浅析压力灌浆技术在高速公路路基病害处治中的应用

胡军飞

摘 要：在高速公路施工中，路基作为重要组成部分，其施工质量不仅影响着道路的舒适性和安全性，而且影响着道路的使用寿命。随着高速公路运输量的不断增加，长期的行车荷载使各类路基病害出现在高速公路运营中，其中路基沉陷、路面裂缝等病害问题尤为突出，严重破坏了道路结构，降低了高速公路的使用质量。压力灌浆技术因其特有优势被广泛应用于路基病害处治中，其能够根据路基不同的病害选择合适的注浆类型，从而提升路基承载力和抗渗性，增强路基强度和稳定性，预防路基病害的发生，保障路面的通行能力。本文以某公路工程为例，重点分析了路基病害处治准备工作及压力灌浆技术分析，仅供参考。

关键词：压力灌浆；高速公路路基；病害处理

中图分类号：U418.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）16-0126-02

近年来，我国交通运输事业得到突飞猛进的发展，高速公路建设规模不断扩大，对施工质量要求也越来越高。随着高速公路运营年限的延长，很多路基病害问题与日俱增，使路基沉陷、裂缝等缺陷和问题存在于高速公路路基中，影响着公路的安全运营。压力灌浆技术的应用能够有效解决路基病害，针对不同路段的病害采用不同的注浆类型，从而对路基病害治理起到良好的效果。

1 工程概述

本文以某高速公路工程为例，该路段为半填挖路基，在载荷车辆的反复碾压下路基出现纵向裂缝和不均匀沉降，纵向裂缝的长度在170m左右，路面沉降下陷情况尚不严重，但严重的侧移情况出现在公路边缘。为了避免严重的路基裂缝和不均匀沉降出现在公路后期运营中，需要采取压力灌浆技术对路基病害进行处治，从而确保路基稳定性，提高路基整体质量，延长高速公路使用寿命。

2 高速公路路基病害原因分析

（1）路基填土具有较低的压实度，導致不均匀沉降出现在路基中，引起路面混凝土面板开裂，另外一个原因是填土力学性能较差。通过对岩芯分析能够看出高压缩性的淤泥质土存在于路基基底，厚度大概在2cm左右。（2）涵洞附近具有频繁的地下水活动，通过钻孔取样分析能够看出，大量滞水存在于路基局部区域下方，地下水直接影响着整个路基的稳定性，尤其在高填方路基区域大幅降低土体强度，导致横向滑移情况出现在土体中。（3）路基处于挖方和填方的交界处，因为填土与原土之间存在不同的孔隙度、含水量以及密实度，再加之路基受外界载荷作用从而出现不均匀沉降。

3 施工准备工作

（1）按照设计要求进行备料，所选用材料需要进行检测且符合施工条件，将配比试验做好。（2）设置搅拌站，搅拌站的位置要选在施工路段附近，且具有较少的占地、较高的地势、较小的环境影响以及便捷的运输方式，有效降低耗费和压力损失。（3）在压浆施工前，需要根据注浆厚度及效果情况确定是否采用分段注浆。浆液的配比用料需要根据设计图及注浆孔地层情况进行适当选择。施工人员要对搅拌机、注浆泵等设备运转情况进行认真检查，对管路、接头的连接、密封质量进行全面排查，并搅拌浆液3min，确保所有机械设备运转良好。

4 路基病害处治中压力灌浆技术分析

4.1 确定合理灌浆方案

（1）注浆加固机理。利用注浆管通过压力作用向岩土体内均匀注入能够固化的浆液，从而通过挤密、填充等方式将填筑体颗粒间的气体和水分排除。岩土胶在硬化后结成一个整体，所形成的新土体具有较高的强度、较低的压缩性以及较高的抗渗性，能够有效加固地基，使道路的附加沉降大幅减少，从而稳定公路路基。（2）加固处理设计。在道路两边紧急停车带采用静压注浆，将钢筋插入孔内使其形成微型桩群，针对路基与构筑物之间存在的空隙通过注浆方式填充，使填方路基的密实性得到增强，并使水泥土通过填土与水泥浆液的相互作用形成，路基土体的力学性能得到进一步提高，路基土受地下水渗透影响出现的破坏情况大幅减少。水泥浆与插入孔内的钢筋相互作用形成混泥土柱体，针对出现侧滑现象的土体能够起到提高抗滑能力的作用（图1）。而对于路基沉降问题，可采用袖管注浆法进行加固处理，需要通过压力灌浆改变改善土体的力学性质和结构，实现对单侧单幅路基的预加固处理，从而增强公路路基的密实度，使新旧填土压实度不一样因其的路基沉陷问题得到有效解决，提高路基和边坡整体稳定性。

