注漿技術(shù)在高速公路路基病害處理中的運(yùn)用

梁 軍

（陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710032）

公路工程作為我國(guó)交通領(lǐng)域的重要組成部分，其在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)營(yíng)之后路基縱向有可能出現(xiàn)裂縫與沉陷等諸多問(wèn)題，阻礙路面運(yùn)輸?shù)恼＿M(jìn)行。地基是建筑的基礎(chǔ)，如果地基穩(wěn)定性差，將會(huì)降低公路質(zhì)量，威脅到行車安全。如一些路面因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間使用，出現(xiàn)了淤泥堆積、鋼渣重新排列等現(xiàn)象，引發(fā)了路基病害。對(duì)于這些質(zhì)量問(wèn)題，建議采用注漿技術(shù)加固與修復(fù)路面，以提高路基穩(wěn)定性，保證公路運(yùn)輸?shù)恼＿M(jìn)行。

1 注漿技術(shù)

注漿技術(shù)在應(yīng)用中主要是通過(guò)注漿設(shè)備灌注漿液，填充公路路基孔隙、孔洞，增加路基的強(qiáng)度，提高公路的緊密性與可靠性，杜絕路基沉降等質(zhì)量問(wèn)題。采用注漿技術(shù)處理高速公路路基病害，基本原理是提高路基土體的密度、鞏固性，使路基更加穩(wěn)定，達(dá)到提高路基承載力與質(zhì)量，延長(zhǎng)使用期限的效果[1]。注漿技術(shù)在實(shí)際使用中操作流程比較簡(jiǎn)單，具有作業(yè)成本低、施工效率高的優(yōu)勢(shì)，憑借這些優(yōu)點(diǎn)在高速公路工程中得到了普遍應(yīng)用。

常用的注漿技術(shù)有滲透注漿、壓密注漿、劈裂注漿三種：第一，滲透注漿工藝。在保證原路基土體的同時(shí)，在土體孔洞中注入漿液，憑借漿液具有的壓力將障礙物形成的屏障沖破，排出土體內(nèi)部水分，擠壓、填充土體空隙，使?jié){液進(jìn)入土體內(nèi)部之后，能通過(guò)與顆粒相互融合，加強(qiáng)土體防滲透性。第二，壓密注漿工藝。這種注漿工藝具有高強(qiáng)壓力的優(yōu)勢(shì)，將濃度比較高的粘稠漿液注入土體內(nèi)，隨后漿液開始向土體的四周流動(dòng)，有擠壓土體的效果，同時(shí)也因?yàn)榫o密度得到提升而增加土體原本的承受力。其中需要注意的是，漿液與土體無(wú)法通過(guò)滲透而混合，所以這一工藝不能在透水性能差、含水量高的軟土體注漿中應(yīng)用。第三，劈裂注漿工藝。劈裂注漿工藝是將水泥或化學(xué)漿液等注入土層，以改善土層性質(zhì)。在注漿過(guò)程中，注漿管出口的漿液對(duì)四周地層施加了附加壓應(yīng)力，使土體發(fā)生剪切裂縫，漿液則沿著裂縫從土體強(qiáng)度低的地方向強(qiáng)度高的地方劈裂，劈入土體中的漿體便形成了加固土體的網(wǎng)絡(luò)或骨架[2]。這一措施可以提高土體穩(wěn)定性，適合滲透功能差的土體注漿。

2 高速公路路基病害處理中注漿技術(shù)的注意要點(diǎn)

2.1 分析注漿加固機(jī)理

注漿加固的機(jī)理是采用注漿管注入凝固化漿液，使其進(jìn)入到巖土體內(nèi)部，利用氣體填充與擠密等方法擠出體層內(nèi)水分。當(dāng)注漿硬化之后，巖土?xí)谀z結(jié)作用下形成新的土體，強(qiáng)度、壓縮性低、抗?jié)B透性能與原土體相比更加穩(wěn)定，這在公路基底加固與病害處理中屬于必不可少的舉措。

2.2 制定加固處理方案

針對(duì)公路工程施工而言，靜壓注漿是注漿技術(shù)的一種，也是病害處理的有效舉措。靜壓注漿工藝是在孔內(nèi)插入鋼筋，并且在微型樁群內(nèi)完成注漿，為填方路基、結(jié)構(gòu)物空隙填充作業(yè)提供方便，同時(shí)也將填方路基的穩(wěn)定性與密實(shí)度提高，避免地下水侵蝕路基與滲透破壞問(wèn)題。使用靜壓注漿工藝，需要發(fā)揮水泥漿液、填土兩者之間的相互作用，以此獲得水泥土，有利于提高路基土體力學(xué)性、路基漿液粘性，從而達(dá)到穩(wěn)定路基的效果。

