周莉莉（湖北省十堰市鄖西縣公路管理局，湖北鄖西442600）

試論山區(qū)公路路基沉陷注漿加固施工技術(shù)

周莉莉（湖北省十堰市鄖西縣公路管理局，湖北鄖西442600）

對(duì)于山區(qū)公路而言，由于施工條件等各方面因素的限制，在使用后期路基不可避免的會(huì)出現(xiàn)沉降，而通過(guò)注漿加固施工技術(shù)可以顯著增加路基強(qiáng)度，本文針對(duì)山區(qū)公路路基沉陷注漿加固施工技術(shù)進(jìn)行研究具有重要的實(shí)現(xiàn)意義。首先分析注漿加固路基機(jī)理，然后分析了注漿在加固路基施工中的應(yīng)用以及加固方案設(shè)計(jì)，以期能夠進(jìn)一步推廣注漿加固施工技術(shù)的應(yīng)用。

山區(qū)公路；路基沉陷；注漿技術(shù)；加固施工

引言

山區(qū)公路通常都是高填方或者是半填半挖路段，但是受運(yùn)輸條件以及土源限制，通常都是利用土石或填石混填路基，施工過(guò)程中壓實(shí)條件也不是很好，所以在后期路基不可避免的會(huì)出現(xiàn)沉降［1］。公路景觀幾年的使用之后，部分高填方以及填挖交界部位出現(xiàn)一定程度的沉降，部分位置出現(xiàn)了較大的沉降量，對(duì)道路通行造成嚴(yán)重影響［2］。如何處理路基沉陷問(wèn)題已經(jīng)成為地質(zhì)災(zāi)害治理中較為關(guān)注的課題［3］。筆者總結(jié)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)論述了在山區(qū)公路路基沉陷治理中注漿加固的作用機(jī)理以及對(duì)應(yīng)的施工技術(shù)。

1　注漿加固路基機(jī)理

注漿法就是利用鉆孔以及注漿設(shè)備，結(jié)合氣壓、液壓或者電化學(xué)原理，將漿液通過(guò)注漿管均勻分層次地注入到地層當(dāng)中，漿液以滲透、填充以及擠密等方式將土顆粒間裂隙中存在的空氣和水分排出，并停留于土顆粒間，使得路基的孔隙比顯著降低，強(qiáng)度得到大幅度提升，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后水泥凝結(jié)，原本松散的土顆?；蛘吡严对跐{液的作用下膠結(jié)成為一個(gè)整體，形成一個(gè)化學(xué)穩(wěn)定性好、防水性能高并且強(qiáng)度非常大的結(jié)合體，以此可以起到加固路基的效果。

注漿方法可以分為三種，分別為劈裂注漿、滲入性注漿以及壓密注漿，分別對(duì)應(yīng)不同的機(jī)理。通過(guò)注漿法加固臺(tái)（墻）背填土?xí)r通常采用滲入性注漿，將配制好的水泥漿液通過(guò)注漿設(shè)備中的注漿管注入沉陷的路基或者臺(tái)（墻）背填料，在壓力作用下漿液逐漸滲入填土孔隙當(dāng)中，和土體中的土粒骨架發(fā)生固化反應(yīng)，進(jìn)一步提升路基或者臺(tái)（墻）背填土密實(shí)度，降低臺(tái)（墻）與填土之間的剛度差，防止填土出現(xiàn)進(jìn)一步沉降。

2　注漿在加固路基施工中的應(yīng)用

2.1注漿機(jī)具的選用

注漿方法可以分為純壓式注漿以及循環(huán)式注漿兩種。土體注漿吸漿量通常相對(duì)比較大，一般采用純壓式注漿；而裂隙巖體吸漿量相對(duì)較少，通常采取循環(huán)式注漿；按照注漿材料差異可以分為單液注漿以及雙液注漿。當(dāng)雙液凝膠時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)，可以在罐內(nèi)將兩者進(jìn)行混合之后再通過(guò)單泵注入，稱(chēng)為單槍注射；當(dāng)凝膠時(shí)間在2～5min范圍時(shí)，雙液用雙泵在孔口混合之后在注入，稱(chēng)之為1.5槍注射；當(dāng)凝膠時(shí)間很短時(shí)，雙液通過(guò)雙泵泵入然后在孔底混合之后再注入，稱(chēng)之為雙槍注射。

