注漿工藝在路基加固維修中的應(yīng)用

1、注漿工藝在過(guò)境公路路基加固維修中的應(yīng)用隨著經(jīng)濟(jì)的日益快速發(fā)展和城市生活水平的不斷提高，人們對(duì)道路交通的 要求越來(lái)越高。 *從 2000 年開(kāi)始也對(duì)城市道路進(jìn)行了大范圍的新建和改擴(kuò)建， 并提出了強(qiáng)基薄面（俗稱(chēng)白 +黑）的設(shè)計(jì)理念。經(jīng)過(guò)多年的使用，采用強(qiáng)基薄 面部分路段出現(xiàn)了一些嚴(yán)重的問(wèn)題。過(guò)境公路（翠微大道梅電路）段就采用 了該方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于車(chē)流量較大且重載車(chē)多，路面破損嚴(yán)重。一、概況過(guò)境路（梅電路翠微大道）工程全長(zhǎng) 2452 米，是在原 104 國(guó)道基礎(chǔ)上 進(jìn)行拓寬改造而成大部分為兩側(cè)拓寬。路幅布置為 4.0m （北側(cè)人行道） +16m （行車(chē)道） +9m（中央綠化帶） +16m（行車(chē)道）

2、 +5m（南側(cè)人行道） =50m（紅 線(xiàn)寬度）原設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)為： 老路利用及開(kāi)山處： 25cmC25 基層+土工布+8cm 瀝青砼拓寬處： 40cm 統(tǒng)渣墊層 +25cmC25 基層+土工布 +8cm 瀝青砼。2008 年對(duì)該段道路破損情況進(jìn)行了調(diào)查， 從調(diào)查的情況看路面破損主要為 裂縫，其次為脫皮、掉粒和坑槽破壞形式并有多處修補(bǔ)，通過(guò)探地雷達(dá)檢測(cè)發(fā) 現(xiàn)路基都有不同程度的疏松現(xiàn)象，路基與路面之間存在脫空現(xiàn)象。裂縫以橫裂 為主，并且每條裂縫相隔距離基本為 5m 或 5m 的倍數(shù)，說(shuō)明橫向裂縫基本發(fā) 生在每塊混凝土板的伸縮縫上，超車(chē)道路面破損比快車(chē)道和慢車(chē)道破損嚴(yán)重。二、加固方案的選擇 本次工程主

3、要是對(duì)路面基層脫空現(xiàn)象進(jìn)行處理，通過(guò)了解國(guó)內(nèi)外的一些加 固技術(shù)，對(duì)加固方案進(jìn)行了比較，主要選取比較舊水泥混凝土板塊碎裂處理技 術(shù)和注漿加固技術(shù)。1. 舊水泥混凝土板塊碎裂處理技術(shù)先銑刨原瀝青面層， 接著采用美國(guó)共振機(jī)械公司研發(fā)的 RPB 碎石化法（簡(jiǎn) 稱(chēng)共振碎石化法） 進(jìn)行碎裂處理消除板下脫空及路基疏松情況后， 再加鋪 30cm 厚水泥穩(wěn)定碎石層，然后再水泥穩(wěn)定碎石層及兩層瀝青面層間噴灑一層瀝青粘 層油，最后再加鋪瀝青罩面層 （4cmSMA-13 間斷級(jí)配瀝青混合料 +9cmAC-25C 粗型密級(jí)配瀝青混凝土） 。共振碎石化法是采用設(shè)備獨(dú)特的共振技術(shù)可以持續(xù)產(chǎn) 生高頻低幅的震動(dòng)能量，通過(guò)破碎錘

4、頭傳遞到水泥混凝土板塊里，該設(shè)備只是 將作用力擴(kuò)展到板塊的邊緣即完成了能量的傳遞，對(duì)板塊周邊的結(jié)構(gòu)設(shè)施及基 層不會(huì)造成任何損壞。本加固方案能徹底處理水泥混凝土板下脫空及路基疏松 情況，但在老路面上加鋪 30cm 水泥穩(wěn)定碎石層對(duì)道路兩側(cè)的建筑物高程影響 較大。2. 注漿加固 先銑刨原瀝青面層，在水泥混凝土板塊布設(shè)梅花形注漿孔，通過(guò)注漿孔向 土層中加壓灌入一定水灰比的漿液，在土體中形成圓柱狀漿體和方向各異、厚 薄不一的片狀、條狀、團(tuán)塊狀漿體，由這種樁柱體與壓密的地基土形成復(fù)合地 基起到控制沉降、提高承載力的作用，待漿液養(yǎng)護(hù)到期后在水泥混凝土板塊上 鋪設(shè)一層 1cmSAMI 應(yīng)力吸收層（采用橡膠瀝

