談光偉

安徽省交通建設(shè)股份有限公司 安徽合肥 230001

1 注漿技術(shù)原理

1.1 技術(shù)原理

壓力注漿技術(shù)在土木工程中運(yùn)用已經(jīng)有兩百多年的歷史，是一種成熟的工藝，其主要原理是通過一定的壓力把漿液擠壓滲透到壓實(shí)回填土的裂縫里或較軟弱非密實(shí)部位，通過置換、填充、擠壓等方式，同時(shí)漿液與土體顆粒作用，改善土體物理力學(xué)性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)路基路面的加固、修補(bǔ)。

1.2 技術(shù)作用

隨著我國高速公路的快速發(fā)展，病害問題也逐漸凸顯，尤其是交通量、荷載的增加，給高速公路運(yùn)營帶來了巨大的壓力。結(jié)合我國高速公路實(shí)際調(diào)查情況分析可知，病害問題以基層不穩(wěn)定、面層破壞為主，包括裂縫、沉降、脫空以及地基軟弱等。在高速公路病害處治中，壓力注漿技術(shù)的主要作用可歸納如下。①脫空填充：高速公路運(yùn)營中路面下產(chǎn)生脫空，極易引發(fā)沉降、坑洞、裂縫等問題。通過壓力注漿技術(shù)的運(yùn)用，充分發(fā)揮高聚物材料的膨脹、防水性能，可有效排開積水填充脫空，有效防止新裂縫的出現(xiàn)。②穩(wěn)定作用：通過壓力注漿的方式處置高速公路病害，在一定程度上可起到較好的穩(wěn)定作用，有利于防止唧泥、沉降等問題的產(chǎn)生，集密封、穩(wěn)定、快速維修等功能于一體，保證高速公路后期運(yùn)營穩(wěn)定。③抬升作用：混凝土、瀝青路面病害處治中，壓力注漿方法的運(yùn)用可快速起到增強(qiáng)、抬升、重整效果，保證高速公路路面的使用性能。④密封作用：壓力注漿技術(shù)可用于接縫、裂縫密封，其可形成堅(jiān)固、穩(wěn)定的防水層，防止水通過裂縫滲入基層，引發(fā)更為嚴(yán)重的病害。

1.3 注漿設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

注漿加固工藝流程主要由鉆孔布置、注漿壓力、注漿范圍、注漿量及漿液配比等環(huán)節(jié)組成。施工過程中需注意以下兩個(gè)方面：①要對施工現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行全面勘察，明確現(xiàn)場地質(zhì)、地形、地貌、經(jīng)濟(jì)、天文及氣候等條件，然后在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)合理、科學(xué)的注漿方案。②注漿加固操作要嚴(yán)格按照高速公路的路基沉降施工標(biāo)準(zhǔn)展開，核對并調(diào)整注漿方案，設(shè)置合適的注漿參數(shù)值，此外選派技術(shù)熟練的專業(yè)人員，保障操作工作的規(guī)范性和高效性。

