高速公路路基沉陷成因及靜壓灌漿技術(shù)施工技術(shù)

劉昌燊 劉 瓊

（江西省交通工程集團(tuán)公司 江西南昌 330038）

隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的迅速發(fā)展，高速公路施工質(zhì)量成為人們關(guān)注的主要問(wèn)題。從實(shí)際情況來(lái)看，在高速公路施工過(guò)程中時(shí)常會(huì)遇到填方路基工程，給高速工程施工質(zhì)量帶來(lái)極大的影響[1]。為了保障高速公路施工整體質(zhì)量水平，對(duì)公路路基沉陷的原因與解決措施進(jìn)行探究具有重要意義，為保障高速公路施工質(zhì)量奠定良好基礎(chǔ)。

1 高速公路路基沉陷的表現(xiàn)形式

高速公路路基沉陷的表現(xiàn)形式有三種，即路堤沉縮、路堤兩側(cè)隆起、路塹邊坡崩塌與路堤坍塌。其中路堤沉縮是當(dāng)路堤較高且填土所采用的土質(zhì)較松的情況下，沒(méi)有做好壓實(shí)作業(yè)或填土的厚度過(guò)厚重而導(dǎo)致壓實(shí)度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)需求，從而使公路路基出現(xiàn)沉縮的現(xiàn)象，給公路的舒適度與使用效果帶來(lái)不良影響及人們的出行埋下安全隱患。路堤兩側(cè)隆起是指施工單位在軟基上進(jìn)行施工時(shí)，由于路基自身重量問(wèn)題出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，同時(shí)導(dǎo)致地基中的土體從路堤兩側(cè)隆起。路堤坍塌是指邊坡原本的形狀已遭到破壞，且邊坡表面已經(jīng)沉陷的情況。路塹邊坡崩塌則是指石塊沿著原本土體或巖石邊坡滑而導(dǎo)致路基沉陷，因泥濘現(xiàn)象引起路堤的內(nèi)部出現(xiàn)過(guò)度飽水區(qū)，是發(fā)生路塹邊坡崩塌與路堤坍塌現(xiàn)象的主要原因[2]。另外，對(duì)于公路路基沉陷問(wèn)題的引發(fā)因素來(lái)說(shuō)，在使用不同透水性的土壤填筑路基時(shí)，將其雜亂無(wú)章地進(jìn)行路堤的填壓，并在冬季進(jìn)行路堤填筑時(shí)使用混有雪水的土或飽水的凍結(jié)土，也會(huì)導(dǎo)致飽水區(qū)的形成，從而引起路基沉陷。

2 高速公路路基沉陷的成因分析

2.1 客觀因素

公路屬于一種線(xiàn)形構(gòu)筑物，公路路基極易受到客觀因素的影響，包括所在地的地質(zhì)、地形、地貌、降雨量等，都會(huì)直接影響到公路路基施工的整體質(zhì)量。施工單位在施工期間會(huì)面臨各種各樣的地理環(huán)境因素，如有些公路施工所在地的地質(zhì)條件達(dá)不到實(shí)際施工需求、施工人員沒(méi)有做好填土換算工作、填前碾壓作業(yè)并未落實(shí)到位、在處理土基時(shí)未達(dá)到實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)并且沒(méi)有按照相關(guān)秩序進(jìn)行路基填筑工作等諸多因素，使路基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)移位、下降等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致公路路基的沉陷問(wèn)題。

2.2 設(shè)計(jì)因素

公路建筑的整體質(zhì)量源頭主要為路基設(shè)計(jì)，施工單位路基設(shè)計(jì)的科學(xué)性直接關(guān)系到路基工程的施工質(zhì)量。比如，設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)人員由于自身專(zhuān)業(yè)能力不足，缺乏豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，致使路基設(shè)計(jì)方案與實(shí)際施工需求不相符，或者在方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員缺乏良好的責(zé)任心，未將場(chǎng)地特征納入考慮因素中。此外，施工單位也有可能受到外界因素或投資方的影響，導(dǎo)致勘察設(shè)計(jì)工作、地質(zhì)資料的完善工作沒(méi)有做好，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案的不合理[3]。

綜合來(lái)說(shuō)，方案設(shè)計(jì)過(guò)程中未考慮到的問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)：①?zèng)]有合理設(shè)計(jì)路基路面排水設(shè)施，未考慮行車(chē)壓力對(duì)路基所帶來(lái)的影響，并在設(shè)計(jì)方案中未完善濕陷性黃土地區(qū)等不同地基狀況，計(jì)算路基的穩(wěn)定性不夠精確；②地表排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善，導(dǎo)致實(shí)際中出現(xiàn)局部積水問(wèn)題；同時(shí)由于沒(méi)有足夠地踏勘各種采空區(qū)現(xiàn)象，從而發(fā)生坍塌的情況；③未周全地考慮各方面的因素，比如路堤原地面以下較深層的軟臥層的流動(dòng)問(wèn)題而出現(xiàn)公路路基的沉陷現(xiàn)象。

2.3 施工因素

施工單位在公路建筑施工過(guò)程中，為了能夠減少施工成本，存在采取偷工減料的不良行為，使用的路基填筑材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)；有些施工單位在施工時(shí)由于未嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)定及工藝流程，填筑施工的順序出現(xiàn)錯(cuò)亂，從而直接導(dǎo)致公路路基沉陷問(wèn)題。此外，在公路施工的其他環(huán)節(jié)也會(huì)影響公路路基工程質(zhì)量，比如施工組織設(shè)計(jì)、施工現(xiàn)場(chǎng)管理等環(huán)節(jié)。