5、青） ，用于防止面層反射裂縫，最 后再加鋪 4cmSMA-13 間斷級(jí)配瀝青混合料 +6cmAC-20C 粗型密級(jí)配瀝青混凝 土。該加固方案不涉及到道路標(biāo)高的調(diào)整。經(jīng)過(guò)多次的方案討論， 綜合了對(duì)道路周邊、 交通、環(huán)境的影響及經(jīng)濟(jì)效益， 最終選用了對(duì)路基進(jìn)行注漿加固進(jìn)行處理。三、路基注漿施工工藝1. 漿液類(lèi)型及配比 壓入板底的漿液應(yīng)具備以下特征：一是顆粒粒徑小、流動(dòng)性大，能順利壓 進(jìn)板底空隙；二是弱收縮性，能充分填充板底空隙；三是應(yīng)具備比較高的強(qiáng)度 以承受車(chē)輛荷載的作用。注漿材料及配比根據(jù)板下脫空程度、注漿時(shí)的氣候條 件、工程進(jìn)度及開(kāi)放交通的時(shí)間進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)合本市人民 路路基注

6、漿施工的經(jīng)驗(yàn)，最終確定采用水泥砂漿作為注漿液，配合比為水泥： JK-10 修補(bǔ)劑：細(xì)砂：水 =1:0.02:0.25:0.5 。板底脫空灌漿材料主要技術(shù)性能應(yīng) 達(dá)到如下要求：具有自流淌密實(shí)性；早期具有一定微膨脹性能，砂漿 14d 水養(yǎng)護(hù)膨脹率大于 0.02% ；凝結(jié)時(shí)間適中， 初凝時(shí)間不早于 2h，終凝時(shí)間不 超過(guò) 3.5h ；早強(qiáng)高， 12h 抗壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到 3.5MPa 。2. 注漿深度及位置該段加固維修段原結(jié)構(gòu)層為 8cm 瀝青面層+25cm 水泥混凝土板塊 +40cm 統(tǒng)渣，為此選取距路面 -0.6m 進(jìn)行注漿，既將注漿管伸入統(tǒng)渣墊層。后經(jīng)過(guò)試 驗(yàn)由于礦渣中成孔，將注漿孔深度加深到距路

7、面 -0.8m 后注漿量才有所增加， 并對(duì)板間彎沉差有一定的減少。注漿孔的平面布置主要根據(jù)注漿范圍和注漿滲透半徑有關(guān)，注漿滲透半徑 與土的滲透系數(shù)、 漿液粘度、注漿壓力等有關(guān)，由于統(tǒng)渣均一性差，其孔隙率、 滲透系數(shù)變化大，因而僅用理論公式計(jì)算漿液擴(kuò)散半徑顯然不甚合理，根據(jù)大 量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，暫定擴(kuò)散半徑為 1.5m ，并進(jìn)行了試驗(yàn)，平面布置如圖。3. 注漿量及結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)理論計(jì)算單孔注漿量為 1.54m 3，注漿壓力與土的重度、強(qiáng)度、初始應(yīng) 力、孔深、位置及注漿次序等因素有關(guān)，根據(jù)有關(guān)公式計(jì)算，暫定注漿壓力 0.3MPa-0.4MPa 。注漿采用以注漿總量為主和注漿壓力控制為輔的雙重控制辦法，注

8、漿結(jié)束 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)下列情況綜合決定： a、注漿壓力出現(xiàn)突變； b、地面冒漿； c、地 面稍微抬升或注漿點(diǎn)附近局部擁包； d、在規(guī)定的注漿壓力下，孔段吸漿量小 于 0.6L/min ，延續(xù) 30min 即可結(jié)束注漿。4. 注漿效果驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)注漿施工完成 3d 后才可開(kāi)放交通，質(zhì)量檢驗(yàn)在 7d 后進(jìn)行。根據(jù)正方形布 孔原則，相鄰 4 個(gè)注漿孔的中心為注漿加固的薄弱環(huán)節(jié)， 故取該處作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)。 通過(guò)注漿前后彎沉檢測(cè)結(jié)果的對(duì)比、 鉆芯取樣對(duì)注漿的擴(kuò)散半徑、 結(jié)構(gòu)層膠結(jié)、 加固效果的分析，最終得出注漿效果評(píng)價(jià)， 要求板塊接縫處彎沉差低于 0.06mm 和平均彎沉不高于 0.2mm 。對(duì)加固效果不理想的區(qū)域

