公路路基沉陷注浆技术研究

2023-12-01李云

运输经理世界 2023年21期

李云

（德安县竣达工程有限公司，江西德安 330400）

0 引言

在公路路基工程施工过程中，路基沉陷问题会影响到车辆通行的安全性以及稳定性，同时也会增加公路维修的投入成本。因此，采取科学有效的方法来解决路基沉陷问题对企业的发展有着重要影响。本文对注浆施工技术进行分析，了解技术的操作要点，对提高路基沉陷处理质量有着重要帮助。

1 公路路基沉陷常见注浆技术类型

1.1 高压喷射注浆技术

当施工区域内地下水活动缓慢，但注浆时浆液又以较快的速度进行凝结，在这种情况下则需要采用高压喷射注浆技术进行施工。

同时，当施工场地地面植物较少，地表层不会含有较多的植物根茎，而且施工场地地面含有一定数量的大颗粒石块时，也应采用高压喷射技术来开展施工。在该技术应用环节，主要是利用高压水流实施钻孔，过程中浆液会在高压水流作用下灌注到具体的裂缝位置，从而达到防止路基结构变形，提高路基整体结构稳定安全性的目的。

1.2 静压注浆技术

当施工现场地层土质沉陷松软状态时，需应用静压注浆施工技术来进行施工。静压注浆技术通常对实际施工有一定要求，当注浆施工完成后，浆液具备较强的延展性。实践中，首先需要利用注浆管来对施工部位进行浆液注射，浆液在注浆压力的作用下会迅速到达土层，过程中还能将土层中含有的水分与空气排出。当注浆施工完成浆液凝固后，施工区域所在地层的强度及密实性能得到大幅度提高，进而为路基顺利施工奠定基础。

1.3 劈裂注浆技术

当施工现场出现路基沉陷等问题时，施工单位通常会采用劈裂注浆技术进行施工。在该技术应用前期，施工人员首先要对施工现场进行仔细勘查，同时结合现场土质条件明确具体的施工方式，并将裂缝以从小到大的顺序进行排列，然后将浆液注入裂缝缝隙中，经过一段时间后，浆液与土层结构就能充分结合为一体。其次，当施工区域内地层结构的渗水性能较弱时，也可采用劈裂注浆技术来提高土层结构的稳定性，使其具备较好的可塑性。但是，劈裂注浆技术施工工艺较为复杂，过程中易受到内外因素的干扰，为了提高施工质量与效率，在具体施工中，施工单位应加大技术应用环节的质量管控力度。实际施工时要先进行钻孔作业，在钻孔时施工人员要注意将孔隙控制在90～100mm 范围内，孔距则应保持在1.3m 内，并确保垂直度。然后采用泥浆进行灌注与封闭施工，该环节施工主要针对钻孔壁与单项阀管两者之间的缝隙实施封闭处理。最后将单向阀管插入，开始分层注浆操作[1]。

1.4 压密注浆技术

在实际施工过程中，压密注浆是较为常用的注浆技术。在具体应用环节，施工人员要按照设计比例将水泥与化学浆液进行充分融合，并通过压力作用将浆液注入土层结构中，以此提高土层的密实性。在该技术应用前，工程技术人员首先要对施工现场进行详细勘查，并根据勘查结果制订施工方案，而后才能进行注浆施工，针对部分孔隙较大的部位可采用填充方式进行操作，孔隙较小的部位则可直接注入水泥与化学浆液。尤其是在部分富含黏土层及砂土层的施工区域，压密注浆技术应用效果极为明显，为了促进施工质量的提高，过程中要对水泥浆液与化学浆液的配合比进行不断完善。在混合浆液的搅拌环节，施工人员要合理控制搅拌时间与力度，这样才能确保地基结构的强度能满足道路工程的施工需求。进行压密注浆施工时，首先要进行现场测量与放线，然后明确桩位控制点，而后进行钻孔、浆液配制，最后进行注浆施工。

2 注浆技术在高速公路路基沉陷治理中的应用实例

某城市高速公路总长为29.3km，公路路基的宽度与路面宽度分别为18.3m 与16.3m，设计为双向四车道。在整个工程中，有部分路段为高填方路基，由于在最初构建过程中，该路段的碾压施工质量存在不足，再加上路基使用年限的拉长，导致该路段路基出现沉陷等问题。为了确保高速公路能正常稳定运行，需对路基沉陷问题进行处理。施工方通过勘查后发现该路段交通流量较大，为了防止施工工作开展对现场交通带来太大影响，应尽可能将工期控制在合理范围内。通过对路基沉陷问题进行勘查分析后，施工方决定采用注浆技术来对路基沉陷进行处理，以此达到提高路基结构稳定性与安全性的目的。

