试论山区公路路基沉陷注浆加固施工技术

周莉莉（湖北省十堰市郧西县公路管理局，湖北郧西442600）

试论山区公路路基沉陷注浆加固施工技术

周莉莉（湖北省十堰市郧西县公路管理局，湖北郧西442600）

对于山区公路而言，由于施工条件等各方面因素的限制，在使用后期路基不可避免的会出现沉降，而通过注浆加固施工技术可以显著增加路基强度，本文针对山区公路路基沉陷注浆加固施工技术进行研究具有重要的实现意义。首先分析注浆加固路基机理，然后分析了注浆在加固路基施工中的应用以及加固方案设计，以期能够进一步推广注浆加固施工技术的应用。

山区公路；路基沉陷；注浆技术；加固施工

引言

山区公路通常都是高填方或者是半填半挖路段，但是受运输条件以及土源限制，通常都是利用土石或填石混填路基，施工过程中压实条件也不是很好，所以在后期路基不可避免的会出现沉降［1］。公路景观几年的使用之后，部分高填方以及填挖交界部位出现一定程度的沉降，部分位置出现了较大的沉降量，对道路通行造成严重影响［2］。如何处理路基沉陷问题已经成为地质灾害治理中较为关注的课题［3］。笔者总结多年实践经验，重点论述了在山区公路路基沉陷治理中注浆加固的作用机理以及对应的施工技术。

1　注浆加固路基机理

注浆法就是利用钻孔以及注浆设备，结合气压、液压或者电化学原理，将浆液通过注浆管均匀分层次地注入到地层当中，浆液以渗透、填充以及挤密等方式将土颗粒间裂隙中存在的空气和水分排出，并停留于土颗粒间，使得路基的孔隙比显著降低，强度得到大幅度提升，经过一段时间之后水泥凝结，原本松散的土颗粒或者裂隙在浆液的作用下胶结成为一个整体，形成一个化学稳定性好、防水性能高并且强度非常大的结合体，以此可以起到加固路基的效果。

注浆方法可以分为三种，分别为劈裂注浆、渗入性注浆以及压密注浆，分别对应不同的机理。通过注浆法加固台（墙）背填土时通常采用渗入性注浆，将配制好的水泥浆液通过注浆设备中的注浆管注入沉陷的路基或者台（墙）背填料，在压力作用下浆液逐渐渗入填土孔隙当中，和土体中的土粒骨架发生固化反应，进一步提升路基或者台（墙）背填土密实度，降低台（墙）与填土之间的刚度差，防止填土出现进一步沉降。

2　注浆在加固路基施工中的应用

2.1注浆机具的选用

注浆方法可以分为纯压式注浆以及循环式注浆两种。土体注浆吸浆量通常相对比较大，一般采用纯压式注浆；而裂隙岩体吸浆量相对较少，通常采取循环式注浆；按照注浆材料差异可以分为单液注浆以及双液注浆。当双液凝胶时间相对较长时，可以在罐内将两者进行混合之后再通过单泵注入，称为单枪注射；当凝胶时间在2～5min范围时，双液用双泵在孔口混合之后在注入，称之为1.5枪注射；当凝胶时间很短时，双液通过双泵泵入然后在孔底混合之后再注入，称之为双枪注射。

双液注浆中的单枪注射以及单液注浆只需要1台砂浆泵（下文简称单泵注浆），双液注浆中双枪注射以及1.5枪注射需要用到2台砂浆泵（下文简称双泵注浆）。在具体施工过程中必须要结合土体以及注浆材料的特征来合理配置设备。

2.2注浆材料的选用

2.2.1主要材料的选择

利用注浆技术时，浆液在注浆压力作用下克服各种阻力而慢慢渗入到裂缝或者孔隙当中，吸浆量以及浆液扩散距离随着压力的增加而变大，所以也称为渗入性注浆。通过这种方式可以在不破坏地层结构的前提下将浆液渗入地层，所以浆液尺寸不得超过土的孔隙尺寸，即浆液必须达到地支可灌性条件，所以根据地质特征正确选择注浆材料是保证注浆效果的重要条件。注浆材料的选择关键还在土质条件，其次还有注浆的目、环境条件以及预期效果等因素。

注浆材料主要由主剂、溶剂以及多种外加剂共同混合制成，结合所需处理路段的工程概况以及注入机理，一般情况下所选用的浆材种类主要就是水泥类浆液。

2.2.2速凝剂的选择

因为纯水泥浆液其凝结时间非常长，容易遭受水的稀释和冲刷，因此有必要在水泥浆液中加入速凝剂以加快浆液的凝固速度，通常加入5～25%（水泥重量）的石灰或者3%（水泥重量）的水玻璃。

