压力灌浆技术在公路工程路基沉陷施工中的应用

李团辉 朱自波

摘 要：公路在长期运营使用中，不可避免会遭到一些损害，对路基质量造成一定的影响。其中，压力灌浆技术的应用，能够在较低的成本下，实现良好的施工质量，保障路基的稳定性和坚固性。本文详细分析了压力灌浆技术在公路路基施工中的应用，希望能够有效控制病害。

关键词：压力灌浆技术;公路;路基;施工

在公路施工中，往往会出现路基沉降的现象，对公路质量造成了严重损害，应引起高度重视。采用压力灌浆技术，能够使路基的稳定性得到有效提升，在优化路基的基础上，切实保障公路的施工质量。这项技术在应用的过程中，具有相应的难度，必须对施工环境和施工特点进行详细分析，把握其关键性环节，处理好各个细节，增强施工方式与实际情况的一致性，充分发挥出技术的优势，切实提升公路路基的质量，实现公路运输事业的稳定性进步。

1 压力灌浆技术的原理

按照灌浆加固原理压力灌浆技术可分为压密灌浆、劈裂灌浆与渗透灌浆等等。

压密灌浆技术经过浆泡与挤压附近的土壤达到加固效果。劈裂灌浆技术是经过浆脉挤压与加固土体，达到加筋土的效果。渗透灌浆通过水泥浆液凝结性能把松散的岩层凝结成一个整体，大大提高了岩层的稳定性。

压密灌浆加固的效果较好，由于其影响很小，只适用于对小范围土体的加固;浆液中灌浆压力与固体的粒径影响到渗透灌浆的扩散效果，压密灌浆加固的范围与土體的密实度、浆材性质密切相关，该技术主要用于粗颗粒岩土层中;而劈裂灌浆在压力作用下，使得浆脉延伸远，通常用于加固大范围的岩土层。

2 公路工程路基沉陷导致的原因

1）公路路基填方压实度不够。路基在公路工程施工中发挥最主要的受力组成部分，所以，必须要使用科学有效的路基填方压实方式。不过，在施工过程中，通常会因为土层含水量控制难度比较大，施工压力和压实时间不合理时间等因素，往往没有办法对路基进行很好的压实工作。

2）公路路基中含有软弱土层。在公路路基施工过程中，公路承载力都会因为施工路段本身的原因（比如地质条件糟糕、地面软弱等）受到很大的影响，其中，路基施工整体质量受软弱土层的影响最大，路面出现沉陷、塑性挤压以及原路面土层下沉、位移等病害都是因为软弱土层自身力学性质太低原因造成的。

3 工程概况

某公路工程A段总长为40m的路基，在施工过程中没有进行分层填筑和碾压，导致在一段时间以后路基达到固结，产生一定沉降。另外，施工过程中正值雨季，沉降部位长时间被水浸泡，同时还有大量的水进入到路基中，使路基土强度大幅降低，整体软化并沉陷。经调查，沉陷区总长为30m左右，宽为28m左右，总面积达800余m2，沉陷最深处可达20cm。目前，本工程底基层、基层、下面层作业均已完成，应对路基沉陷进行及时有效的处理，避免对路面施工造成影响，延误工期，影响质量，通过研究后决定采用压力灌浆的方法进行处理，提高路基整体强度，保证路基稳定性。

4 压力灌浆技术在公路路基施工中的应用

1）准备工作。通过对施工试验记录的检查发现，路基土最大干密度为1.97g/cm3，最佳含水量为18.8%，塑、液限分别为22.4%和32.4%，塑性指数为10%。以此为基础开展地质钻探，采用标准贯入试验的方法，通过试验确定路基土整体松散情况与呈松散状态的土层具体分布位置和范围并在现场进行取样用于压实度检测

2）灌浆材料配合比例的设计。灌浆浆液的配比值通常是根据相关的灌浆经验和数据得出来的，一般选用0.8：1到1：1的配合比进行水泥浆的掺配（水与石灰的混合），施工人员还可以使用水泥粉煤灰浆代替水泥浆，需要注意的是要按这个配比范围进行配置，并且在混合料中，水泥粉煤灰所占的比例得在20%～30%。

3）压力灌浆边界范围的确定。要明确压力灌浆边界范围就包括以下内容：（1）公路长度中轴线方向的处理;（2）灌浆宽度必须要在平面上确认好;（3）确认好纵向上的注浆深度。施工人员在进行灌浆施工过程中，遇到那些土质比较松软的地基时，需要注意的是要将它的承载力控制在不小于200KPa和不小于30cm的它的沉陷量标准设定，这样可以更好的使公路中轴线方向上的长度得到确定，横向处理宽度则是按照路堤底部宽度。