雙液注漿中的單槍注射以及單液注漿只需要1臺(tái)砂漿泵（下文簡(jiǎn)稱(chēng)單泵注漿），雙液注漿中雙槍注射以及1.5槍注射需要用到2臺(tái)砂漿泵（下文簡(jiǎn)稱(chēng)雙泵注漿）。在具體施工過(guò)程中必須要結(jié)合土體以及注漿材料的特征來(lái)合理配置設(shè)備。

2.2注漿材料的選用

2.2.1主要材料的選擇

利用注漿技術(shù)時(shí)，漿液在注漿壓力作用下克服各種阻力而慢慢滲入到裂縫或者孔隙當(dāng)中，吸漿量以及漿液擴(kuò)散距離隨著壓力的增加而變大，所以也稱(chēng)為滲入性注漿。通過(guò)這種方式可以在不破壞地層結(jié)構(gòu)的前提下將漿液滲入地層，所以漿液尺寸不得超過(guò)土的孔隙尺寸，即漿液必須達(dá)到地支可灌性條件，所以根據(jù)地質(zhì)特征正確選擇注漿材料是保證注漿效果的重要條件。注漿材料的選擇關(guān)鍵還在土質(zhì)條件，其次還有注漿的目、環(huán)境條件以及預(yù)期效果等因素。

注漿材料主要由主劑、溶劑以及多種外加劑共同混合制成，結(jié)合所需處理路段的工程概況以及注入機(jī)理，一般情況下所選用的漿材種類(lèi)主要就是水泥類(lèi)漿液。

2.2.2速凝劑的選擇

因?yàn)榧兯酀{液其凝結(jié)時(shí)間非常長(zhǎng)，容易遭受水的稀釋和沖刷，因此有必要在水泥漿液中加入速凝劑以加快漿液的凝固速度，通常加入5～25%（水泥重量）的石灰或者3%（水泥重量）的水玻璃。

2.3注漿施工工藝及其效果檢查

2.3.1布設(shè)注漿孔

布設(shè)注漿孔一般是采用方格形、六角形以及梅花形。方格形優(yōu)勢(shì)在于方便補(bǔ)加注漿孔，如果地區(qū)較為復(fù)雜時(shí)最好采取該方法，而六角形和梅花形布孔其缺點(diǎn)主要就是不方便補(bǔ)加注漿孔，如果預(yù)計(jì)注漿之后無(wú)需補(bǔ)加孔的地基可以采取該種形式。

2.3.2注漿施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）采取“圍、擠、壓”的原則，解釋為：先把注漿區(qū)圍住，然后在中間插孔并注漿將圖層擠密，最后慢慢壓實(shí)。采取該原則可以很容易的確保注漿質(zhì)量。宜采取分序注漿法。

（2）在不影響施工質(zhì)量的前提條件下壓力越大越好。

（3）剛開(kāi)始注漿的時(shí)候首先用較稀的漿液，然后再慢慢增加漿液的稠度。

2.3.3注漿液要求

（1）漿液固結(jié)之后具備一定的抗拉和抗壓強(qiáng)度，抗?jié)B性能較好，能夠抵抗一定的沖刷。

（2）能夠在一定范圍內(nèi)控制凝結(jié)時(shí)間，并且是精確控制。（3）具有較好的穩(wěn)定性，方便存儲(chǔ)以及運(yùn)輸。

（4）沒(méi)有毒性，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，不會(huì)腐蝕注漿設(shè)備以及管道等。

2.3.4注漿控制

注漿過(guò)程控制在整個(gè)注漿技術(shù)中占有非常重要的作用，會(huì)對(duì)注漿質(zhì)量造成直接影響，所以在注漿時(shí)比如嚴(yán)格控制注漿壓力參數(shù)以及注漿量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)。注漿時(shí)采取間歇多次注漿工藝，剛開(kāi)始注漿壓力不宜過(guò)大，后續(xù)慢慢提高，穩(wěn)定壓力應(yīng)該控制在1MPa以上。注漿過(guò)程應(yīng)該防止出現(xiàn)邊坡外撒和邊坡冒漿問(wèn)題，完成注漿之后注漿花管可以直接留在路基中，能夠加固路堤的作用。

2.3.5注漿效果檢查

注漿法是地基防滲和地基加固處理中最為常用的方法，但是沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢查注漿效果，通常都是通過(guò)下面幾點(diǎn)來(lái)判斷注漿效果：