2.1 前期准备

正式施工前，相关人员首先应对施工图纸进行仔细审核，并对施工技术的应用及方案的可行性进行核实。与此同时，开展技术交底方案的制订，并与相应的工程技术人员进行技术交底，使他们能充分了解设计方案，并对技术重点及质量标准有全面掌握。

2.2 注浆机具的配套

在进行注浆施工前，施工人员应对现场病害情况进行仔细勘查并根据勘查结果选择合理可行的注浆技术。如果裂隙岩体的吸浆量比较小时，可利用循环式注浆技术进行施工；反之，则采用纯压力式注浆技术为宜。注浆技术明确后，就要结合现场实际情况进行施工设备、工具的选用。在该项目施工中，采用的是XY-100 回旋式钻机进行钻孔，还有拌料筒与型号为BW-150 的注浆泵。为了确保拌和质量，拌和设备性能能满足施工需求。同时，在注浆泵与注浆孔口位置安装压力表，主要是为了能对注浆压力进行实时监测与控制。

2.3 注浆材料的选择和制备

2.3.1 注浆材料的选择以及配合比设计

为了保证注浆施工的高质量，在实际施工时应确保注浆材料的科学合理应用。在公路路基沉陷处理过程中，主要的施工材料为水泥泥浆。通过浆液配比试验得出浆液的初凝时间为15～80S，终凝时间为3～240min，同时结石体7d 抗压强度要大于0.8MPa。为了防范浆液流失或者浆液过于黏稠等情况的出现，施工过程中需对浆液配合比进行不断完善。

（1）主要施工材料为普通硅酸盐水泥，水、水泥、粉煤灰分别为0.5、1、0.35；通过准确称量充分拌和，保证浆料28d 抗压强度不小于5MPa。

（2）为了提高浆液的使用性能，应合理选用外加剂。为了加快水泥泥浆的凝结，防止其凝结过程中出现不良问题，在水泥泥浆的拌和过程中，可适量添加速凝剂，这样能有效加快水泥泥浆凝固。在该工程施工中，采用水玻璃，其含量是水泥总量的3%。通过水玻璃的融入，浆液的凝固速度得以加快。外加剂的应用要根据浆液的具体特性及施工需求来明确[2]。

2.3.2 浆液的制备

在浆液制备前，要先对制浆过程中需应用的材料进行准确称量，通常情况下，称量的误差应控制在5%范围内。浆液拌和时要确保搅拌充分，使所有材料能充分融合。具体搅拌时间一般要根据搅拌机器的性能而定，普通设备的搅拌时间要大于90s，如果设备拌和速度较快可将速度调整到30s 以上。浆液搅拌完成后，要对其进行过筛操作，过筛后的浆液要在4h 内使用完成。如果浆液拌和时添加了适量的减水剂，就需要采用高速搅拌机进行充分拌和。浆液拌和完成后进行质量检测，过程中温度控制在10～40℃为最佳状态，速度则应设置为1.5～2.0m/s。

2.4 钻孔

布孔时要将孔位按一定形状设置，如果出现部分板块断裂，要进行调整，并在断缝处增设2 个孔位。施工人员在此过程中应明确孔的具体点位，一般要在板块的左右两侧选择合适的位置进行孔位布设。离板块边缘50cm 处不宜设置孔位。当板块裂缝较大时，要在裂缝的四周进行孔位设置，裂缝与孔位之间的距离要大于30cm。

