高速公路静压灌浆技术在路基沉陷处理中的应用研究

文/刘健、孙涛

1 前言

高速公路的建设施工中，往往会遇到许多不同类型的工程，其中填方路基是较为常见的一种，填方路基在施工中，容易受到较多因素的影响。例如路基下层结构承载力不足、土体含水量过大、密实度降低等问题，这些问题一旦遗留，就会对高速公路的安全性造成极大的威胁。采用静压灌浆的技术，能够解决其中一些问题，并具有较多优势，例如使用这种方式能够提高施工速度、减小建设过程中的占地面积、整体施工的周期较短、对于周边环境造成的污染较小等，因此静压灌浆的技术在当前的高速公路建设的路基沉陷施工中具有较大的应用空间[1]。

2 工程概况

本文以某项高速公路的建设项目为案例，针对其中的高速公路路基静压灌浆技术的应用进行研究。该项工程在正式投入使用之后，其路面路基出现了较多的塌坑现象，这种情况对于正在使用中的高速公路来说是较大的安全隐患，行车的安全性以及行车速度都会受到一定的影响，且在一定的范围给车辆通行造成影响。通过分析，施工团队决定采用静压灌浆技术处理路基病害问题，基本施工思路为：处理沉陷路基杂物→路基钻孔→材料填筑[2]。

3 路基沉陷产生原因分析

该地区的降水时间较长，且降水强度高，因此高速公路路基内部的含水量较大，大量来自中央绿化带和裂缝中的雨水深入路基的内部，土的结构容易造成破坏，公路路基的强度也会大打折扣，进而出现沉降现象，同时分布状态不均匀还会引起大面积坍塌问题。

由于路面是填土层存在的侧向约束力不足，很容易出现施工强度下降的情况；同时，受到外界自然条件因素的影响，还存在软土下沉的情况；另外，土体结构的含水量大，路基会向侧方发生移动，路面的沉陷问题会更加严重。

一般来说，在高速公路的路基下方使用的填土属于渗透性的材料，空隙率较高，如果车辆的行驶使得公路的荷载加大，那么填土部分的空隙率会出现一定程度地下降，密实度上升，沉降现象将会更加严重[3]。

4 灌浆技术的应用

4.1 初步加固方案

4.1.1 袖阀管式注浆加固：采用该施工方法时需要了解施工情况，结合实际情况进行施工。在钻孔速度控制上，施工人员需要在分析沉陷深度后进行确定。另外，设定的深度是施工的依据，在灌注进壳料时，浆口的位置需要提前进行预留，包括注浆的外管也需要提前留出相应的位置；除此之外，在浆口的部位，应科学安装截止阀，保证水泥浆的注入效率，同时所有的设施安装都需要根据相关的要求进行，注浆过程的操作步骤应严格遵循相关规定，以此保证注浆的顺利完成。钻孔对于桩体来说较为重要，并且容易形成浆脉复合体，能够有效提高其抗剪力和路基的承载能力，因此施工人员应有效控制可能出现的路基裂缝。

4.1.2 合理布置静压灌浆孔。在路基沉陷问题处理的过程中，为了达到良好的处理效果，施工人员必须严格按照梅花形式进行施工，同时静压灌浆孔的位置也需要进行科学合理的安排，另外还要保证3m的排距，根据施工现场的实际情况适当调整排距，以此灌浆才能够正常顺利地进行。此外，要使灌浆过程正常进行，基础也需要严格把控，孔的深度一般情况下保持在3～9m 的范围内[4]。

4.1.3 预应力锚杆：路基和挡土墙需要保持稳定，一般情况下，在路基挡土墙选择相应合适的位置安放混凝土横梁和引力锚杆，同时作业阶段需要保证预应力锚杆长度满足实际需求。另外，为了提高施工质量，锚杆长度要稍微长一些，以此缓解沉陷问题；锚杆之间的距离需要科学间隔，按照3m 左右的距离最为科学。在预应力锚杆支撑的环节中，需考虑路基下沉带来的压力问题。为了提升整体强度，预应力锚杆直径可选择比常规的大一些。

