1 引言

高速公路建設(shè)項目主要由路基工程、橋梁工程、隧道工程以及附屬工程等構(gòu)成，其中，路基工程通常占比較大，且路基直接決定著高速公路的整體穩(wěn)定性和強度。 但是，高速公路路基常出現(xiàn)沉陷問題，表現(xiàn)為路基不均勻沉降變形，進而導(dǎo)致面層裂縫、車轍等病害。 路基沉陷病害產(chǎn)生的主要原因可歸納為回填料不均勻、施工不到位以及縱向開裂三大類。 目前，常用的路基沉陷處理技術(shù)為注漿加固技術(shù)，可有效改善沉陷問題，防止路基進一步的沉降變形，且具備一定的經(jīng)濟性。

2 公路路基沉陷病害工程特性

2.1 路基沉陷原因分析

2.1.1 回填過快、碾壓不足

公路路基在施工階段內(nèi)， 當(dāng)路基回填進度過快或壓實度不足時，會一定程度上引發(fā)公路路基沉陷病害。 該病害通常存在于公路運營期間。 公路路基施工時，隨著外界環(huán)境的不斷影響， 路基通道臺背兩側(cè)管道開挖埋設(shè)后會出現(xiàn)壓實度不足的問題，在回填速度過快的前提下，臺背內(nèi)部回填土穩(wěn)定性和強度隨之降低，長時間影響下路基會出現(xiàn)不均勻沉降問題。

2.1.2 縱向開裂

公路路基在施工或運營時期均容易產(chǎn)生縱向裂縫， 引發(fā)路基通道臺背兩側(cè)不均勻沉降變形產(chǎn)生， 在外界荷載的長期影響下， 會導(dǎo)致路面裂縫， 并且在積水的不斷滲透侵蝕作用下，最終導(dǎo)致路基沉陷病害產(chǎn)生。

2.1.3 臺背回填料不均勻

公路路基產(chǎn)生沉陷病害的重要原因之一為臺背回填料不均勻，會直接影響公路后期的正常運營，并伴隨有交通事故的發(fā)生。一般來說，高速公路臺背填料為5%水泥土，而當(dāng)水泥摻量偏大、拌和施工不均勻或級配設(shè)計不合理時，均會影響臺背水泥混凝土的強度等級， 在外界水侵蝕和荷載長期作用影響下則會導(dǎo)致路基沉陷病害產(chǎn)生。

2.2 注漿機理及工程特性

解決路基沉陷的有效措施之一是注漿加固， 可防止路基產(chǎn)生進一步沉陷問題。 注漿加固技術(shù)的作用原理為通過注入注漿材料使既有路基形成復(fù)合式路基結(jié)構(gòu)， 以此增強路基的結(jié)構(gòu)強度和承載能力，減少路基回填土體壓縮變形。 施工過程中，首先需要對路基特定區(qū)域進行鉆孔處理，再將一定比例的漿液在設(shè)定壓力的作用下均勻灌注于路基土體中。 使路基土體的孔隙比降低的同時提高結(jié)構(gòu)強度。 目前，公路路基施工中常用的路基注漿加固技術(shù)包括壓密注漿、 劈裂注漿以及滲入性注漿三大類。

注漿加固措施的優(yōu)勢：（1）注漿加固技術(shù)所涉及的設(shè)備簡單， 成本不高；（2） 注漿加固針對路基沉陷問題其效果顯著；（3）施工工期較短，可實現(xiàn)快速處治，且具備環(huán)保性。

3 工程概況

某高速公路建設(shè)項目全線長約為74.154 km，設(shè)計行車速度為80 km/h， 按照雙向四車道標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計， 路基寬度為26.5 m，路面材料為SBS 改性瀝青混凝土，公路全線橋隧占比為64.5%。 該高速公路所處區(qū)域地貌以山地為主，多為低丘陵，巖性主要以石灰?guī)r和千枚巖為主， 其中，K35+332～K36+532段存在路基病害問題，通過現(xiàn)場勘測后得到，路基病害主要集中于填挖交界處， 沉陷問題較為嚴重和突出， 最大沉降為20.8 cm，直接影響了車輛的安全通行。 為改善路基沉陷問題，同時防止沉陷的進一步發(fā)展， 本項目擬決定采用注漿加固技術(shù)進行病害處治， 注漿主要原材料選定為42.5 普通硅酸鹽水泥，并添加粉煤灰外加劑，其主要技術(shù)指標(biāo)分別見表1、表2，并選取試驗路段進行注漿加固質(zhì)量檢測。