4.2 注浆孔布置

布置注浆孔时需要对路基强度要求、灌浆特点以及路基形态进行综合考虑。按照现场注浆试验确定有效注浆半径，本次施工采用注浆孔和勘探孔两种布置方式：勘探孔的注浆孔径控制在110mm左右，将4-7个勘探孔布置在加固区处理段，对施工段路基填筑层的厚度及密实度进行明确，对不良地质问题进行分析，全面掌握填筑土质量的好坏，确定注浆孔的深度；注浆孔的注浆孔径一般控制在110mm左右，紧急停车带的钻孔深度需要穿过原状土抵基岩面，而行车道和超车道的钻孔一般布置成梅花形，深度控制在原生粘土层以下1m左右。

4.3 钻孔和清孔

在对注浆孔进行放线定位以后，需要按照现场放线布孔位进行准确钻孔，钻杆在施工过程中要确保其垂直度，按照预定深度进行钻孔。在钻孔过程中，尽可能钻小孔，避免破坏公路路基，施工需采取干钻的方式，禁止施工中加水，防止施工用水浸泡公路路堤，最大限度的保护路基结构。钻孔要对回次进尺严格控制，准确分层，详细记录，按照不同地层的要求详细描述岩芯。施工人员要整齐摆放注浆孔取出的岩芯，在做好原始记录的同时对其进行妥善保管。与此同时，深度钻孔方法的选择需要根据公路路基的高度以及填料的情况来决定。

4.4 封孔施工

一般压力灌浆技术分为全孔段注浆和分段注浆两种，施工过程中需要根据钻孔深度和地层情况进行适当选择。如果分段注浆，需要对二根注浆管长度及封孔位置进行确定。用铁丝在注浆管指定封孔位置牢牢绑住水泥袋，随注浆管下入孔内。在施工时需要将一定量的碎石砼或砂浆分段倒入注浆管内进行捣鼓，压浆施工需要在封孔24h以后进行。

4.5 灌浆施工

压浆前需要用压水对钻孔进行冲洗，彻底清理残留的岩粉及循环泥浆。施工人员可采用P.042.5mpa普通硅酸盐水泥来配置水泥浆液并进行压浆。水泥浆拌制用水宜用饮用水，搅拌水泥浆液的时间控制在3min以上，用3×3mm的双层滤网过滤搅拌好的水泥浆液并将其入泵。在压力灌浆技术中，灌浆压力、浆液浓度以及操作方法是关键内容，施工人员要合理控制灌浆压力，如果灌浆压力未达到设计标准，则会导致浆液无法到达预定施工位置，从而出现空白区；如果灌浆压力超出设计标准，则会冲垮边坡或顶破路面，对路基结构造成损坏，造成公路路基薄弱部位流入大量浆液，从而达不到压力灌浆的目的。灌浆压力一般由低到高，凝胶时间由长到短，需要从沉降量最大的地方开始，对路基沉降和裂缝情况进行全面掌握，确保灌浆压力符合要求，当另一个注浆孔或接缝位置处冒出浆液时，就完成注浆作业。

4.6 终止压浆

在压浆施工中，一旦出现以下情况需终止压浆：一是注浆压力达到2.0-4.0Mpa既符合设计要求，可以终止施工。二是注浆压力未达到2.0-4.0Mpa，但平均每米注浆量值已经达到设计最大值2倍，可终止施工；三是冒浆情况出现在孔周围，且注浆量达到设计值的60%以上，可终止施工。

4.7 压浆结束

填实压浆孔并将截割孔口压浆管封闭，留下标记备查，然后对场地进行清理，将污染区域清除干净。

5 压力灌浆技术质量控制

（1）对材料质量和配合比进行严格控制，按照要求购买水泥材料，并确保其符合施工强度，在施工前要检测水泥质量，其中包括安定性、细度、抗压、抗折强度、初凝、终凝时间等。（2）施工所用粉煤灰为新生产材料，需要分析其化学成分，使用水为饮用水，污染水源需要进行处理并检测。所使用外加剂要确保符合要求，严禁使用过期和失效添加剂，所采购施工材料必须具备产品指标和合格证。（3）浆体应具有良好的流动性，以便浆体在较小压力下能够获得较大的扩散半径，但需要将较小流动性和较大触变性的浆体应用于空隙较大及土体疏散或脱空区大的地方，避免向其余地方扩散或有跑浆现象出现在路基边坡中。施工人员要将适量细砂或粘土加入浆体中，使浆体具有较高的工程质量和良好的经济性，从而使浆体中的固体含量得到提高，用水量有效减少。

6 结语

综上所述，随着社会的不断发展，高速公路承担着交通运输的大部分重任，是促进经济交流和人群变动的重要途径，因此需要保障道路安全运行状态。在高速公路路基病害处治中，压力灌浆技术作为一种科学有效并且及时可行的防护技术，能够对道路病害问题进行及时处理，使道路结构和稳定性得到有效改善，避免长期运营使路面形成破坏性问题，进一步提高交通单位社会效益和经济效益，从而促进我国交通事业的健康可持续发展。

参考文献

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