广西桂兴高速公路投资建设有限公司
摘要:近年来越来越多的高速公路在运营期内出现因重车超载及局部不均匀沉降等原因，局部路段出现路面凹陷、开裂等破损现象。钻孔静压灌注水泥浆技术是现今一种较为有效的修复高速公路路面沉陷、开裂问题的方法。本文以桂林至兴安、桂林至阳朔、阳朔至平乐3条高速公路为研究对象，阐述了目前我国钻孔静压灌注水泥浆技术现状，通过对比研究工程病害情况，提出基于桂林至兴安、桂林至阳朔、阳朔至平乐高速公路钻孔静压灌注水泥浆技术优化方案，总结该技术施工的要点，为今后类似工程研究提出改进性措施与合理化建议。
关键词:道路工程；静压注浆；技术优化；技术要点
目前，随着地基处理技术不断发展，静压注浆技术被广泛应用。本文为治理局部路面出现的不均匀沉降、凹陷以及开裂等破损现象，采用钻孔静压灌注水泥浆的方法治理出现破损的路段，根据现场勘察结果提出符合实际工程现状的静压注浆技术方案，并对现有的注浆工艺技术进行优化。
1. 工程概况
桂兴高速公路已进入运营养护阶段约3年时间，桂阳高速公路、阳平高速公路进入运营养护阶段约8年时间，三条高速公路均因不同程度的重车超载及路面局部不均匀沉降等原因，出现路面凹陷、开裂等破损现象。路面沉陷并出现横向反射裂缝，这种裂缝实质最先在路基底面出现，随时间和行车荷载的增加逐渐向上扩展至表面。路面裂缝所带来的危害极大，影响道路行车安全，应及时修补，否则会因修补不及时而产生网状裂缝，进而使路面的损坏加重。为防止这种破坏现象进一步恶化，采用钻孔静压注浆对裂缝进行处理，并根据现场勘察情况对静压注浆技术做适当的优化处理。
2.静压注浆施工工艺
静压注浆施工工艺对注浆效果有较大的影响，科学合理的施工工艺能确保注浆时浆液挤密土体，不对原有土体结构产生过大破坏，不造成材料过多浪费并安全有序施工。本文以桂林至兴安、桂林至阳朔、阳朔至平乐3条高速公路静压注浆工程为依托，总结了静压注浆施工工艺的要点。
3静压注浆技术方案优化
3.1 未优化前静压注浆技术方案参数及存在问题
方案未优化前，静压注浆的工艺为：对于路面破坏区域，沿路基纵向向外扩10～20m，横向向外扩1～2m,注浆孔的直径为46mm，注浆管的直径是32mm，注浆孔中心间距为沿路基纵向4.5m，沿路基横向3.5m，注浆土层厚度为4.5m，终灌压力为1Mpa，注浆终灌标准为路面隆起1～2cm，水泥浆中的水灰比为0.4:1。
根据现场施工情况，对于用静压注浆技术在该3条高速公路进行治理的过程中所出现的问题进行分析，可总结为以下几点：
（1）注浆孔的直径过小，且终灌压力过大，实际施工过程中极有可能造成切割土体的现象，不仅无法有效加固路基土体，而且水泥浆液快速从路堤边坡处外溢，造成了极大的工程浪费；
（2）注浆孔的间距过大，注浆加固土体形成的土拱效应作用区就越小，无法有效起到加固岩土体的目的；
（3）注浆区域过于扩大化，从现场看，施工路段及拟施工路段的路面并未出现严重威胁路基稳定的纵向裂缝及横向衍生裂缝，属于局部破损的范畴；
（4）仅以路面隆起为终灌标准并不科学，可能存在工程浪费；
（5）水泥浆的水灰比0.4:1过于保守，根据相关工程经验，按上述配合比配制的水泥浆强度可达到M30以上，已远超岩土体渗透注浆加固的强度要求。
3.2 优化后静压注浆技术方案参数及建议
针对以上问题，为节约施工成本，降低工程造价，保证工程质量与合理化施工，对所用的静压注浆技术进行了以下优化：
（1）对于注浆孔的直径，改为采用Φ75mm注浆孔，注浆管采用DN40无缝钢管（内径40mm，壁厚3.5mm，外径47mm），对深度小于6m的注浆段，注浆压力控制在0.1～0.5Mpa，深度大于6m的注浆段，注浆压力控制在0.2～0.8Mpa，注浆压力随灌注段深度增加而适当增大调整；
（2）为了更好的起到加固土体的效果，对于注浆孔的间距小于6m的浅层注浆段，注浆孔中心间距取2.5×2.5m的梅花形布置，对存在明显软弱土层区域或注浆深度6～15m的地段采用2×2m的梅花形布置；
（3）准确确定注浆区域，避免局部位置扩大化，增加额外的施工负担，对该三条高速公路路面修复，以路面破坏区边界沿路基纵向外扩2～3m，横向外扩1～2m为注浆处理范围即可；
（4）判断注浆结束的标准不能只依靠单一因素，应多角度综合分析判断。因此，注浆方案优化为以压力、流量、地表变形综合控制：
a.注浆压力达到终灌力设计值，并维持8min；
b.注浆压力在设计范围内，注浆流量明显减小，小于初始流量的30%；
c.地面有抬升现象并持续5min左右。
满足上述标准中的其中一条即可终止灌注；
水灰比配置要合理，水灰比偏小会影响水泥浆的强度，工程安全性得不到保障，水灰比偏大，则会造成材料浪费。方案优化为：一般路面凹陷、浅表开裂的浅层注浆处治路段（处理深度小于6m），将水灰比调整至0.7:1；连续纵向深层裂缝、路面错台、下伏软土路基、深层处治（处理深度大于6m）路段水灰比调整至0.6:1。
4结语
本文结合实际工程，对静压注浆技术的技术特点进行了总结，并结合原方案施工出现的问题，参考规范规程、查阅资料以及实际工程经验对静压注浆技术提出了优化意见，该优化意见对本次工程以及类似工程具有一定的指导意义。通过对静压注浆技术的施工原理以及优化设计的研究，可得到以下结论：
（1）在注浆时首先要确定注浆孔的大小是否合理，终灌压力是否合适，否则不仅不会起到加固岩土体的效果反而会使浆液外渗，造成材料的浪费。通常情况下，至少采用Φ75mm注浆孔。
（2）钻孔时应该合理布置钻孔间距，对于处理深度小于6m的浅层注浆段，注浆孔中心间距取2.5×2.5m的梅花形布置，对存在明显软弱土层区域或注浆处理深度6～15m的地段采用2×2m的梅花形布置。
（3）对于水灰比及终灌标准应根据规范以及实际工程合理选择。终灌标准应综合压力、流量、地表变形等因素综合确定。
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论文作者:吕彦达
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/14
标签：注浆论文; 静压论文; 路面论文; 水灰比论文; 阳朔论文; 技术论文; 水泥浆论文; 《基层建设》2017年第13期论文;