地聚合物注浆加固技术在市政道路基层维修中的应用研究

地聚合物注浆加固技术在市政道路基层维修中的应用研究

熊丙伟

重庆市城投公租房建设有限公司 重庆市 400015

摘要：本文首先阐述了地聚合物注浆加固原理，论述了地聚合物材料特性，接着分析了地聚合物注浆加固技术的施工工艺控制，最后对路段加固效果进行了探讨。

关键词：地聚合物；加固技术；基层维修

引言：

地质聚合物注浆加固技术在道路养护和改造中具有深远的社会推广价值。能够满足大中型道路的结构加固要求，结构强度提高效果显著。但值得注意的是，用于道路钻孔和注浆加固的设备智能化和集成化程度不高，在一定程度上影响了道路结构加固的有效性和可控性。

1地聚合物注浆加固原理

地质聚合物是以粘土、碱性溶液等低钙硅铝材料为主要原料，经过200℃ ~ 1200℃的工艺处理和化学反应，由三维硅铝酸盐化学键合而成的无机高分子材料。它由各种物理形式的非晶到半圆形结构组成，类似于沸腾的石头。它具有有机聚合物、陶瓷、水泥、早期强度、低收缩率等优良性能。地聚合物泥浆具有流动性、早期强度、无收缩、微膨胀等特点。可利用矿物废物和建筑垃圾作为原料，在建筑材料、高强材料、固核固废材料、密封材料和耐高温材料等领域均有应用。

道路基层聚合物注浆加固技术是通过钻孔和使用注浆设备将地质聚合物浆液均匀注入道路基层和底基层。灌浆材料和基材具有化学结晶、离子交换、物理填充等功能。从而将原道路中的土与基层材料粘结成一体，再生基层结构，形成强度高、密实性好、水稳定性好的基层结构，从而降低弯沉值、提高道路承载力，提高结构层强度、道路的整体性和稳定性，延长道路使用寿命。

2地聚合物材料特性

地质聚合物具有无机物的特性，具有优异的抗氧化性和抗碳化性。一方面，其优异的性能源于其稳定的网络结构，另一方面，它可以完全避免金属离子迁移和骨料反应引起的碱-骨料反应，因此具有很强的抗自然破坏能力。主要特点是:(1) 凝结硬化快，凝结时间可调。固化可以在几分钟内完成，适用于各种紧急情况。电容器可以根据施工要求调整停留时间，并将滞后时间延长到20~50分钟；(2) 施工强度高，初始强度随着时间的推移而稳步增加；(3) 具有微膨胀性能，具有良好的密实性，良好的抗渗性。(4) 抗蚀性能良好在低温条件下仍能发挥较高的小时强度。

3地聚合物注浆加固技术的施工工艺控制

地质聚合物注浆加固技术在实际道路施工中应用的关键是对施工过程的良好控制。本文详细阐述了地质聚合物注射成型工艺及其工艺控制在城市道路基层维护中如何更好地应用。所有参与方的内容必须在各自的施工过程中得到充分考虑。例如，该段的交通在施工期间部分受到影响。为了安全、高效、保质保量的在不同的车道都能钻孔施工，并协调相应的交通控制区或高峰时段以外的交通控制区。当准备和外部条件得到满足时，城市道路的基层质量将在注射过程中得到加强。