表1 水泥物理性能試驗檢測結(jié)果

表2 粉煤灰物理性能試驗檢測結(jié)果

4 公路路基注漿加固施工工藝研究

4.1 注漿鉆孔設(shè)計

注漿加固施工之前， 施工技術(shù)人員應(yīng)針對實際路基進行踏勘并繪制地形圖，確定注漿加固施工中的參數(shù)和尺寸，其對應(yīng)的長度為19 m，寬度為7.5 m，深度為9.2 m，同時注漿的各孔位間距為2 m，按照正三角形進行孔位布設(shè)，布設(shè)順序應(yīng)由外側(cè)孔向內(nèi)側(cè)孔進行展開。

4.2 施工準(zhǔn)備工作

提前準(zhǔn)備各項注漿施工原材料， 并對各原材料的性能進行檢測，具體見表3。 注漿材料以P·O42.5 的普通硅酸鹽水泥為主，投入施工前應(yīng)保證無任何結(jié)塊或變質(zhì)現(xiàn)象存在，妥善儲存水泥灰，并將水灰比控制在0.75 左右為宜，同時注漿壓力不得低于0.5 MPa，也不得超過0.7 MPa。

表3 注漿加固施工準(zhǔn)備

4.3 漿液配置

將水泥灰和施工用水按照提前設(shè)定的配合比進行拌和施工，提前將各項原材料均勻、緩慢倒至攪拌機內(nèi)部，確保拌和充分、均勻，且攪拌時間應(yīng)在3 min 以上，施工技術(shù)人員應(yīng)及時對攪拌情況進行現(xiàn)場觀測， 當(dāng)無明顯沉淀現(xiàn)象時即可停止攪拌作業(yè)，得出的注漿液應(yīng)放置在專門的容器內(nèi)進行儲存，同時需定期進行人工攪拌，防止出現(xiàn)沉淀或結(jié)塊問題。

4.4 注漿施工

將注漿機參數(shù)調(diào)設(shè)至指定要求，壓力需達到施工要求，按照指定的注漿長度、寬度以及深度進行注漿施工，同時在注漿施工過程中需充分考慮周邊環(huán)境、溫度等因素，注漿壓力時刻控制在0.5～0.7 MPa。

4.5 終孔標(biāo)準(zhǔn)及封孔

觀察鉆孔注漿速度，當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)壓力作用下其值小于1 L/min時，控制壓力為3 min 并保持持續(xù)穩(wěn)定，停止注漿作業(yè)后，現(xiàn)場施工人員及時拔出注漿套管， 再選用細砂混凝土將鉆孔予以封閉處理。

4.6 施工注意事項

路基注漿加固施工之前， 需對具體的沉降位置進行詳細勘測，鉆孔期間需嚴格遵循“一孔一注”的原則，嚴禁先鉆完所有孔再統(tǒng)一注漿， 以免產(chǎn)生串漿現(xiàn)象， 影響注漿的整體密實度。 注漿完畢后，及時采用細石混凝土進行鉆孔封閉。 整個鉆孔注漿環(huán)節(jié)要求連續(xù)，若需要長時間中斷，應(yīng)及時對注漿設(shè)備及套管進行清洗。

5 公路路基注漿加固質(zhì)量評價

5.1 彎沉檢測

注漿加固施作完成后，需要對加固區(qū)的面層、墊層、基層的彎沉值進行檢測，檢測結(jié)果見表4。

表4 公路結(jié)構(gòu)層彎沉檢測結(jié)果

檢測結(jié)果表明，加固施工完畢后，墊層、基層和面層的彎沉值均低于設(shè)計要求， 表明采用注漿加固技術(shù)能有效起到沉陷病害改善作用。

5.2 平整度檢測

注漿加固后，施工技術(shù)人員采用3 m 直尺檢測平整度，并進行肉眼直接觀察路面處理效果， 以便得出路基工作區(qū)具體深度，平整度檢測結(jié)果如表5 所示。

表5 平整度檢測結(jié)果

根據(jù)檢測結(jié)果可得出， 采用注漿加固技術(shù)處理的6 個月后平整度檢測數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，且檢測結(jié)果滿足規(guī)范要求，表明注漿加固技術(shù)能對路基沉陷問題進行改善。

5.3 注漿質(zhì)量檢測

注漿施工完畢后，在200 m 試驗路段上采用鉆芯取樣、標(biāo)準(zhǔn)貫入法、沉降觀察等方法檢測注漿質(zhì)量，對比注漿前后路基土體的承載能力和密實度，其標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗結(jié)果見表6。

表6 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗結(jié)果

根據(jù)表4 數(shù)據(jù)可得，路基土體的密實度得到提升，且提高路基的承載能力，注漿完畢28 d 后檢測到無沉降發(fā)生，達到加固路基的目的。

6 結(jié)語