2.4 行車(chē)載荷壓力產(chǎn)生的影響

當(dāng)前，我國(guó)處于交通量逐漸增多的新時(shí)期，車(chē)流量的增多時(shí)常出現(xiàn)超載現(xiàn)象，為了保障人們的出行安全，提高公路路基施工質(zhì)量具有重要意義。從實(shí)際情況來(lái)看，在路基施工中一般以較大的滲透性材料作為填料，在沉重的交通壓力下，其在車(chē)輛高負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越密實(shí)的效果，不僅減少了填料間的空隙，且極易造成公路路基的沉陷，也給人們的出行安全帶來(lái)極大的不利影響。

3 靜壓灌漿技術(shù)的應(yīng)用

3.1 初步加固方案

（1）將袖閥管式注漿應(yīng)用實(shí)際施工前，應(yīng)深入了解其特殊性，在設(shè)定路基鉆孔深度時(shí)需按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)灌進(jìn)殼料的時(shí)候應(yīng)注意出漿口位置與注漿外管的預(yù)留，以保證水泥漿的順利注入。在實(shí)際過(guò)程中必須按照規(guī)范要求科學(xué)操作注漿作業(yè)，需認(rèn)識(shí)到樁體的核心為鉆孔，具有的較強(qiáng)的抗剪力，并能能夠提高公路地基的承載力。

（2）靜壓灌注孔的科學(xué)布置：在修復(fù)公路路基沉陷期間，可將標(biāo)準(zhǔn)化的梅花形式應(yīng)用實(shí)際中，合理布置靜壓灌漿孔的灌漿口的位置，有效控制3m的排距，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使灌漿操作能夠順利實(shí)施。

（3）預(yù)應(yīng)力錨桿：將混凝土橫梁、引力錨桿布置于路基擋土墻的適當(dāng)位置，保證路基、擋土墻的穩(wěn)定性。同時(shí)，與滑動(dòng)面計(jì)算長(zhǎng)度相比，預(yù)應(yīng)力錨桿的長(zhǎng)度要更大，才能有效修復(fù)路基沉陷問(wèn)題，并通過(guò)合理控制預(yù)應(yīng)力錨桿3m左右的排距，使路基修復(fù)質(zhì)量得到提高[4]。

3.2 袖閥管注漿工藝

將袖閥管注漿工藝應(yīng)用于修復(fù)公路路基沉陷過(guò)程中，應(yīng)以設(shè)計(jì)要求為出發(fā)點(diǎn)，并將孔位工作、放線(xiàn)工作做好。在鉆孔過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)記錄好施工過(guò)程，準(zhǔn)確把握孔位移動(dòng)距數(shù)據(jù)，深入了解底層情況，制定出可行的解決措施。另外，需要注意孔位偏差應(yīng)控制在10cm之內(nèi)，檢驗(yàn)人員只有對(duì)鉆孔施工驗(yàn)收合格之后，才能展開(kāi)移孔作業(yè)。

為了保證截止閥的可靠性，應(yīng)當(dāng)牢固連接注漿外管，使注漿效果得到保障。在制漿時(shí)根據(jù)實(shí)際需求選取漿液與攪拌漿液，嚴(yán)格檢測(cè)漿液密度。需注意的是，制備好的漿液應(yīng)在2h內(nèi)用完，以保證漿液的效果與性能。在完成每孔每段注漿操作后，應(yīng)準(zhǔn)確依據(jù)具體要求選取80%的灌漿壓力作為沖洗壓力，并在2h內(nèi)清洗注漿孔，需注意不能超過(guò)20cm孔內(nèi)沉積物厚度，為促進(jìn)注漿順利開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。

3.3 灌漿技術(shù)要求

（1）灌漿材料：將42.5#普通硅酸鹽水泥作為高速公路施工中的灌漿材料，保證水泥的干凈與新鮮，在低于5%的80N/m的方孔篩順利通過(guò)，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行灌漿的合理用水。

（2）設(shè)備：在施工過(guò)程中應(yīng)用沖擊式鉆機(jī)、回旋式鉆機(jī)時(shí)，應(yīng)保證灌漿泵性能與灌漿漿液濃度相適應(yīng)?？蛇x用高于1.5倍的最大灌漿壓力來(lái)控制灌漿泵的工作壓力，在漿液的攪拌過(guò)程中，不能出現(xiàn)中途停止的現(xiàn)象，在試運(yùn)行之后再進(jìn)行灌漿；一般情況下，應(yīng)將壓力表安裝于灌漿孔口、灌漿泵位置處[5]。

（3）灌漿方法與灌漿壓力：對(duì)于注漿壓力來(lái)說(shuō)，應(yīng)將其控制在0.2～0.3MPa范圍內(nèi)。在對(duì)其進(jìn)行調(diào)整過(guò)程時(shí)，可將路面高程監(jiān)測(cè)情況與土層厚度情況作為出發(fā)點(diǎn)。灌漿時(shí)要按照相關(guān)順序進(jìn)行灌注排孔，漿液灌注時(shí)則按照由下向上的順序，并控制好每段灌注孔排。另外，還應(yīng)當(dāng)將0.5m的軟管連接于灌漿管上端，以便更好地進(jìn)行灌漿后的路面施工。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，高速公路路基的質(zhì)量與人們的出行安全有著直接聯(lián)系，為了避免出現(xiàn)工程質(zhì)量事故，保證公路施工質(zhì)量，對(duì)公路路基沉陷的原因進(jìn)行分析十分有必要。在解決公路路基沉陷問(wèn)題中，將靜壓灌漿技術(shù)施工技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際中，能夠有效保證高速公路路基的穩(wěn)定性，增強(qiáng)路基的穩(wěn)固性，有助于確保高速公路施工整體質(zhì)量。