高速公路路基沉陷注浆施工技术研究

高速公路路基沉陷注浆施工技术研究

丁志伟

河南省交通规划设计研究院股份有限公司 河南郑州 451450

摘要：在高速公路的使用过程中，路基沉陷是最为重要的危害之一。目前，注浆施工技术可以有效解决高速公路路基沉陷的问题，但在解决过程中仍有一些缺陷需要完善。所以，要深入探究高速公路路基沉陷，并采取相应的措施加以防范。

本文主要论述了高速公路产生路基沉陷的原因，以及影响注浆施工技术对其解决的有效措施。

关键词：高速公路；路基沉陷；注浆施工技术

在我国的高速公路中，路基是重要的组成部分，也是高速公路后期维护的重点内容。我国高速公路整体呈现出了复杂化和多样化的特点，每年常常出现高边滑坡和路基塌陷的情况。目前所选用的维修手段中有很大的不足，需要采取快速、有效的措施加以解决。最为常见的防范是利用注浆技术对高速公路的路基进行维护，我们要对注浆施工技术进行深入研究，以确保技术的成熟。

1. 路基沉陷原因分析

1. 设计原因

不同高速公路所出现路基沉陷的情况也是不同的，这种不同受到了多方面因素的影响，包含：地下水、施工材料、土质、路基填土高度等等。在对高度公路的设计前提，要将以上因素考虑到设计中，以避免路基沉陷情况的发生。如果施工土地的地基很软，或是在采空区作业，要对所施工地区地质的实际情况进行全面考察，并形成一份全面、详细的书面设计报告。如果在设计高速公路路基的过程中出现承载力不足的情况，便会导致路基沉陷。

2. 人为原因

一些高速公路工程的承包商为有效的降低自身成本，实现运营收益的最大化，就会降低道路工程质量，让高速公路在后续的使用过程中出现路基沉陷的情况。同时，不同的施工人员在施工技术水平和专业能力上也存在很大的差异。如果在施工过程中存在人工疏漏或非常规操作的情况，就会增加高速公路工程所面临的安全隐患。还有的时候，高速公路工程要求的完工时间较为紧急，施工人员为加快工程进度，便不及时修补工程中出现的隐患和漏洞，发生路基沉陷的情况。

（三）材料原因

高速公路施工所用材料也会严重影响到整个工程的质量，即便有再先进的施工技术和非常完善的施工过程，如果在高速公路的施工过程中所使用的材料是劣质的，会降低高速公路质量，影响后期使用。在高速公路的实际施工中，材料问题是常有出现。所以，在进行对高速公路进行施工时，所选用的土石和填料中不得含有任何杂质，且要符合国家相关的施工标准。一旦在施工中出现劣质材料，将会导致高速公路路基出现不稳定或沉陷的情况。为有效保证公路路基施工的质量，要提高施工材料的稳定，防止不稳定材料在雨雪天气中出现路基沉陷的问题。

（四）管理原因

为有效提高高速公路的施工质量，减少路基塌陷情况的发生，就要在施工过程中做好管理工作。部分施工工程的管理人员和领导思想为传统观念所束缚，没有重视项目施工管理工作，导致项目所采用的是落后的管理方法，或没有对施工工程进行动态管理，多为事后控制。这就很容易出现高速公路基沉陷的问题，严重影响工程质量^[1]。

（五）地形、地质原因

在对高速公路进行施工时，会出现地质条件不能达标的情况，出现复杂或柔软的地基。设计人员在前期设计工作中要充分考虑土地的承载能力，尤其是沼泽、泥潭、流沙地区，保证土地的承载能力符合高速公路的要求。否则在高速公路的后续使用过程中会出现路面段断裂、排水不及时、防护不完善等情况，而这些问题都会造成路基的沉陷。在高速公路的施工路段，土壤中还会掺杂泥沼、流沙、冻土、土块等等，让路基的调料规格和大小不同，甚至出现向后倾斜的情况。

（六）人文、气候原因

通常来说，高速公路施工位置的也会遭遇到各类自然灾害，例如：冰雹、干旱、洪水、降雨量等等。如果此时排水系统出现问题，将会在高速公路的路面上形成积水，造成路面温差过大，破坏土壤结构，降低强度，产生路基沉陷。

2. 路基沉陷施工技术

1. 加强施工准备工作

在对高速公路进行施工的前期，要做好施工准备工作，认真勘测高速公路施工现场的情况，以提高施工质量。前期的现场勘测工作不仅可以了解高速公路工程的概括，还可以了解施工现场的周边情况以及可能影响到施工的相关因素。提前预判可能出现路基沉陷的原因，并采取相应的措施进行预防。在对高速公路施工过程进行设计的过程中，施工人员要保障方案的完善，提高高速公路路基的质量，延长使用惦念。针对高速公路路基周围出现的杂质，例如：树根、垃圾、杂草等等，可采用人工处理或大型机械处理的方式。处理后将沙砾铺在质量不太好的地段，其他地方可填换成优质的、透水性材料。针对含水量较高的路基土壤，可进行翻松和晾晒，再在后期施工过程中对其进行压实，让其含水率保持在较低的范围内。要选用无淤泥、动土、杂质的土石材料对高速公路进行施工，保证换填土料可以符合国家相关标准，提高路基质量，防止出现塌陷的情况。