9、可進(jìn)行二次加密注漿， 再 做檢測(cè)。5. 注漿施工技術(shù)要點(diǎn)（1）灌漿孔與面板邊的距離不應(yīng)小于 0.5m 。在一塊板上， 灌漿孔的數(shù)量一 般為 5 個(gè)，也可根據(jù)情況確定。用鑿巖機(jī)在路面上打孔，孔的大小應(yīng)和灌注嘴 的大小致，一般為 50mm 左右。在統(tǒng)渣中鉆進(jìn)時(shí)，若孔壁不穩(wěn)，可下入導(dǎo)管護(hù) 壁。灌漿孔鉆好后，應(yīng)采用壓縮空氣將孔中的混凝土碎屑、雜物清除干凈，并 保持干燥。（2）注漿管安放及孔口封堵注漿管下端設(shè)置下端封口的花管，花管孔徑 8，孔隙率 15左右；在花管外壁包扎一層軟橡皮，以防流砂涌進(jìn)花管導(dǎo)致注漿無(wú)法進(jìn)行。當(dāng)成孔達(dá)到預(yù)定 深度后，將注漿管下到位，再用水泥袋放入孔中基層底部包裹注漿管并接觸孔 壁

10、即架橋，然后投入粘土分層夯實(shí)至孔口。（3）攪漿先往攪拌漿筒內(nèi)注入預(yù)定的水量并開(kāi)動(dòng)攪漿機(jī)后， 再逐漸加入 425 普通硅酸鹽水泥直到預(yù)定的用量， 攪拌3min 5min后將漿液通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)流到 儲(chǔ)漿筒內(nèi)待灌。（4）注漿壓力采取二次或三次升壓法來(lái)控制，即注漿開(kāi)始采用低壓（小于 01MPa ）或自流式注漿，對(duì)統(tǒng)渣而言，當(dāng)吸漿量較大時(shí)采取間歇注漿或用砂 漿灌注，終灌時(shí)的壓力要達(dá)到設(shè)計(jì)值；注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)執(zhí)行。（5）封孔注漿結(jié)束后及時(shí)封孔， 即注漿結(jié)束過(guò)半小時(shí)后， 排除孔口封堵物， 再往孔內(nèi)投入砂石直到基層頂面，過(guò) 24h 后，若漿液下沉，再補(bǔ)充水灰比 0.5 的漿液至基層頂面。6. 面層的修復(fù)（1

11、）瀝青材料采用標(biāo)號(hào)為 70的重交通 A級(jí)石油瀝青，橡膠粉細(xì)度 40目，摻量為基質(zhì)瀝青 的20% 。橡膠瀝青的質(zhì)量應(yīng)符合 橡膠瀝青及混合料混合料設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南 中溫區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。橡膠瀝青用量為 2.4kg/m2 。（2）集料撒布的碎石為 13.2 16mm 粒徑石灰?guī)r碎石， 其中要求 16mm 通過(guò)率大于85% ，13.2mm 通過(guò)率小于 15% 。碎石的用量為滿(mǎn)鋪面積的 60 70之間。（3）施工工藝應(yīng)力吸收層施工順序： 準(zhǔn)備工作上料、攤鋪碾壓養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢測(cè)。 施工時(shí)，應(yīng)注意幾點(diǎn)：1）為保證霧狀噴灑而形成均勻、等厚度的瀝青膜，必須保證 橡膠瀝青灑 布溫度在 170 以上2）灑布橡膠瀝青封層的施工氣

12、溫不應(yīng)低于 15，大風(fēng)、濃霧或下雨天不 得施工。3）噴油嘴高度不同瀝青膜厚度不同 （各個(gè)噴嘴噴出的扇形霧狀瀝青重疊情 況不同 ），通過(guò)調(diào)整噴嘴高度使得瀝青膜厚度適應(yīng)和均勻。4）碎石封層車(chē)應(yīng)以適應(yīng)的速度勻速行駛， 在此前提下石料和粘結(jié)料兩者的 撒布率必須匹配。5）橡膠瀝青與碎石灑布后，應(yīng)立即進(jìn)行人工修補(bǔ)或補(bǔ)撒，修補(bǔ)的重點(diǎn)是起 點(diǎn)、終點(diǎn)、縱向接縫、過(guò)厚、過(guò)薄或不平處。6）派專(zhuān)人手拿竹掃帚緊跟同步碎石封層車(chē)后邊，及時(shí)把彈出攤鋪寬度（即瀝青灑布寬度 ）外的碎石掃到攤鋪寬度內(nèi)； 或加工擋板防止碎石彈出攤鋪寬度。7）當(dāng)同步碎石封層車(chē)上任何一種料用完時(shí)， 應(yīng)立即關(guān)閉所有材料輸送的控 制開(kāi)關(guān)。查對(duì)材料剩余量，

