高速公路路基沉陷成因及静压灌浆技术施工技术

刘昌燊 刘 琼

（江西省交通工程集团公司 江西南昌 330038）

随着我国高速公路建设的迅速发展，高速公路施工质量成为人们关注的主要问题。从实际情况来看，在高速公路施工过程中时常会遇到填方路基工程，给高速工程施工质量带来极大的影响[1]。为了保障高速公路施工整体质量水平，对公路路基沉陷的原因与解决措施进行探究具有重要意义，为保障高速公路施工质量奠定良好基础。

1 高速公路路基沉陷的表现形式

高速公路路基沉陷的表现形式有三种，即路堤沉缩、路堤两侧隆起、路堑边坡崩塌与路堤坍塌。其中路堤沉缩是当路堤较高且填土所采用的土质较松的情况下，没有做好压实作业或填土的厚度过厚重而导致压实度未达到标准需求，从而使公路路基出现沉缩的现象，给公路的舒适度与使用效果带来不良影响及人们的出行埋下安全隐患。路堤两侧隆起是指施工单位在软基上进行施工时，由于路基自身重量问题出现沉降现象，同时导致地基中的土体从路堤两侧隆起。路堤坍塌是指边坡原本的形状已遭到破坏，且边坡表面已经沉陷的情况。路堑边坡崩塌则是指石块沿着原本土体或岩石边坡滑而导致路基沉陷，因泥泞现象引起路堤的内部出现过度饱水区，是发生路堑边坡崩塌与路堤坍塌现象的主要原因[2]。另外，对于公路路基沉陷问题的引发因素来说，在使用不同透水性的土壤填筑路基时，将其杂乱无章地进行路堤的填压，并在冬季进行路堤填筑时使用混有雪水的土或饱水的冻结土，也会导致饱水区的形成，从而引起路基沉陷。

2 高速公路路基沉陷的成因分析

2.1 客观因素

公路属于一种线形构筑物，公路路基极易受到客观因素的影响，包括所在地的地质、地形、地貌、降雨量等，都会直接影响到公路路基施工的整体质量。施工单位在施工期间会面临各种各样的地理环境因素，如有些公路施工所在地的地质条件达不到实际施工需求、施工人员没有做好填土换算工作、填前碾压作业并未落实到位、在处理土基时未达到实际标准并且没有按照相关秩序进行路基填筑工作等诸多因素，使路基结构出现移位、下降等现象，从而导致公路路基的沉陷问题。

2.2 设计因素

公路建筑的整体质量源头主要为路基设计，施工单位路基设计的科学性直接关系到路基工程的施工质量。比如，设计单位的设计人员由于自身专业能力不足，缺乏丰富的设计经验，致使路基设计方案与实际施工需求不相符，或者在方案设计过程中，设计人员缺乏良好的责任心，未将场地特征纳入考虑因素中。此外，施工单位也有可能受到外界因素或投资方的影响，导致勘察设计工作、地质资料的完善工作没有做好，从而导致设计方案的不合理[3]。

综合来说，方案设计过程中未考虑到的问题主要有以下几点：①没有合理设计路基路面排水设施，未考虑行车压力对路基所带来的影响，并在设计方案中未完善湿陷性黄土地区等不同地基状况，计算路基的稳定性不够精确；②地表排水系统设计不完善，导致实际中出现局部积水问题；同时由于没有足够地踏勘各种采空区现象，从而发生坍塌的情况；③未周全地考虑各方面的因素，比如路堤原地面以下较深层的软卧层的流动问题而出现公路路基的沉陷现象。

2.3 施工因素

施工单位在公路建筑施工过程中，为了能够减少施工成本，存在采取偷工减料的不良行为，使用的路基填筑材料质量不达标；有些施工单位在施工时由于未严格按照相关技术规定及工艺流程，填筑施工的顺序出现错乱，从而直接导致公路路基沉陷问题。此外，在公路施工的其他环节也会影响公路路基工程质量，比如施工组织设计、施工现场管理等环节。

