陈天平
广西交通投资集团钦州高速公路运营有限公司 535000
摘要:我国高速公路的飞速发展,高速公路的数量以及行车数量都有所增加。再加之重型运输车辆不断增加以及环境因素的不断迫害,高速公路路基沉陷问题日益加剧,严重威胁我国高速公路的服务质量与车辆行驶的安全性。基于此,本文通过对路基沉陷问题形成的原因以及压浆处治进行分析,以此为相关工作人员提供参考。
关键词:高速公路、路基沉陷、压浆技术
引言
高速公路路基施工作业时,路基在承受不同环境因素以及人为因素的迫害,各类水源、车辆、自重等等方面的影响就会出现路基沉陷问题,从而导致高速公路无法正常服务于车辆通行,产生极为严重的安全隐患。尤其是高填、软土等土质较差的路段,路基沉陷问题尤为严重,因此需要对其进行充分的分析并合理运用路面压浆处治技术。
一、高速公路路基沉陷的原因
(一)雨水影响因素
对于高速公路路基而言,雨水的侵害程度尤为严重。雨水一方面可以直接对高速公路路面造成影响,另一方面,在雨水不断的降落后经由路面不断渗入到公路路基当中,侵害其基地性能。在渗入基底后,雨水的涨幅可以形成一种冲刷力,导致公路路基土质松动,把路基中较为细小的土质冲刷殆尽,被冲刷部位因土质流失而导致承重力不足,在自身重量以及来往车辆的碾压下进而出现沉陷。
(二)施工水平因素
我国高速公路已有30年的发展历史在高速公路不断发展的背景下,部分早期建成的高速公路因其施工方式、施工技术的因素而出现质量问题的情况也越来越多,其中路基沉陷情况尤为严重。早期高速公路路基施工技术还尚未成熟,对于填挖交界、桥洞回填等等方面的处理还相对薄弱,在加之使用年限的不断增加,路基沉陷问题便重复性出现,危害害驾驶者生命财产安全。
(三)规划设计因素
在高速公路路基施工设计阶段时,对于公路路基的断面参数的选用缺乏合理性,公路排水机制不够健全,路基防护体系可靠性较低等设计缺陷都会严重影响路基的正常质量。在众多设计缺陷因素里,路基的排水系统是最为重要的一项措施,各类水源一旦渗入路基,便会导致路基填充料的存水率大幅度上涨,一定程度下影响了高速公路路基的整体质量以及牢固性,进而导致路基沉陷现象的发生。
二、压浆处治技术的作用
压浆处治技术,可在高速公路路基在投入运行后,出现路基沉陷问题前进行有效的修补工作。压浆处治技术通过对其路基土质流失部分进行补充加强路基的支撑能力,使其高速公路表面的受力情况达到均匀合理的状态,以此防止高速公路路基出现沉陷情况。压浆处治技术所选用的压浆材料具有较好的流动性,在压力的推动下,能够达到较高的渗透性能以此加强路基的稳定性,提高高速公路的使用安全。
三、压浆处治技术的机理分析
压浆材料在搅拌过后呈现浆液状,然后通过施工工艺注入到路基土体当中后,流体形态会通过各类物理化学作用的加持下,水分被逐渐排出,浆液最终会成为固体姿态并且具有极大的强度性能。
四、压浆材料的选用
针对高速公路路基问题选用压浆处治技术时,材料的选用通常以水泥砂浆作为施工原料。其中以硅酸盐水泥、细砂、水以及各类具有减水、微膨胀、早强等性能的添加剂材料为主。水泥需要选用强度等级42.5之上的普通硅酸盐水泥,细砂需要选用颗粒大小不高于3mm的河沙作为原料。水的选择一般根据施工现场环境选定,可选择水质较好的河水、湖水、饮用水等。需要注意的是各地施工环境以及材料水质的不同所需配比也有一定差异,在进行压浆施工时,应当反复进行调配以此达到最佳材料配比参数,主要材料配比见表一。
表一、压浆材料配合比

