公路高填路堤加固施工中压力注浆技术的分析

孙广宁　刘鑫辉

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公路高填路堤加固施工中压力注浆技术的分析

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注浆技术是一项实用性强、应用范围非常广的工程技术。在公路工程高填路堤加固中的应用，可有效提升工程建设的整体质量。为此，必须对压力注浆技术施工的注意事项加以重视，规范施工工艺，才能达到工程建设的社会效益与经济效益。为此，本文主要对公路高填路堤压力注浆法的概况、应用及注意事项进行了分析与探究。

公路工程；高填路堤；加固技术；概况

根据公路交通的阶段发展目标，到2010年全国公路总里程力争达到210万-230万公里，全面形成“五纵七横”国道主干线，基本形成高速公路网，高速公路总里程达到5万公里。目前高速公路已经达到15000km，在已通车或正在建设中的高等级公路中，由于建设时间紧，在基础处理以及施工工艺等方面存在不足，因而导致路基下沉或开裂等现象，它直接影响了高等级公路的质量或正常运营。注浆作为一种新型有效的方法得到广泛应用，注浆理论和注浆技术的研究也得到了迅速发展，新型注浆方法、注浆材料、注浆法的施工工艺及注浆设备层出不穷。因此，寻求先进合理的注浆方法以及注浆施工工艺，以期达到良好的注浆效果，成为注浆工程领域丞待解决的重要问题。

一、压力注浆法的概况

压力注浆法就是指利用液压过气压把能凝固的浆液均匀的注入填料层中，借用注浆设备施加压力，通过钻孔输送到受注层段中的一种施工技术。其实质是使浆液在受注层中渗透、扩散、充填和挤密等方式，渗透驱走楼板松散颗粒间的水分和空气后填充其位置，经过一定的时间后（5～8min），浆液将原来松散的土粒胶结成一个整体，从而达到加固受注层和抗渗防水的目的。可用于注浆的材料有很多，根据注浆的目的和受注体的条件来选择。

一般说来，注浆材料通常分为粒状浆材和化学浆材两大类，然后在按浆材的特点、物化性能进一步分为稳定的粒状浆材、 不稳定的粒状浆材、无机化学浆材和有机化学浆材。两种不同种类的浆材，其性能和使用范围也有差异。

结合现场实际情况因此选择化学浆材料，化学浆呈溶液状态，可注性好，只要能注水的细小裂隙或孔隙，化学浆材一般都可注入，主要用于防渗、堵漏加固工程，其价格较贵，施工困难。

二、压力注浆法在公路高填路堤加固中的应用

1、压力注浆参数的确定

注浆参数包括确定浆液扩散半径、容许注浆压力、注浆孔布置方式等，这些参数互相联系，与地基土渗透性等相关。

浆液扩散半径：注浆孔的布置中，浆液扩散半径是一个重要的参数，值可进行理论公式估算，如选用参数合理，则计算值具有一定的参考价值，现场条件较复杂计算参数不易选准时，注浆压力值与楼板层的结构、初始注浆的位置和注浆序次、方式等因素较难准确地获取，根据现场目测漏水区域现场确定。对于楼板层间，由于地层空隙很小，浆液无法渗入，只能通过破孔作用注放浆液，浆液扩散具有规则性，注浆设计施工可用"浆液有效半径"来表示交流扩散范围。

注浆压力：注浆压力是给予浆液扩散充填的能量。保证注浆质量的前提下，压力大，扩散的距离大，有助于提高整体强度；但当压力超过受注土层的自重和强度时，可能导致楼板层及其上部构造物的破坏。

所以在施工中，一般都以不使基层破坏或仅发生局部和极少量作为确定容许注浆压力的基本原则。进行注浆试验时，一般采取逐步提高压力的办法，求得注浆压力与注浆量的关系曲线，当压力升高至某一数值，而注浆量突然增大时表明板层结构发生破坏或空隙尺寸已被扩大，因而可把此时的压力值作为确定容许注浆压力的依据。

