高速公路靜壓灌漿技術(shù)在路基沉陷處理中的應(yīng)用研究

文/劉健、孫濤

1 前言

高速公路的建設(shè)施工中，往往會(huì)遇到許多不同類型的工程，其中填方路基是較為常見的一種，填方路基在施工中，容易受到較多因素的影響。例如路基下層結(jié)構(gòu)承載力不足、土體含水量過(guò)大、密實(shí)度降低等問(wèn)題，這些問(wèn)題一旦遺留，就會(huì)對(duì)高速公路的安全性造成極大的威脅。采用靜壓灌漿的技術(shù)，能夠解決其中一些問(wèn)題，并具有較多優(yōu)勢(shì)，例如使用這種方式能夠提高施工速度、減小建設(shè)過(guò)程中的占地面積、整體施工的周期較短、對(duì)于周邊環(huán)境造成的污染較小等，因此靜壓灌漿的技術(shù)在當(dāng)前的高速公路建設(shè)的路基沉陷施工中具有較大的應(yīng)用空間[1]。

2 工程概況

本文以某項(xiàng)高速公路的建設(shè)項(xiàng)目為案例，針對(duì)其中的高速公路路基靜壓灌漿技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究。該項(xiàng)工程在正式投入使用之后，其路面路基出現(xiàn)了較多的塌坑現(xiàn)象，這種情況對(duì)于正在使用中的高速公路來(lái)說(shuō)是較大的安全隱患，行車的安全性以及行車速度都會(huì)受到一定的影響，且在一定的范圍給車輛通行造成影響。通過(guò)分析，施工團(tuán)隊(duì)決定采用靜壓灌漿技術(shù)處理路基病害問(wèn)題，基本施工思路為：處理沉陷路基雜物→路基鉆孔→材料填筑[2]。

3 路基沉陷產(chǎn)生原因分析

該地區(qū)的降水時(shí)間較長(zhǎng)，且降水強(qiáng)度高，因此高速公路路基內(nèi)部的含水量較大，大量來(lái)自中央綠化帶和裂縫中的雨水深入路基的內(nèi)部，土的結(jié)構(gòu)容易造成破壞，公路路基的強(qiáng)度也會(huì)大打折扣，進(jìn)而出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，同時(shí)分布狀態(tài)不均勻還會(huì)引起大面積坍塌問(wèn)題。

由于路面是填土層存在的側(cè)向約束力不足，很容易出現(xiàn)施工強(qiáng)度下降的情況；同時(shí)，受到外界自然條件因素的影響，還存在軟土下沉的情況；另外，土體結(jié)構(gòu)的含水量大，路基會(huì)向側(cè)方發(fā)生移動(dòng)，路面的沉陷問(wèn)題會(huì)更加嚴(yán)重。

一般來(lái)說(shuō)，在高速公路的路基下方使用的填土屬于滲透性的材料，空隙率較高，如果車輛的行駛使得公路的荷載加大，那么填土部分的空隙率會(huì)出現(xiàn)一定程度地下降，密實(shí)度上升，沉降現(xiàn)象將會(huì)更加嚴(yán)重[3]。

4 灌漿技術(shù)的應(yīng)用

4.1 初步加固方案

4.1.1 袖閥管式注漿加固：采用該施工方法時(shí)需要了解施工情況，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行施工。在鉆孔速度控制上，施工人員需要在分析沉陷深度后進(jìn)行確定。另外，設(shè)定的深度是施工的依據(jù)，在灌注進(jìn)殼料時(shí)，漿口的位置需要提前進(jìn)行預(yù)留，包括注漿的外管也需要提前留出相應(yīng)的位置；除此之外，在漿口的部位，應(yīng)科學(xué)安裝截止閥，保證水泥漿的注入效率，同時(shí)所有的設(shè)施安裝都需要根據(jù)相關(guān)的要求進(jìn)行，注漿過(guò)程的操作步驟應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)定，以此保證注漿的順利完成。鉆孔對(duì)于樁體來(lái)說(shuō)較為重要，并且容易形成漿脈復(fù)合體，能夠有效提高其抗剪力和路基的承載能力，因此施工人員應(yīng)有效控制可能出現(xiàn)的路基裂縫。

