谈压力注浆法在市政道路路基治理中的应用

马文娟

【摘要】 压力注浆作为一种加固地基的方法，有其施工简单，费用较低，效果较好的优点，已被广泛应用在铁路、公路、机场、水库大坝等民用建筑领域，在公路路基下陷的处理中已经取得了成熟的经验。

【关键词】 道路工程； 优化设计； 施工处理

伴随着交通量、运营年限、重载车辆的增加，道路路面出现了裂缝、车辙、涵洞跳车等常见的公路病害。 尤其路面沉陷和涵洞跳车病害突出，直接影响着高等级公路的行车安全。 为此，及时处治好此类病害，对保证高等级公路运营安全和减少养护费用具有十分重要的意义。

1. 路基沉陷变形的原因分析

公路路基下陷的类型很多，诱发因素也各不相同，以已建成运营的某高速公路和某一级公路为例作下述分析：

（1）以上两条公路均处于非自重湿陷性黄土地带，并且沿线地质复杂，经过山体滑坡、泥石流、峡谷等地段，给施工建设带来了技术难度。 针对不同的湿陷性黄土地基，施工中采用了强夯、冲击碾实、灰土挤密等处治工艺，整体处治效果不错，绝大部分路基状况良好。但是个别路段由于施工方法不当，对有隐患的角落和接茬部分处理不到位，达不到压实度要求，在行车荷载作用下路基逐渐下沉变形。

（2）原地基比较软弱，承载力不足，对地基处治不到位，地基压实度达不到规范要求，使地基受力后产生沉降变形，也导致路基沉陷。

（3）高填方路段路基在垂直方向产生较大的沉陷，沉陷常是因填料选择不当，填筑方法不规范，压实不足，致使路基在长期车辆荷载下产生变形和下沉。

（4）受全球气候的影响 ，近年来 ，降雨量的增加，高速公路和一级公路路面排水采用集中排水的方式。 雨季雨水无孔不入，通过低洼的部位和裂缝向路基土体渗入，加之养护疏通和清理不及时造成集水槽、集水井淤塞，超高路段设置的横向排水管淤塞或由于车辆挤压断裂，致使路面雨水在中央分隔带部位向路基土体渗透，造成路基强度急剧下降路基沉陷。

（5）在高等级公路中受沿线地质、地形、地貌，以及居住人口密集等方面因素的制约，大部分路段路堤都采用高填方方式，如果施工过程中路基未达到压实标准，以及路基弯沉达不到设计标准，并且在原地基为湿陷性黄土的不利环境下，建成通车后在长期重车荷载作用下，路基产生工后沉降是必然的；个别路段沉降量最大处已达20cm以上，路基与挡土墙形成高差较大的错台；另外构造物是刚性结构，路基土体是柔性结构，其受压产生的沉降变形是不

2. 路基下陷处理的基本方法及其特点

（1）压力注浆法：压力注浆法施工过程中不需要中断交通，对正常的交通营运影响较小，加固范围广泛，处理速度快，使用设备轻巧、机动，治理效果良好。

（2）开挖换填法：其特点是将整个下陷区进行开挖，重新进行路基路面施工，优点是有效可靠，缺点是路面及路基在施工开挖后， 直接影响车辆运行；且施工中使用大型设备数量多，成本高。 此法（中断交通）尤其不适用高速公路病害的治理。

（3）生石灰桩加固法：其特点是对路面的破坏小，对正常的交通影响小，但每个钻孔的加固影响范围较小；此法对含水量饱和的路段治理有较好的加固效果。 但路基填方不宜高于8m，且原地基必须密实可靠。

（4）灰土、碎石和干拌水泥碎石桩挤密法：即采用灰土挤密桩、 碎石挤密桩和干拌水泥碎石挤密桩，对病害路段进行治理。特点是对路面破坏较小，对正常的交通影响较小。但它要在有围压的条件下才能有较好的效果，同时桩底应嵌入稳固的原地基内0.8～1.0m，故在高填方地段不适用。

3. 压力注浆的设计与施工

（1）压力注浆机理

压力注浆是指通过高压泵利用注浆管把含有水泥等材料的浆液注入到地层中，浆液在压力作用下以充填、渗透、挤密和劈裂等方式，赶走土颗粒间隙中的水分和空气，占据其位置，浆液将原来松散的土粒或裂隙通过物理化学作用， 粘结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性好的水泥结实体，从而达到消除沉陷、提高承载力的目的。

