高速公路路基沉陷注浆处治技术研究

李大极

（中城建第二工程局有限公司）

高速公路路基沉陷注浆处治技术研究

李大极

（中城建第二工程局有限公司）

在我国社会和经济不断发展的条件下，我国高速公路建设规模变得越来越大，随之而来的公路路基沉陷问题也更加突出，公路施工工序、施工质量控制、路基设计水平以及环境地质条件等因素都会导致公路路基病害的出现。而对于公路路基沉陷问题，普遍采用的一种快速有效处治技术就是注浆处治技术，其可以解决高速公路路基出现的沉陷病害。本文主要对南厦高速公路A8合同段K47+800汽车通道两侧台背沉降具体注浆处治技术进行研究，提出笔者的一些思考和建议，仅供参考。

高速公路；路基；台背；沉降；注浆

高速公路路基沉降属于公路工程质量病害，这种病害会对高等级公路建设质量以及正常运营产生直接的影响，而公路路基沉降病害中非常普遍的一种就是公路通道两侧台背沉降，其给高速公路车辆行使安全带来了非常大的威胁隐患，若采取开挖公路通道台背再一次开挖、回填、压实这种施工工艺，不仅施工周期比较长，资金投入非常大，同时还会给道路的正常通行能力造成直接的影响。而注浆处治技术则可以在有效避免这些影响产生的前提下，有效处治公路台背出现的沉降问题，确保公路通行安全有效的运营。

1　工程概况

高速公路建设过程中一直困扰人们的一种病害就是接合部病害。本文以南厦高速公路A8合同段K47+800汽车通道两侧台背工程为例，通过检测以及处治公路接合部，提出了相应的具体处治建议。南厦高速公路A8合同段K47+800汽车通道两侧台背回填在施工完工后，因地方政府建设配套开发需要，沥青路面结构层施工前再次挖开通道台背两侧已回填的透水性填料进行布设温泉管道和雨污水管，具体布设如图1所示，因管顶透水性填料无法进行重型机械碾压，决定采用5%水泥改良土拌合砂砾进行回填，结果沥青路面层施工完通车后，导致路面出现如图2所示纵向裂缝，为确保公路工程路基施工质量，降低公路运营过程中发生的病害，通过电子扫描以及瑞雷波无破损道路检测方式，分别检测了公路结合部以及台背填填料方面的缺陷以及物理性质。

图1　台背管道及注浆管分布断面示意图

图2　沥青路面出现纵向裂缝

2　分析其路基沉陷问题产生的原因

2.1纵向开裂

就是指如上述公路路基以及地基出现纵向开裂现象，这种危害会造成公路通道两侧台背出现不均匀沉降问题，最后会导致沥青混凝土路面出现纵向裂缝或者水泥混凝土路面板产生断裂问题[1]。

2.2回填速度过快，碾压不到位

因施工环境所限，通道台背两侧开挖埋设管道后无法对其基坑及管顶进行压实处治，且通车时间所限，那么因为回填速度过快，导致公路压实度和具体规范要求不相符，从而使公路路基台背填土出现不稳定沉陷问题。这种危害就是体现在公路运营期间，由于填土自重和路面重车作用，台背填土会不断压密沉陷，使得填土接合部出现下沉倾向，最后出现空洞，使得公路路面产生裂缝。

2.3台背回填料不均匀

通道台背回填掺和5%水泥土具有稳定砂砾的作用，由于材料级配以及水泥用量非常不稳定，尤其是水泥拌和不均匀使得密度以及强度和具体设计要求不相符[2]。这种问题带来的危害为：不成板体的施工砂砾料由于水浸蚀下作用以及重车行驶产生的原吸效应，会使得施工完工后高速公路出现台背沉陷问题，进而影响公路车辆的行使安全。

3　设计处治方案

公路工程设计中的处治设计方案是：如果是因为路基以及地基纵向开裂造成的工后路面两侧出现不均匀沉降问题，使得公路路基产生沉陷病害，经过现场勘察以及雷达复测之后，决定将原回填材料挖除，从路中到路边完全清底后，进行重新施工或者是加固公路原地基后进重新施工。而对于公路通道两侧台背沉陷问题，就考虑在公路结合部通过注浆技术进行处治。对公路台背进行注浆处理之后，施工浆液会将土体里面的孔洞以及孔隙填充住，从而提升土体本身密实度，减小孔隙率，并且因为浆液会凝固土体里面的散装颗粒，有效提升土体所具有的抗变形能力，所以，以有效控制病害路段出现的沉陷问题。

3.1注浆处治技术的具体工艺特点

（1）对公路台背沉陷问题采取注浆处理技术的时候，所使用的施工机械通常是XY-I型号的百米钻机，可以进行冲钻成孔作业，并采用砂浆搅拌机来对施工水泥浆进行拌制，同时采用型号为SYB50/50的压浆机实施注浆成型技术。

（2）注浆处治技术的实际施工操作非常简单，并且劳动强度不高，整个施工过程非常安全。

（3）实际施工速度非常快，从而可以缩短工期，并且见效比较快。

（4）采取注浆处治技术治理台背沉陷问题的时候，实际施工工序安排非常灵活。如果公路一定要提前进行搭板施工，那么可以依据钻孔要求来留相应的注浆孔，同时确保注浆孔垂直度大于或者等于1%[3]。

