高速公路路基沉陷處理中的注漿施工技術(shù)

龍開林 貴州省路橋集團(tuán)有限公司

1.工程概況

晴興高速公路T 3 合同段起點(diǎn)為K43+000，位于貴州省興仁縣城關(guān)鎮(zhèn)附近，途經(jīng)長(zhǎng)耳營(yíng)、雨樟、格沙屯、萬屯，止于興義市紅巖洞，接汕昆高速公路的頂效樞紐互通，樁號(hào)K71+342.386，合同段總里程約為27.9km。本合同段依次跨越興仁縣龍?zhí)伶?zhèn)、雨樟鎮(zhèn)及興義市萬屯鎮(zhèn)。路線跨越的河流分屬南盤江及北盤江支流，以新寨隧道所穿山體為分水嶺，以北為北盤江流域，以南為南盤江流域，主要有新寨河、干河、南沖河、馬路河，均屬珠江水系。河流多蜿蜒曲折于崇山峻嶺間，河道自然坡降大，無通航要求。沿線主要的公路有省道S213、關(guān)興公路、省道S309，交通方便。

2.開挖方案

路基挖方施工：施工準(zhǔn)備→路線中線樁放線、復(fù)測(cè)→測(cè)放邊坡樁→坡頂開挖、砌筑截水溝→清除表土及風(fēng)化層→機(jī)械開挖土質(zhì)棄方（爆破開挖石質(zhì)路塹）→外運(yùn)至指定地點(diǎn)或利用為填料筑筑路基→防護(hù)工程逐級(jí)防護(hù)→邊溝、排水溝開挖、砌筑→整修路槽、碾壓→路基指標(biāo)檢測(cè)→交工驗(yàn)收。

針對(duì)開挖深度不超過6 m 的路段，應(yīng)用橫向全寬掘進(jìn)發(fā)進(jìn)行開挖，開挖施工時(shí)，控制單層掘進(jìn)的高度和路塹設(shè)計(jì)深度一致，逐漸開挖推進(jìn)。針對(duì)開挖深度超過6m的地段，應(yīng)用采分層分段開挖法進(jìn)行開挖，控制每一層的開挖深度約等于挖掘機(jī)臂長(zhǎng)。針對(duì)橫坡陡峭程度較大的地段，在開挖施工的時(shí)候，一般先開挖邊坡高的位置，當(dāng)把該側(cè)徹底挖通后，再對(duì)另外一側(cè)路基進(jìn)行開挖。開挖順序示意圖如圖1。

3.道路沉降原因

本工程施工期間出現(xiàn)道路沉降、裂縫現(xiàn)象，對(duì)其誘發(fā)原因分析如下：

（1）填筑土層工程質(zhì)量有待提高。通過翻閱大量資料和信息表明，需要填筑較大厚度的土層，但其自重固結(jié)并沒有得到加持和完善，在受到荷載時(shí)，容易導(dǎo)致工后沉降現(xiàn)象的發(fā)生。而且，從該室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，誘發(fā)工后沉降的另一個(gè)原因是較大的填筑土孔隙。

（2）局部地基承載力因地下水而有所降低。有關(guān)資料表明，由炭質(zhì)灰?guī)r和灰黑色粉土是此處土質(zhì)的主要構(gòu)成組分，有5～6m左右厚的土層厚度。土層局部一旦受到地下水的侵蝕，土體的承載能力就會(huì)下降，導(dǎo)致地面發(fā)生沉降。這些土質(zhì)的不具備良好的水穩(wěn)性，原來的地下水流被施工后路基的填筑和開挖影響和改變。

圖1 開挖順序示意圖

（3）在施工時(shí)，不同性質(zhì)的挖方工程與填土，導(dǎo)致不一樣的后期沉降，使得沉降不均勻。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查可以看出，近似飽和軟土的填方路基土位于該路段右側(cè)，而較為干燥的挖方路基土位于左側(cè)，具有差異較大的填、挖方路基土工程性質(zhì)。局部承載力下降是由于沉降導(dǎo)致的，一旦出現(xiàn)局部沉降，地面和基層之間就會(huì)出現(xiàn)裂縫，最終導(dǎo)致路面直接被破壞。

（4）維護(hù)工作沒有做充分，就會(huì)導(dǎo)致雨水的滲入。由起初的路面沉降不均發(fā)展為路面裂縫，同時(shí)因?yàn)椴荒軌蚣皶r(shí)對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)，雨水對(duì)其慢慢侵蝕，長(zhǎng)久作用下情況越來越嚴(yán)重。尤其是本身性質(zhì)就不夠好的路床填筑土工程，沉降在多種因素的綜合作用下加劇，路面的破損狀況也愈來加劇。

