公路路基沉陷的注漿維修方案分析

盧瑋

摘要 公路建設(shè)環(huán)境復(fù)雜、地質(zhì)條件變化較大，施工處治不當(dāng)，極易引發(fā)路基沉陷問(wèn)題，給項(xiàng)目建設(shè)帶來(lái)較大困難。鑒于此，文章依托某公路施工實(shí)踐，針對(duì)公路路基沉陷注漿施工技術(shù)展開(kāi)綜合探究，闡述了注漿施工技術(shù)特點(diǎn)，分析了公路路基沉陷形成原因，總結(jié)了注漿施工技術(shù)要點(diǎn)，主要內(nèi)容包括施工準(zhǔn)備工作、施工材料及設(shè)備選擇、水泥漿制備、注漿孔布設(shè)、注漿壓力確定、埋管注漿、封孔等，并提出了施工注意事項(xiàng)。通過(guò)注漿加固效果檢測(cè)，充分驗(yàn)證了采用注漿施工技術(shù)處治路基沉陷的可行性，具有重要的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞 公路項(xiàng)目；路基沉陷；維修方案；注漿技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào) U416.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）14-0144-03

0 引言

近年來(lái)，隨著交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的大力實(shí)施，我國(guó)的公路建設(shè)日益完善，有效地推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但由于公路建設(shè)受地質(zhì)、水文、氣候等諸多因素影響，極易產(chǎn)生路基沉陷等質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重影響公路建設(shè)的質(zhì)量，增大施工難度。為此，該文結(jié)合實(shí)際工程案例，系統(tǒng)探究了路基沉陷注漿加固施工技術(shù)，對(duì)提升注漿施工技術(shù)水平，保證注漿加固效果具有重要意義[1]。

1 工程概況

某公路項(xiàng)目，施工期間路基挖填結(jié)合部位產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的沉陷問(wèn)題，沉陷區(qū)域長(zhǎng)度70 m，寬度為13 m。路基左、右兩側(cè)分別挖方區(qū)域和填方區(qū)域，沉陷路段主要位于填方路段，其深度超過(guò)30 cm。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，并綜合考慮成本、工期等各方面因素，確定采用注漿加固技術(shù)對(duì)路基沉陷部位實(shí)施加固處理。

2 注漿施工技術(shù)特點(diǎn)

（1）經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。采用注漿加固技術(shù)，所需施工機(jī)具較少，全程無(wú)須大型機(jī)械設(shè)備參與，施工簡(jiǎn)便快捷，能有效降低施工成本。

（2）操作靈活。注漿過(guò)程中，可根據(jù)路基沉陷實(shí)際情況，合理配置施工機(jī)具、材料，具有較強(qiáng)的靈活性。

3 公路路基沉陷的原因

（1）臺(tái)背填料不達(dá)標(biāo)。公路施工中，由于橋臺(tái)臺(tái)背位置采用填料不合格、壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)，極易造成路基沉陷問(wèn)題。通常狀況下，橋梁臺(tái)背回填時(shí)，為確保填筑質(zhì)量，通常會(huì)在填料中摻加5%的水泥，以有效增加填料密實(shí)度，提高整體穩(wěn)定性。但具體施工時(shí)，時(shí)常存在拌和不均勻、水泥摻量不達(dá)標(biāo)等狀況，嚴(yán)重降低混合料性能，導(dǎo)致強(qiáng)度、密實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，從而引發(fā)路基沉陷問(wèn)題[2]。

（2）公路背側(cè)產(chǎn)生差異性沉降。此種狀況下，會(huì)導(dǎo)致公路路面產(chǎn)生縱向開(kāi)裂，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致路面斷裂，從而引發(fā)路基沉陷。

