公路工程路基沉陷注浆施工技术分析

张晓敏

山西路桥建设集团有限公司 山西太原 030000

1 项目背景

此公路工程项目的全线长度是26.73km，采用的是双向四车道，设计的车速是80km/h；路基宽是19.3m，路面宽是16.9m，选择的路面结构是沥青混凝土路面。此公路桩号“K55+300--K57+500” 段属于高填方路基，在施工阶段由于碾压密实度没有达标，从而引发了路基沉陷现象，同时此路段的交通量相对比较大，直接影响着工程沿线区域的正常通行，路基施工应适当地缩短工期，以提前开放交通。经多方研究、讨论之后决定选择路基沉陷注浆施工技术，以PVC 管与水泥浆为材料，通过加固处理增强路基结构的稳定性与承载力。

2 路基沉陷的成因

从本质上分析，公路路基的沉降和规范施工直接相关。若是路基发生不均匀沉降，则会引发路面裂缝与断裂问题，从而严重影响公路工程质量。在公路施工阶段由于受到现场环境等条件的限制，容易出现碾压密实度不足、回填质量不佳等相关问题[1]。以公路台背管道的埋设施工为例，若是回填材料的压实度不足，就会引发路基沉降问题。当公路工程正式运行之后，交通量与车载量超出标准规定要求也会引发路面下沉，从而影响公路运行年限。此外，选用的回填料不均匀也会造成路基沉陷，施工中一般回掺入适量水泥土，若是水泥未能实现均匀、充分搅拌，其强度与密度就难以达到施工规范要求，从而引发路基沉陷，威胁公路行车安全。

3 路基沉陷注浆施工技术

3.1 施工准备

实地勘测公路工程现场的地质环境条件，综合分析研究路基沉陷路段的地形、地貌，并对沉降土体液限、含水量以及塑限等相关特性进行严格检测，根据地质勘测与检测结果进行室内试验，从而确定最佳水泥注浆配合比与凝结时间[2]。选择在工程现场实施注浆试验，以确定注浆液具体用量、扩散面积，以及布孔距离，编制注浆设计图，然后按照设计图完成测量放样，确定最优控制点与水准点。

3.2 布孔、钻孔

此公路工程路基沉陷段注浆钻孔的布局方式选用的是梅花桩方式，钻孔间隔距离大约为1.0m，把加固土体打造成为完整主体。注浆钻孔的布局范围应＞路基沉降段，且沉降严重路段必须结合设计基本要求适当地调整钻孔间隔距离，若是钻孔受到现场条件限制而难以布设，则应贯彻就近钻孔的基本原则，但不能影响已钻孔洞。该公路路基的注浆加固施工，因为原路面结构层相对较厚且坚硬，所以钻孔施工选择的是百米钻机（型号是XY-1），钻孔方法是冲击法，将钻孔孔径控制在80mm±10 以内，钻孔的深度在6.5m±0.5m 以内，同时钻入路基土层中的深度约为0.5m[3]。

3.3 埋管、注浆

选择振动式沉管机把高压花管（直径是20mm）按照顺序沉入注浆孔，因为注浆孔下端包含很多小孔，所以必须采用多层封闭的方式处理注浆管的下端开口与小孔。而注浆管的放置必须保证一次性达到设计深度要求，且与孔口预留位置相距0.5m。选择的水泥浆是普通硅酸盐水泥（级别为42.5），通过小型搅拌机进行水泥注浆的拌和，同时掺入适量的速凝剂，确定的注浆水灰比是0.8[4]。提前对高压注浆机进行调试，把注浆压力控制在1MPa，然后根据由外至中的顺序以注浆形式实现水泥砂浆的有效灌入，并顺着路基沉降段的外侧以间隔 “一排、一孔” 方式开始注浆，最后实现加密注浆。而在注浆施工阶段，需要专业技术人员认真、仔细观测各孔浆液实际变化情况，若是路面形成了凸起、漏浆等问题，就必须及时地采用有效措施处治，然后再进行注浆施工。当水泥砂浆凝结之后，因为受到浆液收缩的影响，路基往往会形成新的裂缝，所以需要进行补浆处理。把注浆压力调整到0.5MPa 至0,8MPa 之间，基于标准压力下持续进行3min 的压浆，从而就实现了注浆施工。

3.4 封孔

当钻孔注浆施工结束之后，需要拔出孔内套管，然后选择细石混凝土完成封孔处理。通过高压水枪对套管、搅拌机等有关注浆施工设备进行冲洗，做好下一钻孔注浆施工准备。再注浆封孔施工阶段，注浆压力值应≥0.2MPa，20min 内注浆量≤1L/min[5]。

4 质量控制

4.1 注意事项

公路路基沉陷注浆施工之前，必须对沉降路段位置进行精准勘测。钻孔施工要严格贯彻 “一孔一注” 的基本原则，禁止钻完孔之后再统一进行注浆施工，以免发生串浆问题，从而影响注浆密实度。安排专业技术人员负责对注浆时间、压力以及数量等相关参数进行准确记录，同时做好各项数据统计工作。当注浆施工结束之后，选择细石混凝土对各个钻孔进行封闭处理。钻孔注浆施工必须保证连续性，若是受到外界因素影响而必须中断注浆，则要尽快恢复注浆施工；若是注浆中断时间比较长，则需要对孔进行清洗，以免影响注浆施工质量。

4.2 质量检测

公路工程路基沉陷注浆施工完成之后，选取试验路段（300m）进行钻芯取样、沉降观察等检测，然后对比注浆施工前、后的路基土体承载力、密实度。路基沉陷注浆施工之前锤击次数的均值是8，注浆施工后锤击次数均值是18,；注浆施工之前的路基承载力均值是117kPa，注浆施工后的地基承载力均值是292kPa，由此表明通过注浆施工技术能够有效提高路基土体密实度，增强路基结构的承载力。以钻芯取样的方式检测路基土体状况，得出的结果是其中包含很多水泥块，表明注浆加固处理有效。在注浆施工30d 后通过检测地基发现无明显沉降问题，实现路基加固处理目的。

5 结语

本文结合公路工程路基沉陷实际情况，从施工准备、钻孔、埋管与注浆等维度重点研究了路基注浆施工技术。实践结果表明，公路工程路基沉陷注浆施工技术的有效应用，不仅有效解决了路基沉陷问题，也提高了路基压实度，增强了路基结构承载力，保证了公路工程施工质量与安全。