麻絮將孔封堵住，如果封堵沒(méi)有效果，就應(yīng)該采用降壓法、改變水灰比方法或者是孔隙灌濃水泥漿方法等來(lái)處理。

④處理串漿現(xiàn)象：進(jìn)行注漿的時(shí)候，水泥漿液不斷由注漿孔里面流出的現(xiàn)象就是串漿。引起串漿出現(xiàn)的原因主要為：地層中孔隙以及裂縫非常多，當(dāng)壓力比較大的時(shí)候，相互串聯(lián)就會(huì)出現(xiàn)串漿通路。具體處理辦法主要為：第一，依據(jù)實(shí)際施工狀況，適當(dāng)增加相鄰兩孔之間的具體注漿間隔時(shí)間。第二，對(duì)于串漿孔以及注漿孔，應(yīng)該同時(shí)實(shí)施壓漿作業(yè)。第三，將串漿孔有效封堵住。

結(jié)束語(yǔ)

導(dǎo)致道路臺(tái)背因?yàn)樘盍厦軐?shí)度太小，從而出現(xiàn)沉陷以及公路路基病害的原因有很多，其中主要有：沒(méi)有選擇合適的臺(tái)背填料、施工過(guò)程沒(méi)有依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行和所采取的回填方法不當(dāng)。所以，在施工中應(yīng)該著重注意這些因素。同時(shí)，路基壓力注漿技術(shù)是有效維護(hù)路容路貌的重要手段之一，所以對(duì)公路路基沉陷問(wèn)題中的具體注漿處治技術(shù)進(jìn)行研究是非常有必要的。

[1]李文,蔣麗君,李振存等.花管注漿法在半填半挖路基沉陷處治中的應(yīng)用研究[J].中外公路,2014,34(2)：75-78.

[2]曾勝,李文,李振存等.路基沉陷劈裂注漿加固試驗(yàn)[J].長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2013,10(3)：1-5,12.

[3]胡存亮.煤礦采空區(qū)公路路基沉陷病害的治理技術(shù)[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2011,(8)：159-161.

[4]李衛(wèi)青.充填式注漿技術(shù)在處治青銀高速公路部分路基及橋頭沉陷中的設(shè)計(jì)研究[J].黑龍江交通科技,2012,31(9)：40-41.

[5]黎志勇.高速公路高填路堤沉陷加固技術(shù)研究[J].科技與生活,2010,5(7)：63.

[6]楊謝輝,蔣麗君.飽水路基沉陷機(jī)理及加固技術(shù)研究[J].公路與汽運(yùn),2014,5(4)：123-126.

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1007-6344（2017）09-0059-02