云南第一公路桥梁工程有限公司
摘要：目前注浆加固技术已成为处理我国公路工程路基沉降病害问题的最常见手段，结合某高速公路运营过程中发生的路面下沉、边坡结构变形、混凝土拉裂、裂隙逐步增加等病害问题，深入分析发生路基病害的原因具有重要现实意义。基于此，从路基注浆施工技术概述着手，通过公路工程概况及施工方案设计，研究路基沉陷注浆施工技术的应用策略反思与总结注浆检验结果，旨在为路基沉陷注浆施工技术的有效应用提供可靠理论依据。
关键词：路基沉陷；注浆施工技术；应用策略
引言
在公路工程中有效应用注浆施工技术，不但能从根本上解决路基沉陷问题，还能有效提高路基结构的稳定性，真正避免路基病害问题带来的各种消极影响。目前某公路工程在实施路基沉陷注浆施工技术时，已顺利完成整个施工过程，其试验结果也充分满足施工要求和操作规范标准，这意味着在公路工程中应用注浆施工技术具有一定的可行性，可进一步推广与普及注浆施工技术。
1路基注浆施工技术概述
路基注浆施工技术主要是以注浆设备钻孔为基础，利用注浆管将浆液平均分层注入进软弱地层，并在浆液渗透、填充以及挤压效果的影响下将软弱地层中的水分与空气彻底排出，以此在软弱地层中充满浆液、减少间隙，最大限度地提高路基工程的强度。在浆液凝结后，其可直接与原软弱地层进行有机胶结，并以此为基础形成强度高、防水性能良好、稳定性强的整体性结构，进一步强化与巩固软弱病害路基。
2公路工程概况及施工方案设计
2.1工程概况
某公路工程路基主要材料为回填土，在重荷载持续作用和雨水冲刷等外界因素影响下，致使公路工程路基发生严重的开裂和沉陷现象，在一定程度上严重影响了高速公路的使用效率。基于此，通过调查与研究高速公路路段的实际通行情况，针对路基沉陷病害问题，选择注浆施工技术进行有效处理，从而在保证高速公路服务质量的前提下加固路基结构。在路基工程的软弱部位中有效应用注浆施工技术，有助于充填、固结、置换和固化路基土体，从整体上优化与改善路基结构的受力情况，促使其具备良好的承载能力，真正意义上达到解决沉陷问题的目的。与此同时，注浆施工技术还具有成本损耗低、效果明显等优势，可以有效提升高速公路工程投入使用的经济效益和社会效益。最重要的是，在公路工程中应用注浆施工技术后可缩短工期，对生态环境造成的污染也相对较小，有助于真正将绿色环保理念全面渗透到公路工程施工中。最后，在我国各项先进的科技手段支持下，注浆施工技术也日益完善，真正为工程项目施工的顺利开展提供了良好的技术保障。
2.2施工方案设计
对高速公路路基实施注浆施工技术可有效提高病害路段的土体强度，将路基与联结构筑物之间的间隙回填至预期设想强度，进而增强填方路基的力学强度和密度，从源头上避免地下水渗透后对路基造成的破坏性影响，真正意义上为路床与混凝土路面的设计效果提供基本保障。针对于此，结合公路工程的地质条件和沉陷病害原因，具体可从以下几方面着手制定路基加固方案：第一，对于路基沉降趋于稳定、路床与路面之间存在间隙的病害部位，可通过回填注浆、挤密注浆的方式进行有效处理。第二，对高填方、跨冲沟路基、边坡变形路段进行处理时，可在注浆完后直接将钢筋固定在注浆孔内，以此构筑成支挡桩群，有效规避路基沿边坡滑向临空面造成的安全风险。同时，对于高填方、混凝土路面等缝隙相对较大的部位还可以进行挤密注浆处理。第三，对于因地下水排水受阻、边坡填土体损坏等因素影响而发生路肩下沉、路面裂缝现象的路段，可在注浆施工的前提下增加边坡渗沟，有效加快地下水排水速率。
3路基沉陷注浆施工技术的应用策略
3.1选择适合的注浆机具
路基注浆施工技术主要包括纯压力式注浆和循环式注浆两种，其中纯压力式注浆通常适用于吸浆量相对较高的一般路基土体，循环式注浆则适用于吸浆量较少的裂隙岩体。结合公路工程的实际地质条件，可将XY-100型回旋式钻机、冲击钻机等钻孔设备作为施工基础。依据浆液浓度和密度，可选用配备拌料筒与高压注浆管路系统中的BW-150型注浆泵，在保证注浆管路运行顺畅的前提下将注浆泵承重压力设置为注浆压力最大值的1.5倍以上。在使用拌和机械时，必须保证浆液均匀拌制的连续性，并在注浆泵和注浆孔口安置相应的增设压力表。
