路基沉陷成因及靜壓灌漿施工技術(shù)研究

趙洪濤

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北石家莊 050000）

0 引言

路基作為公路重要組成部分，由于受到不同方面因素的影響，易產(chǎn)生一些病害，沉陷屬于一種常見的病害類型，對路基的危害很大，嚴(yán)重時將導(dǎo)致路面也產(chǎn)生破壞。對于路基沉陷，應(yīng)在明確其產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，采用靜壓灌漿的方法來處理。

1 工程概況與路基沉陷產(chǎn)生原因分析

某公路由于路基強(qiáng)度不足、產(chǎn)生不均勻沉降等原因產(chǎn)生了一定程度的沉陷。為解決路基沉陷問題，通過雙液注漿進(jìn)行加固，使路面調(diào)平，采用水泥、水與水玻璃作為主要原材料。灌漿孔的孔徑按50mm控制，孔深為6m。灌漿孔的間隔距離為：縱向2.0m，橫向：行車道中的灌漿孔間隔距離為1.90m，相鄰兩條行車道之間的灌漿孔距離為1.60m。灌漿孔按梅花形進(jìn)行布置，在路基灌漿結(jié)束后，應(yīng)確保漿液在土層范圍內(nèi)均勻分布，每個灌漿孔的實(shí)際灌漿量按1.6～2.0m3的范圍控制。在灌漿的同時還應(yīng)通過檢查確定是否存在漏漿等問題。當(dāng)發(fā)現(xiàn)漏漿時，應(yīng)及時對灌漿口予以封堵，并對灌漿工藝予以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整[1]。

2 灌漿參數(shù)

（1）在灌漿過程中，灌漿壓力是達(dá)到預(yù)期灌漿質(zhì)量的一個重要因素；若壓力太小，則漿液將無法流到要求的范圍內(nèi)，由于擴(kuò)散范圍較小，因此容易形成空白區(qū)域；而若壓力太大，則會對原路基造成一定程度的破壞，將路面頂破，導(dǎo)致漿液通過薄弱部位大量沖出，無法達(dá)到預(yù)期的灌漿目標(biāo)。基于此，根據(jù)路基實(shí)際情況，將灌漿壓力確定在1.0～2.0MPa范圍內(nèi)，在施工過程中以實(shí)際情況為依據(jù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使灌漿緩慢，避免使路面被抬高。

（2）灌漿用漿液的水泥為普硅水泥，水灰比按1∶1控制，水泥、水、水玻璃的質(zhì)量比為1∶1∶0.025。

（3）灌漿孔的孔徑為50mm，孔深為6m，孔深結(jié)合鉆桿鉆進(jìn)深度進(jìn)行控制。

（4）漿液輸送速度建議按照1.4～2.0m/s的范圍嚴(yán)格控制。

（5）漿液膠凝時間一般不能超過60s。

3 施工工藝

3.1 施工工藝流程

路基靜壓灌漿施工需按照以下施工工藝流程進(jìn)行：測量放樣→鉆孔布置→鉆進(jìn)成孔→打管下管→壓管配漿→分段灌漿→記錄觀測→灌漿結(jié)束→清洗管路→養(yǎng)護(hù)→開放路段交通→質(zhì)量檢測驗(yàn)收。

3.2 鉆孔

鉆孔需采用隔排跳孔方式進(jìn)行。在鉆機(jī)就位以后，對鉆頭進(jìn)行調(diào)整使其與孔位完全對準(zhǔn)，使偏差不超過50mm，且鉆桿的垂直度實(shí)際偏差不超過1%。在開鉆以后，應(yīng)在保持的同時經(jīng)常性檢查和校核鉆孔實(shí)際垂直度，使鉆孔始終保持垂直。為避免路基受到破壞，孔徑不能過大，而且鉆孔應(yīng)使用干鉆的方法，禁止在漿液中加水，否則將導(dǎo)致路基被水浸泡，導(dǎo)致路基遭到一定程度的破壞，帶來不必要的損失[2]。鉆孔設(shè)備為潛孔錘，直到結(jié)構(gòu)層以下，然后在土體中設(shè)置鍍鋅管，將其作為漿液的入口，并認(rèn)真做好相關(guān)記錄。

