公路路基沉陷压力灌浆技术的应用

何小康?原艳民

摘 要：在公路工程路基沉陷施工中压力灌浆技术得到了较为广泛地应用。在公路工程路基沉陷施工中施工方式及处理技术选择是否符合施工要求，对公路工程整体质量起到关键性的作用。因此，在路基沉陷处理中施工企业必须选择正确的施工方式，压力灌浆技术作为公路工程路基沉陷施工中的重要处理方式，在其施工中大量选用压力灌浆施工技术可以有效提高路基的承载力及质量，只有这样才能确保整个工程的质量。本文主要对灌浆机理、路面病害成因及压力灌浆处治路基不均匀沉陷进行了研究分析。

关键词：压力灌浆、公路工程；路基沉陷

当前，随着社会进步和经济的不斷发展，公路在我国经济建设中占据着越来越重要的地位，而作为道路施工重点和道路基础的路基也越来越受到广大施工企业和单位的关注。在公路工程施工过程中，由于受到地质、压力灌浆技术等各种因素的影响，导致公路工程路基沉陷问题，给公路的使用寿命和功能的发挥造成了极其不利的影响。因此，如何科学合理地运用压力灌浆技术，有效地提高公路施工工程质量，减少和避免公路工程路基沉陷问题，延长公路使用寿命是我国公路施工企业和单位亟待解决的重要问题。

1 灌浆机理

灌浆大概分为几种主要有固结、帷幕、接缝及回填。公路灌浆法是指通过钻孔在土中灌入浆液，使土体挤密的一种地基加固方式。其特性是在注浆管周围形成向外扩张的浆泡，在土体内浆泡产生较为复杂的径向与切向应力，与浆泡紧靠的土质受到严重破坏后将形成塑性变形区，因扰动土的密度可能会有一定程度地降低，浆泡距离远一点的土主要出现弹性变形现象，进而增加土的密度，加固土体。沥青与水泥混凝土路面是我国公路的主要表现形式，砂砾路面主要存在于少数农村及山区道路当中，不管何种路面，在使用较长时间后都会出现各种质量问题，如脱空、裂缝等，进而对路面产生极大的破坏。现阶段灌浆加固技术在我国公路工程施工中得到了广泛地应用，这种技术的应用可以增强公路路面的使用年限及确保工程的整体质量。

2 路面病害成因

路面在重车荷载反复作用下，会有积累塑性变形在结构层出现，局部范围与基层不再保持连续接触，将会有微小的缝隙在路面结构层底部和基层产生，也就是局部脱空现象在结构层下部产生。在温度及湿度改变情况下，结构层内温度的非线形分布，导致结构层向上、下方面进行翘曲，结构层和路基之间的分离速度将会加快，进而出现结构层底部脱空现象。脱空现象的产生将加重路基渗水问题，当养护工作不到位，雨水将从路面接缝及裂缝处向基层渗入，在结构层下渗入的水将变为积水。泥浆主要由积水和基层材料中细料组成，顺着面板接缝处泥浆流出，导致结构层底部脱空现象的出现。

1、路基填方压实度不足

在公路工程施工过程中，路基是其受力的主要组成部分，基于此，在施工过程中必须对路基进行科学有效地填方压实。在公路路基压实过程中，极易产生压实不足问题，主要因素为土层含水量控制难度大的主要在于施工压力及压实时间设计不合理等问题，进而无法实现良好地压实效果。

2、路基中存在软弱土层

在公路路基施工过程中，因施工路段自身因素的影响，如地面软弱、地质条件差等，都会对公路承载力造成极大的影响。特别是软弱土层对路基施工的整体质量将造成极大的影响，软弱土层自身力学性质很低，将导致路面出现沉陷、塑性挤压等问题的出现，甚至导致原有路面土层下沉及位移问题。

3 压力灌浆处治路基不均匀沉陷研究分析

现阶段公路工程路基防治及处理的重要方式就是压力灌浆技术，主要通过压力将能固结的浆液利用钻孔灌注技术灌入裂缝及土体中，使高度物理学性能在被加固物体内形成，并加以改善。在被加固体内注入浆液以后，利用高强度压力基础土体内存有的水分及空气，凝结硬化浆体，使原有密实度较低的土体成为一个整体，同时增强其强度及稳定性。

