淺析壓力灌漿技術在高速公路路基病害處治中的應用

胡軍飛

摘 要：在高速公路施工中，路基作為重要組成部分，其施工質量不僅影響著道路的舒適性和安全性，而且影響著道路的使用壽命。隨著高速公路運輸量的不斷增加，長期的行車荷載使各類路基病害出現在高速公路運營中，其中路基沉陷、路面裂縫等病害問題尤為突出，嚴重破壞了道路結構，降低了高速公路的使用質量。壓力灌漿技術因其特有優勢被廣泛應用于路基病害處治中，其能夠根據路基不同的病害選擇合適的注漿類型，從而提升路基承載力和抗滲性，增強路基強度和穩定性，預防路基病害的發生，保障路面的通行能力。本文以某公路工程為例，重點分析了路基病害處治準備工作及壓力灌漿技術分析，僅供參考。

關鍵詞：壓力灌漿；高速公路路基；病害處理

中圖分類號：U418.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）16-0126-02

近年來，我國交通運輸事業得到突飛猛進的發展，高速公路建設規模不斷擴大，對施工質量要求也越來越高。隨著高速公路運營年限的延長，很多路基病害問題與日俱增，使路基沉陷、裂縫等缺陷和問題存在于高速公路路基中，影響著公路的安全運營。壓力灌漿技術的應用能夠有效解決路基病害，針對不同路段的病害采用不同的注漿類型，從而對路基病害治理起到良好的效果。

1 工程概述

本文以某高速公路工程為例，該路段為半填挖路基，在載荷車輛的反復碾壓下路基出現縱向裂縫和不均勻沉降，縱向裂縫的長度在170m左右，路面沉降下陷情況尚不嚴重，但嚴重的側移情況出現在公路邊緣。為了避免嚴重的路基裂縫和不均勻沉降出現在公路后期運營中，需要采取壓力灌漿技術對路基病害進行處治，從而確保路基穩定性，提高路基整體質量，延長高速公路使用壽命。

2 高速公路路基病害原因分析

（1）路基填土具有較低的壓實度，導致不均勻沉降出現在路基中，引起路面混凝土面板開裂，另外一個原因是填土力學性能較差。通過對巖芯分析能夠看出高壓縮性的淤泥質土存在于路基基底，厚度大概在2cm左右。（2）涵洞附近具有頻繁的地下水活動，通過鉆孔取樣分析能夠看出，大量滯水存在于路基局部區域下方，地下水直接影響著整個路基的穩定性，尤其在高填方路基區域大幅降低土體強度，導致橫向滑移情況出現在土體中。（3）路基處于挖方和填方的交界處，因為填土與原土之間存在不同的孔隙度、含水量以及密實度，再加之路基受外界載荷作用從而出現不均勻沉降。

3 施工準備工作

（1）按照設計要求進行備料，所選用材料需要進行檢測且符合施工條件，將配比試驗做好。（2）設置攪拌站，攪拌站的位置要選在施工路段附近，且具有較少的占地、較高的地勢、較小的環境影響以及便捷的運輸方式，有效降低耗費和壓力損失。（3）在壓漿施工前，需要根據注漿厚度及效果情況確定是否采用分段注漿。漿液的配比用料需要根據設計圖及注漿孔地層情況進行適當選擇。施工人員要對攪拌機、注漿泵等設備運轉情況進行認真檢查，對管路、接頭的連接、密封質量進行全面排查，并攪拌漿液3min，確保所有機械設備運轉良好。

4 路基病害處治中壓力灌漿技術分析

4.1 確定合理灌漿方案

（1）注漿加固機理。利用注漿管通過壓力作用向巖土體內均勻注入能夠固化的漿液，從而通過擠密、填充等方式將填筑體顆粒間的氣體和水分排除。巖土膠在硬化后結成一個整體，所形成的新土體具有較高的強度、較低的壓縮性以及較高的抗滲性，能夠有效加固地基，使道路的附加沉降大幅減少，從而穩定公路路基。（2）加固處理設計。在道路兩邊緊急停車帶采用靜壓注漿，將鋼筋插入孔內使其形成微型樁群，針對路基與構筑物之間存在的空隙通過注漿方式填充，使填方路基的密實性得到增強，并使水泥土通過填土與水泥漿液的相互作用形成，路基土體的力學性能得到進一步提高，路基土受地下水滲透影響出現的破壞情況大幅減少。水泥漿與插入孔內的鋼筋相互作用形成混泥土柱體，針對出現側滑現象的土體能夠起到提高抗滑能力的作用（圖1）。而對于路基沉降問題，可采用袖管注漿法進行加固處理，需要通過壓力灌漿改變改善土體的力學性質和結構，實現對單側單幅路基的預加固處理，從而增強公路路基的密實度，使新舊填土壓實度不一樣因其的路基沉陷問題得到有效解決，提高路基和邊坡整體穩定性。

