公路工程路基沉陷注漿施工技術(shù)分析

張曉敏

山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司 山西太原 030000

1 項(xiàng)目背景

此公路工程項(xiàng)目的全線長(zhǎng)度是26.73km，采用的是雙向四車道，設(shè)計(jì)的車速是80km/h；路基寬是19.3m，路面寬是16.9m，選擇的路面結(jié)構(gòu)是瀝青混凝土路面。此公路樁號(hào)“K55+300--K57+500” 段屬于高填方路基，在施工階段由于碾壓密實(shí)度沒有達(dá)標(biāo)，從而引發(fā)了路基沉陷現(xiàn)象，同時(shí)此路段的交通量相對(duì)比較大，直接影響著工程沿線區(qū)域的正常通行，路基施工應(yīng)適當(dāng)?shù)乜s短工期，以提前開放交通。經(jīng)多方研究、討論之后決定選擇路基沉陷注漿施工技術(shù)，以PVC 管與水泥漿為材料，通過加固處理增強(qiáng)路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與承載力。

2 路基沉陷的成因

從本質(zhì)上分析，公路路基的沉降和規(guī)范施工直接相關(guān)。若是路基發(fā)生不均勻沉降，則會(huì)引發(fā)路面裂縫與斷裂問題，從而嚴(yán)重影響公路工程質(zhì)量。在公路施工階段由于受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等條件的限制，容易出現(xiàn)碾壓密實(shí)度不足、回填質(zhì)量不佳等相關(guān)問題[1]。以公路臺(tái)背管道的埋設(shè)施工為例，若是回填材料的壓實(shí)度不足，就會(huì)引發(fā)路基沉降問題。當(dāng)公路工程正式運(yùn)行之后，交通量與車載量超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求也會(huì)引發(fā)路面下沉，從而影響公路運(yùn)行年限。此外，選用的回填料不均勻也會(huì)造成路基沉陷，施工中一般回?fù)饺脒m量水泥土，若是水泥未能實(shí)現(xiàn)均勻、充分?jǐn)嚢?，其?qiáng)度與密度就難以達(dá)到施工規(guī)范要求，從而引發(fā)路基沉陷，威脅公路行車安全。

3 路基沉陷注漿施工技術(shù)

3.1 施工準(zhǔn)備

實(shí)地勘測(cè)公路工程現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)環(huán)境條件，綜合分析研究路基沉陷路段的地形、地貌，并對(duì)沉降土體液限、含水量以及塑限等相關(guān)特性進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)與檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，從而確定最佳水泥注漿配合比與凝結(jié)時(shí)間[2]。選擇在工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施注漿試驗(yàn)，以確定注漿液具體用量、擴(kuò)散面積，以及布孔距離，編制注漿設(shè)計(jì)圖，然后按照設(shè)計(jì)圖完成測(cè)量放樣，確定最優(yōu)控制點(diǎn)與水準(zhǔn)點(diǎn)。

3.2 布孔、鉆孔

此公路工程路基沉陷段注漿鉆孔的布局方式選用的是梅花樁方式，鉆孔間隔距離大約為1.0m，把加固土體打造成為完整主體。注漿鉆孔的布局范圍應(yīng)＞路基沉降段，且沉降嚴(yán)重路段必須結(jié)合設(shè)計(jì)基本要求適當(dāng)?shù)卣{(diào)整鉆孔間隔距離，若是鉆孔受到現(xiàn)場(chǎng)條件限制而難以布設(shè)，則應(yīng)貫徹就近鉆孔的基本原則，但不能影響已鉆孔洞。該公路路基的注漿加固施工，因?yàn)樵访娼Y(jié)構(gòu)層相對(duì)較厚且堅(jiān)硬，所以鉆孔施工選擇的是百米鉆機(jī)（型號(hào)是XY-1），鉆孔方法是沖擊法，將鉆孔孔徑控制在80mm±10 以內(nèi)，鉆孔的深度在6.5m±0.5m 以內(nèi)，同時(shí)鉆入路基土層中的深度約為0.5m[3]。