[见识浅薄,我没见过文中所写的压浆材料(特别是加了细沙),目前我们这边采用的是双液浆(水泥浆和水玻璃)。能不能改成这种?我在文后放了相关的技术文件,你可以参考一下。(如果你那边确实是使用这样的材料,不改也行)]
五、压浆技术施工工艺要点分析
(一)孔口压力
孔口压力的参数选择应当以高速公路压浆设计的承载能力为基础展开相应的设计,如:高速公路压浆施工路段所需承压性能为0.19MPa,因其压浆的主要作用除填充以外,还需具有一定程度的挤压性能,因此孔洞扣压力应当在0.15MPa至0.2MPa之间。
(二)浆液粘稠度
依据压浆处治技术的相关规定以及高速公路自身的独特需求,在可以进行注浆操作的情况下压浆材料的粘稠度应当尽可能的选择最高点,也便是容重选取最高值,选用压浆相关规范中的最高1.6T/m3值,经过笔者计算压浆材料水灰配比为0.75:1最佳。
(三)造孔工艺
高速公路路基强度要求较大,在压浆处治施工应当充分考虑对于路基强度的影响,普遍采用干法造孔。例如:采用钻孔机械采用地质钻机300型,孔径75mm左右,特殊情况(如遇碎石或缩孔、塌孔及砂砾石层)采用泥浆循环钻进法。
(四)孔深、孔序控制
高速公路路基沉陷压浆处治施工时,应当依据路基沉陷情况确定其孔口深度,普遍情况下孔口深度在7至12m,尤其是在高速公路施工时,因其公路路基承载性能要求相对较高,孔深应当以达到原地基为止。孔序的选择应当以沉陷区域的大小为设计基础,通常为2至3序,间距控制在3m上下以此确保高速公路路基沉陷压浆处治施工的整体质量以及可靠性。
(五)制浆、压浆技术
高速公路压浆处治施工一般情况下皆采用一次性连续注浆法,需要选用专业性设备对其进行制浆作业,以此确保压浆材料的质量以及需求供应。在压浆时应当优先灌注第一排序孔,然后依次进行灌注,并且需要一次性连续压浆。在达到孔口压力的设定值,并且注浆量低于1L/min后,在此连续灌注25min即可。
六、结束语
高速公路路基沉陷压浆处治施工作业中,相关技术性人才应当对沉陷部位的病害程度进行检测分析,以此选择对应的孔深以及压浆值,确保其施工进度以及工程效益。笔者通过研究分析高速公路路基沉的原因以及压浆处置工艺要点,为我国公路路基沉陷问题得以良好解决提供较为健全的处治方案。在经过多次后期检查评估后,对高速公路路基沉陷情况采用压浆处治施工工艺都起到了良好的修复效果。
参考文献:
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[4]祁跃海. 高速公路施工后期高填路基沉陷处理方案[J]. 黑龙江交通科技, 2014(2):20-21
参考注浆技术内容:
第233-1节路基下沉压浆处理(双液浆)
233-1.01 适用范围
适用于路面结构承载力不足路段。它包括提供所需的设备、人工和材料,以及施工、养护、试验、检测、交通安全管制等全部作业。
223-1.02. 材料
(1)混凝土、水泥砂浆所有材料应符合《公路工程标准施工招标文件》(2018年版)(以下简称“标准文件”)第400章的有关规定,路基注浆采用普通硅酸盐水泥,其强度等级应为42.5级。
(2)所采用的钢筋,应符合图纸要求,其性能应符合“标准文件”第403节的规定。
(3)所有的钢管须符合图纸及国家的相关标准,同时钢管均需进行镀锌处理。
233-1.03 施工要求
1.工艺流程
布置双液注浆孔间距及位置→布双液注浆孔、钻孔→双液注浆→回抽双液注浆→密封清理。