在处理公路路基沉陷灌浆过程中，可选用压密灌浆的方式对较低强度的淤泥层进行施工，选用劈裂灌浆的方式对硬度较高的亚粘土进行施工，选用渗透灌浆的方式对砂砾层进行灌浆作业。在灌浆方式选择中有时可以一种方式地应用，也可以几种方式一起应用。通常情况下选用直接打入式作为注浆的方式，也就是选用43毫米的花管直接打入，选用三角形止浆塞作为孔口止浆方式。

1、浆材配合比设计

依据相关灌浆经验及数据显示，通常选用水灰比为0.8：1到1：1作为水泥浆配合比进行浆液的配比，也可以选用0.8：1到1：1作为水泥粉煤灰浆的配合比，但其混合料中必须有20%到30%左右的粉煤灰。

2、压力灌浆边界范围

注浆范围确定中必须包含以下几个方面：处理公路长度中轴线的方向、宽度要在平面上确定，注浆深度要在纵向上确定。在处理软弱地基注浆过程中，标准应为承载力f在200kpa以上及沉陷量f超过30厘米，公路中轴线方向上的长度进行有效确定，并将路堤底部宽度作为横向处理宽度。

3、浆液扩散半径确定

作为压力灌浆施工的重要参数，浆液扩散半径直接影响着灌浆整个工程量及造价，可以利用现场注浆试验来对地基条件复杂及计算参数选准难度大的情况进行有效确定。如果浆液呈现柱状扩散，试验资料不全的情况下，可以将不同工程地质条件下土的渗透系数作为参考依据，进而得出浆液扩散半径的推荐值。

4、注浆孔的布置方式

布置注浆孔必须使相邻注浆孔的作用范围存在重合部位，促使需进行加固的路基成为一个完整的受力体。单排孔布设与多排孔布设都是注浆孔布置的重要方式。

5、注浆量的确定

将灌注半径内圆柱体孔隙的总体积作为灌浆量的体积，浆液在灌浆过程中有时不能将土体内的孔隙完全填充，部分浆液含水的孔隙填充效果更差。在计算浆液量时，一般在理论值上要乘以在1以下的数值，但具体作业中，尤其是单孔灌注量中的I序孔灌注量常常在理论计算值以上，II序孔的灌注量则在理论计算值以下，进而对单孔灌注完成的标准造成极大的影响。对单孔灌浆量取值起决定性影响的因素主要有灌注地层的连通性、灌注浆液的坍落度及土体的孔隙率等。将单孔注浆作为实际施工时的标准，其计算公式可以定为：

Qi=0.25nR2

其中，单孔设计灌浆量定为Qi，灌注量计算半径定为r，取0.6D-0.7D为I序孔（设计孔距为D），取0.3D-0.4D为II序孔。

6、袖管注浆施工

按照浆液扩散距离对注浆孔距离进行确定，在地层条件下，浆液参数、注浆参数直接关系着浆液的扩散距离。当单排孔对注浆要求无法满足时，常常会选用三排孔。设计多排孔的原则就是对注浆孔潜力进行充分发挥，进而取得最大注浆体厚度，这种情况下不但不会产生两排孔间搭接紧密度不够的现象，也不会出现过多搭接浪费的情况。

7、灌浆质量检验及效果评估

作为地下隐蔽工程，灌浆工程在施工过程中必须遵循施工规定进行有效施工，为确保注浆工程的整体质量，灌浆高等级公路软弱地基后，必须使其路基承载力在200kpa以上，最大沉陷必须在30era以下。利用静载试验、钻孔取芯标贯试验、深槽开挖检查及弯沉试验，对填充灌浆施工范围内杂填土层空隙的有效性进行验证，充分压密及填充粉、细沙层，提高路基承载力，进而实现沉陷控制的目的。

4 结束语

综上所述，随着改革开放程度的不断加深，我国公路工程建设规模也越来越大，进而增加了公路工程施工的难度。作为公路工程施工的重要组成部分，路基沉陷施工过程中必须重视其处理方式的选择，压力灌浆技术在路基沉陷施工的中的大量应用，可以最大限度地提升软土路基施工的质量，还能实现其经济效益及社会效益。

参考文献

[1]曲元梅；公路路基缺陷加固技术的应用研究[D]；山东大学；2016年

[2]郑云贵；压力灌浆在地基处理中的应用[J]；山西建筑；2013年11期

[3]刘建军；；浅谈灌浆加固技术在公路路基沉陷处理中的应用[J]；黑龙江交通科技；2011年06期