浅论在路基沉降处理中灌浆法的应用
论文摘要：本文结合京承高速公路某段高填土路基沉降工程治理，说明灌浆法的施工程序和方法，并介绍了本工程采用的一种新型的高水速凝材料，在压浆后1h内固结硬化的技术，通过对采用和未采用压浆技术的路段沉降观测对比研究，了该项技术的优点和取得的施工经验。
1．前言
高填方路堤由于施工和工程完成后在环境影响和汽车反复荷载的作用下，容易出现一些路基病害，引起路基的整体下沉和局部沉陷，边坡坍塌，影响公路的正常使用，降低了公路的评定等级。因此，为了正常发挥公路的使用功能，对于路基出现的沉降问题必须采取行之有效的措施，使路基处于良好的技术状态，工程中常采用的处置措施有：换土复填法、固化剂法、粉喷桩法和灌浆法。本文结合京承高速公路工程实践着重介绍灌浆法的加固方法和技术要点。
2．灌浆法的原理
灌浆法是利用液压、气压或电化学法原理，对下沉部分钻孔，孔深应穿透薄弱层，然后通过注浆管将浆液均匀的注入地层中，浆液以充填、渗透和挤等方式灌入填料的空隙，经人工控制一定时间后，浆液均匀地注入地层中，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结为一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定的“结石体”，防止或减弱路基的再下沉。
3．工程实践运用
京承高速公路为新建公路，线路全长47.3m。K54+730~K55+050处为高填方路堤，深度超过20m，本标段全长1700m，主路路基以填方为主，公路建成使用后，在K54+730处和K55+050处均发现路基明显沉降，为保证良好的通行必须采取措施进行治理，由于路基填方较高，填料为填石和土石混填，受压实条件的限制，后期沉降是不可避免的，针对工程实际情况、可操作性、性和处理效果分析，指挥部决定采用灌浆法进行路基加固。
3．1 压浆材料介绍
一般工程中采用的水泥浆加添加剂，在实践中普遍存在凝固时间不宜控制、和易性差和体积干缩等弊病。本工程采用河北省科研所研制的高水速凝材料，该材料由A/B两种固体粉末材料组成，使用时与粉煤灰混合均匀加水搅拌，配合比为：高水材料：粉煤灰：水=1：3.5：3.5，A、B两种浆液单独放置24h以上不凝固，可以长距离、长时间输送、存放，易于施工；材料的凝结时间也可以调控，两种材料混合后，凝结时间可以控制在10~60min，早期强度高，2h后可达1.5Mpa以上；混合料凝固过程及凝固以后不收缩。这些优点非常适合压浆技术的实现，有效地保证了公路养护的效果。
3．2 灌浆技术要点
（1）布孔
布孔原则：由于路基强度的要求，布孔要结合灌浆的特点、路基形态来考虑。既要充分发挥灌浆孔的效率，又能保证浆液灌充的路基加固范围，防止留下空白区和跑浆，布孔应视路基实际情况而定。布孔方法：依据原路基施工时的原始记录，估算路基孔隙率，通过试验测定灌浆量，然后确定钻孔数量。本工程采用梅花形布置压浆孔，孔间距3.0m。
（2）钻孔
钻孔时，为确保原路基不受破坏，成孔的孔径应尽量小，且必须采用干钻法，严禁加水，否则路堤受水浸泡，路基原结构受到破坏，造成不必要的经济损失，还会给注浆带来不必要的麻烦，钻孔深度视路基的高度和填料情况而定。
（3）灌浆
灌浆的主要技术要点是确定灌浆压力、浆液浓度和操作规程。灌浆时，灌浆压力是保证灌浆质量的重要因素。如果压力过小，浆液流不到预计范围内，扩散范围小易形成空白区；如果压力过大，则会损坏原路基结构，顶破路面或冲垮边坡，致使浆流沿路基薄弱部位冲出路基，达不到灌浆的目的，因此注浆压力应通过现场试验而定。表1为路基实施灌浆的数据表。
表1 路基浆液数据表
孔号 | 孔深 | 压浆范围(m3) | 压浆总量(t) | 压浆体积（m3） | 孔隙率（%） |
1 | 5.7 | 44.4 | 6.75 | 4.74 | 10.67 |
2 | 6.0 | 46.7 | 6.00 | 4.74 | 10.67 |
3 | 5.6 | 43.6 | 4.5 | 3.16 | 7.24 |
4 | 5.1 | 39.7 | 6.8 | 4.77 | 12.01 |
4 | 5.0 | 38.9 | 6.00 | 4.21 | 10.81 |
5 | 5.1 | 39.7 | 8.25 | 5.79 | 14.57 |