2 公路橋梁路基施工中注漿技術(shù)的應(yīng)用

2.1 施工準(zhǔn)備

在路基沉陷處理施工開始前，應(yīng)先結(jié)合現(xiàn)場的具體情況，認(rèn)真做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。①施工臨時(shí)用電以發(fā)電機(jī)為主，施工臨時(shí)用水以附近的河水為主。將臨時(shí)用水和臨時(shí)用電都接通后，先對鉆機(jī)與注漿設(shè)備進(jìn)行試運(yùn)行，保證所有設(shè)備都能處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在施工人員進(jìn)場前，要對其資歷進(jìn)行嚴(yán)格審核，經(jīng)審核確認(rèn)滿足施工要求后方可批準(zhǔn)進(jìn)場。②材料準(zhǔn)備：水泥：選擇初凝時(shí)間不少于3h，終凝時(shí)間相對較長，且強(qiáng)度等級不低于42.5級的普硅水泥，不可使用已經(jīng)變質(zhì)的水泥。因注漿施工對水泥的消耗很多，單個(gè)注漿孔的注漿量就可以達(dá)到1.6-2.0m3，根據(jù)配合比進(jìn)行換算，單個(gè)注漿孔需要使用水泥1.5t左右，所以在施工開始前應(yīng)保證有兩天以上的水泥量，在施工中還要制定材料組織計(jì)劃，避免停工待料情況的發(fā)生。在水泥材料進(jìn)場后，應(yīng)立即報(bào)相關(guān)部門進(jìn)行數(shù)量核實(shí)，為后續(xù)的收方結(jié)算提供方便。水：人、畜飲用水都可在施工中使用，若對水質(zhì)有懷疑，應(yīng)委托相關(guān)部門進(jìn)行檢測，僅檢測確認(rèn)對泥漿性能無影響后，方可使用[1]。另外，還可根據(jù)周圍的環(huán)境情況，通過溝渠取水進(jìn)行注漿施工。水玻璃：模數(shù)在2.4-3.2范圍內(nèi)，波美度在42°-46°范圍內(nèi)，密度在1.40-1.46g/cm2范圍內(nèi)。③技術(shù)準(zhǔn)備：基于技術(shù)總工程師的指導(dǎo)，根據(jù)工程特點(diǎn)，對各類資料進(jìn)行收集，制定合理可行的施工方案，并提出有效的技術(shù)管理方法；分項(xiàng)工程施工開始前，組織相關(guān)人員對招標(biāo)文件進(jìn)行熟悉，以掌握設(shè)計(jì)方案和施工要求；組織施工人員認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保施工始終按照規(guī)范的要求進(jìn)行；對現(xiàn)場全體操作人員做安全和技術(shù)交底。

2.2 注漿參數(shù)

①在注漿過程中，注漿壓力是達(dá)到預(yù)期注漿質(zhì)量的關(guān)鍵因素，若壓力不足，將無法使?jié){液流至指定范圍，漿液的擴(kuò)散范圍很小，會(huì)產(chǎn)生空白區(qū)；而若壓力過高，會(huì)對原路基結(jié)構(gòu)造成破壞，將路面層頂壞，導(dǎo)致漿液在薄弱的位置沖出，無法達(dá)到理想的注漿效果。對此，確定實(shí)際的灌漿壓力是十分重要且必要的，在施工中可根據(jù)現(xiàn)場具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，同時(shí)使注漿緩慢，做好對壓力的控制，避免抬高路面。②注漿漿液的水泥為強(qiáng)度等級為P.042.5的普硅水泥，漿液的水灰比按1:1控制，水、水泥與水玻璃三種主要材料的質(zhì)量比為1:1:0.025。③如前所述，注漿孔的直徑和深度分別為50mm、6.0m。對于注漿孔之間的距離，應(yīng)根據(jù)預(yù)先繪制好布孔圖確定，而對于注漿孔的孔深，可使用控制鉆桿進(jìn)行控制[2]。漿液采用管道進(jìn)行輸送，輸送速度按1.4-2.0m/s范圍控制。對于漿液膠凝時(shí)間，一般不能超過60s。

2.3 布孔設(shè)計(jì)

注漿孔位置需結(jié)合路基的地質(zhì)條件和灌漿標(biāo)準(zhǔn)來確定，以保障注漿效果?？孜辉O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)留出一定的空白區(qū)，防止?jié){液溢出?？孜徊贾弥饕捎妹坊缎问?。注漿布孔過程要求漿液的注漿有效范圍彼此重疊，確保路基沉降部位的土體在平面和深度范圍內(nèi)始終連接。本工程為了避免漿液漏灑或溢出，特別是在斷縫區(qū)域，將注漿孔的間隔設(shè)為1.5m。同時(shí)在保障漿液不影響孔徑的基礎(chǔ)上，設(shè)置5排注漿孔進(jìn)行后期注漿操作。