（3）施工工藝選用不當(dāng)。公路建設(shè)過(guò)程中，施工工藝選用不當(dāng)極易引發(fā)路基沉陷問(wèn)題。如道路管線位于路基范圍內(nèi)時(shí)，若管線埋設(shè)完成后，未對(duì)回填區(qū)域?qū)嵤簩?shí)處理，便會(huì)在該部位形成薄弱環(huán)節(jié)，最終引發(fā)沉陷病害。公路建設(shè)中，一旦產(chǎn)生路基沉陷病害，勢(shì)必會(huì)影響道路正常運(yùn)營(yíng)，若不及時(shí)進(jìn)行處治，將會(huì)對(duì)交通安全造成不利影響。

4 公路路基沉陷注漿施工技術(shù)

公路注漿加固前應(yīng)加強(qiáng)與交管部門(mén)溝通，采取必要的交通管制措施，以確保施工安全[3]。注漿加固應(yīng)嚴(yán)格按照施工工藝流程進(jìn)行施工，具體工藝流程如圖1所示。

4.1 施工前期準(zhǔn)備

注漿技術(shù)施工前，應(yīng)科學(xué)做好前前期準(zhǔn)備工作。施工方應(yīng)全面勘查現(xiàn)場(chǎng)情況，詳細(xì)了解施工區(qū)域地質(zhì)、水文、氣候及沉陷程度等相關(guān)情況，并據(jù)此開(kāi)展室內(nèi)試驗(yàn)，確定水泥漿液配比。同時(shí)，為科學(xué)確定注漿孔布設(shè)間距、漿體用量、注漿壓力等相關(guān)技術(shù)參數(shù)，應(yīng)選擇適當(dāng)路段作為試驗(yàn)段進(jìn)行施工。

4.2 確定施工材料與施工機(jī)械設(shè)備

注漿施工前，施工方應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，科學(xué)配置施工材料和機(jī)械，保證注漿加固順利進(jìn)行。

（1）該工程注漿加固所需施工機(jī)具如表1所示。施工機(jī)械施工前，應(yīng)對(duì)設(shè)備性能實(shí)施全面檢查，確保運(yùn)行狀況良好。同時(shí)，為確保注漿施工安全性、高效性，應(yīng)對(duì)施工區(qū)域內(nèi)地下管線分布情況實(shí)施科學(xué)檢測(cè)，準(zhǔn)確標(biāo)注管線位置，避免施工中造成破壞，引發(fā)施工安全事故[4-5]。

（2）該工程注漿施工所采用的主要材料為水泥漿，為有效確保注漿加固質(zhì)量，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)、水文、氣候等各方面因素，科學(xué)選擇水泥類(lèi)型。因此，根據(jù)實(shí)際勘察數(shù)據(jù)，確定該次注漿采用P.042.5普通硅酸鹽水泥，當(dāng)單孔注漿量低于1 t時(shí)，漿液水灰比為0.8；當(dāng)單孔注漿量不低于1 t時(shí)，漿液水灰比為0.5，并且水泥漿體28 d抗壓強(qiáng)度不得低于5 MPa。

（3）由于常規(guī)水泥漿體在地下水作用下，易出現(xiàn)稀釋和流失現(xiàn)象，并且固結(jié)速率較慢，嚴(yán)重影響注漿加固效果。因此，該工程注漿加固施工時(shí)，為縮短水泥漿體凝結(jié)時(shí)間，提高加固效果，需在漿液中摻加一定比例的速凝劑，當(dāng)采用石灰作為速凝劑時(shí)，摻配量以5%～25%為宜；當(dāng)采用水玻璃時(shí)，其摻配量為3%[6]。

4.3 水泥漿的配制

嚴(yán)格按照提前確定的配合比制備水泥漿液，具體步驟如下：①根據(jù)拌和機(jī)容量，加入適量的水分；②按照漿液配比，加入一定比例的水泥；③開(kāi)啟拌和設(shè)備，持續(xù)拌和3 min，并摻加一定量的速凝劑，當(dāng)漿液不再出現(xiàn)沉淀時(shí)停止攪拌；④水泥漿制備完成后應(yīng)采用專(zhuān)用容器進(jìn)行儲(chǔ)存[7]。

4.4 注漿孔的布設(shè)

