李華君

（張家口市交通建設(shè)投資控股集團(tuán)有限公司，河北 張家口 075000）

0 引言

由于氣候環(huán)境以及超限超載等因素的影響，致使瀝青路面出現(xiàn)路基變形、邊坡塌滑、翻漿等病害[1]。針對路面早期損壞一般采用換填法、復(fù)合地基法、強(qiáng)夯加固法、排水固結(jié)法和深層攪拌法處理，但上述方法不適用于路基已存在的病害。本文采用注漿加固技術(shù)快速處理路基路面病害，從注漿加固材料影響因素、注漿材料性能要求等方面進(jìn)行研究，可為處理路基路面病害提供參考。

1 工程概況

某公路工程段軟土地基約占有65%。當(dāng)?shù)囟窘笛┝俊⒔邓枯^大，造成土基中含水量較高，沿海公路修建過程中經(jīng)常遇到飽和淤泥質(zhì)黏土和松散粉細(xì)沙層，若處理不當(dāng)，極易導(dǎo)致路基縱向開裂、滑移及橋涵接頭處的跳車病害。同時(shí)，濱海地區(qū)土體承載能力、模量等較低，由于其高天然孔隙比的特性，當(dāng)外界附加應(yīng)力稍微擾動(dòng)作用后很容易出現(xiàn)較大的沉陷，一般需要在基坑施工前進(jìn)行場地預(yù)處理或者采取坑內(nèi)土體加固、換填處理等措施[2]。為確保本項(xiàng)目的修筑，選取本項(xiàng)目工程K45+000—K48+500，全長3.5km 作為注漿加固施工路段，該路段的道路結(jié)構(gòu)及病害類型見表1。

表1 道路結(jié)構(gòu)及病害

2 注漿材料技術(shù)性能

2.1 水泥

在路基路面施工過程中應(yīng)用注漿加固技術(shù)，選擇滿足施工要求的水泥尤為重要，需要選用強(qiáng)度高、終凝時(shí)間長的水泥，故本文水泥使用42.5 普通硅酸鹽水泥，并對其物理性能進(jìn)行試驗(yàn)檢測，檢測結(jié)果如表2所示。

表2 水泥物理性能試驗(yàn)檢測結(jié)果

2.2 粉煤灰

粉煤灰作為注漿材料外加劑使用，在摻入粉煤灰后對注漿材料的早期強(qiáng)度影響較小，但對其后期強(qiáng)度有較高的提升。本文在摻入粉煤灰時(shí)，對其進(jìn)行了物理性能測試，檢測結(jié)果如表3所示。

表3 粉煤灰物理性能試驗(yàn)檢測結(jié)果

表3（續(xù)）

為研究不同摻量粉煤灰對注漿材料早期抗壓強(qiáng)度的影響， 本文在室內(nèi)采用Ⅰ級粉煤灰摻量為5%,10%,15%, 20%, 25%，摻入注漿材料進(jìn)行早期（24h）抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示，粉煤灰摻量與注漿材料早期抗壓強(qiáng)度關(guān)系如圖1所示。

表4 注漿材料早期抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

圖1 粉煤灰摻量與注漿材料（24h）抗壓強(qiáng)度關(guān)系

由圖1 可知粉煤灰摻入量為5%時(shí)，抗壓強(qiáng)度為25.6MPa；當(dāng)摻入量為10%時(shí)，抗壓強(qiáng)度為24.1MPa；當(dāng)摻入量為15%時(shí)，抗壓強(qiáng)度為22.9MPa；當(dāng)摻入量為20%時(shí)，抗壓強(qiáng)度為19.6MPa；當(dāng)摻入量為25%時(shí)，抗壓強(qiáng)度為17.2MPa。對粉煤灰摻入量與注漿材料抗壓強(qiáng)度進(jìn)行線性擬合，得：y=-2.13x+28.27，R2=0.9672，注漿材料早期強(qiáng)度隨著粉煤灰摻加量增加而減小。

此外為研究粉煤灰對注漿材料后期抗壓強(qiáng)度的影響，本文在室內(nèi)采用粉煤灰量摻加量為5%,10%,15%,20%,25%，摻入注漿材料進(jìn)行后期（28d）抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示，粉煤灰摻加量與注漿材料后期抗壓強(qiáng)度關(guān)系如圖2所示。

表5 注漿材料后期抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

圖2 粉煤灰摻量與注漿材料（28d）強(qiáng)度之間的關(guān)系

由圖2 可得，粉煤灰摻入量為5%時(shí)，抗壓強(qiáng)度為71.2MPa；當(dāng)摻入量為10%時(shí)，抗壓強(qiáng)度為79.6MPa；當(dāng)摻入量為15%時(shí)，抗壓強(qiáng)度為84.3MPa；當(dāng)摻入量為20%時(shí)，抗壓強(qiáng)度為89.1MPa；當(dāng)摻入量為25%時(shí)，抗壓強(qiáng)度為103.7MPa。對粉煤灰摻加量與注漿材料抗壓強(qiáng)度進(jìn)行線性擬合，得y=7.45x+63.23，R2=0.9489，注漿材料后期強(qiáng)度隨著粉煤灰摻加量增加而增加。結(jié)合注漿材料早期抗壓強(qiáng)度和后期抗壓強(qiáng)度，選擇最佳粉煤灰摻量為15%，故本項(xiàng)目采用粉煤灰摻量為15%制備注漿材料。

