公路路基沉陷處理中的注漿施工工藝

公路路基沉陷處理中的注漿施工工藝摘要：本文首先介紹了公路路基沉陷的主要表現(xiàn)形式，分析了路基沉陷的原因。在此基礎(chǔ)上，以某高速公路工程為例，對(duì)該公路路基沉陷注漿技術(shù)進(jìn)行分析具體包括勘查放樣、設(shè)備材料選擇、漿液配置、注漿孔布設(shè)、注漿壓力設(shè)定、注漿、封孔等施工工序，為保證注漿施工質(zhì)量，給出了質(zhì)量保證措施并在完工后進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，旨在進(jìn)一步延長(zhǎng)該工程使用壽命。關(guān)鍵詞：高速公路；路基沉陷；注漿施工引言近年來(lái)高速公路的里程和覆蓋范圍不斷增加，其中有不少高速公路所在地區(qū)的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，存在大量的不良路基路段。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，在氣候和行車荷載的綜合作用下，這些高速公路路基逐漸出現(xiàn)各種病害，其中以路基沉陷最為普遍。路基沉陷減少了路面的使用壽命，同時(shí)對(duì)車輛的正常行駛產(chǎn)生較大的影響，存在安全隱患。目前我國(guó)主要采用注漿法和增設(shè)排水設(shè)施法來(lái)處理路基沉陷問(wèn)題，其中注漿法具有操作簡(jiǎn)單、工期短、對(duì)路基破壞小和施工成本低等優(yōu)點(diǎn)，是高速公路路基沉陷問(wèn)題的一種常用的處治技術(shù)。下面將對(duì)公路路基沉陷處理中的注漿施工工藝進(jìn)行分析：1、公路路基沉陷的主要表現(xiàn)形式（1）路基沉降：路基沉降主要表現(xiàn)為路基表面在垂直方向產(chǎn)生較大落差。路基沉降主要有兩種，一種為路基自身重力作用造成下沉，另一種是由于路基下方的土體其承載能力較差，在路基自身重力的作用下產(chǎn)生沉降或兩側(cè)擠出。（2）路基沉縮：在公路路基施工過(guò)程中，當(dāng)路基填料存在問(wèn)題、如采用粉質(zhì)土或含水過(guò)高的黏土等填料，不易壓實(shí)，或是路基在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)受到行車荷載和水的耦合作用下就會(huì)發(fā)生沉縮。路基沉縮通常多發(fā)生在黃土路基以及難以壓實(shí)的高液限黏土路基地區(qū)。（3）地基沉陷：在軟土路基地區(qū)以及山區(qū)的高填方路基路段，由于其地基的承載能力較差，在路基體自身重力和行車荷載所產(chǎn)生的附加應(yīng)力作用下地基發(fā)生沉陷，使得路面產(chǎn)生裂縫，影響路面的使用壽命。（4）橋頭跳車當(dāng)公路路基發(fā)生下沉或變形時(shí)，其公路橋梁與路基頂面就會(huì)發(fā)生不同程度的沉降，形成錯(cuò)臺(tái)，導(dǎo)致車輛在通過(guò)時(shí)發(fā)生跳躍的現(xiàn)象，影響車輛的正常行駛。（5）隧道口跳車在山區(qū)公路隧道口位置，當(dāng)隧道口內(nèi)外的路基發(fā)生不均勻沉降時(shí)，在隧道口就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)，車輛通過(guò)隧道口時(shí)就會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)，導(dǎo)致人體不適。2、路基沉陷的成因分析當(dāng)路基發(fā)生沉陷后會(huì)導(dǎo)致路面的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，影響車輛的正常行駛，具有較大的安全隱患。導(dǎo)致公路路基發(fā)生沉陷的原因較多，主要可以從以下幾個(gè)方面分析：（1）路基填料選擇不當(dāng)。填料是公路路基構(gòu)成材料中重要的一部分，當(dāng)路基填料出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，就會(huì)影響路基整體的質(zhì)量，導(dǎo)致路基發(fā)生沉陷。公路路基在建設(shè)過(guò)程中，當(dāng)采用凍土或淤泥等強(qiáng)度較低的材料作為路基填料時(shí)，就會(huì)影響路基整體的穩(wěn)定性，同時(shí)路基的質(zhì)量也無(wú)法滿足施工質(zhì)量要求，在車輛荷載長(zhǎng)期作用下路基就會(huì)發(fā)生不均勻沉降。