注浆量的确定：在正常情况下理论注入的耗浆量应填充到颗粒之间的空隙中，或沿层理或裂隙劈裂式注入。

注浆孔的布置方式：注浆压力、浆液扩散半径确定后，注浆孔距取值范围也就确定了，注浆孔距取值范围在r≤L≤2r之间。注浆排列方式分为：两种一种为矩形排列，即前排孔与后排孔渗水方向上平行；另一种为三角形排列，即前排孔的位置与后排孔的位置沿渗水方向错开 1/2的孔距，平面上呈梅花状，本次止渗为梅花形注浆布置。

2、注浆孔成孔

作为注浆施工的重要工序，注浆孔施工要求选用37毫米到42毫米范围内的注浆花管直径，1.5到2米为其长度范围。尖锥状为花管前端形状，花管利用冲击锤可向受注层位直接打入。通过钻具与花管的合理选择，应确保钻机位置的准确性，随后遵循施工规定，进行钻孔施工，要求施工过程中，避免倾斜注浆孔等现象的出现。为避免塌孔、缩孔等情况的出现，可在钻孔施工中对损耗、漏失的泥浆进行随时补充，并确保钻孔内泥浆浓度符合施工要求。如钻孔与设计标高相距1米左右时，应对钻进速度及深度进行有效控制，避免超钻等情况的出现，并对地质资料进行准确核实。

3、注浆

浆液利用注浆设备、输浆管路等向其施工层注入，一般根据工程现场施工的具体情况，进行注浆顺序的选择，其方式如下：

由下向上式孔口封闭注浆法。该工序可一次成孔，通过三角楔止浆塞对孔口进行封口作业，由下向上分段进行注浆施工，1.5到2米范围内为注浆段高度。这种施工方式一般用于较多粘性土层的软土地基施工。

由上向下式孔口封闭注浆法。该工序一次可钻成一段注浆孔，选用三角楔止浆塞进行孔口封口，由上向下分段注浆施工，1.5到2米为注浆段长度范围，该方式一般用于地层中上部具有较多粗粒砂土层的软土地基施工。

三、公路高填路堤加固中压力注浆法施工的注意事项

1、宜采用潜孔钻钻进，严禁水钻，孔深不得小于设计深度0.1米。钻进过程中可能遇到基底原先损坏的涵节，建议采用金刚钻钻头。如遇空洞或岩层变化发生掉钻、坍孔时，应详细记录。按设计要求安设注浆钢花管，钢花管采用无缝钢管，尾部应切割平整并打磨，以保证与注浆管的紧密联结。

2、初压0.2～0.4MPa，终压0.8～1MPa。以上注浆参数，应选一个孔做进行现场注浆试验， 据实际情况确定注浆参数，指导现场施工。注浆工程量按实际注浆量计算。灌浆浆液应由稀至浓逐级变换。水灰比采用5、3、2、1四个比级。浆液变换原则：当注入率大于30L/分钟时，可根据具体情况越级变浓；灌浆压力和注入率都没有改变或者改变不显著时，而灌浆时间已达30分钟，应改浓一级水灰比；。3、预注浆各段进浆量小于20～30L/min，或总灌注量与设计数量大致相等，到设计终压后稳定10min及检查孔吸水量小于1L/min。采用分段后退式注浆，或全孔一次压入式及根据现场情况采取分段前进式。

四、结束语

综上所述，随着高等级公路发展速度的不断提升，在建设或已建公路中都存在不同程度的病害问题，这些问题的长期存在对公路工程整体质量及使用性能将造成极大的影响。高填路堤加固技术作为公路软基处理工程施工的重要方式，其施工效果是否良好直接影响着公路工程的整体质量，为此，施工单位必须重视高填路堤加固技术的应用，如压力注浆法等，在规范施工工艺的同时，不断改进技术，提高公路建设的整体质量，推动交通经济的高速发展，为国民经济增长提供一份力量。

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