3.2确定注浆施工材料
对公路路基的沉陷部位进行注浆时，主要是利用注浆压力的作用，帮助浆液突破阻力影响，促使其填充并渗透进间隙或裂隙，并且注浆压力越高，裂隙的吸浆量越多，浆液可覆盖的范围也就越广。因此，在选用注浆施工材料时，必须充分考虑路基土体条件和地质条件，从根本上保障注浆施工质量。实际上大部分注浆施工材料都是由主剂、溶剂、外加剂等要素混合而成的，对本公路工程的注浆材料进行选择时，可以强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥为基础，结合吸浆量将水灰比控制在0.8和0.5左右。若单孔水泥注入量控制在1.0t以上，则需按照设计比例合理配制粉煤灰混合浆液材料，以0.5∶1∶0.35的配比为基础把握水、水泥、粉煤灰的掺杂含量。同时，在28d抗压强度下，应确保注浆材料不低于5MPa。另外，在选择速凝剂与缓凝剂时，由于纯水泥浆液的凝结时间相对较长，还极易被水稀释和冲刷，因此必须在纯水泥浆液中混合特定比例的速凝剂，从而有效减缓水泥浆液的凝结时间。针对于此，可对本公路工程添加水泥含量为3%的水玻璃或5%～25%的石灰，依据特定配比在水泥浆液中混合水玻璃或石灰后，若浆液凝结时间未达到设计要求，还可以添加水泥重量为2%～3.5%的磷酸二氢铵等缓凝剂，从而最大限度地延长浆液凝结时间，整体加强浆液在路基工程缝隙中的渗透程度。
3.3合理配置浆液资源
在注浆材料称重后，应确保其称重误差控制在5%以内，并在浆液拌制均匀后，科学测量注浆材料的密度。对纯水泥浆液进行搅拌时，可充分利用普通拌和机搅拌，并将其搅拌时间控制在90s以上，而高速拌和机的搅拌时间只需维持在30s以上即可。与此同时，在正式使用注浆材料前，还应将浆液进行过筛处理，在浆液制备后的4h内将其全部用完。对于细水泥浆液和稳定浆液而言，可将其与减水剂融合，并利用高速搅拌机进行均匀搅拌，同时按照试验的实际情况控制搅拌时间，在细水泥浆液制备后的2h内全部用完。此外，对于浆液的输送速度应将其维持在1.5～2.0m/s范围内，而浆液温度则可控制在10～40℃左右。
3.4确认注浆孔深度
对于需要进行加固处理的软弱路段，可设置2～3个左右的勘探孔，以便于实时检测待加固路段的填筑土厚度、分层结构以及密实度等参数指标。与此同时，相关检测人员还应深入研究与分析检查结果，针对填筑土质量、地质条件等问题的发生原因进行科学判断，并以此为基础深入发掘路肩沉降、混凝土路面裂缝等问题的具体原因，从而有针对性地设定注浆孔深度。对于本公路工程的病害路段而言，其勘探孔深度已超过路基，并渗透进原状粉质土层的1～2m左右。因此，可将工程注浆孔的深度控制在渗入填方路基的0.3～0.5m左右，而软基深度可控制在0.5～0.8m左右。另一方面，设计注浆孔的安置形式时，可选择梅花形、方格形以及六角形等，其中方格形注浆孔有助于补加注浆孔，通常适用于地质条件相对复杂的区域，而梅花形和六角形注浆孔的补加难度则相对较高。对于本公路工程而言，在注浆后无需再次补加注浆孔，因此可直接选择梅花孔的形式安置注浆孔，并将第Ⅰ序孔距设置在5.0m左右，第Ⅱ序孔距控制在2.5m左右，回填注浆与挤密注浆的行距则可分别维持在3.0m和2.5m左右。但需要注意的是，在设计钻孔位置时，应确保其误差控制在在5cm以内，孔垂直度的误差低于1.5%，孔底沉渣厚度不超过20cm。
3.5注浆压力及注浆方法
对本高速公路工程路基的上覆土层厚度进行检测后，应将其沉陷注浆压力控制在0.2～0.4MPa范围内。在注浆施工技术实际应用过程中，可分别从两序孔同步施工，按照自下而上的方式进行分段注浆处理，确保每个路段的注浆深度为0.75m，并对每个孔注浆2～3次左右，直到符合设计注浆标准为止。另外，在正式注浆前，还应全方位检测机械设备、仪器仪表、注浆管路以及注浆材料等基础要素的完整度和性能，以此确保注浆施工技术实施后的连续性，避免发生施工中断现象。同时，其注浆量应维持在8～10L/s左右。在压注浆液搅拌过程中，还应保证搅拌的均匀连续性，伴随着注浆压力值的增加，其注浆量也将呈现出显著上升趋势。一旦注浆压力达到1.0MPa，应在稳压3分钟后停止一孔注浆。若注浆过程中，其注浆量毫无缘由的超常增加，说明注浆孔内部存在裂隙，应立即停止注浆，待浆液凝结后再进行注浆。