3.3 埋管、注漿

選擇振動(dòng)式沉管機(jī)把高壓花管（直徑是20mm）按照順序沉入注漿孔，因?yàn)樽{孔下端包含很多小孔，所以必須采用多層封閉的方式處理注漿管的下端開口與小孔。而注漿管的放置必須保證一次性達(dá)到設(shè)計(jì)深度要求，且與孔口預(yù)留位置相距0.5m。選擇的水泥漿是普通硅酸鹽水泥（級(jí)別為42.5），通過小型攪拌機(jī)進(jìn)行水泥注漿的拌和，同時(shí)摻入適量的速凝劑，確定的注漿水灰比是0.8[4]。提前對(duì)高壓注漿機(jī)進(jìn)行調(diào)試，把注漿壓力控制在1MPa，然后根據(jù)由外至中的順序以注漿形式實(shí)現(xiàn)水泥砂漿的有效灌入，并順著路基沉降段的外側(cè)以間隔 “一排、一孔” 方式開始注漿，最后實(shí)現(xiàn)加密注漿。而在注漿施工階段，需要專業(yè)技術(shù)人員認(rèn)真、仔細(xì)觀測(cè)各孔漿液實(shí)際變化情況，若是路面形成了凸起、漏漿等問題，就必須及時(shí)地采用有效措施處治，然后再進(jìn)行注漿施工。當(dāng)水泥砂漿凝結(jié)之后，因?yàn)槭艿綕{液收縮的影響，路基往往會(huì)形成新的裂縫，所以需要進(jìn)行補(bǔ)漿處理。把注漿壓力調(diào)整到0.5MPa 至0,8MPa 之間，基于標(biāo)準(zhǔn)壓力下持續(xù)進(jìn)行3min 的壓漿，從而就實(shí)現(xiàn)了注漿施工。

3.4 封孔

當(dāng)鉆孔注漿施工結(jié)束之后，需要拔出孔內(nèi)套管，然后選擇細(xì)石混凝土完成封孔處理。通過高壓水槍對(duì)套管、攪拌機(jī)等有關(guān)注漿施工設(shè)備進(jìn)行沖洗，做好下一鉆孔注漿施工準(zhǔn)備。再注漿封孔施工階段，注漿壓力值應(yīng)≥0.2MPa，20min 內(nèi)注漿量≤1L/min[5]。

4 質(zhì)量控制

4.1 注意事項(xiàng)

公路路基沉陷注漿施工之前，必須對(duì)沉降路段位置進(jìn)行精準(zhǔn)勘測(cè)。鉆孔施工要嚴(yán)格貫徹 “一孔一注” 的基本原則，禁止鉆完孔之后再統(tǒng)一進(jìn)行注漿施工，以免發(fā)生串漿問題，從而影響注漿密實(shí)度。安排專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)對(duì)注漿時(shí)間、壓力以及數(shù)量等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，同時(shí)做好各項(xiàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作。當(dāng)注漿施工結(jié)束之后，選擇細(xì)石混凝土對(duì)各個(gè)鉆孔進(jìn)行封閉處理。鉆孔注漿施工必須保證連續(xù)性，若是受到外界因素影響而必須中斷注漿，則要盡快恢復(fù)注漿施工；若是注漿中斷時(shí)間比較長(zhǎng)，則需要對(duì)孔進(jìn)行清洗，以免影響注漿施工質(zhì)量。

4.2 質(zhì)量檢測(cè)

公路工程路基沉陷注漿施工完成之后，選取試驗(yàn)路段（300m）進(jìn)行鉆芯取樣、沉降觀察等檢測(cè)，然后對(duì)比注漿施工前、后的路基土體承載力、密實(shí)度。路基沉陷注漿施工之前錘擊次數(shù)的均值是8，注漿施工后錘擊次數(shù)均值是18,；注漿施工之前的路基承載力均值是117kPa，注漿施工后的地基承載力均值是292kPa，由此表明通過注漿施工技術(shù)能夠有效提高路基土體密實(shí)度，增強(qiáng)路基結(jié)構(gòu)的承載力。以鉆芯取樣的方式檢測(cè)路基土體狀況，得出的結(jié)果是其中包含很多水泥塊，表明注漿加固處理有效。在注漿施工30d 后通過檢測(cè)地基發(fā)現(xiàn)無明顯沉降問題，實(shí)現(xiàn)路基加固處理目的。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合公路工程路基沉陷實(shí)際情況，從施工準(zhǔn)備、鉆孔、埋管與注漿等維度重點(diǎn)研究了路基注漿施工技術(shù)。實(shí)踐結(jié)果表明，公路工程路基沉陷注漿施工技術(shù)的有效應(yīng)用，不僅有效解決了路基沉陷問題，也提高了路基壓實(shí)度，增強(qiáng)了路基結(jié)構(gòu)承載力，保證了公路工程施工質(zhì)量與安全。