壓力灌漿技術在高速公路路基施工中的應用

周京昊

（石家莊市高速公路集團有限公司西阜分公司，石家莊050000）

1 引言

高速公路建設項目中，路基工程占據重要地位。 然而高速公路施工時常遇到軟土地基，若不及時加固處治而直接施工，在長期遭受外界行駛車輛碾壓以及氣候環境不斷影響的情況下，路基將會出現病害，最突出的表現形式為路基沉陷，極大地影響高速公路的運營安全和通行能力。 因此，需要在施工前對軟土地基進行處理， 壓力灌漿施工技術可以起到良好的處治效果[1]。

壓力灌漿施工技術是借助高性能機械設備將一定配比的注漿液均勻灌注至地基土層中，灌注的同時，地基土層內部的水分、空氣不斷被擠壓排出，一段時間后漿液凝固，與原地基土體形成整體，使得整體地基結構強度和穩定性大幅提升，同時地基土層的物理力學性能也得到了良好的改善。 另外，壓力灌漿施工技術的施工工藝簡便，配備的設備簡單易得，施工效率高，且整體質量效果顯著[2]。

2 工程概況

某高速公路建設項目設計行車速度為100 km/h， 路基寬度為26.5 m，瀝青混凝土路面，全線長共計149.435 km。 該高速公路全線的橋隧比為43.6%，以路基工程為主。 高速公路的第三合同段內路基工程占比較大，地質勘探后發現，該合同段內存在較大面積的軟土地基，呈現出穩定性差、承載力低、松軟等特點，若不及時進行加固處理，勢必影響后期整體項目的施工質量，且會導致病害的產生。 由于該區域內下設有較多管線，為改善軟土路基不均勻沉降變形的同時保護管線結構，建設單位擬計劃采用壓力灌漿技術進行軟土地基加固處理。

3 壓力灌漿技術施工技術要點

3.1 施工材料

3.1.1 水泥

本項目選用P·O32.5 型號普通硅酸鹽水泥， 其物理性能指標見表1。 要求所用水泥不得存在受潮變質等情況，若性能檢測不合格則禁止投入施工使用。

表1 水泥物理性能試驗檢測結果

3.1.2 水

混合漿液制備過程中所需的必備組成材料之一為水，施工用水不得存在任何雜質，且水溫在40 ℃左右為宜。

3.2 施工設備

3.2.1 鉆機

結合現場實際情況選擇適當型號和類型的鉆機設備，并配備合適的鉆頭和鉆桿。 正式施工前，對鉆機進行全面檢查，要求可正常投入施工使用。 本項目選擇回旋鉆機。

3.2.2 灌漿泵

根據漿液具體濃度選擇灌漿泵， 最大壓力控制在正常壓力的1.5 倍。采用灌漿泵進行注漿施工時，需保證各管路通暢，嚴禁在使用過程中出現堵塞現象。 另外，管路的抗壓性能需嚴格滿足規范及設計要求。 必要情況下需在合適施工位置設置安裝壓力測試表，這樣能在灌漿過程中實時監測壓力變化，以便指導壓力灌注施工[3]。

3.3 制漿

制漿過程中，需提前稱重各施工原材料，確保數據的精確度，偏差不得高于5%。攪拌漿液保持連續均勻，并保證密度達標。 普通攪拌機的攪拌時間為90 s，而高效攪拌機的攪拌時間為30 s。 攪拌完畢后及時在規定時間內將漿液運至施工現場進行灌漿施工，對漿液輸送流速進行嚴格控制，即在1.4～2.0 m/s。當施工環境溫度較低時，可對漿液進行適當加熱，以免結團[4]。

3.4 灌漿的壓力與方法

首先進行灌注試驗，壓力控制在0.2～0.4 MPa，以得出最佳的灌注壓力參數。 各灌漿孔需分布均勻、密實、通暢，確保整體的灌漿順暢。 灌漿施工中應遵循由下到上的施工順序，每個灌漿孔要依次進行2 次灌注，且質量需經過嚴格的專項驗收。