2.4 鉆孔布置

在進(jìn)行鉆孔布置時(shí)，切忌損害原有路基，保障鉆孔滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在特殊情況下，可選取干鉆法操作。干鉆法可有效減少加水量過多的問題，最大程度地加強(qiáng)路堤防護(hù)力度，防止路基被水浸濕，起到保護(hù)路基結(jié)構(gòu)的作用。本工程地質(zhì)復(fù)雜且易受損，因此需選取路基沉降較為嚴(yán)重的區(qū)域展開油壓鉆機(jī)操作，一般選擇半徑為45mm的鉆具進(jìn)行鉆孔，保證鉆孔深度為1m左右。除此之外，工程采取全程下套管鉆進(jìn)的方式，減少塌孔幾率，并用金剛石鉆具來加強(qiáng)鉆孔效率。

2.5 確定注漿壓力

灌漿壓力是實(shí)現(xiàn)漿液擴(kuò)散并有效充填和壓實(shí)的保證，在確保灌漿施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，灌漿壓力值越大則擴(kuò)散半徑和范圍越大，越有利于增加土體強(qiáng)度。但當(dāng)灌漿壓力超出施工土體自重和強(qiáng)度時(shí)，發(fā)生地基及其上部結(jié)構(gòu)破壞的可能性也越大。灌漿壓力值的大小與土層結(jié)構(gòu)、灌漿施工次序、灌漿方式等有直接關(guān)系，工程壓力灌漿施工過程中，灌漿壓力先按1.0-2.0MPa的標(biāo)準(zhǔn)控制[3]。

2.6 洗孔、補(bǔ)漿及灌漿結(jié)束

為保證注漿施工效果，注漿結(jié)束后應(yīng)按照規(guī)范進(jìn)行注漿孔洗孔處理，本工程洗孔施工選用優(yōu)質(zhì)泥漿，以確保下次壓力注漿施工質(zhì)量。壓力注漿結(jié)束后漿液灌注量和灌注壓力檢測值達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，應(yīng)進(jìn)行注漿外管的封口處理，以保證注漿外管內(nèi)灰漿填滿。壓力注漿達(dá)設(shè)計(jì)壓力值且穩(wěn)壓15min后便可結(jié)束灌漿，若出現(xiàn)地面冒漿等問題，應(yīng)立即進(jìn)行封堵。

在鉆孔施工完成后，立即埋設(shè)注漿管，將止?jié){塞設(shè)于路面以下，避免將漿液進(jìn)入到路面結(jié)構(gòu)層當(dāng)中；具體的埋設(shè)深度要根據(jù)路面銑刨方案來確定。

在注漿完成以后，要立即封孔，完成封孔后，孔口要和路表面保持平齊。在鉆孔過程中要對孔的位置、深度、土層變化等進(jìn)行記錄，并制定有效處理措施。

2.7 壓力注漿

注漿加固技術(shù)主要借助壓力作用進(jìn)行后續(xù)一系列的操作。注漿壓力的選取要充分考慮路基的地質(zhì)情況，依據(jù)單孔注漿量的方式展開，注漿管的安裝必須一次性到位，即要求注漿管一次性安裝至指定設(shè)計(jì)深度處，且在施工過程中秉承自下而上的施工順序。若注漿壓力較小，注漿液的噴射不能滿足施工要求，就會(huì)造成施工工期延長，因此需要減小注漿孔的擴(kuò)散半徑，留出一定的空白區(qū)域；若注漿壓力過大，則會(huì)對路基結(jié)構(gòu)造成或大或小的損壞，加大路基的負(fù)荷，造成路基邊坡移動(dòng)和路基抬升等現(xiàn)象。注漿順序?yàn)橄韧夂髢?nèi)，采用隔行跳打的施工工藝和先排為主、后排補(bǔ)注的方案，避免注漿過程中出現(xiàn)跑漿、冒漿。

3 結(jié)語

在我國高速公路病害處治中，壓力注漿技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)、有效的手段，使小范圍、高效率、快通車的路基路面修復(fù)成為可能，目前在工程實(shí)踐中已經(jīng)得到了廣泛運(yùn)用。在高速公路壓力注漿施工中，需合理選擇注漿材料，通過試驗(yàn)段確定漿液配比、注漿壓力等施工參數(shù)，規(guī)范落實(shí)各道工序，做好鉆孔、注漿質(zhì)量控制，獲得較好的病害處治效果，保證高速公路后期運(yùn)行安全、可靠。