2.3 注漿技術(shù)參數(shù)設(shè)置

高速公路工程中的路基施工非常關(guān)鍵，壓實(shí)度是施工環(huán)節(jié)必須注意的問(wèn)題。因此，施工人員采用注漿技術(shù)進(jìn)行加固作業(yè)時(shí)，注入漿液這一項(xiàng)操作要適當(dāng)加大漿體流動(dòng)度，擴(kuò)大漿液擴(kuò)散半徑，使土層內(nèi)部漿液分布更加均勻。如果單孔注漿量數(shù)量較多，這時(shí)可以結(jié)合實(shí)際情況增加3%水玻璃，起到控制漿體泌水率（泌水率含量以10%為宜）的作用。施工期間注漿壓力的控制要遵循不破壞地層結(jié)構(gòu)這一項(xiàng)原則，盡量減少對(duì)底層結(jié)構(gòu)的破壞，以提高路基穩(wěn)定性，規(guī)避路基病害。因此，調(diào)整注漿壓力時(shí)，注漿材料28d 抗壓強(qiáng)度必須大于5MPa。另外，工作人員要針對(duì)注漿壓力影響因素總結(jié)解決方案，重點(diǎn)包括加固土體厚度、漿液黏度、注漿量等幾個(gè)方面。綜合考慮，注漿環(huán)節(jié)做到以上幾點(diǎn)，能夠有效提高土層質(zhì)量，獲得最佳的公路基層施工效果。

3 注漿技術(shù)在高速公路路基病害處理中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用于下沉段路床病害處理

（1）處理方法，第一，涵背注漿作業(yè)。管道注漿是注漿技術(shù)的一種常見形式，注漿管比較常用φ42 無(wú)縫鋼管。小導(dǎo)管中間鉆注漿孔，注漿孔的參數(shù)為φ8mm。因?yàn)殇摴茏冃沃饕獮槊坊ㄐ螤?，所以需要將間距控制在75mm。尾部50cm 以內(nèi)不鉆孔，以免出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象。小導(dǎo)管長(zhǎng)度最好控制在4 ～5m。小導(dǎo)管擴(kuò)散半徑最為常見的是0.75m，以此為依據(jù)進(jìn)行布孔間距的計(jì)算，可以得出最終結(jié)果為1 ～1.2m，形狀依然為梅花形，布置范圍是半幅涵背[3]。鉆孔深度需要在4 ～8m，按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況控制孔深。注漿作業(yè)的過(guò)程中，一般會(huì)挑選水泥漿，注漿壓力超過(guò)0.25MPa。施工人員在注漿作業(yè)期間，要對(duì)周圍路面變化進(jìn)行觀察，若路面出現(xiàn)上拱開裂這種質(zhì)量問(wèn)題，要馬上暫停注漿；如果觀察過(guò)程中注漿壓力增長(zhǎng)異常，同樣需要暫停注漿，由工作人員分析根本原因，將壓力增長(zhǎng)異常問(wèn)題解決之后才可以繼續(xù)注漿。第二，明確注入材料特點(diǎn)。原材料的選擇是保證注漿技術(shù)應(yīng)用效果的前提，水泥方面需要選擇普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)以P.042.5 為參考；配合比方面需要調(diào)配比例為1 ∶1 的水泥凈漿，控制漿液初凝時(shí)間，以5h為最佳，終凝時(shí)間則控制在8 ～10h。為了發(fā)揮最佳的滲透性，還需要按照公路工程現(xiàn)場(chǎng)注漿要求進(jìn)行調(diào)整，體現(xiàn)注漿技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。第三，注漿壓力調(diào)整。按照以往注漿施工總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，注漿終壓必須大于0.25MPa，不同路段的終壓要以注漿狀況為依據(jù)進(jìn)行調(diào)整。具體注漿作業(yè)期間，需要注入濃漿，擠實(shí)、充填臺(tái)背與填土之間的縫隙，通過(guò)漿液所呈現(xiàn)出來(lái)的可泵性、流動(dòng)性與膠結(jié)性參數(shù)，使?jié)鉂{與路基充分融合[4]。第四，注漿形式選擇。參照公路工程現(xiàn)狀選擇合適的注漿形式，比較常用的注漿方法如鋼管與漿塞搭配，可以獲得最佳注漿效果。第五，漿液注入量控制。要想真正解決下沉段路床這一病害，漿液注入量控制非常重要，臺(tái)背之間要有最佳充填效果。