2.3注浆施工工艺及其效果检查

2.3.1布设注浆孔

布设注浆孔一般是采用方格形、六角形以及梅花形。方格形优势在于方便补加注浆孔，如果地区较为复杂时最好采取该方法，而六角形和梅花形布孔其缺点主要就是不方便补加注浆孔，如果预计注浆之后无需补加孔的地基可以采取该种形式。

2.3.2注浆施工技术要点

（1）采取“围、挤、压”的原则，解释为：先把注浆区围住，然后在中间插孔并注浆将图层挤密，最后慢慢压实。采取该原则可以很容易的确保注浆质量。宜采取分序注浆法。

（2）在不影响施工质量的前提条件下压力越大越好。

（3）刚开始注浆的时候首先用较稀的浆液，然后再慢慢增加浆液的稠度。

2.3.3注浆液要求

（1）浆液固结之后具备一定的抗拉和抗压强度，抗渗性能较好，能够抵抗一定的冲刷。

（2）能够在一定范围内控制凝结时间，并且是精确控制。（3）具有较好的稳定性，方便存储以及运输。

（4）没有毒性，不会对环境造成污染，不会腐蚀注浆设备以及管道等。

2.3.4注浆控制

注浆过程控制在整个注浆技术中占有非常重要的作用，会对注浆质量造成直接影响，所以在注浆时比如严格控制注浆压力参数以及注浆量两个指标。注浆时采取间歇多次注浆工艺，刚开始注浆压力不宜过大，后续慢慢提高，稳定压力应该控制在1MPa以上。注浆过程应该防止出现边坡外撒和边坡冒浆问题，完成注浆之后注浆花管可以直接留在路基中，能够加固路堤的作用。

2.3.5注浆效果检查

注浆法是地基防渗和地基加固处理中最为常用的方法，但是没有统一的标准来检查注浆效果，通常都是通过下面几点来判断注浆效果：

（1）通过射线来检测注浆前后土层密度并进行对比，从而判断注浆效果。

（2）测定地基在注浆前后的波速，从而判断地基弹性模量发生的变化。

（3）同一地区其路基一般不会出现较大差异，所以可以结合各孔段的单位灌入量来判断注浆效果。

（4）通过检查孔实施压水检验，通过单位吸水量值来表征地基渗透性。

（5）抽芯进行室内试验或者在现场实施荷载试验。

3　加固方案设计

3.1放线

严格根据注浆孔布置图中的尺寸来实施放样，间距误差必须控制在10cm范围内。

3.2钻机就位、成孔

根据现场测点位置将钻机准确就位，同时对其垂直度进行校正，垂直偏差控制在1%以内，通过干法钻进的形式来钻孔，成孔深度必须要达到设计深度，孔的直径为φ150mm。

3.3埋管

向成孔内部插入加工好的直径为φ108mm注浆花管，然后向钢管中填入混凝土进行封口处理。

3.4压浆

正式进行注浆之前应该将所有准备工作做好，认真检查机械器具、管路、仪表、注浆材料、电、水等，同时做好相关试验工作，一旦注浆开始之后必须连续进行，最好不要中断。注浆流量通常控制在7～10L/s，必须将浆液高速搅拌均匀之后才可以压注，在注浆时也在不停地搅拌，在泵送之前需要将浆液经过筛网过滤。开泵注浆，压力开始较小，然后慢慢变大，注浆量也随之慢慢加大，当压力达到1.0MPa的时候需要稳定3min，这样便完成了注浆。如果注浆量远远超过常规量时，有可能是孔直接与裂隙相连，需要中断注浆，等到浆液凝固一段时间之后再继续注浆，这样可以防止浆液出现过多的损失，从而影响加固效果。

3.5清洗并移位

完成注浆之后，必须要通过混凝土对孔进行填封，并且封填深度必须要超过30cm，等到混凝土完全凝固之后才可以移动到下一个孔实施注浆。

4　结束语

注浆过程中还有很多需要注意的事项，如注浆顺序通常应该为先注边缘孔，后注中间孔，并且保证同排注浆，在对边孔进行施工时，必须要时刻观察构造物和路基的稳定性；为确保注浆的顺利完成，注浆孔应该比注浆管长，差距至少为25cm。注浆技术具有施工便捷，设备简单等诸多优点，已经广泛应用于山区公路路基加固处理中，效果非常显著，经济性好。但是为了更好的保证施工质量，在进行注浆施工时，还需要强化施工质量的监督和控制，只有这样才可以从根本上保证注浆质量能够满足预期效果。

［1］刘立时.山区公路路基沉陷注浆加固施工技术［J］.水运工程，2015 （07）：42～43.

［2］张 淼.高速公路路基深陷注浆处治技术研究［D］.中南大学，2014.

［3］陈春华.深层注浆法在加固下沉路基中的应用［J］.湖南交通科技，2015，29（2）：19～20.

U416.1

A

2095-2066（2016）25-0218-02

2016-8-20

周莉莉（1977-），女，工程师，本科。