2.3 技術(shù)指標(biāo)

注漿材料一般使用硅酸鹽水泥、粉煤灰、沙等材料混合，該混合料具有高黏性且硬化后抗壓強(qiáng)度高，同時(shí)還具有較好流動(dòng)性，可以快速修復(fù)路基路面病害。在處理不同路基路面病害時(shí)對注漿材料有著不同的性能要求，見表6。

表6 注漿材料性能要求

3 工程實(shí)踐

3.1 施工工藝

為分析注漿材料在不同深度的加固效果，本文選取K550+000—K550+500 作為試驗(yàn)路段，每段100m 平均分為5 段。本試驗(yàn)采用50cm, 100cm, 150cm, 200cm,250cm 五種不同注漿深度進(jìn)行加固處理。試驗(yàn)路段A,B, C, D, E 注漿深度分別為50cm, 100cm, 150cm, 200cm,250cm。然后在相同荷載（1MPa）作用下對路表彎沉及路基表面豎向變形進(jìn)行檢測。

試驗(yàn)路段注漿施工采用壓力注漿法，利用液壓或氣壓把能凝固的漿液均勻地注入巖土層中，以填充、滲透和擠密等方式，驅(qū)走巖石裂隙中或土顆粒間的水分和氣體，并填充其位置，硬化后將巖土膠結(jié)成一個(gè)整體，從而使地基得到加固，防止或減少滲漏和不均勻沉降。在施工時(shí)要注意以下幾點(diǎn)。

（1）施工前準(zhǔn)備。清理5 個(gè)試驗(yàn)路段，保證路面潔凈，對施工設(shè)備進(jìn)行檢測，在施工時(shí)保證正常運(yùn)行。對已變形的建筑物、構(gòu)造物糾偏，使已發(fā)生不均勻沉降的建筑物、構(gòu)造物恢復(fù)原位或?qū)⑵淇刂圃谝欢ǖ某两捣秶鷥?nèi)[3]。

（2）布孔。根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，布孔通常采用基層孔和土基孔雙層布法，本施工路段為雙車道，故在布控時(shí)考慮加固距離，通常為1.3m 且呈“品”字形。

（3）鉆孔。根據(jù)定位，采用水鉆和風(fēng)鉆相結(jié)合的施工工藝進(jìn)行鉆孔?？讖綖?0～100mm，注漿深度根據(jù)注漿所需要的具體厚度確定。

（4）下注漿管。壓漿管采用直徑為30mm 尾管，壓漿管下端尾管壁上每隔25m做溢漿孔，壓漿管應(yīng)高于地面30mm，壓漿孔四周進(jìn)行封閉，保證壓漿管的穩(wěn)定性。

（5）壓漿。采用注漿泵進(jìn)行注漿，注漿的順序?yàn)橄人闹芎笾虚g，注漿壓力控制在0.5～1.0MPa，當(dāng)壓力穩(wěn)定后再穩(wěn)壓1min 后卸壓漿管。施工時(shí)壓漿管不宜過長，否則會(huì)由于施工時(shí)間過長而導(dǎo)致漿液凝固堵塞管芯[4]。

（6）現(xiàn)場清理。待漿液凝固后壓漿口采用水泥砂漿抹平封口，截?cái)酀B透水流。

3.2 性能檢測

（1）為研究注漿深度對路基路面施工質(zhì)量的影響，本文在試驗(yàn)路段采用5 種不同加固深度，試驗(yàn)路段A,B, C, D, E 注漿完成后，檢測其路表回彈彎沉值，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 注漿厚度與路表回彈彎沉值關(guān)系

從圖3中可以看出，隨著注漿深度的增加，路表回彈彎沉值逐漸減小，且圖像斜率在逐漸減小，說明路表回彈彎沉值變化幅度隨著注漿深度增加而減小。注漿深度在200～250cm時(shí)，路表回彈彎沉值變化極小，只減少了9，說明當(dāng)注漿深度達(dá)到某一范圍時(shí)，繼續(xù)增加注漿深度對路表回彈彎沉值影響極小。在工程應(yīng)用時(shí)要注意此范圍，避免浪費(fèi)注漿材料。

（2）為研究注漿深度對路基路面施工質(zhì)量的影響，本文在試驗(yàn)路段采用五種不同加固深度，試驗(yàn)路段A,B, C, D, E 注漿施工完成后，檢測其路基豎向變形，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 注漿厚度與路基豎向變形關(guān)系

從圖4中可以看出隨著注漿深度的增加，路基豎向變形逐漸減小，且圖像斜率在逐漸減小，說明路基豎向變形變化幅度隨著注漿深度增加而減小。注漿深度從200cm 到250cm 時(shí)，路基豎向變形只減少了8.32，說明注漿加固深度達(dá)到一定范圍后，繼續(xù)增加注漿材料，對路基豎向變形影響極小。

4 結(jié)論

采用注漿加固技術(shù)處理路基路面病害時(shí)，可以減少對路面周圍環(huán)境的影響。注漿材料對注漿技術(shù)應(yīng)用效果有較大影響，本文通過研究可得到以下結(jié)論：

（1）硅酸鹽水泥適合作為注漿材料，隨著粉煤灰摻入量的增加，注漿材料的早期抗壓強(qiáng)度減小。

（2）注漿深度對路表回彈模量和路基表面豎向變形影響存在理想范圍。