（2）路基填筑方法不合理。當(dāng)公路路基為濕陷性黃土或者高液限黏土?xí)r，其抗剪強(qiáng)度通常較弱并且難以壓實(shí)，若路基施工時(shí)填筑方法選擇不合理，難以滿足施工質(zhì)量的要求，路基強(qiáng)度和壓實(shí)度較低，導(dǎo)致路基在工程結(jié)束后極易發(fā)生沉陷。（3）路基土含水量較高。路基土含水量較高是路基發(fā)生沉陷的最主要原因當(dāng)降雨量較大時(shí)，公路路基的排水設(shè)施無(wú)法及時(shí)將水排出，導(dǎo)致路基內(nèi)積存過(guò)多的雨水，路基在雨水長(zhǎng)期浸泡下就容易發(fā)生沉陷。當(dāng)高速公路路面出現(xiàn)裂縫后，裂縫未及時(shí)修補(bǔ)，雨水就會(huì)順著縫隙進(jìn)入到路基內(nèi)部，路基土的含水量就會(huì)增大，影響路基的穩(wěn)定性，引發(fā)路基沉陷［2。］3、公路路基沉陷注漿施工技術(shù)某公路于2015年完工并投入使用，由于當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境的影響，加之行車量的逐漸增加，導(dǎo)致部分公路不斷產(chǎn)生路基沉陷問(wèn)題，嚴(yán)重影響人們的行車安全，為盡快恢復(fù)公路的行車體驗(yàn)，研究決定在不影響公路正常運(yùn)營(yíng)的情況下，對(duì)該公路采用注漿加固技術(shù)進(jìn)行修復(fù)施工，以改善公路的使用性能。注漿處理技術(shù)的施工特點(diǎn)（1）注漿處理技術(shù)具有較強(qiáng)的施工靈活性，在施工過(guò)程中可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)路基沉陷的具體狀況來(lái)采用相應(yīng)的施工機(jī)械。（2）注漿處理技術(shù)的施工成本較低，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)注漿處理技術(shù)的操作難度較低，完成速度較快，處理效果較好，相對(duì)于傳統(tǒng)的處治方式極大地減少了施工成本，避免了施工延期和處理效果不佳等問(wèn)題。施工工藝勘查放樣（1）施工單位在注漿施工前，需先對(duì)本次施工場(chǎng)地進(jìn)行勘查，掌握施工路段的地質(zhì)情況、水文條件等信息，并對(duì)施工路段路基進(jìn)行取樣，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)，確定產(chǎn)生沉陷位置的土質(zhì)性能指標(biāo)，包括其含水量、塑限、液限等（2）結(jié)合勘查數(shù)據(jù)和檢測(cè)的相關(guān)數(shù)據(jù)，確定本次注漿加固施工采用的水泥漿配比，以及具體的加固施工方案，包括注漿位置、注漿孔數(shù)量、注漿孔間距等并結(jié)合施工方案設(shè)計(jì)，在施工路段進(jìn)行放樣工作，為注漿施工提供基礎(chǔ)條件。選定設(shè)備材料（1）在本工程注漿加固施工前要將施工所需的機(jī)械設(shè)備和材料準(zhǔn)備齊全，機(jī)械設(shè)備包括注漿泵2臺(tái)、鉆孔機(jī)2臺(tái)、水泥漿拌和機(jī)2臺(tái)、灑水車1輛、發(fā)電機(jī)2組、沉管機(jī)2臺(tái)，選用的機(jī)械設(shè)備在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)前，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)分析，確認(rèn)機(jī)械的使用性能后，方可進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。（2）本次施工采用的注漿材料主要為水泥漿，水泥漿的性能與工程路基的土質(zhì)情況越貼合，注漿加固效果就越明顯，因此，在選擇注漿材料時(shí)，要結(jié)合勘查工作中得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，根據(jù)工程路基土質(zhì)的參數(shù)，本次施工決定使用標(biāo)號(hào)為42.5的普通硅酸鹽水泥，水灰比根據(jù)吸漿量的不同設(shè)計(jì)為0.8和0.5，當(dāng)單孔吸漿量大于1.0t時(shí)，采用0.5的水灰比，單孔吸漿量小于l.Ot時(shí)，采用0.8的水灰比，漿液28d的抗壓強(qiáng)度應(yīng)不低于5MPa。