采用注漿加固技術(shù)對(duì)路基沉陷實(shí)施處治時(shí)，應(yīng)根據(jù)路面板規(guī)格科學(xué)確定注漿孔布設(shè)方案。目前，常用的注漿孔布設(shè)方式有單孔、雙孔、三孔、四孔、五孔、連續(xù)布孔等，其中連續(xù)布孔主要包括連續(xù)單排、雙排對(duì)齊、雙排交錯(cuò)布孔三種形式。根據(jù)該工程實(shí)際情況，該次注漿加固采用五孔及雙排交錯(cuò)布孔方式，注漿孔布設(shè)形式為梅花形布置。詳細(xì)布孔示意圖如圖2、圖3所示。

當(dāng)注漿區(qū)域?yàn)檐浲恋貙訒r(shí)，注漿孔深度以50～80 cm為宜；而當(dāng)路基為深填土層時(shí)，鉆孔深度應(yīng)控制在30～

50 cm范圍內(nèi)。鉆孔前，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)路基沉陷病害具體情況，科學(xué)完成注漿孔放樣工作。放樣完成后，進(jìn)行鉆機(jī)安放；待鉆機(jī)安裝、調(diào)試完畢，即可進(jìn)行鉆孔施工。鉆孔施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制鉆孔位置、垂直度等相關(guān)指標(biāo)，確保垂直度偏差不超過(guò)1.5%，鉆孔偏位不超過(guò)5 cm，且孔底沉渣厚度不超過(guò)20 cm。鉆孔完成后，應(yīng)報(bào)請(qǐng)監(jiān)理單位進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可實(shí)施后續(xù)施工[8-9]。

4.5 注漿壓力的確定

注漿加固施工中，應(yīng)根據(jù)漿液性能、地質(zhì)條件等各方面因素，科學(xué)確定注漿壓力。當(dāng)注漿壓力較小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致注漿加固達(dá)不到理想效果；而當(dāng)壓力較大時(shí)，則會(huì)引起路面開(kāi)裂等狀況，因此注漿加固前，必須合理選擇注漿壓力。根據(jù)該公路路基沉陷嚴(yán)重程度，確定注漿壓力為0.5～1.0 MPa，詳細(xì)情況如表2所示。

4.6 埋管注漿

（1）注漿壓力確定后，隨即實(shí)施埋管注漿施工。埋管施工時(shí)，需采用振動(dòng)式沉管機(jī)，將規(guī)格為φ20 mm的高壓花管壓入注漿孔，應(yīng)確保一次性壓入到位。為確保注漿方便，花管應(yīng)伸至孔底上方50 cm位置處。

（2）采用注漿泵進(jìn)行注漿施工。注漿時(shí)應(yīng)堅(jiān)持隔空注漿的原則，并嚴(yán)格按照由四周向中間的順序?qū)嵤┳{。注漿過(guò)程中，工作人員應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉆孔內(nèi)漿液變化情況，當(dāng)產(chǎn)生漏漿或路面凸起等狀況，應(yīng)立即暫停注漿，并及時(shí)進(jìn)行處理。

4.7 封孔

注漿完成后，應(yīng)先取出注漿孔內(nèi)套管，并采用微膨脹混凝土封堵注漿孔，封孔完成后，撤除所有注漿設(shè)備，并及時(shí)進(jìn)行清洗，保養(yǎng)。此外，注漿完成后，為有效保證注漿質(zhì)量，應(yīng)采用0.2 MPa的壓力穩(wěn)壓一段時(shí)間，確保注漿密實(shí)度。

5 施工質(zhì)量檢測(cè)

注漿完成后，應(yīng)對(duì)注漿加固效果實(shí)施檢測(cè)。根據(jù)該工程實(shí)際情況，采用鉆孔取芯觀察法及標(biāo)準(zhǔn)貫入檢測(cè)法對(duì)注漿質(zhì)量實(shí)施檢測(cè)。詳細(xì)內(nèi)容如下：