2.4 行车载荷压力产生的影响

当前，我国处于交通量逐渐增多的新时期，车流量的增多时常出现超载现象，为了保障人们的出行安全，提高公路路基施工质量具有重要意义。从实际情况来看，在路基施工中一般以较大的渗透性材料作为填料，在沉重的交通压力下，其在车辆高负荷的运行状态下会出现越来越密实的效果，不仅减少了填料间的空隙，且极易造成公路路基的沉陷，也给人们的出行安全带来极大的不利影响。

3 静压灌浆技术的应用

3.1 初步加固方案

（1）将袖阀管式注浆应用实际施工前，应深入了解其特殊性，在设定路基钻孔深度时需按照相关标准，预灌进壳料的时候应注意出浆口位置与注浆外管的预留，以保证水泥浆的顺利注入。在实际过程中必须按照规范要求科学操作注浆作业，需认识到桩体的核心为钻孔，具有的较强的抗剪力，并能能够提高公路地基的承载力。

（2）静压灌注孔的科学布置：在修复公路路基沉陷期间，可将标准化的梅花形式应用实际中，合理布置静压灌浆孔的灌浆口的位置，有效控制3m的排距，并对其进行适当的调整，使灌浆操作能够顺利实施。

（3）预应力锚杆：将混凝土横梁、引力锚杆布置于路基挡土墙的适当位置，保证路基、挡土墙的稳定性。同时，与滑动面计算长度相比，预应力锚杆的长度要更大，才能有效修复路基沉陷问题，并通过合理控制预应力锚杆3m左右的排距，使路基修复质量得到提高[4]。

3.2 袖阀管注浆工艺

将袖阀管注浆工艺应用于修复公路路基沉陷过程中，应以设计要求为出发点，并将孔位工作、放线工作做好。在钻孔过程中，相关人员应记录好施工过程，准确把握孔位移动距数据，深入了解底层情况，制定出可行的解决措施。另外，需要注意孔位偏差应控制在10cm之内，检验人员只有对钻孔施工验收合格之后，才能展开移孔作业。

为了保证截止阀的可靠性，应当牢固连接注浆外管，使注浆效果得到保障。在制浆时根据实际需求选取浆液与搅拌浆液，严格检测浆液密度。需注意的是，制备好的浆液应在2h内用完，以保证浆液的效果与性能。在完成每孔每段注浆操作后，应准确依据具体要求选取80%的灌浆压力作为冲洗压力，并在2h内清洗注浆孔，需注意不能超过20cm孔内沉积物厚度，为促进注浆顺利开展奠定基础。

3.3 灌浆技术要求

（1）灌浆材料：将42.5#普通硅酸盐水泥作为高速公路施工中的灌浆材料，保证水泥的干净与新鲜，在低于5%的80N/m的方孔筛顺利通过，根据实际需求进行灌浆的合理用水。

（2）设备：在施工过程中应用冲击式钻机、回旋式钻机时，应保证灌浆泵性能与灌浆浆液浓度相适应。可选用高于1.5倍的最大灌浆压力来控制灌浆泵的工作压力，在浆液的搅拌过程中，不能出现中途停止的现象，在试运行之后再进行灌浆；一般情况下，应将压力表安装于灌浆孔口、灌浆泵位置处[5]。

（3）灌浆方法与灌浆压力：对于注浆压力来说，应将其控制在0.2～0.3MPa范围内。在对其进行调整过程时，可将路面高程监测情况与土层厚度情况作为出发点。灌浆时要按照相关顺序进行灌注排孔，浆液灌注时则按照由下向上的顺序，并控制好每段灌注孔排。另外，还应当将0.5m的软管连接于灌浆管上端，以便更好地进行灌浆后的路面施工。

4 结束语

总而言之，高速公路路基的质量与人们的出行安全有着直接联系，为了避免出现工程质量事故，保证公路施工质量，对公路路基沉陷的原因进行分析十分有必要。在解决公路路基沉陷问题中，将静压灌浆技术施工技术应用于实际中，能够有效保证高速公路路基的稳定性，增强路基的稳固性，有助于确保高速公路施工整体质量。