2.5 注浆

注浆前首先要将灌浆栓塞打入，并对水泥板块实施锚固操作，栓塞与基层之间的距离要控制在合理范围内，同时在栓塞上固定软管出料口，过程中要确保连接部位完全密封充分牢固，这样才能防止漏浆爆孔等问题的出现。保证完全锚固后，就可启动灌浆泵，进行浆液持续输送，输送过程中施工人员需对浆体进行实时监测，确保流入孔中浆液质量能满足施工需求。一旦发现浆体流动线路的压力超过标准值，必须马上停止浆体泵送，压力过高易导致面板断裂，反之，则无法达到压实成效，压力通常会根据注浆机型号的不同存在一定区别。浆体的整个压注过程要保持缓慢加压的状态。当压力加压到标准值时，要保持约3min 上下，这样才能保证浆液在底板上能得到完全流动与渗入，从而达到预期压实目的。然后打开卸荷开关，进行缓慢匀速降压，直至压力到达标准状态，通常情况下，压力值要控制在1～4MPa 之内，锚台沉板部分应将压力控制在2～4MPa，脱空板部位时其压力要达到1～3MPa。如果过程中压力表出现异常情况或者发动机声音异常时，必须马上停止灌浆操作。在注浆期间，施工人员需对浆体的体积变化进行实时观察，整个注浆过程应保持速度均匀。当板块上升到预期位置时，要马上停止注浆操作。如果注浆过程中出现浆体从压浆口喷射出来的情况，要利用木塞对其压紧，整个过程要保持10min 后才能将木塞拔出。为了确保工作人员的人身安全，达到安全施工的目标，高压管旁边不能出现有人员逗留等情况。最后，加大注浆设备的维修保养力度，以此来确保设备能正常稳定运行[3-4]。

2.6 封口

当钻孔注浆作业完成后，工作人员首先要将孔内的套管拔出，而后进行封孔操作，过程中可采用细石混凝土材料来进行施工，同时利用高压水枪对注浆设备及相应的套管进行清洗，最后采用水泥砂浆进行回填作业。

2.7 养护

通常情况下，在路基灌浆施工完成后的4h 内应严禁车辆在路面行驶，同时要对路基结构加大养护力度，养护时间要确保在3d 以上，实际的养护时间应根据施工后路面的强度来明确，这样才能防止水泥混凝土路面损坏情况的发生。

3 注浆施工质量控制措施

3.1 提升施工方案设计合理性

在施工方案的设计过程中，设计人员首先要对施工现场进行详细勘查，明确施工区域内地下管线、地面建筑物等分布情况，并充分了解区域内生态环境、地质条件等因素，确保实际施工过程不会对周围环境造成太大干扰。与此同时，也可有效验证施工方案的可行性及合理性，确保注浆施工质量与效率，为路基结构的稳定性与安全性提供保障。

3.2 加强原材料控制

为了确保路基注浆施工的高质量，在具体施工过程中应加大施工材料的管控力度。注浆施工环节需应用到形式各样的材料，每种材料都具备其相应的质量标准值，首先，在实际施工中，工作人员应根据相应的公路施工技术标准规范，对注浆材料进行质量检验，保证质量合格后，方可应用到工程施工中。其次，加强施工材料的运输及存储管理，确保材料质量。最后，对于新入场的材料进行严格检测，直至质量检测合格才能准许其进入施工现场。

3.3 做好浆液配比控制

为了得到准确合理的浆液配比值，工作人员首先要进行浆液试配，通过多种配比方式得出不同的浆液比重与含气量，同时，对单方浆液材料配制重量与各种原材料的配制重量比进行计算，而后将试验数据整合分析，将最标准的配比值应用于制浆环节中。在制浆过程中，要对浆液出机比重进行检测，通常要进行1～2 次检测，这样才能保证配合比的准确合理性。

3.4 加强施工质量监管，做好施工质量检验

在具体施工环节，应根据项目工程的实际需求与相应的标准规范来进行施工质量标准的制定，如明确浆液制备、注浆及钻孔等施工技术标准，将验收标准与施工标准进行统一，使具体工作人员能按照标准进行实际操作，确保每道施工环节的高质量。

3.5 培养并提升施工人员的质量安全责任意识

为了能有效提高施工人员的综合素质，施工方应定期组织相关人员进行质量安全责任专业技术及专业技能的培训与学习，以此来促进他们整体素质的提升。目前，在社会经济、科学技术不断发展的新形势下，对高速公路整体施工质量也有了更高的要求，越来越多的先进技术与先进工艺被应用到具体施工中，从而也要求相关人员应具备相应的专业知识与技能。但从当前的发展形势来看，部分施工单位的施工人员在综合素质等方面还存在一些不足，导致技术应用成效始终难以得到提高。鉴于此，在项目构建期间施工企业应加大工作人员的培训力度，使其能准确掌握施工工艺的具体应用，激发他们工作积极性与热情，促使他们责任、安全意识的养成，以此为施工工作的顺利进行奠定基础。