3.2注浆处治技术具体施工方案

（1）布设注浆孔和钻孔如图1断面及如图3平面图所示。

图3　注浆孔布设平面示意图

如图3所示，根据开裂情况及台背回填范围，决定在通道台背两侧10m范围内采取布设钻孔注浆处理，其中第一排注浆孔和通道墙身之间的距离是0.5m，对于中央分隔带一侧设置的注浆孔，其和分割带之间的距离为1.0m；顺着线路纵向，相邻两排注浆孔之间的距离是1.5m，对于横向孔距，公路行车道以及超车道一侧具体孔距是1.2m，而道路硬路肩一侧具体孔距是1.5m；孔深钻至距离管顶0.5m，孔径为75mm，本项目构造物为正交通道，如果是斜交状态，就需要依据实际情况合理增多注浆孔数量。

（2）具体注浆工艺流程

对公路台背进行注浆施工的时候，具体施工程序是：首先将钻孔位置画线标注出来，准备好潜孔钻机，然后进行成孔钻进施工，结束钻孔施工后移机，然后检测具体孔深，再安装相应的注浆器，制作施工中所需的浆液，采取压力注浆方式，然后变换浆液，再进行压力注浆施工，最后止浆，同时取出注浆器进行封孔操作。

（3）选择合适的注浆材料与制浆

实际施工过程中所采用的注浆设备是SYB50/50型号的液压机，用来进行注浆，也可以采用型号为HB-80的注浆机进行注浆[4]。将注浆过程中的泵压控制为0.2～0.5m，并且流量不能超过20～50L/min的范围，制浆过程中，水灰比应该控制为0.5～ 0.6，其中，使用的水泥是为32.5级的一般硅酸盐水泥，没有掺外加剂，属于水泥净浆。

（4）确定具体压力

进行搭板施工的时候，如果板底脱空注浆过程中的压力过大，会使得浆液从公路台背两侧防护位置流出；如果压力过小，就很难压满[5]。所以注浆压力通常不能超过0.5～1.0MPa的范围。

（5）注浆操作

利用注浆压力没备以及输浆管线，把制好的浆液注入对应的钻孔里面，进行注浆的时候，应该用木头将注浆孔位附近的钻孔全部堵住，之后增加压力值，在注浆压力和规范要求相符的时候，应该持荷5min，最后终止注浆。实际注浆过程中，如果产生隆起或者是跑浆现象，就必须停止注浆，并对这种现象产生的原因进行分析，对下一个注浆段进行注浆的时候，就应该适当减量注浆，同时检查封孔装置以及注浆设备。

3.3具体施工技术要求

（1）对于注浆孔，一定要使用干钻成孔技术，如果钻遇路基结构层以及大块石头等障碍不能继续钻进，那么就可以适当添加一些水进行湿润，一般情况下是禁止清水钻孔的，当成孔之后，想要避免雨水灌入，就一定要采用相应的方法进行封孔或者是及时压浆。除此之外，孔径必须保证注浆管的有效放置。

（2）进行灌浆操作的时候，一定要一次性地把灌浆管放在具体设计深度，由上到上注浆，如果是砂性土，那么注浆压力就为0.2MPa，如果是黏性土，具体注浆压力为0.5MPa，这样才能够终止注浆[6]。

（3）对冒浆进行处理：注浆时，水泥浆液顺着土体孔隙不断向上串流，最后冒出地面，这种现象就叫做地表冒浆。当出现地表冒浆的时候，一定要细致地处理，如果冒浆严重就应该多次反复处理；通常是在冒浆的位置用速凝水泥、碎棉絮以及麻絮将孔封堵住，如果封堵没有效果，就应该采用降压法、改变水灰比方法或者是孔隙灌浓水泥浆方法等来处理。

（4）处理串浆现象：进行注浆的时候，水泥浆液不断由注浆孔里面流出的现象就是串浆。引起串浆出现的原因主要为：地层中孔隙以及裂缝非常多，当压力比较大的时候，相互串联就会出现串浆通路。具体处理办法主要为：①依据实际施工状况，适当增加相邻两孔之间的具体注浆间隔时间。②对于串浆孔以及注浆孔，应该同时实施压浆作业。③将串浆孔有效封堵住。

4　结束语

导致道路台背因为填料密实度太小，从而出现沉陷以及公路路基病害的原因有很多，其中主要有：没有选择合适的台背填料、施工过程没有依据标准规范进行和所采取的回填方法不当。所以，在施工中应该着重注意这些因素。同时，路基压力注浆技术是有效维护路容路貌的重要手段之一，所以对公路路基沉陷问题中的具体注浆处治技术进行研究是非常有必要的。

[1]李文，蒋丽君，李振存，等.花管注浆法在半填半挖路基沉陷处治中的应用研究[J].中外公路，2014，34（2）：75～78.

[2]曾胜，李文，李振存，等.路基沉陷劈裂注浆加固试验[J].长沙理工大学学报（自然科学版），2013，10（3）：1～5，12.

[3]胡存亮.煤矿采空区公路路基沉陷病害的治理技术[J].交通标准化，2011（8）：159～161.

[4]李卫青.充填式注浆技术在处治青银高速公路部分路基及桥头沉陷中的设计研究[J].黑龙江交通科技，2012，31（9）：40～41.

[5]黎志勇.高速公路高填路堤沉陷加固技术研究[J].科技与生活，2010，5（7）：63.

[6]杨谢辉，蒋丽君.饱水路基沉陷机理及加固技术研究[J].公路与汽运，2014，5（4）：123～126.

U416.1

A

1673-0038（2015）50-0209-02

2015-11-24