試論壓力灌漿技術(shù)在公路工程路基沉陷施工中的應(yīng)用

【摘 要】在公路工程路基沉陷施工中壓力灌漿技術(shù)得到了較為廣泛地應(yīng)用。在公路工程路基沉陷施工中施工方式及處理技術(shù)選擇是否符合施工要求，對公路工程整體質(zhì)量起到關(guān)鍵性的作用。因此，在路基沉陷處理中施工企業(yè)必須選擇正確的施工方式，壓力灌漿技術(shù)作為公路工程路基沉陷施工中的重要處理方式，在其施工中大量選用壓力灌漿施工技術(shù)可以有效提高路基的承載力及質(zhì)量，只有這樣才能確保整個工程的質(zhì)量。本文主要對灌漿機(jī)理、路面病害成因及壓力灌漿處治路基不均勻沉陷進(jìn)行了研究分析。

【關(guān)鍵詞】壓力灌漿；公路工程；路基沉陷

1.灌漿機(jī)理

灌漿大概分為幾種主要有固結(jié)、帷幕、接縫及回填。公路灌漿法是指通過鉆孔在土中灌入漿液，使土體擠密的一種地基加固方式。其特性是在注漿管周圍形成向外擴(kuò)張的漿泡，在土體內(nèi)漿泡產(chǎn)生較為復(fù)雜的徑向與切向應(yīng)力，與漿泡緊靠的土質(zhì)受到嚴(yán)重破壞后將形成塑性變形區(qū)，因擾動土的密度可能會有一定程度地降低，漿泡距離遠(yuǎn)一點的土主要出現(xiàn)彈性變形現(xiàn)象，進(jìn)而增加土的密度，加固土體。瀝青與水泥混凝土路面是我國公路的主要表現(xiàn)形式，砂礫路面主要存在于少數(shù)農(nóng)村及山區(qū)道路當(dāng)中，不管何種路面，在使用較長時間后都會出現(xiàn)各種質(zhì)量問題，如脫空、裂縫等，進(jìn)而對路面產(chǎn)生極大的破壞。現(xiàn)階段灌漿加固技術(shù)在我國公路工程施工中得到了廣泛地應(yīng)用，這種技術(shù)的應(yīng)用可以增強(qiáng)公路路面的使用年限及確保工程的整體質(zhì)量。

2.路面病害成因

路面在重車荷載反復(fù)作用下，會有積累塑性變形在結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)，局部范圍與基層不再保持連續(xù)接觸，將會有微小的縫隙在路面結(jié)構(gòu)層底部和基層產(chǎn)生，也就是局部脫空現(xiàn)象在結(jié)構(gòu)層下部產(chǎn)生。在溫度及濕度改變情況下，結(jié)構(gòu)層內(nèi)溫度的非線形分布，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層向上、下方面進(jìn)行翹曲，結(jié)構(gòu)層和路基之間的分離速度將會加快，進(jìn)而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)層底部脫空現(xiàn)象。脫空現(xiàn)象的產(chǎn)生將加重路基滲水問題，當(dāng)養(yǎng)護(hù)工作不到位，雨水將從路面接縫及裂縫處向基層滲入，在結(jié)構(gòu)層下滲入的水將變?yōu)榉e水。泥漿主要由積水和基層材料中細(xì)料組成，順著面板接縫處泥漿流出，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層底部脫空現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2.1路基填方壓實度不足

在公路工程施工過程中，路基是其受力的主要組成部分，基于此，在施工過程中必須對路基進(jìn)行科學(xué)有效地填方壓實。在公路路基壓實過程中，極易產(chǎn)生壓實不足問題，主要因素為土層含水量控制難度大的主要在于施工壓力及壓實時間設(shè)計不合理等問題，進(jìn)而無法實現(xiàn)良好地壓實效果。

2.2路基中存在軟弱土層

在公路路基施工過程中，因施工路段自身因素的影響，如地面軟弱、地質(zhì)條件差等，都會對公路承載力造成極大的影響。特別是軟弱土層對路基施工的整體質(zhì)量將造成極大的影響，軟弱土層自身力學(xué)性質(zhì)很低，將導(dǎo)致路面出現(xiàn)沉陷、塑性擠壓等問題的出現(xiàn)，甚至導(dǎo)致原有路面土層下沉及位移問題。

3.壓力灌漿處治路基不均勻沉陷研究分析

現(xiàn)階段公路工程路基防治及處理的重要方式就是壓力灌漿技術(shù)，主要通過壓力將能固結(jié)的漿液利用鉆孔灌注技術(shù)灌入裂縫及土體中，使高度物理學(xué)性能在被加固物體內(nèi)形成，并加以改善。在被加固體內(nèi)注入漿液以后，利用高強(qiáng)度壓力基礎(chǔ)土體內(nèi)存有的水分及空氣，凝結(jié)硬化漿體，使原有密實度較低的土體成為一個整體，同時增強(qiáng)其強(qiáng)度及穩(wěn)定性。

