彭建勝

（江西贛粵高速公路工程有限責任公司，江西南昌 330000）

1 工程概況

江西高速公路A 合同段起點為K43+000，該路段處于江西省區(qū)域，全程大約27.9km。由于該路段車流量較大，在大型、重型車輛荷載影響下出現(xiàn)了路面沉降、路面開裂等問題，考慮到車輛通行的安全與舒適性，決定對該標段采取注漿技術進行修復處理。

2 路基病害情況及原因分析

2.1 路基病害情況

經(jīng)過多日暴雨侵襲，該路段出現(xiàn)了路基沉降等問題，相關單位組織檢測人員對問題路段進行檢測后發(fā)現(xiàn)，其沉降問題較為嚴重，沉降量為-3.592mm，具體情況參照圖1。

圖1 沉降縱斷面示意圖

2.2 病害產(chǎn)生的原因

通過分析沉降數(shù)據(jù)以及進行現(xiàn)場勘察了解到，粉質(zhì)黏土的水敏感性非常強、結構存在特殊性，在受到自身因素與環(huán)境因素影響下，其特有的中度濕陷性是導致沉降問題的主要因素[1]。

3 整治方案

由于沉降問題的發(fā)生位置在路基和站內(nèi)的座臺區(qū)域，設備無法直接進入該位置進行旋噴樁加固，如果通過人力來挖樁，施工周期較長，且施工成本非常高。通過仔細的分析與方案對比，決定采用袖閥管注漿措施進行修復。每個注漿孔之間的間距為1.2～1.5m。注漿孔位的設置如圖2 所示。

圖2 注漿孔位橫斷面示意

4 袖閥管注漿施工工藝

4.1 工藝試驗

在進行路基基底加固施工時，首先要進行漿材配比、工藝流程及其他工序的試驗工作，在試驗數(shù)據(jù)的基礎上，確定施工方案。為了確保試驗數(shù)據(jù)的準確性，注漿工藝試驗可分為線外與線下兩種試驗方式：

第一，結合線上工況在線外合適區(qū)域進行試驗，該試驗的最終目的是確定漿材的配比。首先，設置3組試驗孔，各組孔位保持3m 距離，每組設置9 個孔位，孔間距要達到1.5m，孔深度在4m 左右，并且保證孔深進入全風化頁巖深度不小于0.5m。注漿順序依次為3#—7#—1#—9#—6#一4#—2#—8#—5#。試驗孔布置見圖3。

圖3 試驗孔平面布置

基于基底粉質(zhì)黏土的濕陷性特征，為了確保注漿工作不會對土體造成軟化而導致路基的進一步下沉，在施工時，要對漿液濃度進行合理控制，縮短漿液的凝固時間。在該試驗中，使用了三種漿材配比來進行試驗，結合試驗數(shù)據(jù)分析。試驗完成后，綜合數(shù)據(jù)分析，針對第一組注漿試驗結果來對其進行挖槽驗證。結合驗證數(shù)據(jù)可知，在全風化頁巖分布多層次的裂隙，漿液能順利通過全風化頁巖層，這樣注漿效果就比較好，從而形成層狀結石頭及粒狀結石。其次，因為粉質(zhì)黏土層中有很多劈縫，漿液進入后可形成層狀結石，漿液彌漫至距離注漿孔5～8m 處，并從黏土比較薄弱位置向地表溢出[2]。

結合試驗數(shù)據(jù)與驗證結果，選擇性能最好的配比，配比比例為：水泥∶水∶速凝劑∶減水劑=1∶0.8∶0.02∶0.02，該比例實際應用效果為良好。

總的來說，采用線下試驗的方式主要是了解注漿順序以及注漿壓力的基本參數(shù)。首先進行封閉外側，隔2 注1，從而形成隔斷；其次，以從外往里、由上至下的順序，隔2 注1 的方式進行路基注漿加固施工。

在進行側封閉孔施工的過程中，主要采用后退式分段注漿的方式進行操作，步距30～100cm，進行1～3 次后注漿工作完成，每米注漿0.6m2，注漿壓力不小于1.2MPa。內(nèi)側孔注漿采用后退式分段注漿，步距30～100cm，進行1～3 次后注漿工作完成，該環(huán)節(jié)需要密切注視壓力值，要保證注漿壓力的合理性，通常來說，壓力控制要處于相應的標準要求，地面以下的注漿壓力要大于1.2MPa，地面以上注漿壓力要大于0.8MPa。C＇、c＇及B＇、b＇孔注漿完成后，變形觀測數(shù)據(jù)無變化；A＇、a＇孔注漿，通過分析了解到路床兩側位置存在裂紋問題，同時結合觀察信息發(fā)現(xiàn)相關的參數(shù)施工標準，此時則表示注漿工序完成。