（1）通過(guò)射線(xiàn)來(lái)檢測(cè)注漿前后土層密度并進(jìn)行對(duì)比，從而判斷注漿效果。

（2）測(cè)定地基在注漿前后的波速，從而判斷地基彈性模量發(fā)生的變化。

（3）同一地區(qū)其路基一般不會(huì)出現(xiàn)較大差異，所以可以結(jié)合各孔段的單位灌入量來(lái)判斷注漿效果。

（4）通過(guò)檢查孔實(shí)施壓水檢驗(yàn)，通過(guò)單位吸水量值來(lái)表征地基滲透性。

（5）抽芯進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)或者在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施荷載試驗(yàn)。

3　加固方案設(shè)計(jì)

3.1放線(xiàn)

嚴(yán)格根據(jù)注漿孔布置圖中的尺寸來(lái)實(shí)施放樣，間距誤差必須控制在10cm范圍內(nèi)。

3.2鉆機(jī)就位、成孔

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)位置將鉆機(jī)準(zhǔn)確就位，同時(shí)對(duì)其垂直度進(jìn)行校正，垂直偏差控制在1%以?xún)?nèi)，通過(guò)干法鉆進(jìn)的形式來(lái)鉆孔，成孔深度必須要達(dá)到設(shè)計(jì)深度，孔的直徑為φ150mm。

3.3埋管

向成孔內(nèi)部插入加工好的直徑為φ108mm注漿花管，然后向鋼管中填入混凝土進(jìn)行封口處理。

3.4壓漿

正式進(jìn)行注漿之前應(yīng)該將所有準(zhǔn)備工作做好，認(rèn)真檢查機(jī)械器具、管路、儀表、注漿材料、電、水等，同時(shí)做好相關(guān)試驗(yàn)工作，一旦注漿開(kāi)始之后必須連續(xù)進(jìn)行，最好不要中斷。注漿流量通?？刂圃?～10L/s，必須將漿液高速攪拌均勻之后才可以壓注，在注漿時(shí)也在不停地?cái)嚢?，在泵送之前需要將漿液經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)過(guò)濾。開(kāi)泵注漿，壓力開(kāi)始較小，然后慢慢變大，注漿量也隨之慢慢加大，當(dāng)壓力達(dá)到1.0MPa的時(shí)候需要穩(wěn)定3min，這樣便完成了注漿。如果注漿量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)量時(shí)，有可能是孔直接與裂隙相連，需要中斷注漿，等到漿液凝固一段時(shí)間之后再繼續(xù)注漿，這樣可以防止?jié){液出現(xiàn)過(guò)多的損失，從而影響加固效果。

3.5清洗并移位

完成注漿之后，必須要通過(guò)混凝土對(duì)孔進(jìn)行填封，并且封填深度必須要超過(guò)30cm，等到混凝土完全凝固之后才可以移動(dòng)到下一個(gè)孔實(shí)施注漿。

4　結(jié)束語(yǔ)

注漿過(guò)程中還有很多需要注意的事項(xiàng)，如注漿順序通常應(yīng)該為先注邊緣孔，后注中間孔，并且保證同排注漿，在對(duì)邊孔進(jìn)行施工時(shí)，必須要時(shí)刻觀察構(gòu)造物和路基的穩(wěn)定性；為確保注漿的順利完成，注漿孔應(yīng)該比注漿管長(zhǎng)，差距至少為25cm。注漿技術(shù)具有施工便捷，設(shè)備簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于山區(qū)公路路基加固處理中，效果非常顯著，經(jīng)濟(jì)性好。但是為了更好的保證施工質(zhì)量，在進(jìn)行注漿施工時(shí)，還需要強(qiáng)化施工質(zhì)量的監(jiān)督和控制，只有這樣才可以從根本上保證注漿質(zhì)量能夠滿(mǎn)足預(yù)期效果。

［1］劉立時(shí).山區(qū)公路路基沉陷注漿加固施工技術(shù)［J］.水運(yùn)工程，2015 （07）：42～43.

［2］張 淼.高速公路路基深陷注漿處治技術(shù)研究［D］.中南大學(xué)，2014.

［3］陳春華.深層注漿法在加固下沉路基中的應(yīng)用［J］.湖南交通科技，2015，29（2）：19～20.

U416.1

A

2095-2066（2016）25-0218-02

2016-8-20

周莉莉（1977-），女，工程師，本科。