文/朱文斌、陳輝

1 前言

如今，我國高速公路里程正在不斷增加，因高速公路實際建設工期相對較短，且路基的填高較大，固結沉降時間不長，若在施工中路基未能得到分層碾壓，則壓實度就無法滿足要求，進而導致工后沉降，特別是橋臺或過路構造物臺背填方部位與縱向填挖交接部位，在施工中很容易產生壓實不足與填料選擇不當等問題，使路基沉降更加嚴重。在高速公路工程路基施工完成后，需盡快進行路面施工，對此，施工人員應及時處理工后沉陷問題，而注漿法就是一種影響最小且效果良好的處理方法。

2 注漿法概述

除路基加固外，注漿法還能在改善地基土、穩(wěn)固邊坡與防滲基礎中使用。在路基加固過程中，一般使用旋噴注漿法，在土層表面鉆出一個注漿孔，然后采用一定壓力在孔內注入水泥漿，以此在孔內形成一個圓柱體；另外，原土和水泥漿結合后會形成固化體，從而實現有效加固地基[1]。

注入土體內的水泥漿會和原土發(fā)生一系列反應，比如物理化學作用，即在水泥作用下，土體顆粒之間發(fā)生聚集、離子交換與團?；?；又比如物理過程，即土體顆粒之間將達到擠密狀態(tài)；此外還包括化學反應，即水泥水化和水解，在水泥和原土反應作用下，會產生一種特殊結構，在提高土基整體強度的同時，保證穩(wěn)定性與密實度，進而實現預期的加固目標。研究和實踐均表明，土體和水泥漿之間的固化反應相對較慢，對此，在配制水泥漿的過程中，可摻入一定量的速凝劑，以此達到加快凝結速度的目的，避免漿液沉淀對加固效果造成影響。

采用注漿法加固路基之前，工作人員應先做好現場調查工作，并進行必要的試驗，確定加固區(qū)內施工路基土各項參數，如含水量、塑液限和塑性指數，然后結合工程實際情況，采用適宜的布孔方式、鉆孔間距、水灰比等，包括鉆孔和注漿的設備，確保注漿施工順利完成，達到預期的加固效果。

3 工程概況

某高速公路工程K27+628～K27+668 標段范圍內的路基由于在施工過程中沒有進行分層填筑與碾壓，在一段時間之后產生了一定沉降；另外，因路面施工時間正值當地雨季，在路基產生出沉降的部位積水，同時雨水下滲，會使路基土體強度大幅降低，導致軟化、沉陷增大。通過現場調查，沉陷范圍的總面積可以達到800m2左右，沉陷深度可以達到數十厘米。

目前，該標段的基層與下面層均完成了施工，為避免對后續(xù)路面施工進度造成影響，決定采用注漿的方法對該標段路基實施加固，防止其繼續(xù)沉降對路面施工造成影響或使完成施工的路面結構層次被破壞?，F結合該工程實際情況，對其路基加固過程中注漿法的應用做如下分析。

4 施工準備

在路基沉陷處理施工開始前，應先結合現場的具體情況，認真做好各項準備工作。施工臨時用電以發(fā)電機為主，施工臨時用水以附近的河水為主。將臨時用水和臨時用電都接通后，先試運行鉆機與注漿設備，保證所有設備都能處于正常運轉狀態(tài)。在施工人員進場前，嚴格審核其資歷，經審核確認滿足施工要求后方可批準進場[2]。

4.1 材料準備

水泥，選擇初凝時間不少于3h，終凝時間相對較長，且強度等級不低于42.5 級的普硅水泥，不可使用已經變質的水泥。因注漿施工對水泥的消耗很多，單個注漿孔的注漿量就可以達到1.6～2m3，根據配合比進行換算，單個注漿孔需要使用水泥1.5t 左右，所以在施工開始前應保證有兩天以上的水泥量，另外在施工中還要制定材料組織計劃，避免停工待料情況發(fā)生。在水泥材料進場后，工作人員應立即報告相關部門核實數量，為后續(xù)的收方結算提供方便。水，人、畜飲用水都可在施工中使用，若對水質有懷疑，應委托相關部門進行檢測，僅檢測確認對泥漿性能無影響后，方可使用；另外，還可根據周圍的環(huán)境情況，通過溝渠取水進行注漿施工。水玻璃，模數在2.4～3.2 范圍內，波美度在42°～46°范圍內，密度在1.40～1.46g/cm2范圍內[3]。

