高速公路路基沉陷注漿施工技術(shù)的應(yīng)用分析

楊光忠，王旭東

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550000)

1 工程概況

某既有高速公路局部路基和橋臺有跳車現(xiàn)象，其主要原因為路基產(chǎn)生不均勻沉降，或路基自身壓實度不足或填筑體產(chǎn)生壓縮變形導(dǎo)致工后沉降，缺陷包括：裂縫、脫空、路肩掏空。為避免不均勻沉降，經(jīng)研究決定采用PVC管實施注漿加固，利用水泥漿具有的固結(jié)作用、擠密作用及充填作用，保證路基強度。現(xiàn)圍繞本工程實際情況，對其路基注漿加固技術(shù)具體應(yīng)用進(jìn)行深入分析。

2 注漿加固主要優(yōu)勢

采用漿液作為固化劑，使其沿路基上的軟弱處不斷向下滲透，以此起到擠壓固結(jié)、沖擊置換和膠凝固化等作用，從而消除現(xiàn)有的地質(zhì)缺陷，對路基承載力與受力情況進(jìn)行改善，避免產(chǎn)生不均勻沉降。

對于注漿加固技術(shù)，它主要具有下列優(yōu)勢特點。

(1)填充路基下部的暗道與空洞，阻止病害進(jìn)一步發(fā)展。

(2)成本較低，具有良好的經(jīng)濟效益。

(3)施工工期相對較短，不會造成太大的污染。

(4)施工技術(shù)先進(jìn)合理，成熟可靠，效果顯著。

3 路基注漿施工

3.1 作用機理

注漿加固作用機理為形成復(fù)合式地基，對土體強度予以改良，保證地基整體的承載力，減少或避免由于土體發(fā)生壓縮變形現(xiàn)象而產(chǎn)生路基沉降。在壓力注漿之前，先選擇合適的部位進(jìn)行鉆孔，然后利用專門的注漿設(shè)備向路基中連續(xù)、均勻注漿，將空洞及暗道都填充飽滿，擠出存在于顆粒之間縫隙當(dāng)中的空氣與水，同時占據(jù)這一空間，減小孔隙比，使強度得到大幅提高。

3.2 注漿加固范圍

(1)平面

注漿平面的長度、寬度、深度均以施工圖紙所示工程量為依據(jù)確定。本次共注漿加固以下五個段落：①K0+224～K0+235段：注漿加固長度、寬度及深度分別為11 m、8.1 m、10 m；②K1+180～K1+205段：注漿加固長度、寬度及深度分別為25 m、8.4 m、8 m；③K1+979～K1+987段：注漿加固長度、寬度及深度分別為8 m、11.1 m、12 m；④K2+170～K2+196段：注漿加固長度、寬度及深度分別為26 m、8.9 m、9.5 m；⑤K4+380～K4+391段：注漿加固長度、寬度及深度分別為11 m、26.5 m、13 m。

(2)布孔

注漿孔的間隔距離按1.5 m控制，按照等邊三角形進(jìn)行布置。注漿按照從外到內(nèi)的順序進(jìn)行，以此形成完整的帷幕。

3.3 施工設(shè)備

注漿加固施工中需配置以下機械設(shè)備：轉(zhuǎn)盤式鉆機，共2臺；灰漿攪拌機，共2臺；注漿泵，共2臺；灑水車；發(fā)電機組，共2臺，互為備用。

3.4 鉆孔與注漿

(1)注漿材料

注漿材料以水泥漿為主，水泥為32.5普硅水泥。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測進(jìn)場水泥，并在現(xiàn)場合理安排儲存及使用，避免水泥變質(zhì)，無法使用，造成浪費。水灰比按0.7～0.9控制，注漿時，壓力按0.4～0.8 MPa控制。

(2)施工工藝流程

場地清理→現(xiàn)場測放→鉆機定位→鉆進(jìn)成孔→注漿設(shè)備就位→壓力注漿→封孔→質(zhì)量檢驗→資料整理。其中，鉆進(jìn)成孔后應(yīng)檢查是否滿足終孔要求，若不滿足應(yīng)重新鉆孔；質(zhì)量檢驗確定質(zhì)量不合格時，應(yīng)重新測放、鉆孔和注漿，到合格為止。

(3)鉆機與注漿設(shè)備就位

以測放點位為依據(jù)，先使鉆機就位，保證其安放的平穩(wěn)性，同時對垂直度進(jìn)行調(diào)整，做到橫平豎直。然后對制漿與注漿設(shè)備進(jìn)行安放，對注漿管道進(jìn)行固定，其長度不能太長，以30～50 m為宜，若太長會造成壓力損失。

(4)鉆孔施工

鉆孔用鉆機進(jìn)行，鉆頭直徑為43 mm，并設(shè)置普管護(hù)壁。鉆孔的方法為干鉆，期間禁止加水，否則會對路基結(jié)構(gòu)造成破壞。

(5)水泥漿配制

水泥漿按照設(shè)計確定的配比進(jìn)行配制。以攪拌機的容量為依據(jù)稱取一定量的水，將其加入到攪拌機當(dāng)中，再按照水灰比稱取一定量的水泥，然后開啟攪拌機，在攪拌的同時加入水泥。一般攪拌時間應(yīng)達(dá)到3 min以上，確認(rèn)攪拌達(dá)到均勻后，用儲漿桶臨時保存。需要注意的是，施工人員要對桶中的水泥漿進(jìn)行不斷攪拌，避免發(fā)生沉淀離析。