4.2 袖阀管注浆工艺

在路基沉陷病害处理环节中，袖阀管的注浆工艺效果更加明显；但与此同时，需要达到其要求，按照相关的设计要求进行孔位的确定和放线工作。进行钻孔时，每一项工序都需要记录，且孔位发生的移动需要进行准确的测量，记录真实数据，并深入勘察地层的情况，针对实际情况做出针对性处理；除此之外，孔位还应保证位置的准确性，偏差不能够超过10cm。施工完成后安排工作人员检测孔洞的深度、宽度，保证各方面指标要求达到应用标准。

进行注浆工作时，截止阀的可靠性需要得到保证，注浆外管需要进行更加牢固的连接，注浆的效果才能够得到保证。在制浆时，首先需要严格筛选浆液，根据现场的实际情况搅拌浆液，操作过程应该严格遵循相关的规定对浆液进行检测，保证其密度符合标准。浆液的最佳使用时间是2h，在此期间浆液能够保持较高的性能，在注浆完成之后，工作人员需要对水泥的用量进行统计。冲洗压力应该选择80%的灌浆压力进行，并且需要尽可能在2h 内进行；在钻孔过程中，沉积物的厚度不能够超过20cm，否则会对下次注浆工作产生一定的不利影响。对于注浆压力和注浆量的问题，这两方面应在路基的沉陷修复工作中符合标准，以此才能进行最终的外管封口工作，对路基的沉陷问题进行修复[5]。

4.3 灌浆技术要求

4.3.1 材料选择

本工程施工主要材料为水泥材料，其规格型号为42.5#常规材料。在水泥的使用过程中，工作人员应该保证水泥的质量不能出现结块的现象，要选用新鲜且干净的水泥，同时使用的水泥需要经过筛选，例如不超过5%的80N/m 的方孔筛能够正常通过；另外，灌浆的用水，需要根据拌制水泥中用水的相关要求进行水量控制[6]。

4.3.2 设备

对于设备来说，地质条件是首要因素，首先需要根据施工场地的实际情况进行分析，在该项目中使用冲击式钻机和回旋式钻机两种设备。在灌浆泵的选择上，应根据灌浆使用的浆液浓度进行确定。一般来说，通过计算灌浆泵的工作压力，选择大于其1.5 倍的压力进行控制。施工阶段采用搅拌机进行施工，中途不能停止；在首次搅拌时，需进行试运行，并在试运行结束之后进行灌浆工作。灌浆需要承受至少1.5 倍的压力，管路应保证畅通，同时为了控制灌浆压力，可将压力表设置在孔口位置[7]。

4.3.3 操作方式以及压力确定

进行注浆时，压力一般情况下保持在0.2～0.3MPa；与此同时，需要掌握路面高程检测的情况和土层的厚度等情况，并将其作为参考进行调整处理。灌浆作业阶段，要保证浆液的深度以及密度达到施工要求。一般来说，按照从下到上的顺序对浆液进行灌注，且长度保持在0.75m，在沉陷路基病害处理时需要按照沉陷的类型、深度、范围合理确定施工方案，从而提升路基工程的强度。

4.3.4 浆液配比

施工时浆液比一般保证1.7～1.72，水泥用量为660L/m3。

4.3.5 灌浆孔封孔

灌浆施工工序完成后，需要在监理人员检查后才能进行封孔施工。一般而言，封孔施工方式有两种，即分段压力灌浆封孔、单段灌浆封孔，视具体情况选择。

5 施工质量管理要点

在高速公路路基沉陷病害处理环节中，需要构建质量安全管理小组，并对工程中的内容进行详细分工，在施工中出现的各种问题，工作人员应采取有效的整改措施，以减少工程出现质量问题；同时，还需要构建质量保证体系，将质量保证体系应用到工程实践中，做好施工过程的管理控制工作。检查管理工作应从三个层面进行，一是班组的自检工作，二是质检员的检查工作，三是专职质检员进行最终的检查工作。

6 结语

总而言之，在公路路基沉陷处理问题过程中，相关工作人员需要结合路基沉陷的病害问题合理使用处理技术，其中静压灌注浆技术在处理路基沉陷问题上能够取得很好的效果，因此，研究该技术的应用原理和施工工艺对促进公路交通事业的发展意义重大。