3.6注浆结束标准
若注浆量已达到设计终压的压力要求，并且其稳压也维持在15min左右，即可立即停止注浆。在注浆过程中若发生地层冒浆现象，则需要暂时停止注浆，将冒浆口进行封堵处理或持续进行间隔处理，直至注浆量达到设计值后停止。在注浆过程完毕后，还应使用混凝土进行封孔处理，并确保其封填深度达到30cm以上，待封孔层混凝土符合终凝强度的设计要求后，再将其移位到下一注浆孔。
4检验注浆结果
4.1实行钻孔取芯试验
对不同序孔路基土进行取样处理后可知，混凝土路面以下1.0m处的土体通常很难进行注浆处理，并且1.0m以下土体分层的厚度也相对较大，其界面也已充填厚度为0.2～1.0m左右的水平状浆脉。实际上注浆孔沿填土通常以网脉状和薄层状的形式布设，其浆脉厚度也普遍控制在0.6～1.0cm左右，仅有部分部位包含2.5～15cm左右的块状。因此，按照注浆的方式填充浆液，其可供选择的分布形式较为多元化，公路工程路基土体内部的孔隙填充效果也较为显著。
4.2实行标贯试验
针对本公路工程的路基沉降病害问题实施注浆施工技术处理后，研究其标贯试验结果可知，施工前的注浆击数最小值为Nmin=3击，最大值为Nmax=6击，标准值N=4击，可承载受力的标准值为126kPs。分析施工后的注浆标贯试验结果，可直接观察到其N值显著增加，并且其最小值为Nmin=8击，最大值为Nmax=14击，标准值为N=11击，承载受力的标准值增加至280kPs左右。此外，对路基进行注浆施工加固处理后，其压密效果也较为显著，有效提高了工程路基的承载力。
4.3注浆施工注意事项
对公路工程路基的沉陷病害部位实施注浆施工技术时，应高度重视以下注意事项：第一，在正式施工前锁定路基的沉陷范围，以此确定注浆施工技术的实施位置，全面保障注浆施工质量。第二，在钻孔过程中，应以跳孔的方式进行处理，避免全部钻孔完毕后再实行注浆处理，有效规避串浆风险，在降低施工难度的同时减小清孔工作量。另外，在注浆过程中，还应选择从两侧向中间靠拢的方式注浆，从根本上保障注浆质量。第三，在实际注浆过程中，还应严格落实数据和资料的记录与存储工作，并充分现有资源有效整合与处理数据记录。第四，在注浆完毕后，还应立即使用细石混凝土或水泥砂浆封堵钻孔，直至孔口处于饱满状态。
4.4可能发生的注浆施工问题及处理措施
首先，若注浆过程中发生冒浆或漏浆现象，可结合实际情况采取以下措施：添加速凝剂、封堵孔口、填充浓浆、控制浆液流量、低压泵送、分次注浆等，若在条件允许的前提下还可以采用多种有效措施进行处理。其次，在注浆过程中若发生串浆现象，在串浆孔满足注浆要求的前提下可同步实施注浆，通过一泵注一孔的方法完成整个注浆过程。若不满足注浆条件，还需使用塞子封堵出现串浆的孔口，待注浆完毕后对串浆孔进行扫孔处理，最终完成钻孔与补浆处理。最后，在注浆过程中，应确保注浆操作的连续性，避免注浆施工被打断的现象发生。若注浆施工在外界影响因素下被迫中断，可按照以下操作进行处理：立即继续注浆，若注浆无法在短时间内恢复，应及时清洗钻孔，直至正常注浆施工。若钻孔清洗处理无效，可对孔口进行扫孔处理，并重新实施注浆操作。在注浆施工恢复正常后，还应选择最初使用的泥浆进行注浆施工，若注入率与中断前的注入率大体相似，可以使用中断前的浆液完成注浆操作。
结语
在沉陷路基病害中有效应用注浆施工技术，不但能节省开挖、回填施工环节，有效降低废弃物对生态环境造成的破坏性，还能在一定程度上提升施工加固效果。与此同时，注浆施工技术对自然环境和气候条件的要求也相对较低，在机械设备和施工材料的选择方面也无太多要求。在注浆施工过程中，还可以通过半幅施工的方式有效降低其对公路车辆运行造成的影响，真正意义上为施工加固效果提供良好的技术保障，整体提高公路工程的经济效益。
参考文献
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