4.1.2 合理布置靜壓灌漿孔。在路基沉陷問(wèn)題處理的過(guò)程中，為了達(dá)到良好的處理效果，施工人員必須嚴(yán)格按照梅花形式進(jìn)行施工，同時(shí)靜壓灌漿孔的位置也需要進(jìn)行科學(xué)合理的安排，另外還要保證3m的排距，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整排距，以此灌漿才能夠正常順利地進(jìn)行。此外，要使灌漿過(guò)程正常進(jìn)行，基礎(chǔ)也需要嚴(yán)格把控，孔的深度一般情況下保持在3～9m 的范圍內(nèi)[4]。

4.1.3 預(yù)應(yīng)力錨桿：路基和擋土墻需要保持穩(wěn)定，一般情況下，在路基擋土墻選擇相應(yīng)合適的位置安放混凝土橫梁和引力錨桿，同時(shí)作業(yè)階段需要保證預(yù)應(yīng)力錨桿長(zhǎng)度滿足實(shí)際需求。另外，為了提高施工質(zhì)量，錨桿長(zhǎng)度要稍微長(zhǎng)一些，以此緩解沉陷問(wèn)題；錨桿之間的距離需要科學(xué)間隔，按照3m 左右的距離最為科學(xué)。在預(yù)應(yīng)力錨桿支撐的環(huán)節(jié)中，需考慮路基下沉帶來(lái)的壓力問(wèn)題。為了提升整體強(qiáng)度，預(yù)應(yīng)力錨桿直徑可選擇比常規(guī)的大一些。

4.2 袖閥管注漿工藝

在路基沉陷病害處理環(huán)節(jié)中，袖閥管的注漿工藝效果更加明顯；但與此同時(shí)，需要達(dá)到其要求，按照相關(guān)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行孔位的確定和放線工作。進(jìn)行鉆孔時(shí)，每一項(xiàng)工序都需要記錄，且孔位發(fā)生的移動(dòng)需要進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，記錄真實(shí)數(shù)據(jù)，并深入勘察地層的情況，針對(duì)實(shí)際情況做出針對(duì)性處理；除此之外，孔位還應(yīng)保證位置的準(zhǔn)確性，偏差不能夠超過(guò)10cm。施工完成后安排工作人員檢測(cè)孔洞的深度、寬度，保證各方面指標(biāo)要求達(dá)到應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

進(jìn)行注漿工作時(shí)，截止閥的可靠性需要得到保證，注漿外管需要進(jìn)行更加牢固的連接，注漿的效果才能夠得到保證。在制漿時(shí)，首先需要嚴(yán)格篩選漿液，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況攪拌漿液，操作過(guò)程應(yīng)該嚴(yán)格遵循相關(guān)的規(guī)定對(duì)漿液進(jìn)行檢測(cè)，保證其密度符合標(biāo)準(zhǔn)。漿液的最佳使用時(shí)間是2h，在此期間漿液能夠保持較高的性能，在注漿完成之后，工作人員需要對(duì)水泥的用量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。沖洗壓力應(yīng)該選擇80%的灌漿壓力進(jìn)行，并且需要盡可能在2h 內(nèi)進(jìn)行；在鉆孔過(guò)程中，沉積物的厚度不能夠超過(guò)20cm，否則會(huì)對(duì)下次注漿工作產(chǎn)生一定的不利影響。對(duì)于注漿壓力和注漿量的問(wèn)題，這兩方面應(yīng)在路基的沉陷修復(fù)工作中符合標(biāo)準(zhǔn)，以此才能進(jìn)行最終的外管封口工作，對(duì)路基的沉陷問(wèn)題進(jìn)行修復(fù)[5]。

