压力灌浆技术在公路路基施工中的应用

汪刘伟 刘晓云

（河南省大道路业有限公司，河南 郑州 450000）

随着重载交通量的迅速增长，道路通行能力和服务能力大幅下降，路面出现了不同程度的早期病害，甚至损坏路基。因此，开展安全、高效、经济的路基病害处治方法研究，已成为当前公路建设管理养护的重中之重，也是亟待解决的难题。压力灌浆的应用，不仅能够加固路基，还能有效解决路基土体防渗问题，相比其他施工技术，技术操作难度小，因此，在公路路基治理中得到了广泛应用。

1 工程概况

某公路工程地质条件差，上部地层主要为杂填土、淤泥质土等。满足不了上部荷载对路基的要求，进而在通车后路基差异沉降较大。为提高路基稳定性，保证路基强度，决定选取灌浆加固法处理此路段路基病害。因杂填土具有较大孔隙，可灌性良好，灌浆后将有效提升其力学强度、抗变形能力等，并能有效增强其整体结构。通过钻孔在淤泥质土内灌入浓将，可压密、置换土体。

2 压力灌浆技术原理

路基是公路的重要组成部分，是一种带状构筑物，与路面共同构建成一个整体结构，同时是公路的主要承荷结构，承受着自身重量和由路面传递的各种作用荷载，因此，必须保证路基坚实、稳定。因路基下沉具有较大面积，且深度大，为解决路基沉降病害，选用灌浆法效果最佳。因本路段为高填路堤，填料以路基周围挖方段材料为主，主要选用碎石等，因多种客观条件影响，路基边缘压实难度较大，往往无法满足设计要求。长此以往，必将对路基稳定性造成严重影响，甚至危害行车安全。选用灌浆法处理路基病害，可在一定压力下，促使水泥浆液在相应范围内进行不断扩散、固化，保证路基孔隙被浆液填满，形成完整的结石体，进而达到地基强度提升的目的，这对增强路基强度意义重大。

压力灌浆是利用钻孔通过压力向岩土孔隙、建筑物裂隙内注入可固结的浆液，以此改善加固体物理力学性能。在加固体内注入浆液后，通过填充、渗透或挤密等途径，将土体颗粒挤出，或将岩石裂隙内的水分、空气挤出，使浆液占据其位置，待浆体凝固硬化之后，即能密实原有较为松散的土体，使其胶结形成一个完整的整体，且保证其强度高及水稳性、化学稳定性良好。

3 压力灌浆技术在公路路基施工中的应用要点

1）灌浆孔成孔。灌浆施工中，可选用直径37～42mm注浆花管作为主要管材，且在1.5m左右控制管长，花管前端以尖锥状呈现，选取冲击锤向受注层位直接打入花管。完成以上作业后，钻机即可就位，且根据施工工序进行钻孔施工，在施工时尽可能避免注浆孔歪斜现象发生。

2）制浆。严格按照材料试验进行配合比地确定，合理选用注浆材料，制浆时应根据相关工序要求适量掺加材料，且保证计算准确无误。同时全面了解浆液性能，做好使用搭配工作。除此之外，应均匀拌和浆液，且在注浆前连续搅拌，避免再次沉淀，对浆液质量造成严重影响。

3）注浆。利用注浆设备及输浆管路向设置层内灌注浆液，根据本工程需求，可选用由下至上式孔口封闭注浆法施工。此工序可一次成孔，选取三角楔用于孔口止浆，并将封口及时堵塞。按照由下到上的顺序，一段一段地进行注浆施工，一般在1.5m左右控制注浆段高度。注浆施工前，需完成现场注浆试验，进行单孔注浆量的确定，随后根据所选用的注浆施工方法进行施工。当注浆量与设计要求相符后，即可停止注浆施工。注浆时，如地面隆起或出现跑浆问题，需及时暂停注浆施工，并对其原因进行分析，采取措施进行有效措施。随后在下一个注浆段施工时，应适量减少注浆量，并对封孔装置及注浆设备等进行详细检查，如仍存在隆起、跑浆问题，需及时结束此孔注浆施工。

