壓力灌漿技術(shù)在公路路基施工中的應(yīng)用

汪劉偉 劉曉云

（河南省大道路業(yè)有限公司，河南 鄭州 450000）

隨著重載交通量的迅速增長，道路通行能力和服務(wù)能力大幅下降，路面出現(xiàn)了不同程度的早期病害，甚至損壞路基。因此，開展安全、高效、經(jīng)濟(jì)的路基病害處治方法研究，已成為當(dāng)前公路建設(shè)管理養(yǎng)護(hù)的重中之重，也是亟待解決的難題。壓力灌漿的應(yīng)用，不僅能夠加固路基，還能有效解決路基土體防滲問題，相比其他施工技術(shù)，技術(shù)操作難度小，因此，在公路路基治理中得到了廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

某公路工程地質(zhì)條件差，上部地層主要為雜填土、淤泥質(zhì)土等。滿足不了上部荷載對路基的要求，進(jìn)而在通車后路基差異沉降較大。為提高路基穩(wěn)定性，保證路基強(qiáng)度，決定選取灌漿加固法處理此路段路基病害。因雜填土具有較大孔隙，可灌性良好，灌漿后將有效提升其力學(xué)強(qiáng)度、抗變形能力等，并能有效增強(qiáng)其整體結(jié)構(gòu)。通過鉆孔在淤泥質(zhì)土內(nèi)灌入濃將，可壓密、置換土體。

2 壓力灌漿技術(shù)原理

路基是公路的重要組成部分，是一種帶狀構(gòu)筑物，與路面共同構(gòu)建成一個整體結(jié)構(gòu)，同時是公路的主要承荷結(jié)構(gòu)，承受著自身重量和由路面?zhèn)鬟f的各種作用荷載，因此，必須保證路基堅實、穩(wěn)定。因路基下沉具有較大面積，且深度大，為解決路基沉降病害，選用灌漿法效果最佳。因本路段為高填路堤，填料以路基周圍挖方段材料為主，主要選用碎石等，因多種客觀條件影響，路基邊緣壓實難度較大，往往無法滿足設(shè)計要求。長此以往，必將對路基穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響，甚至危害行車安全。選用灌漿法處理路基病害，可在一定壓力下，促使水泥漿液在相應(yīng)范圍內(nèi)進(jìn)行不斷擴(kuò)散、固化，保證路基孔隙被漿液填滿，形成完整的結(jié)石體，進(jìn)而達(dá)到地基強(qiáng)度提升的目的，這對增強(qiáng)路基強(qiáng)度意義重大。

壓力灌漿是利用鉆孔通過壓力向巖土孔隙、建筑物裂隙內(nèi)注入可固結(jié)的漿液，以此改善加固體物理力學(xué)性能。在加固體內(nèi)注入漿液后，通過填充、滲透或擠密等途徑，將土體顆粒擠出，或?qū)r石裂隙內(nèi)的水分、空氣擠出，使?jié){液占據(jù)其位置，待漿體凝固硬化之后，即能密實原有較為松散的土體，使其膠結(jié)形成一個完整的整體，且保證其強(qiáng)度高及水穩(wěn)性、化學(xué)穩(wěn)定性良好。

3 壓力灌漿技術(shù)在公路路基施工中的應(yīng)用要點

1）灌漿孔成孔。灌漿施工中，可選用直徑37～42mm注漿花管作為主要管材，且在1.5m左右控制管長，花管前端以尖錐狀呈現(xiàn)，選取沖擊錘向受注層位直接打入花管。完成以上作業(yè)后，鉆機(jī)即可就位，且根據(jù)施工工序進(jìn)行鉆孔施工，在施工時盡可能避免注漿孔歪斜現(xiàn)象發(fā)生。

2）制漿。嚴(yán)格按照材料試驗進(jìn)行配合比地確定，合理選用注漿材料，制漿時應(yīng)根據(jù)相關(guān)工序要求適量摻加材料，且保證計算準(zhǔn)確無誤。同時全面了解漿液性能，做好使用搭配工作。除此之外，應(yīng)均勻拌和漿液，且在注漿前連續(xù)攪拌，避免再次沉淀，對漿液質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。

3）注漿。利用注漿設(shè)備及輸漿管路向設(shè)置層內(nèi)灌注漿液，根據(jù)本工程需求，可選用由下至上式孔口封閉注漿法施工。此工序可一次成孔，選取三角楔用于孔口止?jié){，并將封口及時堵塞。按照由下到上的順序，一段一段地進(jìn)行注漿施工，一般在1.5m左右控制注漿段高度。注漿施工前，需完成現(xiàn)場注漿試驗，進(jìn)行單孔注漿量的確定，隨后根據(jù)所選用的注漿施工方法進(jìn)行施工。當(dāng)注漿量與設(shè)計要求相符后，即可停止注漿施工。注漿時，如地面隆起或出現(xiàn)跑漿問題，需及時暫停注漿施工，并對其原因進(jìn)行分析，采取措施進(jìn)行有效措施。隨后在下一個注漿段施工時，應(yīng)適量減少注漿量，并對封孔裝置及注漿設(shè)備等進(jìn)行詳細(xì)檢查，如仍存在隆起、跑漿問題，需及時結(jié)束此孔注漿施工。

