高速公路路基沉陷注浆施工技术的应用分析

杨光忠，王旭东

(贵州省公路工程集团有限公司，贵州 贵阳 550000)

1 工程概况

某既有高速公路局部路基和桥台有跳车现象，其主要原因为路基产生不均匀沉降，或路基自身压实度不足或填筑体产生压缩变形导致工后沉降，缺陷包括：裂缝、脱空、路肩掏空。为避免不均匀沉降，经研究决定采用PVC管实施注浆加固，利用水泥浆具有的固结作用、挤密作用及充填作用，保证路基强度。现围绕本工程实际情况，对其路基注浆加固技术具体应用进行深入分析。

2 注浆加固主要优势

采用浆液作为固化剂，使其沿路基上的软弱处不断向下渗透，以此起到挤压固结、冲击置换和胶凝固化等作用，从而消除现有的地质缺陷，对路基承载力与受力情况进行改善，避免产生不均匀沉降。

对于注浆加固技术，它主要具有下列优势特点。

(1)填充路基下部的暗道与空洞，阻止病害进一步发展。

(2)成本较低，具有良好的经济效益。

(3)施工工期相对较短，不会造成太大的污染。

(4)施工技术先进合理，成熟可靠，效果显著。

3 路基注浆施工

3.1 作用机理

注浆加固作用机理为形成复合式地基，对土体强度予以改良，保证地基整体的承载力，减少或避免由于土体发生压缩变形现象而产生路基沉降。在压力注浆之前，先选择合适的部位进行钻孔，然后利用专门的注浆设备向路基中连续、均匀注浆，将空洞及暗道都填充饱满，挤出存在于颗粒之间缝隙当中的空气与水，同时占据这一空间，减小孔隙比，使强度得到大幅提高。

3.2 注浆加固范围

(1)平面

注浆平面的长度、宽度、深度均以施工图纸所示工程量为依据确定。本次共注浆加固以下五个段落：①K0+224～K0+235段：注浆加固长度、宽度及深度分别为11 m、8.1 m、10 m；②K1+180～K1+205段：注浆加固长度、宽度及深度分别为25 m、8.4 m、8 m；③K1+979～K1+987段：注浆加固长度、宽度及深度分别为8 m、11.1 m、12 m；④K2+170～K2+196段：注浆加固长度、宽度及深度分别为26 m、8.9 m、9.5 m；⑤K4+380～K4+391段：注浆加固长度、宽度及深度分别为11 m、26.5 m、13 m。

(2)布孔

注浆孔的间隔距离按1.5 m控制，按照等边三角形进行布置。注浆按照从外到内的顺序进行，以此形成完整的帷幕。

3.3 施工设备

注浆加固施工中需配置以下机械设备：转盘式钻机，共2台；灰浆搅拌机，共2台；注浆泵，共2台；洒水车；发电机组，共2台，互为备用。

3.4 钻孔与注浆

(1)注浆材料

注浆材料以水泥浆为主，水泥为32.5普硅水泥。按照相关标准检测进场水泥，并在现场合理安排储存及使用，避免水泥变质，无法使用，造成浪费。水灰比按0.7～0.9控制，注浆时，压力按0.4～0.8 MPa控制。

(2)施工工艺流程

场地清理→现场测放→钻机定位→钻进成孔→注浆设备就位→压力注浆→封孔→质量检验→资料整理。其中，钻进成孔后应检查是否满足终孔要求，若不满足应重新钻孔；质量检验确定质量不合格时，应重新测放、钻孔和注浆，到合格为止。

(3)钻机与注浆设备就位

以测放点位为依据，先使钻机就位，保证其安放的平稳性，同时对垂直度进行调整，做到横平竖直。然后对制浆与注浆设备进行安放，对注浆管道进行固定，其长度不能太长，以30～50 m为宜，若太长会造成压力损失。

(4)钻孔施工

钻孔用钻机进行，钻头直径为43 mm，并设置普管护壁。钻孔的方法为干钻，期间禁止加水，否则会对路基结构造成破坏。

(5)水泥浆配制

水泥浆按照设计确定的配比进行配制。以搅拌机的容量为依据称取一定量的水，将其加入到搅拌机当中，再按照水灰比称取一定量的水泥，然后开启搅拌机，在搅拌的同时加入水泥。一般搅拌时间应达到3 min以上，确认搅拌达到均匀后，用储浆桶临时保存。需要注意的是，施工人员要对桶中的水泥浆进行不断搅拌，避免发生沉淀离析。