4.2 施工工藝

工藝流程如下：

成孔鉆進—袖閥管安裝—入套殼料制備—注漿。

4.2.1 鉆孔

在鉆孔的過程中，主要是采用多功能履帶鉆孔設備以及小型潛孔設備進行施工，小型潛孔鉆機主要針對空間狹窄區(qū)域進行作業(yè)。針對先前布置好的孔位，按施工設計要求進行鉆孔作業(yè)，鉆孔操作流程要嚴格按照施工設計要求執(zhí)行，在施工過程中，要做好相關數(shù)據(jù)的記錄工作。在施工時，如果出現(xiàn)塌孔問題導致注漿管無法深入，就要應用套管跟進、加壓注漿、合理地調(diào)整孔位及調(diào)整鉆桿等方法來解決問題，確保鉆孔工作的順利完成。

4.2.2 袖閥管加工及安裝

操作階段為了能夠減少大面積鉆孔引起的路基下沉問題，在項目完成之后，要把袖閥管安裝好并且加裝套殼材料。袖閥管規(guī)格為φ76×5mm 的鋼材質(zhì)袖閥管，分段長度為2m。在地面位置以下0.3m 處鉆4 個φ1cm 的溢漿孔：地面以上1m 鉆4 個φ1cm 的 溢漿孔。然后在指定位置進行開槽，開槽的寬度控制在30mm，深度控制在2.5mm。在開槽的位置上安裝橡皮套，另外在相鄰的結構位置要采用焊接方式進行連接，這樣才能夠保證后續(xù)工程的開展能夠穩(wěn)步進行[3]。

4.2.3 注套殼料

在袖閥管注漿施工過程中，注套殼料是極其重要的環(huán)節(jié)，這個環(huán)節(jié)是花管注漿所沒有的。在施工過程中，套殼料可確保漿液在規(guī)定范圍內(nèi)橫向流動，避免出現(xiàn)上下流動異常的情況，同時，還需要做好管壁以及孔壁縫隙的控制。另外，為了能夠減少坍塌導致路基變形情況的出現(xiàn)，在施工的階段，要嚴格控制操作流程，并且規(guī)范配合比。配合比例為：水∶膨潤土∶水泥=1.6∶1∶1。攪拌過程為：先加入80kg 水，再加入50kg 膨潤土進行充分攪拌，最后加入50kg 水泥，攪拌均勻確保質(zhì)量達標后，套殼料調(diào)配完成。

4.2.4 制備及注入漿液

漿液配比時，要合理控制其初凝時間與終凝時間。初凝時間控制在60min 以內(nèi)，終凝時間控制在120min 以內(nèi)。施工過程中，采用退后式的分段注漿方法進行施工注漿的施工速度設定的為10～20L/min，特別要注意的是，每孔首次注漿完成后，要及時對注漿管進行清洗，防止出現(xiàn)管道堵塞的問題，以確保再次注漿工作的順利進行。

另外，注漿工作時，要嚴格按照分批分次按順序的原則進行注漿作業(yè)，并遵循先外后內(nèi)、先下后上的流程來操作。應用隔孔注漿方式防止孔位之間發(fā)生串漿問題。注漿次數(shù)根據(jù)實際情況而定，通常情況下以1～4 次為宜。注入量需要達到工程施工要求，另外在施工的過程中，需要采用自動流量設備以及壓力記錄設備，全程記錄施工參數(shù)[4]。

當需要終止注漿時，通常是采用壓力控制與注漿量控制方式來進行。以下幾點是終止注漿的先決條件：第一，當注漿壓力大于或者等于1.2MPa，吸漿量小于2.5L/min，并穩(wěn)定在25min 時，終止注漿。第二，軌道、底座出現(xiàn)上抬情況時，終止注漿。第三，工程施工時，如果出現(xiàn)串漿、漿液漏失及冒漿等情況時，要立即停止注漿，并對孔位進行清理，等漿液初凝后，再次注漿。

5 變形監(jiān)測及軌道幾何尺寸控制方法

5.1 變形監(jiān)測

在注漿施工過程中，施工人員要對其過程進行持續(xù)觀測，并借助自動監(jiān)測儀來進行主要的監(jiān)測工作，防止施工造成路基及軌道發(fā)生變形問題。

5.2 自動監(jiān)測

沉降位移自動監(jiān)測系統(tǒng)和平面位移自動監(jiān)測系統(tǒng)是自動檢測工作中經(jīng)常會使用到的工具。

5.2.1 沉降自動監(jiān)測系統(tǒng)

利用沉降自動監(jiān)測系統(tǒng)進行監(jiān)測工作時，首先要進行測點布設工作，觀測點一般設置在左右線底座外緣，基準點設置在注漿區(qū)域外。同時，進行高精度分層沉降位移計的布設，該儀器的布設可對注漿施工過程地層沉降情況做出有效的監(jiān)測，并對地層沉降情況進行測量。