3.5 鉆孔

鉆孔質量直接影響整體施工質量， 其垂直度偏差應控制在1%以下，不得存在孔斜而塌孔現象。沉渣厚度控制在0.2 m左右，同時嚴格控制孔深。

3.6 結束標準

灌漿施工壓力增大至規定要求后保持15 min， 隨后即可停止灌入施工，當存在冒漿現象時，應立即停止灌漿并封堵處理，以免產生外漏。

4 壓力灌漿技術施工工藝研究

4.1 處理區域及灌漿孔布設

由于本項目地下分布有多處涵管， 灌漿孔應在涵管的兩側布設，兩側各設置一排。 本項目選用的P·O32.5 普通硅酸鹽水泥的漿液密度不得高于1.8 g/cm3。

4.2 測量放樣

正式施工之前，應進行必要的測量放樣處理，確保灌漿管位置滿足施工和規范要求，并準確標識出各孔位。 灌漿加固準備工作見表2。

表2 灌漿加固施工準備

4.3 鉆孔

鉆機的安裝調試需嚴格遵照測量放樣的結果和要求來執行，確保鉆機布設于合適的區域位置，過程中確保其穩定，各零部件要安裝牢固，并結合實際情況適當調整鉆孔具體位置。時刻保持地面與鉆桿之間垂直， 上述準備工作一切就緒后方可開啟正式的鉆孔施工。 完整的鉆進施工過程中，現場施工技術人員需對鉆進過程質量進行全程跟蹤、把控，并詳細記錄，保證影像資料齊全， 存在問題時及時安排技術人員予以補救處理。 鉆孔施工完成后委托相關人員進行質量驗收，指標控制為孔位誤差低于5 cm 即可。

4.4 外管下放

灌漿外管的制作要按照設計要求以及施工圖紙執行，得到的管體各參數要滿足起碼的施工要求，如管材、管徑、搭接、管長等，在下放施工之前要進行質量檢測，合格方可開啟。 另外，在下放施工過程中，整體的管體要保持穩定牢固，提前放置于要求位置并連接牢固。 同時，在進行下放施工時要設置必要的截止閥門設備[5]。

4.5 漿液調制

提前在專門的場區進行注漿液材料的制備， 結合此前的試驗結果，按照最佳配合比進行拌和施工，保證其和易性、均勻性均達標，不得違背規范內的相關要求。 本項目注漿液材料的制備以攪拌機設備為主，時間不得短于90 s，制備完畢后若不及時使用應存放于指定存放場地，且要求在4 h 內將注漿液使用完畢，超出4 h 時則應直接廢棄，嚴禁將過期的注漿液投入使用[6]。

4.6 清孔

灌漿施工完成后，且灌漿質量符合相關要求后，現場施工人員及時進行清孔作業。 本項目為保證后續的施工整體質量，擬計劃選取優質泥漿材料進行清孔作業。

4.7 補灌

灌漿施工及清孔作業等工序均完成， 且經檢測能滿足相關設計及規范要求后，需進行必要的補灌處理[7]。 該工序要求在外管上進行施作，以此可有效、再次提升灌漿液的灌注密實性和施工和易性。 該過程中不得存在任何形式的空隙結構，以免降低最終的壓力灌漿施工整體質量。

4.8 施工質量檢測

壓力灌漿施工完畢后，及時對路基整體結構強度、穩定性以及平整度進行檢測，要求務必滿足規范、設計要求。 施作后的路基平整度檢測結果見表3。

表3 平整度檢測結果

研究結果表明，采用壓力灌漿技術處治后，路基的平整度得到有效提升，且結構強度以及穩定性均得到了提高，均滿足規范要求，整體施工質量良好。

5 結語

本文就壓力灌漿技術在高速公路路基施工中的應用進行研究，依托實際高速公路路基工程，圍繞壓力灌漿施工技術要點和施工工藝進行展開，并對施工質量進行檢測分析。 研究結果表明，采用壓力灌漿技術處治后，路基的平整度得到有效提升，結構強度以及穩定性也得到提高，均滿足規范要求，延長了公路使用壽命。