（2）压力注浆的分类及注浆参数

压力注浆按其对岩土的作用机理、压液的运行方式分为充填注浆、渗透注浆、压密注浆和劈裂注浆。充填注浆主要用在路基下陷程度严重，地层中有较大的空隙，注浆不起压，吃浆量大，浆液活动范围比较大，这样地层的注浆就是充填注浆。 充填注浆的材料以水泥粉煤灰为主，适当加减水剂，其配合比为水泥：粉煤灰为0.6∶0.4；注浆压力一般为0.1～0.3MPa；浆液配合比较稠，水固比0.45；钻孔间距1.4m为宜； 钻孔直徑以能下进注浆管为宜；钻孔孔深如果路基厚度较小，要钻进原始地层1.0m为宜，如果路基厚度较大，钻孔深度要穿过潮湿地层为限；充填注浆的吃浆量要视下陷地层的空隙大小而定，平均每延米吃浆量200kg左右。 注浆形式自下而上。 公路路基下陷以这种形式处治最多。

综合作用注浆指压力注浆中既有渗透作用，又有压密作用和劈裂作用。 渗透作用的必要条件是浆液的粒径要远小于土颗粒之间的间隙。 压密注浆仅仅是土体产生塑性变形。

而劈裂注浆是在高压作用下使土体产生裂缝、裂隙，水泥占据裂缝、裂隙，而地层被压实、压密。 在同一个区域内，以上3种注浆作用都存在，只不过以哪一种为主罢了。

综合注浆的注浆材料就是水泥，再加入适量的减水剂等。 其水灰比1～0.6，注浆开始时水泥比取大值，注浆开始后逐步调整为小值；注浆压力一般为0.1～2.0MPa；钻孔间距为1，2m为宜；钻孔直径以能下进注浆管为宜； 钻孔孔深如果路基厚度较小，要钻进原始地层1.0m为宜，如果路基厚度较大，钻孔深度要穿过潮湿地层为限；压力注浆的吃浆量要视下陷地层的空隙大小而定， 平均每延米吃浆量100kg左右；注浆形式自下而上。

（3）注浆孔的布置

注浆孔有帷幕孔和注浆孔两种。帷幕孔是为了防止浆液向路基外渗漏而设计的，一般设置在路基下陷区外围的路边坡处，钻孔间距一般在1.0～1.2m之间。下陷区的钻孔是注浆孔，路基填料为黄土、亚填土时，双向钻孔间距不宜大于1.5m，如路基填料为砂砾土，可适当调大孔距，但双向孔距也不宜大于2.0m，如果是多排孔，则以梅花形布置。

（4）停止注浆的条件

停止注浆的条件一般为三个条件：一是路面隆起时停止注浆； 二是达到设计最高压力时停止注浆；三是设计扩散半径外漏浆时停止注浆。

（5）注浆特殊情况的处理

当注浆吃浆量大，不起压力时，一是调小水灰比并加入适量速凝剂；二是采取停停灌灌的办法分期注浆，一般要在前次的浆液初凝后再进行下次注浆；当注浆地层不吃浆且压力很大时，将水灰比调大，或者用清水打开浆液流动通道，一旦打开即可调小水灰比。

（6）注浆施工流程

根据近几年来注浆的实际经验，注浆流程为放线定孔位→钻机就位→钻进成孔→校正孔深→下注浆管→封堵孔口→制作浆液→注浆→注浆完毕后清洗注浆设备的管路系统。

（7）成孔工艺

公路注浆孔的成孔一般采用压缩空气为动力钻进成孔； 如果地层松软此工艺钻进不能成孔时，采用重力击打法成孔；如果地层松散，以上两方法均难以成孔时，采用跟管钻进方法钻进。一般来说，公路下陷大多数是由路基进水引起的，所以成孔时不能用泥浆钻进。

参考文献：

[1] 叶书麟，叶观宝. 公路地基处理设计施工使用技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[2] 卫海梅. 注浆加固技术在高原高速公路中的应用[J]. 交通科技. 2009（02）

[3] 裴宏伟. 公路路基沉陷加固的处理技术研究[J]. 山西建筑. 2013（18）