4）封孔。完成灌浆施工后，需及时进行封孔施工，并将封口封堵物及时排除，随后将砂石投入孔内，高度直至水稳层顶面。24小时之后，如浆液仍存在沉淀现象，需及时填补水灰比1:2浆液，直到水稳层顶面。

4 公路路基压力灌浆效果检测分析

1）灌浆资料分析。该工程共完成1209个灌浆孔，合计5579.72m，水泥共灌入1855.4t，1.535t为每孔平均灌入水泥量，每平方米水泥灌入量为0.333t，相比第二序孔，第一序孔单位耗浆量较大，同时出现地面上抬情况。经总灌入量、单位灌入量数据分析发现，受灌段土体空隙有所下降，表明施工段地层具有可灌入性。

2）静荷载试验。工后15d，在施工段范围内进行测点选定进行静荷载试验分析。选择5个具有代表性的地点，其中灌浆点处有2点，相邻灌浆点位中间有2点，相邻对角灌浆点中间有1点。待杂填土顶面单点加载至130kN～140KN时，便可达到规范规定，暂停加载。此时，9.31～11.72mm为最大沉降量范围，平均可达到10.30mm。说明此点地基土并没有达到极限破坏状态，由此可得施工段复合路基承载力标准值在130MPa以上，也进一步证明杂填土承载力标准值在130KPa以上。

3）钻孔取芯标贯试验和深槽开挖检查。同样，工后15d在施工段内进行钻孔取芯，共选择12个具有代表性的点位，其中钻孔和灌浆点相距0.5m处选择6个，钻孔和灌浆点相距1m处6个。通过钻孔取芯可见，杂填土内具有大量水泥结石，结石和土体紧密胶结，淤泥及淤泥质土体内同样存在水泥结石情况，且多呈团块状。粉、细砂内也存有此现象。通过试验可见，各土质体密度均有所增加，状态也从原有的松散状向密实状转变。通过标贯试验可知，杂填土密实性较好，11.2击为平均击数。粉、细砂的平均击数也大幅增加，为11击。经相关规定表明，承载力标准值已从原有的100kpa增加了48%，为148kpa。通过探槽开挖剖面可知，片状、条带状为杂填土内水泥结石的主要形式，特别是杂填土顶面和石屑垫层底部、石屑垫层顶面和水稳层底面等部位，均存有1～5cm厚的普通填充条带状水泥浆石，可形成路基硬壳表层。

4）弯沉试验。在水稳层施工7d后，在施工段内选择点位进行弯沉试验，共30个，经试验结果表明，0.6～0.80mm为弯沉值范围，平均值为0.41mm，相比设计值的0.9mm，均在该值以下，说明完全可达到设计要求。由此可见，公路路基经压力灌浆施工后，可有效填充其施工范围内的杂填土层孔隙，此外，其他土质层，如淤泥或淤泥质土及粉、细砂层均能得到填充、挤密。从原有松散的土质结构转变为密实性良好的土体。上述三种不同土体在压力灌浆作用下，可得到有效加固，且大幅提升承载力，最终起到控制路基沉降的效果。

5 结束语

总之，近年来，在我国国民经济高速发展的今天，交通运输业作为国家基础设施体系的主要组成部分，在我国得到了迅速发展。随着公路建设规模的不断扩大，特别是高速公路建设，受多种客观因素影响，普遍存在不同程度的路基病害问题，将对公路正常运营造成不利影响。为进一步提升高速公路通行能力，应采取科学有效的技术措施处治路基病害，如压力灌浆技术的应用，可有效提升路基承载力，增强路基稳定性，延长工程使用寿命，为此，在公路路基病害处治中得到了广泛的应用。