4）封孔。完成灌漿施工后，需及時進(jìn)行封孔施工，并將封口封堵物及時排除，隨后將砂石投入孔內(nèi)，高度直至水穩(wěn)層頂面。24小時之后，如漿液仍存在沉淀現(xiàn)象，需及時填補(bǔ)水灰比1:2漿液，直到水穩(wěn)層頂面。

4 公路路基壓力灌漿效果檢測分析

1）灌漿資料分析。該工程共完成1209個灌漿孔，合計5579.72m，水泥共灌入1855.4t，1.535t為每孔平均灌入水泥量，每平方米水泥灌入量為0.333t，相比第二序孔，第一序孔單位耗漿量較大，同時出現(xiàn)地面上抬情況。經(jīng)總灌入量、單位灌入量數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，受灌段土體空隙有所下降，表明施工段地層具有可灌入性。

2）靜荷載試驗。工后15d，在施工段范圍內(nèi)進(jìn)行測點選定進(jìn)行靜荷載試驗分析。選擇5個具有代表性的地點，其中灌漿點處有2點，相鄰灌漿點位中間有2點，相鄰對角灌漿點中間有1點。待雜填土頂面單點加載至130kN～140KN時，便可達(dá)到規(guī)范規(guī)定，暫停加載。此時，9.31～11.72mm為最大沉降量范圍，平均可達(dá)到10.30mm。說明此點地基土并沒有達(dá)到極限破壞狀態(tài)，由此可得施工段復(fù)合路基承載力標(biāo)準(zhǔn)值在130MPa以上，也進(jìn)一步證明雜填土承載力標(biāo)準(zhǔn)值在130KPa以上。

3）鉆孔取芯標(biāo)貫試驗和深槽開挖檢查。同樣，工后15d在施工段內(nèi)進(jìn)行鉆孔取芯，共選擇12個具有代表性的點位，其中鉆孔和灌漿點相距0.5m處選擇6個，鉆孔和灌漿點相距1m處6個。通過鉆孔取芯可見，雜填土內(nèi)具有大量水泥結(jié)石，結(jié)石和土體緊密膠結(jié)，淤泥及淤泥質(zhì)土體內(nèi)同樣存在水泥結(jié)石情況，且多呈團(tuán)塊狀。粉、細(xì)砂內(nèi)也存有此現(xiàn)象。通過試驗可見，各土質(zhì)體密度均有所增加，狀態(tài)也從原有的松散狀向密實狀轉(zhuǎn)變。通過標(biāo)貫試驗可知，雜填土密實性較好，11.2擊為平均擊數(shù)。粉、細(xì)砂的平均擊數(shù)也大幅增加，為11擊。經(jīng)相關(guān)規(guī)定表明，承載力標(biāo)準(zhǔn)值已從原有的100kpa增加了48%，為148kpa。通過探槽開挖剖面可知，片狀、條帶狀為雜填土內(nèi)水泥結(jié)石的主要形式，特別是雜填土頂面和石屑墊層底部、石屑墊層頂面和水穩(wěn)層底面等部位，均存有1～5cm厚的普通填充條帶狀水泥漿石，可形成路基硬殼表層。

4）彎沉試驗。在水穩(wěn)層施工7d后，在施工段內(nèi)選擇點位進(jìn)行彎沉試驗，共30個，經(jīng)試驗結(jié)果表明，0.6～0.80mm為彎沉值范圍，平均值為0.41mm，相比設(shè)計值的0.9mm，均在該值以下，說明完全可達(dá)到設(shè)計要求。由此可見，公路路基經(jīng)壓力灌漿施工后，可有效填充其施工范圍內(nèi)的雜填土層孔隙，此外，其他土質(zhì)層，如淤泥或淤泥質(zhì)土及粉、細(xì)砂層均能得到填充、擠密。從原有松散的土質(zhì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊軐嵭粤己玫耐馏w。上述三種不同土體在壓力灌漿作用下，可得到有效加固，且大幅提升承載力，最終起到控制路基沉降的效果。

5 結(jié)束語

總之，近年來，在我國國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，交通運(yùn)輸業(yè)作為國家基礎(chǔ)設(shè)施體系的主要組成部分，在我國得到了迅速發(fā)展。隨著公路建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，特別是高速公路建設(shè)，受多種客觀因素影響，普遍存在不同程度的路基病害問題，將對公路正常運(yùn)營造成不利影響。為進(jìn)一步提升高速公路通行能力，應(yīng)采取科學(xué)有效的技術(shù)措施處治路基病害，如壓力灌漿技術(shù)的應(yīng)用，可有效提升路基承載力，增強(qiáng)路基穩(wěn)定性，延長工程使用壽命，為此，在公路路基病害處治中得到了廣泛的應(yīng)用。