2.施工方法
(1)对于有横向碎裂路面,且有2道以上错台纵缝,缝宽大于10mm,纵缝间形成破损带的路段,采用在破碎带范围内多孔注浆,提高路基强度。注浆孔横向间距1.5m,孔深2.5m,采用水玻璃水泥浆;对于有1道宽纵缝,缝周围有明显凹陷路段,采用在缝中央注浆,达到填满纵缝,以利于路面封缝目的,注浆孔间距2m,孔深1.2m,采用水玻璃水泥浆。
(2)注浆配合比:浆液配比:水∶水泥∶水玻璃或化学添加剂=1∶(1.0~1.2)∶(0.01~0.05)。
施工单位施工前需进行配合比验证试验,强度及相关技术参数符合设计要求,浆液24h抗压强度到达5Mpa,28d强度不低于15MPa,浆体流动性好,结石率达到98%以上,经现场管理单位和业主委托的检测单位共同检查配合比报告并进行见证试验后方准许施工。注浆所用水、外加剂必须符合国家相关技术标准。
(3)钻孔直径75mm,取芯机钻孔,不得使用冲击钻孔机钻孔;孔间距为3.0m×3.0m,孔深不小于3.0m,若有变化,以设计图纸或现场管理单位指示为准。梅花形布置,若有必要注浆前,先打1-2个先导孔,孔深按设计要求或据实际情况确定,其中1个孔应揭穿填筑土进入地基土层5m或到达基岩面,并做原位测试,检测有关压实度、渗透性和力学指标,为确定灌浆加固目的层、施工方法、工艺参数提供依据。
(4)采用双泵注浆方式注浆,即水泥浆泵和水玻璃泵。灌浆压力:0.1~0.5MPa,缓慢灌注,注意灌浆压力控制。灌浆采取“围、挤、压”方法,先将灌浆区围住,再在中间灌浆挤密,先灌注外侧车道,由外向内;先将灌浆管插入孔底,随浆液的灌入,达到灌浆压力并灌注饱满后,往上拔1m,再继续灌注,以此类推,每个灌浆孔分若干段完成,每段稳压灌浆不小于5min,保证浆液的缓慢扩散饱满。
(5)封孔采用高标号、高稠度水泥净浆进行封堵;注浆孔应采用与路面相同的材料进行补平;进行注浆加固后的路面必须与原设计路面纵、横坡保持一致。严禁出现新增裂缝。
233-1.04 质量检验
1.材料:
a.所用水泥必须按其品种、批次、出场日期进行验收,并对其强度、凝结时间、安定性进行试验,其质量必须符合现行国家标准。
检验数量:以生产厂家、同批号、同强度等级、同出厂日期为一批,每批抽检一次。
检验方法:施工单位检查每批进场水泥合格证、出厂检验报告并进行强度、凝结时间、安定性试验,现场管理单位检查全部质量证明文件和试验报告,并进行见证取样检验或平行检验。
b.所用无缝钢管必须按批抽取试件作力学性能(屈服强度、抗拉强度和延伸率)、物理性能(直径、壁厚和外观)和工艺性能(冷弯)试验,其质量必须符合GB/T8162-2008技术标准。
检验数量:以同牌号、同炉罐号、同交货状态的钢管,每批抽检一次
检验方法:施工单位检查每批质量证明文件并进行相关性能试验,现场管理单位检查全部质量证明文件和试验报告,并进行见证取样检验或平行检验。
c.注浆配合比:施工单位进行配合比验证试验现场管理单位检查配合比报告并进行见证试验。
d.注浆所用水、外加剂必须符合国家相关技术标准。
2.路基注浆:
灌浆体强度:正式施工前,进行实验室配合比试验,浆液24h抗压强度达到5Mpa,7d强度不低于15Mpa,浆体流动性好,结石率达到98%以上;
封孔采用高标号、高稠度水泥净浆进行封堵;注浆孔应采用与路面相同的材料进行补平;进行注浆加固后的路面必须与原路面设计纵、横坡保持一致。
实测项目:
表233-1 路基注浆实测项目