（2）注漿工藝應(yīng)用。第一，注漿工藝應(yīng)用步驟。通常注漿技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中分為以下幾個(gè)步驟：①布孔；②鉆孔；③配置水泥漿；④注漿；⑤注漿完成；⑥轉(zhuǎn)移新孔。第二，注漿要點(diǎn)。施工人員注漿操作過(guò)程中，要使用干鉆成孔這種形式鉆注漿孔。鉆孔過(guò)程中路基結(jié)構(gòu)層、障礙物阻擋，無(wú)法繼續(xù)鉆進(jìn)時(shí)，可以加入水使鉆孔保持濕潤(rùn)，通常不能夠使用清水鉆孔。成孔之后為了避免雨水灌入需要做好壓漿作業(yè)，壓漿孔徑要以注漿管放置為首要條件。灌漿作業(yè)時(shí)施工人員放置灌漿管要一次性完成，按照由下至上的順利注漿。如果注漿過(guò)程中發(fā)生冒漿現(xiàn)象，且水泥漿液順延土體的孔隙不斷向上方串流，甚至已經(jīng)冒出地面，這時(shí)可以確定地表冒漿問(wèn)題。工作人員在處理時(shí)，要在冒漿處填入碎棉絮、麻絮、速凝水泥等，達(dá)到封堵的效果。若這一方法效果不明顯，可以采用降壓、調(diào)整水灰比與孔隙灌濃水泥漿的方式處理病害[5]。若注漿過(guò)程中注漿孔內(nèi)有水泥漿液流出，基本可以將其確定為串漿。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要原因在于地層內(nèi)部孔隙、裂縫數(shù)量較多，若壓力過(guò)高便會(huì)因?yàn)楸舜酥g串連導(dǎo)致串漿通路問(wèn)題。針對(duì)這一病害的處理，工作人員可以將鄰近孔注漿間隔時(shí)間延長(zhǎng)，確保串漿孔、注漿孔的壓漿同步進(jìn)行，同時(shí)還需要封堵串漿孔。壓漿作業(yè)時(shí)，工作人員要提前開始邊孔施工，按照先邊后中這一順序開展后續(xù)環(huán)節(jié)的施工。其中比較重要的一點(diǎn)是，注漿作業(yè)要遵循注漿壓力控制原則，才能夠有效規(guī)避路基病害。第三，注漿驗(yàn)收。當(dāng)注漿施工結(jié)束后，要開始鉆孔取芯。在施工現(xiàn)場(chǎng)展開注漿驗(yàn)收，確定其合格之后可以恢復(fù)施工區(qū)域。

3.2 應(yīng)用于路基開裂病害處理

（1）如果路基發(fā)生開裂問(wèn)題，需要分析具體情況采用有效的解決方案。工作人員將注漿管內(nèi)部漿液直接注入至路基中，期間固化漿液隨之注入路基土體，如此一來(lái)路基硬化后可以快速凝結(jié)[6]。注入漿液填充空隙，有利于提高路基的密實(shí)性與穩(wěn)定性。（2）應(yīng)用注漿技術(shù)解決病害，其中最為突出的一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)在于鞏固路基。具體施工期間可以選擇靜壓注漿工藝，激發(fā)出漿液、土體的相互作用，提高路基土體力學(xué)性能，避免地下水與水流等帶來(lái)的侵蝕，還可以加強(qiáng)土體深度。（3）高速公路工程施工主要是采用高填方路基，這種路基的強(qiáng)度不是非常高。所以，為了能夠最大程度的發(fā)揮出注漿技術(shù)優(yōu)勢(shì)，解決路基病害，需要在加固處理期間擴(kuò)大漿液流動(dòng)半徑，加強(qiáng)土體內(nèi)漿液分布的均勻性，縮小含水量、密實(shí)度等方面存在的差異，將高速公路路基病害充分解決。既能夠提高路基穩(wěn)定性與可靠性，又可以確保交通運(yùn)輸安全[7]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，面對(duì)高速公路路基施工期間可能出現(xiàn)的病害，注漿技術(shù)是有效的解決方法之一。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇合適的注漿工藝，可以排除土體內(nèi)水分，起到填充縫隙的作用，同時(shí)也能夠切實(shí)提高路基穩(wěn)定性與土體密實(shí)度，保證高速公路工程質(zhì)量與形成安全，為人們出行提供安全保障，同時(shí)也有效提升高速公路施工水平。