5.1 鉆孔取芯觀察法

鉆孔取芯觀察法主要是在注漿加固完成后，對(duì)路基實(shí)施鉆芯取樣，通過(guò)仔細(xì)觀察芯樣質(zhì)量，準(zhǔn)確判定注漿加固效果。結(jié)合該工程具體情況，現(xiàn)場(chǎng)鉆取一定數(shù)量的芯樣，通過(guò)觀察能夠發(fā)現(xiàn)，芯樣內(nèi)部存在大量水泥塊體，并且設(shè)計(jì)加固部位與水泥塊體填充部位大致相同，這充分證明該工程注漿加固取得了較為顯著的效果。

5.2 標(biāo)準(zhǔn)貫入式檢測(cè)法

標(biāo)準(zhǔn)貫入度檢測(cè)主要是在注漿加固前后分別對(duì)路基沉陷部位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入式檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果實(shí)施對(duì)比分析，從而有效掌握注漿效果。具體檢測(cè)結(jié)果如表3所示。

由表3能夠看出：①路基注漿加固前，錘擊數(shù)量為5～7次，加固后，錘擊數(shù)量為17～22次，錘擊次數(shù)明顯增多，這充分表明，經(jīng)注漿加固后路基密實(shí)度顯著提升；②路基注漿加固前，其承載力為121 MPa，經(jīng)注漿加固后，其承載力為280 MPa，表明注漿后路基承載能力得到大幅度提升。

6 施工注意事項(xiàng)

（1）科學(xué)做好施工準(zhǔn)備工作。注漿加固施工前，應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)、氣候等各方面條件實(shí)施全面調(diào)查，并詳細(xì)了解路基沉陷情況，科學(xué)配置施工機(jī)具和材料等，并制定切實(shí)可行的注漿加固方案，保證注漿加固順利實(shí)施。

（2）注漿施工時(shí)，若待所有鉆孔成型后，再統(tǒng)一實(shí)施注漿，容易產(chǎn)生串漿狀況，嚴(yán)重影響注漿加固效果，因此應(yīng)采取鉆一孔注一孔的方式進(jìn)行注漿。

（3）嚴(yán)格按照提前確定的配合比制備水泥漿液，并在漿液制備完成后，對(duì)其質(zhì)量實(shí)施全面檢測(cè)，檢測(cè)合格后方可進(jìn)行施工。

（4）注漿時(shí)，為全面掌握注漿質(zhì)量，施工人員應(yīng)詳細(xì)記錄注漿時(shí)間、壓力、注漿量等相關(guān)指標(biāo)參數(shù)。

（5）注漿過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視注漿孔內(nèi)漿液變化情況，合理控制注漿速率，避免產(chǎn)生串漿現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)串漿狀況時(shí)，應(yīng)合理延長(zhǎng)相鄰注漿孔間隔時(shí)間；而當(dāng)產(chǎn)生溢漿狀況時(shí)，應(yīng)及時(shí)采用棉絮、速凝劑等實(shí)施封孔處理，并適當(dāng)降低注漿壓力。

（6）注漿過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)采用檢測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)注漿過(guò)程，以全面了解注漿加固效果，保證路基沉陷加固質(zhì)量。同時(shí)，為最大限度地提升注漿加固效果，注漿過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)調(diào)整注漿方案。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路建設(shè)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、技術(shù)要求高、施工難度大，路基施工處治不當(dāng)，極易引發(fā)沉陷問(wèn)題，嚴(yán)重影響道路使用性能，威脅行車(chē)安全。注漿加固技術(shù)作為路基沉陷處治的常用技術(shù)，具有施工簡(jiǎn)便快捷、投入機(jī)械少、加固效果好等優(yōu)點(diǎn)，能顯著提升路基密實(shí)度及承載力。實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，科學(xué)做好施工準(zhǔn)備工作，加強(qiáng)注漿過(guò)程管控，并嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求實(shí)施質(zhì)量檢測(cè)，從而保證達(dá)到最佳加固效果。該工程通過(guò)注漿加固，路基承載能力得到顯著提升，有效驗(yàn)證了注漿加固技術(shù)的可行性，值得積極推廣應(yīng)用。

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