4.針對(duì)山區(qū)路段、路基沉陷及處治方法

4.1 施工技術(shù)要求

（1）注漿孔：注漿孔成孔的方式為干鉆成孔，在鉆進(jìn)施工的過程中，一旦遇到復(fù)雜的地層結(jié)構(gòu)導(dǎo)致鉆進(jìn)施工不能有序的進(jìn)行，可以采取有效的措施加以處理，比如地質(zhì)條件較為干燥，需要添加適量的水對(duì)地層進(jìn)行潤(rùn)濕后，再繼續(xù)鉆進(jìn)，如果地層土含水量較大，需要適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行晾曬，將水分降低到合理范圍后，再繼續(xù)鉆進(jìn)施工。成孔后，保護(hù)好注漿孔，避免雨水的灌入，對(duì)孔壁的穩(wěn)定性造成影響，另外，覆蓋還可以避免其他雜物等進(jìn)入到孔內(nèi)，為了達(dá)到這個(gè)目的，一般需要應(yīng)用有效的措施進(jìn)行壓漿或者封孔。

（2）處理冒漿：所謂冒漿，就是在開展注漿施工的過程中，漿液會(huì)沿著土體縫隙冒出來。當(dāng)冒漿情況發(fā)生時(shí)，必須謹(jǐn)慎處治，比如可以在冒漿的位置，應(yīng)用速凝水泥、麻絮和碎棉絮對(duì)冒漿處的孔隙進(jìn)行堵封處理，針對(duì)一些堵封后效果不佳的狀況，可以采取孔隙灌濃水泥漿方法、降壓法或者改變水灰比方法等多種方法對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理。

（3）串漿：在注漿施工的過程中，注漿孔內(nèi)部不斷的流出水泥的現(xiàn)象稱之為串漿。在地層當(dāng)中存在著數(shù)量較多的裂縫和孔隙，在較大的注漿壓力的影響下，漿液會(huì)在這些孔隙和裂縫中相互串流，最終發(fā)生串漿通路，這是導(dǎo)致串漿發(fā)生的主要原因。針對(duì)此，可采取的措施有：①根據(jù)施工作業(yè)情況，對(duì)于臨近的兩孔間的間隔的注漿時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)?shù)募娱L(zhǎng)。②同時(shí)壓漿處理注漿孔和串漿孔。③采取有效的措施封堵住串漿孔。

4.2 處治的方法和技術(shù)

在處置該路段的時(shí)候，盡量避免擾動(dòng)項(xiàng)目的路基結(jié)構(gòu)。在全面分析和了解現(xiàn)場(chǎng)施工情況后，應(yīng)用有效的修補(bǔ)措施進(jìn)行處理，常見的修補(bǔ)措施為打鋼花管注水玻璃-水泥漿。進(jìn)行防排水設(shè)施建設(shè)在路面的病害區(qū)域，詳盡措施為：

（1）豎向花管注漿。180、181、182三塊路面板是豎向花管的注漿施工的重點(diǎn)。通過對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)和分析，具體方案采用：首先全部挖出清除180～182號(hào)的水泥混凝土路面。處理達(dá)標(biāo)后，用小型鉆機(jī)水穩(wěn)基層直接鉆透，同時(shí)插入豎向花管，對(duì)土層進(jìn)一步加固向基層注入水泥漿。在施工時(shí)，為了提高注漿效果，控制相鄰注漿孔之間的距離為1.5m，按照梅花的形狀布設(shè)注漿孔。施工中注漿孔露出15～20cm水穩(wěn)基層。選用腳手架鋼管的直徑50mm，壁厚3mm，將其作為豎向注漿管。

（2）水平花管注漿。在183、184、185號(hào)水泥混凝土面板處主要采用水平花管注漿施工。此處為行車道處和超車道，位于填方區(qū)域的這3塊混凝土面板受到的荷載壓力較大，沉降明顯，病害嚴(yán)重。為了對(duì)處治效果進(jìn)行，采用水平花管注漿法對(duì)此路段進(jìn)行操作。水平花管注漿法重點(diǎn)處治路基邊坡外緣處，將花管打入中央分隔帶的邊緣，最后對(duì)其進(jìn)行注漿。進(jìn)行三層的豎向水平花管注漿施工，三層的層高。在水平向操作注漿管時(shí)，其注漿小孔的布置相同，與豎向注漿管道相比較其使用的腳手架鋼管也相同。水平向注漿管道與豎向注漿管道相比，它會(huì)預(yù)留20cm長(zhǎng)不鉆孔在鋼質(zhì)腳手架管底站。

5.結(jié)束語

作為高速公路工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，路基一旦發(fā)生沉降，就會(huì)對(duì)公路的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致安全事故的發(fā)生。高速公路項(xiàng)目最為常見的病害問題就是高速公路路基沉降，在所有路基沉降中，通道兩側(cè)臺(tái)背沉降是最常見的一種，所以必須加大控制力度，提高該部位的施工質(zhì)量。傳統(tǒng)臺(tái)背施工往往采用一次開挖、回填、壓實(shí)的施工方法，這種施工方法不僅施工周期長(zhǎng)，成本較高，施工過程會(huì)對(duì)正常的車輛通行產(chǎn)生影響，為了有效避免以上各因素帶來的影響，選擇注漿處治技術(shù)，可以有效的解決公路臺(tái)背出現(xiàn)的沉降問題，同時(shí)保證公路通行安全的有效運(yùn)營(yíng)。