13、校核拌和準(zhǔn)確性。8）在瀝青灑布過(guò)程中應(yīng)重視接頭的施工處理， 主要包括橫向接頭和縱向接 頭的處理。在橫向接頭位置，再次施工時(shí)既要與前次施工緊密銜接，同時(shí)也要 避免與前次施工斷面重疊， 可 在每次橫向接頭灑布前采用油毛氈沿接頭邊緣 將已鋪灑的路段遮蓋住，然后再進(jìn)行施工。9）縱向接頭施工時(shí)要保證最外側(cè)噴頭與接頭邊緣線(xiàn)在同一條線(xiàn)上。10）在靠近路緣石和邊緣 20cm左右的寬度， 在不影響攤鋪機(jī)運(yùn)行的位置可 不撒碎石，更便于層間的粘結(jié)。11）在灑布施工中，為了保證灑布的均勻性，應(yīng)注意灑布車(chē)輛的啟動(dòng)階段、 縱橫向的交接位置，不能出現(xiàn)重疊和漏灑現(xiàn)象。如造成局部重疊，應(yīng)在膠輪碾 壓前采用人工清理的方法將多余的

14、碎石清掃干凈。12）為了保證橡膠瀝青品質(zhì)的穩(wěn)定，一般當(dāng)天加工，當(dāng)天灑鋪，橡膠瀝青從加工到灑鋪一般不宜超過(guò) 24h13）在整個(gè)施工過(guò)程中時(shí)刻監(jiān)控橡膠瀝青的粘度變化，保證橡膠瀝青的質(zhì)量穩(wěn)定14）橡膠瀝青灑鋪前應(yīng)注意接縫位置的控制，避免重疊，導(dǎo)致瀝青灑鋪量 過(guò)多，造成泛油。15）灑布的碎石應(yīng)均勻，不能重疊或漏灑，必要時(shí)需要人工進(jìn)行整理。16）防水粘結(jié)層應(yīng)每 1000m2 現(xiàn)場(chǎng)抽檢一次瀝青灑鋪劑量，誤差不應(yīng)超過(guò) 0.15kg/m2 。施工后應(yīng)力吸收層同步碎石封層車(chē)四、 效果比較 板間彎沉差是檢驗(yàn)路基注漿效果的主要手段，測(cè)試的方法就是對(duì)接縫一側(cè) 的板塊施加荷載， 根據(jù)板塊兩側(cè)彎沉的變化來(lái)計(jì)算接縫傳荷能力

15、。 水泥混凝土 路面設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)于接縫傳荷系數(shù)的計(jì)算方法，即接縫傳荷系數(shù)等于接縫兩 側(cè)板塊彎沉值的比率。但只控制接縫兩側(cè)的彎沉的比例還不夠，還要控制接縫 處的彎沉差，彎沉差就是接縫兩側(cè)彎沉的差值。通過(guò)注漿前后板間彎沉差的比 較，注漿效果比較的顯著。見(jiàn)表K1+260-K1+310 南側(cè)第二車(chē)道數(shù)據(jù)比較樁號(hào)項(xiàng)目260265270275280285290295300305310注漿前板 間彎沉差120657055728352644892注漿量（ m3 ）0.600.470.980.220.600.880.920.740.331.511.69注漿后板 間彎沉差2511351715322002430通過(guò)數(shù)據(jù)比較，對(duì)于板間彎沉差有了顯著的提高，在該段注漿過(guò)程中樁號(hào) K1+305 施工時(shí)進(jìn)行了二次的注漿，因此注漿量較大。五、 結(jié)束語(yǔ) 施工完成并在使用一年多后，該段道路的反射裂縫有了明顯的改善，首先 是對(duì)路基進(jìn)行了注漿加固后減少了板間彎沉差， 促使瀝青面層的疲勞損壞減輕， 再者 1cm 應(yīng)力吸收層（ SAMI ）也消散了應(yīng)力集中現(xiàn)象，起到了一定延緩反射 裂縫的作用。注漿工藝在城市道路維修中運(yùn)用還不廣泛，在本工程中優(yōu)勢(shì)較明 顯，主要有以下幾點(diǎn)： 1. 工程造價(jià)低； 2、工期短，施工作業(yè)面??；