公路路基沉陷注浆施工技术

马艳艳

（驻马店市公路工程开发有限公司，河南 驻马店 463000）

我国公路桥梁路基施工受多种原因的影响，导致施工过程存在许多不可控因素，施工质量稳定性不足，整体施工效益较差。对此，探讨注浆技术在公路桥梁路基施工中的应用具有实际意义。

1 注浆技术基础原理

注浆技术是使用预先制作好的水泥、水玻璃以及其他的材料共同制作成浆液，根据一定的掺和比以及压力将其注入到桥梁缝隙、地基软弱层当中，实现对具体位置的强化处理。利用浆液隔水、快凝等特点，促使注浆及其周边的土层介质发生相应变化，最终提升公路桥梁路基的安全性、隔水性。注浆技术的优势在于施工速度快、设备要求较小以及应用范围广泛，几乎可以应用在所有的地基施工项目中。还可以通过浆液的基础原理进行调整后应用，对周边土壤和岩土形成一定的固定作用，加快其快速凝固与融合的同时，提升整个桥梁路基的安全性、隔水性和稳定性。

2 注浆加固的关键因素分析

2.1 沉陷原因

1） 路基存在裂缝在高速公路建设、运营阶段，受到环境因素、人为因素等影响，不可避免地路基会出现裂缝，随着时间的推移裂缝逐渐延伸、扩大，从而导致路基出现沉降；2） 回填、碾压不当在高速公路建设过程中，如果路基回填速度过快，碾压不充分、不到位，会导致路基密实度不足。在公路运营阶段，路基会在填土自重和车辆荷载的长时间作用下不断被压密，导致出现沉陷等病害；3） 前期勘察不到位路基施工过程中破坏了地下水系统，地下水的作用导致路基的承载力、强度降低；路基土中有多种填料，其工程性质各不相同，随着时间的推移，在荷载的作用下，路基出现不均匀沉降，导致沉陷；4） 维修养护不及时公路出现裂缝、龟裂等病害时未及时维修，雨水沿着裂缝渗入路基，在行车荷载作用下产生动水压力冲刷填土层，加速路基的沉陷。

2.2 注浆法加固机理

注浆法是通过路面钻孔，利用液压、气压等注浆设备，将水泥浆液通过管道注入地基中，压入土中的水泥浆会与土发生物理化学作用，浆液由于压力作用会渗透填充土颗粒之间的空隙、裂缝，并把土颗粒挤压密实，而且水泥浆与土颗粒发生离子交换作用，土颗粒集聚，路基孔隙率下降，水泥浆经过一段时间后会水化硬化，并且与土颗粒发生固化作用，形成一种特殊的胶体结构，原本松散的土颗粒就会胶结形成一个整体，从而提高了路基的强度与稳定性。

2.3 注浆材料

目前主要有渗入性注浆、劈裂注浆和压密注浆三种注浆形式，常采用的是渗入性注浆法。渗入性注浆法，顾名思义，就是在注浆压力的作用下，水泥浆液渗入到土体孔隙和裂缝，因而浆液中水泥颗粒的尺寸必须小于土体的孔隙，并且注浆压力越大，浆液的扩散面积就越大，土体的吸浆量也就越大。目前常用的注浆材料为42.5#普通硅酸盐水泥、无外加剂的水泥净浆。由于纯水泥净浆的凝结时间较长，易受到水的冲刷侵蚀，影响交通通行，可以在水泥浆液中加入一定量的水玻璃或石灰，加速水泥浆的凝结。考虑到浆液的渗透能力越强，路基加固的效果可能越好，可在水泥浆中加入适量的磷酸二氢铵，以提高浆液的渗透力。还可以有针对性地采用凝结速度快、早期强度高的硫铝酸盐水泥以及具有膨胀效果的VAE 乳液与普通硅酸盐水泥复配的浆液。

3 施工工艺

3.1 准备工作

对施工段进行地质勘探，确定沉降处的地形、地质情况，检测土体的塑限、液限、最佳含水量等。根据该路基土质情况、所需浆液凝结时间，在室内进行水泥浆液配合比设计。现场进行注浆试验，测试该路基浆液的注入率和有效扩散面积，选定布孔间距，设计注浆布置图，计算材料用量，根据注浆布置图进行放样，布设水准点、控制点。