3.1施工工艺控制

施工过程中要注意以下施工控制要点，保证工程的整体质量。(1) 排列孔位置。施工前，精准检测施工孔位置。对于路基存在隐患的区域，要提前明确钻孔位置，绘制孔位平面布置图，做好线位和点位的标记工作；(2) 钻孔。安全报警信号和现场保护措施到位后，根据已上报批复的孔位来进行钻孔，合理控制好钻孔时间，尽可能避开早晚高峰时间，在打孔的过程中按照5cm的标准来控制打孔的直径；(3) 清孔。钻孔作业完成后，为了防止塌孔，便于后续工作，应及时清理钻边存在的一些砾石和杂物；(4) 灌浆管嵌入和注入。清孔过程完成后，及时敷设进料管线，控制深度和角度是否合理；(5) 密封喷嘴。浆管埋注后需要密封好浆管的四周；(6) 搅拌浆料。彻底搅拌聚合物材料，确保它可以均匀混合。搅拌时，控制填缝材料的水为36%。搅拌时可以使用双桶搅拌设备进行5min的搅拌，以提高搅拌的均匀性；(7)灌浆。浆液搅拌完成后应立即进行灌浆，灌浆过程中应合理控制灌浆速度，正常情况下灌浆时间应控制在3分钟以内。此外，灌浆过程中需要控制压力泵的压力，一般在0.2 ~ 0.3兆帕之间。灌浆后，一旦灌浆压力达到0.3兆帕或> > 1.5毫米，应停止灌浆过程。等到其压力下降之后重新注浆，这个过程持续到浆液注满为止。如果浆液从路面表层纵横缝隙中冒出时也可停止注浆，进行10~20s的稳定注浆后再继续注浆；(8) 堵塞灌浆孔。灌浆作业完成后，灌浆孔需要密封；(9) 拔管。在结束封堵冒浆孔后，在保证封孔的完整性的前提下拔出浆管；(10)开放通道。建筑过程中使用的材料和工具全部回收，冷却3~4小时后可以开放交通，以确保道路不受影响；(11)竣工验收。只有在所有工作完成后才能验收完成，关注施工过程中可能存在的问题并及时处理。

3.2钻孔布置和注浆压力

钻孔前，必须确定孔位置。通常，钻孔和灌浆采用基层灌浆的方式进行，灌浆钻孔的间距和排距控制在1.5m左右，施工时，第一步是对两侧双排孔进行灌浆和加固，确保施工区域两侧的物理强度符合规定要求；第二步，等到胶化并加固好两边的浆水1d后，填充加固好中间的钻孔，最后对有落差浆量的位置进行钻孔和加固。

在基层灌浆过程中，施工人员应根据原有道路结构，根据地下10厘米的深度控制加固基层的深度。控制灌浆压力为0.2 ~ 0.3兆帕，对路基进行修补。如果超出数值范围，停止灌浆，待数值回落后再灌浆。

3.3检测弯沉

注入地聚合物后，待其冷却凝固好方可进行弯沉检测，其主要用途是检测道路是否符合一般使用的标准。评估标准是对聚合物增强的道路承载能力的观测，观测道路的承载能力和使用性能的恢复程度是否符合标准。在本项目中，将现场检验注浆的六个位置情况，具体是用数据验证检测施工前后的弯沉效果。

弯沉试验是地质聚合物注浆加固技术最直接的试验方法，该值也是检验地基承载力的重要指标。测试结果可以显示路面结构层在正常使用中是否具有抗变形能力。国内普遍采用贝克曼梁法进行挠度验算。

4路段加固效果

4.1无损检测

探地雷达用于灌浆前后道路的无损检测。灌浆养护6小时，通车一段时间后，对同一部位进行复测对比，发现灌浆后路面波形平滑，说明注浆可以填补原路基的空隙，使基材与路基土胶结，形成加固效果良好的网状石结构。

4.2弯沉检测

弯沉值是路面各结构层和地基土整体强度和刚度的重要指标，它不仅反映路面各结构层的整体抗变形能力，而且与路面的使用状态有着内在联系。因此，弯沉值是道路建设和使用过程中的一项重要检测指标，直接反映路面的整体强度和质量。为了评价工程中地质聚合物注浆加固技术对道路承载力和稳定性的改善效果，现场测试了注浆加固前后路段的弯沉值，并沿整条道路每20m测量一次各点的弯沉值，采用贝克曼梁法。

从注浆加固前后各测试点的弯沉值可以看出，注浆加固后，路段左右两侧的弯沉值略有波动，整体弯沉值明显下降，表明加固后道路的均匀性明显改善，其基底的整体稳定性和承载力明显提高。一般来说，采用NK-T103(快凝型)聚合物灌浆材料进行道路灌浆加固后，地质聚合物灌浆材料可以提高路基和基底的密实度，重塑基底结构，降低了道路弯沉值，提高道路承载力，达到显著的加固效果。

结束语：

伴随着经济高速增长，中国对道路的需求不断增加，导致道路过度拥挤。这种情况下，道路受天气因素影响后会开裂、起伏甚至坍塌，直接给行车带来安全威胁。因此，道路必须及时修复，以确保道路安全。目前，我国道路养护工作主要采用地质聚合物注浆加固技术进行处理。这项技术不仅耐久性好，而且稳定性高，也是一种绿色环保的材料。

参考文献：

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