4.3 灌漿技術(shù)要求

4.3.1 材料選擇

本工程施工主要材料為水泥材料，其規(guī)格型號(hào)為42.5#常規(guī)材料。在水泥的使用過(guò)程中，工作人員應(yīng)該保證水泥的質(zhì)量不能出現(xiàn)結(jié)塊的現(xiàn)象，要選用新鮮且干凈的水泥，同時(shí)使用的水泥需要經(jīng)過(guò)篩選，例如不超過(guò)5%的80N/m 的方孔篩能夠正常通過(guò)；另外，灌漿的用水，需要根據(jù)拌制水泥中用水的相關(guān)要求進(jìn)行水量控制[6]。

4.3.2 設(shè)備

對(duì)于設(shè)備來(lái)說(shuō)，地質(zhì)條件是首要因素，首先需要根據(jù)施工場(chǎng)地的實(shí)際情況進(jìn)行分析，在該項(xiàng)目中使用沖擊式鉆機(jī)和回旋式鉆機(jī)兩種設(shè)備。在灌漿泵的選擇上，應(yīng)根據(jù)灌漿使用的漿液濃度進(jìn)行確定。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)計(jì)算灌漿泵的工作壓力，選擇大于其1.5 倍的壓力進(jìn)行控制。施工階段采用攪拌機(jī)進(jìn)行施工，中途不能停止；在首次攪拌時(shí)，需進(jìn)行試運(yùn)行，并在試運(yùn)行結(jié)束之后進(jìn)行灌漿工作。灌漿需要承受至少1.5 倍的壓力，管路應(yīng)保證暢通，同時(shí)為了控制灌漿壓力，可將壓力表設(shè)置在孔口位置[7]。

4.3.3 操作方式以及壓力確定

進(jìn)行注漿時(shí)，壓力一般情況下保持在0.2～0.3MPa；與此同時(shí)，需要掌握路面高程檢測(cè)的情況和土層的厚度等情況，并將其作為參考進(jìn)行調(diào)整處理。灌漿作業(yè)階段，要保證漿液的深度以及密度達(dá)到施工要求。一般來(lái)說(shuō)，按照從下到上的順序?qū){液進(jìn)行灌注，且長(zhǎng)度保持在0.75m，在沉陷路基病害處理時(shí)需要按照沉陷的類型、深度、范圍合理確定施工方案，從而提升路基工程的強(qiáng)度。

4.3.4 漿液配比

施工時(shí)漿液比一般保證1.7～1.72，水泥用量為660L/m3。

4.3.5 灌漿孔封孔

灌漿施工工序完成后，需要在監(jiān)理人員檢查后才能進(jìn)行封孔施工。一般而言，封孔施工方式有兩種，即分段壓力灌漿封孔、單段灌漿封孔，視具體情況選擇。

5 施工質(zhì)量管理要點(diǎn)

在高速公路路基沉陷病害處理環(huán)節(jié)中，需要構(gòu)建質(zhì)量安全管理小組，并對(duì)工程中的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)分工，在施工中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，工作人員應(yīng)采取有效的整改措施，以減少工程出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題；同時(shí)，還需要構(gòu)建質(zhì)量保證體系，將質(zhì)量保證體系應(yīng)用到工程實(shí)踐中，做好施工過(guò)程的管理控制工作。檢查管理工作應(yīng)從三個(gè)層面進(jìn)行，一是班組的自檢工作，二是質(zhì)檢員的檢查工作，三是專職質(zhì)檢員進(jìn)行最終的檢查工作。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在公路路基沉陷處理問(wèn)題過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要結(jié)合路基沉陷的病害問(wèn)題合理使用處理技術(shù)，其中靜壓灌注漿技術(shù)在處理路基沉陷問(wèn)題上能夠取得很好的效果，因此，研究該技術(shù)的應(yīng)用原理和施工工藝對(duì)促進(jìn)公路交通事業(yè)的發(fā)展意義重大。