4.2 技術準備

基于技術總工程師的指導，根據工程特點收集各類資料，制定合理可行的施工方案，并提出有效的技術管理方法；分項工程施工開始前，組織相關人員熟悉招標文件，以掌握設計方案和施工要求；組織施工人員認真學習相關技術標準，確保施工始終按照規(guī)范的要求進行；對現場全體操作人員做安全和技術交底[4]。

根據相關試驗記錄可以看出，該段路基土的最大干密度和最佳含水量分別為1.96g/cm3、18.7%，塑、液限分別為22.5%和32.5%，塑性指數11%?；诖?，完成地質鉆探與標貫試驗，明確路基松散程度以及其具體位置和分布范圍，并通過現場取樣試驗確定壓實度，其結果為：與表面相距1.6～1.8m 部分的壓實度為96.3%，與表面相距2.6～2.8m 部分的壓實度為98.6%，與表面相距3.6～3.8m 部分的壓實度為80.5%，與表面相距4.6～4.8m 部分的壓實度為87.9%。根據以上試驗結果可知，與表面相距3.6～4.8m 部分的壓實度比規(guī)范要求的值低很多，說明這一部分的路基較為松散，有產生沉陷的可能，應進行有效加固[5]。

5 施工技術

5.1 鉆孔布置

在沉降發(fā)生位置按照梅花狀布置鉆孔，確保加固范圍內的土體能夠形成一個整體。在有沉降裂縫的部位，鉆孔布設范圍應達到1～2m；在沉陷較為嚴重的部位，鉆孔之間的距離應控制在2m 以內。根據現場實際情況，結合路基土的實際密實程度，本次共設置了200 個鉆孔。

鉆孔采用油壓鉆機進行，成孔方法為沖擊干鉆，孔徑按照75～91mm 的范圍控制，孔深控制在6～7m 范圍內，以地質鉆探結果為依據，鉆孔應達到原狀土層內0.5m。另外，在施工過程中，應采用間隔成孔的方法，在鉆設完成的孔結束注漿之后，將鉆孔加密至設計要求的密度。

5.2 埋設注漿管

注漿管為高壓膠管，管徑20mm，在管的下部應按照0.5m 的間隔距離開出小孔，同時還要用透明膠帶對小口與下端開口進行封閉，避免鄰孔注漿過程中漿液進入管口或孔眼處對注漿造成影響。注漿管應一次性到達鉆孔底部；另外，鉆孔外應露出0.5m 的長度，用于和輸漿管相連。

5.3 注漿

漿液采用425 普硅水泥，水灰比采用0.85，配制時摻入適量速凝劑，以達到速凝和早強的效果。水泥漿的拌制主要使用臥式攪拌機進行，注漿采用高壓注漿泵進行。在注漿過程中，按照從外到內的順序實施間隔注漿。以沉降處外圍為起點，形成一個完整的包圍圈，避免漿液從路基范圍內流出，然后從沉陷處中部開始先間隔注漿再加密注漿。注漿剛開始時，采用0.5～1.5MPa 的注漿壓力，使?jié){液填充并滲透即可；然后將注漿壓力升高至0.8～2.5MPa，必要時可采用4～6MPa 的注漿壓力。在注漿壓力作用下，漿液從土層中的孔隙內下滲，將路基中的孔隙完全填滿，并對松散部分予以壓實與擠密，確保沉陷處的路基形成一個固化體，進而實現對路基的有效加固。

5.4 加固效果

施工時，在注漿之前與完成后都要實施地質鉆探、現場取樣與標貫試驗，試驗結果如表1所示。

表1 試驗結果

由表1 可知，注漿之前松散處錘擊次數的平均值是4.36，注漿之后松散處錘擊次數的平均值是12.4，密實度提高了近三倍，處于中密狀態(tài)，強度可以達到要求。

根據地質鉆探取芯結果可知，在完成注漿以后，路基內空隙將被漿液完全填滿；受到壓力后，松散路基被擠密與壓實，得到完整固化體。另外，施工中還開展了沉降觀測，未發(fā)現沉降。由此可見，該段路基注漿加固效果良好，實現了預期的加固目標。

6 結語

綜上所述，應用注漿法能夠有效解決路基沉陷問題，而且操作簡單，效果顯著，值得大規(guī)模推廣應用。該工程標段范圍內路基通過應用以上的注漿技術順利完成了加固，且加固效果良好，所用施工技術合理可行，能夠為類似高速公路路基注漿加固施工提供技術參考，并發(fā)揮出注漿技術應用應有的效果。