3.3 注漿

（1）采用拌漿機(jī)按照設(shè)計(jì)要求的配合比進(jìn)行拌漿。所有制漿材料都必須嚴(yán)格按照要求的配比進(jìn)行計(jì)算與稱量，對于計(jì)量的偏差，不能超過5%；但添加劑由于添加量較少，其計(jì)量誤差不能超過1%。

（2）按照要求進(jìn)行水玻璃漿液的準(zhǔn)確配制。

（3）將配制完成的水泥漿與水玻璃漿液均放入到貯漿桶當(dāng)中備用。

（4）在需要灌漿時，開啟灌漿泵，采用兩個灌漿泵和兩條管路與Y型接頭進(jìn)行灌漿。

（5）在開啟或關(guān)閉灌漿泵的過程中，應(yīng)先操作化學(xué)灌漿泵，防止管路被堵塞。

（6）灌漿應(yīng)使用圍、擠和壓的方式，先圍住整個灌漿區(qū)，然后在中間將漿液擠密。一般情況下先對路肩后行車道予以灌漿，保證灌漿質(zhì)量；在同一個加固區(qū)當(dāng)中，應(yīng)先對外圈孔進(jìn)行灌漿，然后對內(nèi)圈孔進(jìn)行灌漿，即按照從外到內(nèi)的順序進(jìn)行灌漿；先通過灌漿完成加固后，再予以抬升，通過間隔式的交替灌漿，避免漿液在附近其他鉆孔處流出；先對下沉較為嚴(yán)重的鉆孔進(jìn)行灌漿，再灌注下沉量相對較小的鉆孔；在灌漿過程當(dāng)中必須確保供漿保持連續(xù)，符合灌漿量方面的要求；如果灌漿的壓力已經(jīng)達(dá)到最大值的兩倍，但依然不進(jìn)漿，則即可停止灌漿；在停止灌漿以后，需灌入適量清水，再拆除灌漿管，用清水沖洗，避免殘留的漿液達(dá)到凝固影響下次正常使用[3]。

（7）在灌漿完成后，立即用水泥混凝土對灌漿孔進(jìn)行封堵，避免灌入的漿液發(fā)生流失，完成封孔之后，灌漿孔應(yīng)能與路表面保持平齊。

（8）完成以上各項(xiàng)工序的施工后，方可轉(zhuǎn)入到下一個孔位進(jìn)行施工。

3.4 施工注意事項(xiàng)

在路基靜壓灌漿施工中，應(yīng)注意以下幾個要點(diǎn)：

（1）鉆孔方式以沖擊轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)鉆相結(jié)合的方式為宜，在鉆進(jìn)時不可加水。根據(jù)設(shè)計(jì)方案要求的鉆孔深度進(jìn)行鉆進(jìn)，直到設(shè)計(jì)要求的深度和位置，無論是鉆進(jìn)的角度還是灌漿深度，都應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求[4]。

（2）灌漿孔的方向與深度都必須滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求，實(shí)際孔位和設(shè)計(jì)要求的孔位偏差不能超過50mm。在開鉆之前，應(yīng)使鉆機(jī)保持平穩(wěn)，孔斜不超過1%，鉆孔直徑的偏差則不能超過±5mm。在鉆進(jìn)過程中應(yīng)使用中檔速度，如果遇到硬層，則應(yīng)進(jìn)一步放慢鉆進(jìn)的速度，避免卡鉆。

（3）對灌漿孔的鉆進(jìn)應(yīng)跳孔實(shí)施，并進(jìn)行跟孔灌漿。注意不可完全鉆進(jìn)完成后再予以灌漿，防止發(fā)生串漿，使施工難度增加或增大清孔等方面的工作量。對灌漿孔進(jìn)行的施工應(yīng)按照從外圍到中間的順序進(jìn)行，同時先灌注兩側(cè)孔，再灌注中間孔，以保證實(shí)際的灌漿質(zhì)量。

（4）在實(shí)際的灌漿施工中，應(yīng)先混合水泥漿，然后加入適量的水玻璃溶液，最后采用泵送的方法對混合液體進(jìn)行輸送。對漿液中不同組分實(shí)際重量予以嚴(yán)格控制，使水泥漿實(shí)際配置質(zhì)量達(dá)到要求。