4）浆液扩散半径的确定。压力灌浆施工过程中的其中一个重要参数就是浆液扩散半径，浆液工程分量以及它的造价都会受浆液扩散半径的影响。现场注浆试验适用于那些地基条件和计算参数难度大的情况下对浆液扩散半径的有效确定;参考不同工程地质条件下的渗透系数推算适合的浆液扩散半径则适用于在试验资料不齐全的情况下进行的。

5）注浆孔的布置。公路工程沉陷路基的压力灌浆施工中，应当关注注浆孔的布置，注浆孔的布置位置应当极力促使相邻的各个孔范围重合，从而保障路基土能够成为完整的受力体系。布置的主要方式主要为多排孔布置以及单排孔布置。

6）灌浆液的确定。灌浆半径内圆柱体孔隙的总体积确定灌浆量体积，但通常注入的浆液都不能完全填满土体空隙，所以在计算灌浆量时，通常是理论值X小于1的数值，特别是实际操作中，计算单孔灌注量时，一般1号孔灌注量都是大于理论计算值和2号孔灌注量则是相反，这些都会很大程度影响单孔灌柱标准完成。而且灌注地层的连通性、土体的孔隙率以及灌注浆液的坍落度都决定性影响单孔灌浆量。

7）袖管注浆施工。浆液扩散距离可以用来确定注浆孔的距离，在地层条件下，浆液参数和注浆参数影响浆液扩散距离。三排孔注浆：适用于排空无法满足注浆要求情况下进行;多排孔注浆：可最大程度发挥注浆孔的潜力，更多的注入浆液，还能避免发生两排孔搭接不够密实和过多搭接浪费现象的发生。

5 压力灌浆技术要求

1）灌浆材料。压力灌浆的材料主要包括水泥和水。首先，公路路基沉陷灌浆施工中采取的水泥一般为硅酸盐水泥并且对水泥的细度要求较高。灌浆中水泥的选择应当满足公路路基沉陷灌浆施工的技术指标。此外，应当防止水泥出现受潮或者过期，施工用水泥的储存一般少于三个月。其次，灌浆施工中的水应当满足施工的要求，通常来讲，用来搅拌水泥的水温应当控制在40℃以下为宜。

2）灌浆设备。公路路基沉陷施工灌浆设备主要包括灌浆泵和钻孔设备。首先，灌浆泵选择应当注意灌浆泵的性能和浆液的浓度，一般来讲，灌浆施工工作开始之前应当预先运行搅拌机，从而确保具体施工工作能够稳定快速完成。其次，在公路路基沉陷施工中应当根据当地的具体地质采取合适的钻孔设备。主要应当确定钻孔设备的钻头和钻机。

3）浆液配置。公路路基沉陷施工灌浆浆液的配制中，对于原材料需要进行称量并且应当保障称量误差不超过5%。一般来讲，水泥等材料在实际工程中应当采取重量称量的方法。浆液的搅拌应确保充分地搅拌并且对搅拌机搅拌后的水泥浆液密度进行测量。公路路基沉陷施工的浆液温度应到控制在5～40℃。浆液温度不可超过这个标准，否则不可投入到实际的施工中。

4）灌浆压力确定与钻孔。公路路基沉陷压力灌浆施工中，应当控制注浆的压力。一般控制在0.2～0.4MPa之间。此外，可以根据上覆土层的厚度或者进行相关实验对施工中具体的注浆压力加以确定。灌浆钻孔施工中，应确保误差不超过5cm。此外，钻孔垂度的偏差不能超过1.5%，此外，钻孔厚度一般在20cm以下。在施工过程中，应当保障钻孔深度达到施工具体标准。

5）灌浆结束标准。公路路基沉陷压力灌浆施工的结束标准是灌浆压力达到施工的技术指标并且灌浆后稳定15min便可以结束灌浆的施工。此外，如果地面出现冒出浆液的现象，施工人员应当及时采取相应措施进行封堵。

6 结语

综上所述，压力灌浆技术具有成本低廉、操作简单及成型速度快等特点，在公路路基施工中应用的非常广泛。需要结合压力灌浆技术原理，在使用压力灌浆技术的过程中，有效控制这项技术的关键环节，对整个流程进行控制，有效改善岩土层的稳定性和抗压强度，预防公路病害的发生，提升公路的最终质量。

参考文献

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