4.2 注漿孔布置

布置注漿孔時需要對路基強度要求、灌漿特點以及路基形態進行綜合考慮。按照現場注漿試驗確定有效注漿半徑，本次施工采用注漿孔和勘探孔兩種布置方式：勘探孔的注漿孔徑控制在110mm左右，將4-7個勘探孔布置在加固區處理段，對施工段路基填筑層的厚度及密實度進行明確，對不良地質問題進行分析，全面掌握填筑土質量的好壞，確定注漿孔的深度；注漿孔的注漿孔徑一般控制在110mm左右，緊急停車帶的鉆孔深度需要穿過原狀土抵基巖面，而行車道和超車道的鉆孔一般布置成梅花形，深度控制在原生粘土層以下1m左右。

4.3 鉆孔和清孔

在對注漿孔進行放線定位以后，需要按照現場放線布孔位進行準確鉆孔，鉆桿在施工過程中要確保其垂直度，按照預定深度進行鉆孔。在鉆孔過程中，盡可能鉆小孔，避免破壞公路路基，施工需采取干鉆的方式，禁止施工中加水，防止施工用水浸泡公路路堤，最大限度的保護路基結構。鉆孔要對回次進尺嚴格控制，準確分層，詳細記錄，按照不同地層的要求詳細描述巖芯。施工人員要整齊擺放注漿孔取出的巖芯，在做好原始記錄的同時對其進行妥善保管。與此同時，深度鉆孔方法的選擇需要根據公路路基的高度以及填料的情況來決定。

4.4 封孔施工

一般壓力灌漿技術分為全孔段注漿和分段注漿兩種，施工過程中需要根據鉆孔深度和地層情況進行適當選擇。如果分段注漿，需要對二根注漿管長度及封孔位置進行確定。用鐵絲在注漿管指定封孔位置牢牢綁住水泥袋，隨注漿管下入孔內。在施工時需要將一定量的碎石砼或砂漿分段倒入注漿管內進行搗鼓，壓漿施工需要在封孔24h以后進行。

4.5 灌漿施工

壓漿前需要用壓水對鉆孔進行沖洗，徹底清理殘留的巖粉及循環泥漿。施工人員可采用P.042.5mpa普通硅酸鹽水泥來配置水泥漿液并進行壓漿。水泥漿拌制用水宜用飲用水，攪拌水泥漿液的時間控制在3min以上，用3×3mm的雙層濾網過濾攪拌好的水泥漿液并將其入泵。在壓力灌漿技術中，灌漿壓力、漿液濃度以及操作方法是關鍵內容，施工人員要合理控制灌漿壓力，如果灌漿壓力未達到設計標準，則會導致漿液無法到達預定施工位置，從而出現空白區；如果灌漿壓力超出設計標準，則會沖垮邊坡或頂破路面，對路基結構造成損壞，造成公路路基薄弱部位流入大量漿液，從而達不到壓力灌漿的目的。灌漿壓力一般由低到高，凝膠時間由長到短，需要從沉降量最大的地方開始，對路基沉降和裂縫情況進行全面掌握，確保灌漿壓力符合要求，當另一個注漿孔或接縫位置處冒出漿液時，就完成注漿作業。

4.6 終止壓漿

在壓漿施工中，一旦出現以下情況需終止壓漿：一是注漿壓力達到2.0-4.0Mpa既符合設計要求，可以終止施工。二是注漿壓力未達到2.0-4.0Mpa，但平均每米注漿量值已經達到設計最大值2倍，可終止施工；三是冒漿情況出現在孔周圍，且注漿量達到設計值的60%以上，可終止施工。

4.7 壓漿結束

填實壓漿孔并將截割孔口壓漿管封閉，留下標記備查，然后對場地進行清理，將污染區域清除干凈。

5 壓力灌漿技術質量控制

（1）對材料質量和配合比進行嚴格控制，按照要求購買水泥材料，并確保其符合施工強度，在施工前要檢測水泥質量，其中包括安定性、細度、抗壓、抗折強度、初凝、終凝時間等。（2）施工所用粉煤灰為新生產材料，需要分析其化學成分，使用水為飲用水，污染水源需要進行處理并檢測。所使用外加劑要確保符合要求，嚴禁使用過期和失效添加劑，所采購施工材料必須具備產品指標和合格證。（3）漿體應具有良好的流動性，以便漿體在較小壓力下能夠獲得較大的擴散半徑，但需要將較小流動性和較大觸變性的漿體應用于空隙較大及土體疏散或脫空區大的地方，避免向其余地方擴散或有跑漿現象出現在路基邊坡中。施工人員要將適量細砂或粘土加入漿體中，使漿體具有較高的工程質量和良好的經濟性，從而使漿體中的固體含量得到提高，用水量有效減少。

6 結語

綜上所述，隨著社會的不斷發展，高速公路承擔著交通運輸的大部分重任，是促進經濟交流和人群變動的重要途徑，因此需要保障道路安全運行狀態。在高速公路路基病害處治中，壓力灌漿技術作為一種科學有效并且及時可行的防護技術，能夠對道路病害問題進行及時處理，使道路結構和穩定性得到有效改善，避免長期運營使路面形成破壞性問題，進一步提高交通單位社會效益和經濟效益，從而促進我國交通事業的健康可持續發展。

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