3.2 新型注浆材料配合比设计

注浆法是处治路基沉陷病害最有效的方法之一，但由于道路施工时间紧、面积小等外界环境原因会对水泥注浆材料提出更高的要求，且传统的水泥注浆材料具有凝结时间长、早期强度较低、凝结硬化后体积明显收缩等缺点，使目前水泥注浆材料无法满足快速修复沉陷病害的要求。本文在以往注浆材料研究的基础上，以硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、VAE 乳液为原材料，对新型注浆材料配合比进行设计，以满足工程病害修复需求。

3.3 布孔、钻孔

在沉陷位置处按梅花桩形布置注浆钻孔，孔间距为1.0m，确保被加固土体在平面和空间内连接成为一个整体。布设范围要超出路基沉陷部位一定的范围，沉陷严重的地方可以根据具体施工情况调节孔距大小。如果因为某些条件的影响，钻孔不能放置在设计位置，那么可以在不扰动其他已就位钻孔的前提下，就近布置钻孔。

3.4 埋管、注浆

采用振动沉管机依次将直径为20mm 的高压花管沉入注浆孔。注浆管下部有许多小孔，将小孔和注浆管下部开口多层封闭。注浆管必须一次性放到设计深度，在到达孔底后孔口处预留0.5m。小型搅拌机拌制水泥砂浆，采用掺加了速凝剂的42.5#普通硅酸盐水泥，水灰比为0.8。通过高压注浆机将水泥砂浆灌入，注浆压力为1MPa 左右。采取先外围、后中间的间隔注浆方式，从路基沉陷的外部开始，每隔一排、隔一孔注浆，呈环形包围状，中间部位也同样隔排隔孔注浆，最后加密注浆。注浆过程中要时刻关注孔内、邻孔的浆液上升情况，以及孔四周的情况。如发现周边有漏浆、路面鼓起等状况，要立即采取措施进行处理，处理好之后再继续注浆。水泥浆凝结后，由于收缩作用，路基仍可能存在一些裂缝，对此进行补浆处理。

3.5 施工顺序控制

公路桥梁路基施工期间需要做好注浆顺序的合理控制，主要采用由下至上的顺序进行控制。首先需要做好钻孔放样处理，之后进行公路或桥梁的底部加固处理。施工之前需要保障水泥比例的合理性，做好配合比的试验检测，避免压力不足或过高所导致的各种风险。

3.6 强化施工管理

施工期间需要做好科学的管理，只有将合理的地基加固方式以及科学的管理方式结合才可以更好地保障整体施工质量。目前，施工方面仍然存在许多的管理问题，例如注浆施工期间机械的行走路线、施工速率不合理、地基扰动问题突出等，都会导致地基加固均匀程度不足，场地沉降不均匀表现也会非常突出，所以，做好科学的管理非常重要。在市政道路施工中需要提高对软土地基的重视度，在处理期间考虑环境方面的因素，例如注浆施工期间可能会出现各种挤压变形，从而出现沉降与位移。另外，施工期间如果出现沉降，则需要做好针对性质量控制。根据变形观测采取必要措施。路基的支护结构变形观测内容涉及到边坡的变形、周边建筑物以及地下管线的变形观测等内容，借助对监测数据的及时性分析，可以及时掌握土方开挖和支护设计的具体情况，从而保障注浆施工的整体效益。

4 处治效果

4.1 平整度

路面平整度不仅影响道路行车舒适性与安全，而且影响路基工作区深度，通过对处治后路面平整度的检测，可直观地体现路面处治后的效果，另外可以掌握以后路基工作区的深度，有效避免路基的处理深度。

4.2 弯沉检测

在路基沉陷病害处治完成后，分别对道路的垫层、基层和面层进行弯沉检测，并根据《公路工程质量检验评定标准》 （JTGF80/1-2004） 要求，检测道路弯沉值以评价该处治方法的有效性。

5 结语

注浆技术主要是通过灌浆填充、挤密等作用达到处治沉陷病害的目的，具有重要的工程价值。本文通过流动性试验、凝固试验、体积膨胀率试验和抗压抗折强度试验提出一种新型注浆材料配比，并系统研究相应的注浆工艺，结合处治后路面平整度、弯沉值评价处治效果。结果表明：该新型注浆材料和注浆工艺的应用，可有效完成对路基沉陷病害的处治，提高道路行车舒适性和安全。