6 | 5.0 | 38.9 | 6.00 | 4.21 | 10.81 |
7 | 6.1 | 47.5 | 9.00 | 6.32 | 13.29 |
8 | 5.3 | 41.3 | 6.00 | 4.21 | 10.20 |
9 | 5.5 | 42.8 | 4.5 | 3.16 | 7.37 |
10 | 7.4 | 57.6 | 5.25 | 3.68 | 6.39 |
11 | 6.2 | 48.3 | 6.00 | 4.21 | 8.72 |
12 | 6.1 | 47.5 | 4.5 | 3.16 | 6.65 |
13 | 5.1 | 39.7 | 8.25 | 5.79 | 14.57 |
14 | 6.3 | 49.1 | 8.15 | 5.72 | 11.65 |
15 | 5.5 | 42.8 | 4.5 | 3.16 | 7.37 |
16 | 5.5 | 42.8 | 6.00 | 4.21 | 9.83 |
17 | 5.0 | 38.9 | 6.00 | 4.21 | 10.81 |
18 | 6.1 | 47.5 | 4.5 | 3.16 | 6.65 |
平均值 | 10.57 |
3．3 灌浆效果
对沉降段实施灌浆加固技术后，该路段K54+730和K55+050处的沉降情况大为改善，沉降已不再，跳车现象也基本消除，为了反映灌浆的效果，特在灌浆处和附近未灌浆处设立沉降观测点，对路基的沉降进行观测，数据见表2、3。
表2 压浆路面标高统计表
观测点位 | 通车初期路面标高 | 注浆前路面标高 | 注浆后路面标高 | 近期观测标高 |
2000.7 | 2004.7 | 2004.7 | 2005.7 | |
1 | 0 | -0.067 | 0 | -0.001 |
2 | 0 | -0.053 | 0 | 0.000 |
3 | 0 | -0.087 | 0 | -0.002 |
4 | 0 | -0.078 | 0 | -0.001 |
5 | 0 | -0.097 | 0 | -0.002 |
6 | 0 | -0.088 | 0 | -0.001 |
7 | 0 | -0.049 | 0 | -0.000 |
8 | 0 | -0.055 | 0 | -0.000 |
9 | 0 | -0.046 | 0 | -0.001 |
10 | 0 | -0.035 | 0 | -0.000 |
11 | 0 | -0.068 | 0 | -0.002 |
12 | 0 | -0.079 | 0 | -0.003 |
平均值 | -0.0733 | -0.00108 |
3 未压浆路面标高统计表
观测点位 | 通车初期路面标高 | 2004.7路面标高 | 近期观测标高 |
2000.7 | 2004.7 | 2005.7 | |
1 | 0 | -0.057 | -0.081 |
2 | 0 | -0.063 | -0.078 |
3 | 0 | -0.077 | -0.089 |
4 | 0 | -0.088 | -0.098 |
5 | 0 | -0.087 | -0.099 |
6 | 0 | -0.098 | -0.101 |
7 | 0 | -0.059 | -0.078 |
8 | 0 | -0.045 | -0.065 |
9 | 0 | -0.056 | -0.071 |
10 | 0 | -0.045 | -0.059 |
11 | 0 | -0.066 | -0.085 |
12 | 0 | -0.074 | -0.093 |
平均值 | -0.06792 | -0.0831 |
表2、3的观测数据表明，注浆后路面的沉降得到了很好的控制，一年后的累计沉降量不到2mm，而未实施注浆的路面沉降继续，累计沉降量已达83 mm，对比结果说明灌浆法的加固效果明显。
4．结束语
采用高水速凝材料的压浆技术在京承高速公路工程中的运用取得了明显的效果，并取得了许多的施工经验。混合料需要一定的和易性，以方便施工，严格控制配比，以保证灌浆的混合料结硬后不能有多余水分，保证有一定的膨胀性。
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