（3）普通水泥漿的凝結(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，且極易被水稀釋沖刷，因此，本工程注漿施工采用的水泥漿中應(yīng)加入適當(dāng)?shù)乃倌齽?，縮短其凝固時(shí)間，選用的速凝劑可以為水玻璃或石灰，選擇的水玻璃為速凝劑，其添加量為3%，選擇石灰為速凝劑其添加量為5%?25%。配制水泥漿結(jié)合選擇好的水泥漿配比和拌和機(jī)械制備水泥漿，首先以機(jī)械的容量為依據(jù)，稱取足量的水，再根據(jù)水泥漿的水灰比，稱取適量的水泥材料，然后開(kāi)啟拌和機(jī)械持續(xù)拌和3min，在拌和過(guò)程中加入適量的速凝劑，待水泥漿液無(wú)沉淀后停止拌和，最后將得到的漿液進(jìn)行合理的存儲(chǔ)，漿液制備過(guò)程中，應(yīng)注意將不同水灰比的水泥漿液分開(kāi)進(jìn)行拌和、存放，避免影響水泥漿的質(zhì)量［3。］布設(shè)注漿孔本工程的注漿孔設(shè)置為梅花形，對(duì)深填土路基段的注漿深度設(shè)置為0.3?0.5m，軟基土的路基段注漿深度設(shè)置為0.5?0.8m，待注漿孔的位置、數(shù)量、間距等放樣工作完成后，進(jìn)行鉆機(jī)的安裝和成孔作業(yè)，鉆孔施工時(shí)，孔位的偏差不得超過(guò)5cm，垂直高度誤差不得超過(guò)1.5%，孔底最大沉渣厚度不得超過(guò)20cm，成孔后，應(yīng)組織進(jìn)行仔細(xì)檢查，檢查合格后進(jìn)行注漿作業(yè)。確定注漿壓力注漿作業(yè)前，先要設(shè)定本次施工注漿泵的注漿壓力，如注漿壓力設(shè)置過(guò)大，則公路兩側(cè)容易產(chǎn)生漏漿，如注漿壓力過(guò)小，則難以實(shí)現(xiàn)想要的注漿加固效果，因此，注漿壓力要控制在合理范圍內(nèi)，結(jié)合工程沉陷情況，注漿壓力控制在0.5?l.OMPa，注漿深度在0.3?0.5m時(shí)，注漿壓力設(shè)定為0.5MPa,注漿深度在0.5?0.8m時(shí)，注漿壓力設(shè)定為l.OMPa,最大注漿壓力不得超過(guò)l.OMPa，最小注漿壓力不得超過(guò)0.5MPa。埋管注漿（1） 注漿壓力設(shè)置完成后進(jìn)行埋管注漿作業(yè)，埋管采用振動(dòng)式沉管機(jī)進(jìn)行，通過(guò)沉管機(jī)將直徑20mm的高壓花管沉入合格的注漿孔內(nèi)，埋管工作應(yīng)一次到位并沉入指定的深度，與孔底保持0.5m的距離，方便注入水泥漿。（2） 根據(jù)設(shè)定好的注漿壓力，采用注漿泵向高壓花管中注入水泥漿液，注漿時(shí)要從外圍注漿孔開(kāi)始，向中間注漿孔施工并遵循隔空注漿的原則，同時(shí)在注漿過(guò)程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照施工步驟操作，密切注意孔內(nèi)漿液的變化情況，一旦出現(xiàn)路面鼓起或漏漿現(xiàn)象，要及時(shí)停止施工，采取必要的措施進(jìn)行處理，保證注漿工作的安全進(jìn)行。封孔作業(yè)注漿施工結(jié)束后，施工人員應(yīng)先拔出孔內(nèi)套管，再采用細(xì)石混凝土進(jìn)行封孔作業(yè)，封孔完成后還要用高壓水槍沖洗注漿設(shè)備，方便后續(xù)的鉆孔注漿施工，此外，在注漿結(jié)束后，注漿壓力應(yīng)大于0.2MPa，保證注漿質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3.3質(zhì)量保證措施（1）注漿過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)冒漿、串漿的問(wèn)題，一旦發(fā)生此類事故，不但會(huì)損失注漿材料，嚴(yán)重的話還會(huì)影響注漿工作的安全，因此，在施工中應(yīng)盡量避免注漿事故的發(fā)生，如發(fā)生注漿事故要及時(shí)采取有效的解決措施，如產(chǎn)生冒漿問(wèn)題，施工單位要及時(shí)采用水泥速凝劑和棉絮等進(jìn)行封孔，同時(shí)要降低注漿壓力，以減緩此類情況的發(fā)展速度，如發(fā)生串漿現(xiàn)象，施工單位可以延長(zhǎng)鄰孔的注漿間隔時(shí)間，必要時(shí)可以進(jìn)行封孔。