5.2.2 平面位移自動監(jiān)測系統(tǒng)

對于該系統(tǒng)而言，按照CPⅢ測量原理進行工作，其工作過程中可對注漿施工時軌道變形問題進行實時測量。首先，要在每個施工區(qū)域設置兩臺自動全站儀，全站儀要布設在變形部位的外圍區(qū)域。在監(jiān)測階段主要是利用棱鏡作為觀測一點，并且在每隔10m 的位置設置一個監(jiān)測點。

在注漿作業(yè)過程中，軌道上拱及下沉的情況時有發(fā)生，這些都是注漿加固工作的“后遺癥”，并且是不可避免的。但在施工過程中，也可利用其“后遺癥”對軌道進行提升，從而對沉降漏斗情況進行補救。軌道抬升時，要按照“縱向分段，左右對稱”的方式進行，縱向分段要結合軌道單元結構進行注漿施工。注漿時，要確保左右孔位對稱并壓力一致，這樣可以確保軌道中心不會發(fā)生偏移；注漿施工時，要實時監(jiān)測軌道變形情況，并做到工作過程中的實時溝通及有效指揮。抬升軌道時，要根據(jù)前后軌道的實際情況留出一定的預量，防止軌道抬升太高，并且其過程還要綜合考慮注漿后的沉降情況隨時進行調(diào)整。具體指的是，在注漿作業(yè)時，如果軌道沒有出現(xiàn)變化，就要結合施工現(xiàn)場的實際情況，對注漿位置、注漿壓力等作出合理的調(diào)整[5]。

6 注漿加固效果評價標準

在路基加固施工完成后，要對其施工質(zhì)量與效果進行科學合理的檢測。在當前的檢測工作中，通常會采用落錘式彎沉儀法與動力錐貫入儀法等，這幾種檢測方法具有檢測速度快、操作簡便，且不會損壞檢測物的優(yōu)點。結合項目實際情況，采用了落錘式彎沉儀法對路基加固施工質(zhì)量進行檢測。

6.1 落錘式彎沉儀法

加載系統(tǒng)、位移采集系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是落錘式彎沉儀的重要組成部分，在實際的檢測中，系統(tǒng)會采集落錘對路基的沖擊而產(chǎn)生的信號，通過相關軟件對信號進行分析，在信號分析結果的基礎上，對路面荷載能力進行有效判斷，進而作出合理的評價。在具體的信號收集過程中，在區(qū)域內(nèi)設置多個位移傳感器，其沖擊荷載為50kN，再結合路面的實際情況，對采集間距進行合理設置。針對不同特性的基層瀝青路面，傳感器與荷載中心的距離也不同。具體要根據(jù)基層瀝青路面的實際情況而定。

6.2 落錘式彎沉儀法檢測結果

根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，從中隨機選取4 個路段作為試驗目標，采用落錘式彎沉儀法對注漿加固后的路基進行檢測，具體數(shù)據(jù)如表1 所示。

表1 試驗結果

從表1 數(shù)據(jù)可以看出：第一，4 個試驗段在進行注漿加固施工后，路基的回彈模量數(shù)值都出現(xiàn)了增大的情況，其回彈模量提高率少的達到15.2%，多的達到了32.8%，結合數(shù)據(jù)可推斷出，注漿加固施工的成效良好，符合施工設計的需求。第二，對注漿效果進行評價時，要結合驗收數(shù)據(jù)來判斷，如果試驗路段驗收標準中所有數(shù)值都滿足施工設計的要求，則可認定其合格。如果出現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)達不到設計標準，則要進行再次檢測，根據(jù)二次檢測結果再對其重新評價。如果還是達不到標準，就可評定其質(zhì)量不合格。第三，評價單元長度要達到1m，每個評價單元中，其數(shù)據(jù)要在10個以上。

7 結語

目前，在國內(nèi)現(xiàn)有的高速公路中，部分公路存在路基結構塌陷沉降等問題，這就導致了公路實際使用年限降低，維修養(yǎng)護成本加大，車輛行駛安全性得不到保障。鑒于此，文章以江西高速公路A 合同段為工程案例，對項目工程中公路路面改建施工中注漿加固施工技術進行了合理的分析與研究，總結出路基路面注漿加固過程中的重點與難點，并對其進行深入的分析與探討，最后再結合落錘式彎沉儀法對路基注漿加固質(zhì)量進行評價。其結果顯示，注漿加固技術的合理應用對路基沉陷問題具有非常顯著的應用效果，能有效地提高施工質(zhì)量與施工效率，為公路工程的整體質(zhì)量提升奠定基礎。