(6)注漿壓力

因注漿壓力和路基土強度、密度、應(yīng)力、鉆孔深度、孔位、注漿施工次序等諸多因素有關(guān)，且這些因素難以定量，所以在確定注漿壓力時可參考當(dāng)?shù)亟?jīng)驗，本次將注漿壓力確定為0.4～0.8 MPa。

(7)終孔標(biāo)準(zhǔn)

在標(biāo)準(zhǔn)壓力條件下，鉆孔注漿量不足1 L/min時，持續(xù)穩(wěn)壓2～3 min，如果壓力保持不變，或減小5%以內(nèi)，則完成注漿。

(8)封孔

待鉆孔注漿完成后，將孔中的套管拔出，然后利用細(xì)石混凝土進(jìn)行封孔。并對泵機、攪拌機、套管等進(jìn)行沖洗，準(zhǔn)備對下一個鉆孔進(jìn)行注漿施工。

(9)效果檢查：在注漿開始前和完成后，對物探成果資料進(jìn)行對比與分析，以確定注漿的效果；在注漿開始前和完成后，對單位長度實際吸水量進(jìn)行對比，以確定注漿的效果。

3.5 施工注意事項

(1)施工開始前先對沉降產(chǎn)生位置進(jìn)行準(zhǔn)確測定。

(2)鉆孔應(yīng)跳孔進(jìn)行，一般不得在鉆完所有孔之后再注漿，因為這樣容易發(fā)生串漿，使注漿不密實，還會增加處理工作量。對此應(yīng)按照從兩側(cè)到中間的順序進(jìn)行，以達(dá)到理想的注漿效果。

(3)在注漿時要做好各項記錄，如注漿數(shù)量、壓力、時間、地表情況，然后根據(jù)這些記錄繪制注漿數(shù)量、壓力和時間之間的關(guān)系曲線。

(4)在整個注漿過程中都必須認(rèn)真做好數(shù)據(jù)資源的記錄、分析及整理。

(5)在注漿施工完成后應(yīng)立即使用細(xì)石混凝土對鉆孔進(jìn)行封閉。

3.6 施工常見問題與處理

(1)當(dāng)產(chǎn)生冒漿與漏漿現(xiàn)象時，需根據(jù)實際情況通過表面封堵、摻加適量速凝劑來及時處理。

(2)當(dāng)產(chǎn)生串漿現(xiàn)象時，若串漿孔具備進(jìn)行注漿施工的條件，則可一同注漿，每個泵機只能注一個鉆孔，否則要將串漿孔堵住，在注漿孔施工完成后，對串漿孔實施掃孔。

(3)鉆孔的注漿必須保持連續(xù)，如果因故中斷，則應(yīng)根據(jù)下列要求處理：盡量早的恢復(fù)注漿，若需要很長時間才能恢復(fù)，則要進(jìn)行洗孔，如果洗孔無效，需掃孔。

在剛開始恢復(fù)注漿時，需要使用開注時使用的水泥漿，之后確定注入率和中斷之前相等后，用中斷前所用水泥漿注漿，這樣做的目的是保證孔內(nèi)漿液的均勻性。

3.7 質(zhì)量控制與檢驗

(1)對施工原材料進(jìn)行分期與分批供應(yīng)，并保證原材料的質(zhì)量，及時予以檢查驗收，加強現(xiàn)場保管及發(fā)放。所有類型的材料都要在經(jīng)過檢驗并確認(rèn)合格之后才能正式使用施工，未經(jīng)檢驗與檢驗結(jié)果不合格的材料不允許在施工中使用，否則將造成質(zhì)量問題或隱患。

(2)在注漿開始前與完成后都要通過注水試驗來確定實際吸水量，通過對注漿開始前和完成后試驗結(jié)果的對比，能確定注漿效果，當(dāng)注漿完成后實際吸水量不超過注漿開始前3%～5%，則說明注漿效果達(dá)到要求。

3.8 施工安全與文明工地

為保證施工安全，首先要建立完善的崗位責(zé)任制，并在施工中嚴(yán)格執(zhí)行，設(shè)立專門的安全員，對整個安全生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)督管理；其次全體施工人員在進(jìn)場前都必須按照要求佩戴勞保用品，并在現(xiàn)場準(zhǔn)備好消防器材；最后要加強對施工機械設(shè)備的檢查、維護(hù)，使其始終處在良好運行狀態(tài)，所有電器都要可靠接地。

文明工地：機械設(shè)備及材料在現(xiàn)場布置應(yīng)合理有序；有條件時施工人員應(yīng)穿統(tǒng)一工作服，注重個人儀表，不赤膊、赤腳；鉆孔時產(chǎn)生的土及時處理；施工中產(chǎn)生的各類廢棄物及時進(jìn)行統(tǒng)一處理，禁止隨意排放、傾倒，以免污染環(huán)境。

4 結(jié)束語

綜上所述，壓力注漿能有效提高路基強度，解決沉降等問題。目前本工程的路基注漿加固已經(jīng)順利完成，經(jīng)對比確認(rèn)注漿達(dá)到了良好效果，施工質(zhì)量合格，以上注漿施工技術(shù)合理可行，值得類似工程參考借鑒。