（2）為保證工程注漿施工效果，應(yīng)引進(jìn)監(jiān)測(cè)設(shè)備以實(shí)施施工檢測(cè)，時(shí)刻掌握注漿施工的質(zhì)量和效果，如有必要可以動(dòng)態(tài)調(diào)整注漿作業(yè)方案，以實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)，此外，可以加強(qiáng)試驗(yàn)檢測(cè)的力度，明確施工中的問(wèn)題，并及時(shí)組織技術(shù)員、施工人員對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，找出問(wèn)題原因，提出整改和優(yōu)化措施，確保路基注漿施工質(zhì)量［4。］（3）做好現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督工作，督促施工人員嚴(yán)格按規(guī)范操作，同時(shí)全面檢查施工材料、工藝、安全防護(hù)等措施，落實(shí)施工流程和要求，對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)提高施工人員的技術(shù)水平，充分調(diào)動(dòng)施工人員的積極性，保證施工質(zhì)量。3.4質(zhì)量檢測(cè)為檢測(cè)本工程注漿加固技術(shù)的應(yīng)用效果，在施工結(jié)束后，對(duì)施工路段進(jìn)行了質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)方式分為標(biāo)準(zhǔn)貫入式檢測(cè)、鉆孔取芯觀察，結(jié)合兩種檢測(cè)結(jié)果來(lái)判定本次施工質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)貫入法標(biāo)準(zhǔn)貫入式檢測(cè)是通過(guò)對(duì)加固施工前和加固施工后的取樣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入式試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比確定施工效果，試驗(yàn)結(jié)果如表1。表1標(biāo)準(zhǔn)貫入式試驗(yàn)結(jié)果取取樣點(diǎn)2取取樣點(diǎn)2樣點(diǎn)3取樣點(diǎn)4/N?擊—1注漿后/N?擊—1注漿后承注載力漿前/AJD/MPa注漿后17125275由表1試驗(yàn)結(jié)果可得，注漿加固施工后，路基土體的密實(shí)度和承載力有明顯提升，注漿前錘擊次數(shù)最小值為4，最大值為7，注漿施工后錘擊次數(shù)最小值為14，最大值為20，錘擊次數(shù)明顯發(fā)生變化，此外，注漿前路基的最大承載力為125kPa，注漿施工后，路基的最大承載力為280kPa，承載力也明顯提升，證明本次注漿加固施工效果良好。鉆孔取芯觀察鉆孔取芯觀察主要是通過(guò)對(duì)施工后的路基進(jìn)行取芯觀測(cè)，以明確加固施工效果，通過(guò)對(duì)芯樣的觀察得知，注漿施工后，芯樣中存在大量水泥塊，且水泥塊的分布和設(shè)計(jì)加固施工位置基本吻合，證明注漿效果良好。4、結(jié)束語(yǔ)綜上所述，路基沉陷是公路常見(jiàn)的質(zhì)量通病，注漿加固方法作為處理路基沉陷問(wèn)題的有效辦法，已得到廣泛應(yīng)用，但在注漿加固技術(shù)的應(yīng)用中，仍存在不足之處，相關(guān)施工人員應(yīng)有針對(duì)性地進(jìn)行分析和改進(jìn)，進(jìn)一步完善注漿技術(shù)，以保證路基的注漿加固效果，延長(zhǎng)公路的使用壽命。參考文獻(xiàn)：[1]龍開(kāi)林?高速公路路基沉陷處理中的注漿施工技術(shù)[J].珠江水運(yùn)，2020(9)：58-59.候得輝?高速公路路基沉陷注漿施工技術(shù)分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019,27 (14)：118.陳守印?公路工程路基沉陷及翻