在處理公路路基沉陷灌漿過程中，可選用壓密灌漿的方式對較低強(qiáng)度的淤泥層進(jìn)行施工，選用劈裂灌漿的方式對硬度較高的亞粘土進(jìn)行施工，選用滲透灌漿的方式對砂礫層進(jìn)行灌漿作業(yè)。在灌漿方式選擇中有時可以一種方式地應(yīng)用，也可以幾種方式一起應(yīng)用。通常情況下選用直接打入式作為注漿的方式，也就是選用43毫米的花管直接打入，選用三角形止?jié){塞作為孔口止?jié){方式。

3.1漿材配合比設(shè)計

依據(jù)相關(guān)灌漿經(jīng)驗及數(shù)據(jù)顯示，通常選用水灰比為0.8：1到1：1作為水泥漿配合比進(jìn)行漿液的配比，也可以選用0.8：1到1：1作為水泥粉煤灰漿的配合比，但其混合料中必須有20%到30%左右的粉煤灰。

3.2壓力灌漿邊界范圍

注漿范圍確定中必須包含以下幾個方面：處理公路長度中軸線的方向、寬度要在平面上確定，注漿深度要在縱向上確定。在處理軟弱地基注漿過程中，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為承載力f在200kpa以上及沉陷量f超過30厘米，公路中軸線方向上的長度進(jìn)行有效確定，并將路堤底部寬度作為橫向處理寬度。

3.3漿液擴(kuò)散半徑確定

作為壓力灌漿施工的重要參數(shù)，漿液擴(kuò)散半徑直接影響著灌漿整個工程量及造價，可以利用現(xiàn)場注漿試驗來對地基條件復(fù)雜及計算參數(shù)選準(zhǔn)難度大的情況進(jìn)行有效確定。如果漿液呈現(xiàn)柱狀擴(kuò)散，試驗資料不全的情況下，可以將不同工程地質(zhì)條件下土的滲透系數(shù)作為參考依據(jù)，進(jìn)而得出漿液擴(kuò)散半徑的推薦值。

3.4注漿孔的布置方式

布置注漿孔必須使相鄰注漿孔的作用范圍存在重合部位，促使需進(jìn)行加固的路基成為一個完整的受力體。單排孔布設(shè)與多排孔布設(shè)都是注漿孔布置的重要方式。

3.5注漿量的確定

將灌注半徑內(nèi)圓柱體孔隙的總體積作為灌漿量的體積，漿液在灌漿過程中有時不能將土體內(nèi)的孔隙完全填充，部分漿液含水的孔隙填充效果更差。在計算漿液量時，一般在理論值上要乘以在1以下的數(shù)值，但具體作業(yè)中，尤其是單孔灌注量中的I序孔灌注量常常在理論計算值以上，II序孔的灌注量則在理論計算值以下，進(jìn)而對單孔灌注完成的標(biāo)準(zhǔn)造成極大的影響。對單孔灌漿量取值起決定性影響的因素主要有灌注地層的連通性、灌注漿液的坍落度及土體的孔隙率等。將單孔注漿作為實際施工時的標(biāo)準(zhǔn)，其計算公式可以定為：

Qi=0.25nR2

其中，單孔設(shè)計灌漿量定為Qi，灌注量計算半徑定為r，取0.6D-0.7D為I序孔（設(shè)計孔距為D），取0.3D-0.4D為II序孔。

3.6袖管注漿施工

按照漿液擴(kuò)散距離對注漿孔距離進(jìn)行確定，在地層條件下，漿液參數(shù)、注漿參數(shù)直接關(guān)系著漿液的擴(kuò)散距離。當(dāng)單排孔對注漿要求無法滿足時，常常會選用三排孔。設(shè)計多排孔的原則就是對注漿孔潛力進(jìn)行充分發(fā)揮，進(jìn)而取得最大注漿體厚度，這種情況下不但不會產(chǎn)生兩排孔間搭接緊密度不夠的現(xiàn)象，也不會出現(xiàn)過多搭接浪費(fèi)的情況。

3.7灌漿質(zhì)量檢驗及效果評估

作為地下隱蔽工程，灌漿工程在施工過程中必須遵循施工規(guī)定進(jìn)行有效施工，為確保注漿工程的整體質(zhì)量，灌漿高等級公路軟弱地基后，必須使其路基承載力在200kpa以上，最大沉陷必須在30era以下。利用靜載試驗、鉆孔取芯標(biāo)貫試驗、深槽開挖檢查及彎沉試驗，對填充灌漿施工范圍內(nèi)雜填土層空隙的有效性進(jìn)行驗證，充分壓密及填充粉、細(xì)沙層，提高路基承載力，進(jìn)而實現(xiàn)沉陷控制的目的。

4.結(jié)束語

綜上所述，隨著改革開放程度的不斷加深，我國公路工程建設(shè)規(guī)模也越來越大，進(jìn)而增加了公路工程施工的難度。作為公路工程施工的重要組成部分，路基沉陷施工過程中必須重視其處理方式的選擇，壓力灌漿技術(shù)在路基沉陷施工的中的大量應(yīng)用，可以最大限度地提升軟土路基施工的質(zhì)量，還能實現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益及社會效益。

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