（5）灌漿時，若灌漿壓力突然大幅上升，或檢查發(fā)現(xiàn)漿液的流量明顯增大，或灌漿加固范圍以外產(chǎn)生跑漿漏漿等問題，都應(yīng)立即停止灌漿，在查明問題產(chǎn)生原因后采取有效處理措施，常用處理措施包括間歇灌漿、嵌縫和表面封堵。灌漿時一旦發(fā)現(xiàn)串漿的問題，若發(fā)生串漿問題的鉆孔可進(jìn)行灌漿，則可同時予以灌漿，灌漿要做到一泵一孔。否則要對灌漿孔進(jìn)行封堵，在灌漿孔灌漿完成后，再對發(fā)生串漿的鉆孔進(jìn)行清掃與沖洗，經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后再進(jìn)行后續(xù)的鉆進(jìn)與灌漿。

（6）采取合理有效的措施使灌漿始終保持連續(xù)，盡量防止發(fā)生中斷。如果因故不得不中斷，則要盡可能早地恢復(fù)正常灌漿狀態(tài)。對于中斷的時間，不能超過漿液自身初凝時間，否則要將完成灌注的部分鑿除，再重新進(jìn)行灌漿。

（7）每個鉆孔的實(shí)際灌漿量由于地質(zhì)情況不同因此會存在一定的差異，如果連續(xù)灌漿過程中單個鉆孔的實(shí)際灌漿量相對較大，則應(yīng)邀請現(xiàn)場管理人員進(jìn)入施工現(xiàn)場進(jìn)行勘探，然后再采取適宜的措施加以處理。

（8）灌漿孔施工結(jié)束后，立即進(jìn)行灌漿管的埋設(shè)。止?jié){塞要設(shè)置在結(jié)構(gòu)層的下方，避免漿液進(jìn)入到結(jié)構(gòu)層當(dāng)中造成不必要的破壞，止?jié){塞的具體埋設(shè)深度要以銑刨方案為依據(jù)確定。

（9）在灌漿施工完成后，應(yīng)立即采取措施對鉆孔進(jìn)行封堵，在封孔完成以后鉆孔要和路表面保持平齊。

（10）在實(shí)際的鉆孔過程當(dāng)中應(yīng)對鉆孔的位置、深度與土層變化等予以詳細(xì)地記錄，并采取有效處理措施。在施工中還應(yīng)做好相應(yīng)的施工日志與各項(xiàng)檢查和測量項(xiàng)目。

4 質(zhì)量控制

（1）在施工用機(jī)具設(shè)備全部進(jìn)入施工現(xiàn)場后，應(yīng)對其進(jìn)行嚴(yán)格的檢查、維護(hù)和保養(yǎng)，確保機(jī)具設(shè)備始終處在良好使用狀態(tài)當(dāng)中。

（2）為了使灌漿的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，有效處理灌漿時發(fā)生的各類突發(fā)事件，要對全體作業(yè)人員進(jìn)行嚴(yán)格的專業(yè)培訓(xùn)。對于關(guān)鍵工序，應(yīng)安排專人負(fù)責(zé)操作，不可隨意調(diào)換，同時設(shè)立好專門的隊(duì)伍，按照紀(jì)律施工。

（3）編制具體的作業(yè)指導(dǎo)文件，并設(shè)立專門的施工質(zhì)量與安全檢查員。

（4）灌漿實(shí)際上是一門需要現(xiàn)場發(fā)揮的工程技術(shù)，在施工中要以灌漿情況為依據(jù)對漿液的配合比進(jìn)行嚴(yán)格控制，完成灌漿后做好相關(guān)資料的整理，組織人員認(rèn)真對施工工藝進(jìn)行研討，以提高實(shí)際的灌漿效率。

（5）建立一個完善的質(zhì)保體系，并設(shè)立專門的檢查組和檢查員，以隨時對施工中每個環(huán)節(jié)予以嚴(yán)格的監(jiān)督檢查，做到定員定崗，將質(zhì)量嚴(yán)格落實(shí)到個人。

（6）施工必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案實(shí)施，做好逐層拔管，防止質(zhì)量不合格的產(chǎn)品使用至下一道工序當(dāng)中。

5 結(jié)語

綜上所述，路基沉陷屬于一種常見病害類型，大多采用靜壓灌漿的方法予以處理。目前，該工程的路基靜壓灌漿處理施工已經(jīng)完成，且經(jīng)檢查確認(rèn)質(zhì)量和效果良好，工程所用灌漿方法合理可行，可供同類工程參考借鑒。