(6)注浆压力

因注浆压力和路基土强度、密度、应力、钻孔深度、孔位、注浆施工次序等诸多因素有关，且这些因素难以定量，所以在确定注浆压力时可参考当地经验，本次将注浆压力确定为0.4～0.8 MPa。

(7)终孔标准

在标准压力条件下，钻孔注浆量不足1 L/min时，持续稳压2～3 min，如果压力保持不变，或减小5%以内，则完成注浆。

(8)封孔

待钻孔注浆完成后，将孔中的套管拔出，然后利用细石混凝土进行封孔。并对泵机、搅拌机、套管等进行冲洗，准备对下一个钻孔进行注浆施工。

(9)效果检查：在注浆开始前和完成后，对物探成果资料进行对比与分析，以确定注浆的效果；在注浆开始前和完成后，对单位长度实际吸水量进行对比，以确定注浆的效果。

3.5 施工注意事项

(1)施工开始前先对沉降产生位置进行准确测定。

(2)钻孔应跳孔进行，一般不得在钻完所有孔之后再注浆，因为这样容易发生串浆，使注浆不密实，还会增加处理工作量。对此应按照从两侧到中间的顺序进行，以达到理想的注浆效果。

(3)在注浆时要做好各项记录，如注浆数量、压力、时间、地表情况，然后根据这些记录绘制注浆数量、压力和时间之间的关系曲线。

(4)在整个注浆过程中都必须认真做好数据资源的记录、分析及整理。

(5)在注浆施工完成后应立即使用细石混凝土对钻孔进行封闭。

3.6 施工常见问题与处理

(1)当产生冒浆与漏浆现象时，需根据实际情况通过表面封堵、掺加适量速凝剂来及时处理。

(2)当产生串浆现象时，若串浆孔具备进行注浆施工的条件，则可一同注浆，每个泵机只能注一个钻孔，否则要将串浆孔堵住，在注浆孔施工完成后，对串浆孔实施扫孔。

(3)钻孔的注浆必须保持连续，如果因故中断，则应根据下列要求处理：尽量早的恢复注浆，若需要很长时间才能恢复，则要进行洗孔，如果洗孔无效，需扫孔。

在刚开始恢复注浆时，需要使用开注时使用的水泥浆，之后确定注入率和中断之前相等后，用中断前所用水泥浆注浆，这样做的目的是保证孔内浆液的均匀性。

3.7 质量控制与检验

(1)对施工原材料进行分期与分批供应，并保证原材料的质量，及时予以检查验收，加强现场保管及发放。所有类型的材料都要在经过检验并确认合格之后才能正式使用施工，未经检验与检验结果不合格的材料不允许在施工中使用，否则将造成质量问题或隐患。

(2)在注浆开始前与完成后都要通过注水试验来确定实际吸水量，通过对注浆开始前和完成后试验结果的对比，能确定注浆效果，当注浆完成后实际吸水量不超过注浆开始前3%～5%，则说明注浆效果达到要求。

3.8 施工安全与文明工地

为保证施工安全，首先要建立完善的岗位责任制，并在施工中严格执行，设立专门的安全员，对整个安全生产过程进行监督管理；其次全体施工人员在进场前都必须按照要求佩戴劳保用品，并在现场准备好消防器材；最后要加强对施工机械设备的检查、维护，使其始终处在良好运行状态，所有电器都要可靠接地。

文明工地：机械设备及材料在现场布置应合理有序；有条件时施工人员应穿统一工作服，注重个人仪表，不赤膊、赤脚；钻孔时产生的土及时处理；施工中产生的各类废弃物及时进行统一处理，禁止随意排放、倾倒，以免污染环境。

4 结束语

综上所述，压力注浆能有效提高路基强度，解决沉降等问题。目前本工程的路基注浆加固已经顺利完成，经对比确认注浆达到了良好效果，施工质量合格，以上注浆施工技术合理可行，值得类似工程参考借鉴。