（二）观测路基沉陷

在对高速公路进行施工的过程中，要预判好可能会沉降的情况，全方位监测施工效率，降低公路沉陷发生的概率。如果发现高速公路路基出现沉陷情况，但不采取影响的措施加以解决，将会恶化问题，并造成无法挽回的损失。所以，要加强观测高速公路路基沉降，一般可采用以下三种方式。1、可针对高速公路路基的塌陷情况，来进行分析。2、观测分层呈现，在对高速公路进行施工时，将每层的宽度和厚度控制在国家标准所要求的范围内，一般厚度在300mm左右。在施工过程中，可根据地质情况的不同来选择分层填筑方法， 防止因为一层的问题影响到了其他层。3、观测深层沉陷。针对高速公路路基沉陷的情况，要根据不同的情况来选择不同的方法，或对多种方法进行综合后使用，确保观测的准确。在观测时，还可以从横向、纵向不同的角度进行观测，设置较多的沉降板布点，提高观测结果的真实性。

（三）合理使用施工技术

1、布孔、钻孔。通常来讲都采用梅花桩的方式来进行注浆钻孔，其是在沉陷的位置进行布置，且各个孔间的距离需要控制在一米之内。被加固路段的土体在平面和立体上都可以形成一个整体。要对所布设的范围进行合理控制，一般可适当超过高速公路路基所沉陷的范围。如果高速公路路基沉陷较为严重，可在实际施工过程中调整各个孔间的距离。在原有的设定点处，如果受到其他因素的影响而不能进行钻孔，可在附近钻孔，前提是对其他点不产生影响。一般高速公路的结构层较为坚硬，可使用百米钻机对其进行注浆和加固，并冲压成孔。孔径在控制在80mm左右，深度在6.5m左右，地基原状土层在0.5m左右。在对高速公路路基进行施工的过程中，要固定好钻机底座的水平位置，防止出现打歪注浆孔的情况。

2、埋管、注浆。要在钻好的注浆孔中沉入半径为10mm的高压花管，一般在注浆管的下部分布了很多小孔，需要封闭好这些小孔和注浆管的下端。在填埋的过程中，要在预设的深度内一次性放好注浆管，并在孔低流出0.5米的距离。在其中添加普通硅酸盐水泥，并用小型搅拌机进行搅拌，用高压注浆机将水灰比为0.8的水泥搅拌均匀注入到高压管中，注浆压力为1MPa，其中可采用后、中、外相间隔的方式进行注浆。要从高速公路路基沉陷的最外部开始注浆，然后每隔一孔或排进行，形成环形包围的形状。注浆过程要严格依照操作规范来进行，施工人员要密切观察注浆后孔内及四周的变化情况。一旦发现鼓泡或漏浆的情况，要及时采取措施加以解决，在处理好后，在进行补浆处理。

3、路基整体换填。为有效解决高速公路路基沉陷的情况，针对其中不符合施工标准的采用可选用填换施工技术。这种方式需要路基的填方深度较高，多以小填方路段使用居多。如果所要填方的路段加高，则需要大量的换填数量，降低了高速公路的经济性。在对路基进行填换前，要及时清除原来的填筑料，抚平基坑、压实，保证其压实度和平整度的可适用性。所选用路基填换材料要符合相关施工标准的要求，合理使用砾石、土体。需要扩大路基回填所挖掘的范围，各个路基间形成错台，并具备一定的要和度。与原有的高速公路路基相比，回填压实度要提高0.8%。换填法所需要的填挖方量很大，需要宽旷的施工环境^[2]。

4、压力灌浆处理法。近年来，压力灌浆处理法是处理高速公路路基沉陷中最为常见的一种方法之一。在部分高速公路工程中，对路基所选用的填筑材料多以级配碎石为主。但是各个高速公路现场施工的情况有所不同，施工技术也有差别，很可能出现填方地段的边缘没有达到施工标准。如果在后期的使用过程中，出现恶劣天气或车辆的负荷较大，就会导致路基结构出现不平衡的情况。一般而言，压力灌浆技术还受到路基固结性能的影响，在注浆的过程中，要将碎石颗粒均匀的分布在路基缝隙中，增加路基的固结和承载能力。级配碎石多为高速公路路基最常使用的填料，可有利用压力灌浆技术有效解决路基沉陷问题。

（四）提高施工质量管理

要对高速公路进行施工前，要根据工程质量标准对高速公路的基本情况进行认真调查。建立相应的高速公路施工管理标准体系，管理人员要做好相应的监督管理工作，明确各个员工的岗位职责，并根据员工的表现情况给予相应的奖励和惩罚。在对高速公路进行施工时，要选择与实际施工要求相符的材料和施工技术，并且施工过程要严格按照流程进行。严禁使用不符合施工标准的材料，保证施工质量。在工程验收中，要严格依据道路相关质量标准进行，如果发现有不达标的地方，要及时进行修复。高速公路对国家发展而言至关重要，可方便人们的出行，还可促进经济的良好发展。我们要深入了解高速公路路基沉陷的原因，并采取相应的措施进行解决，减少沉陷发生的概率，为经济发展助力。

（五）水泥注浆结合局部CFG维修

CFG桩的组成成分是粉煤灰、碎石等等，其桩身、桩间土共同作用形成了复合式的地基。为保障CFG桩的有效性，要充分考虑到周围土壤的承载能力，尽量减少土壤中水分，让土壤处于干燥或近乎干燥的状态。可利用CFG桩来处理，高速公路路基沉陷中最为严重的地方。在桩的分布过程中要注重广泛，提高桩的承载能力，或成梅花型分布，桩深要穿过水稳基层。在对高速公路的路基进行注浆要确保浆孔和桩的所处的位置一致，孔深可以低于水稳基层。

（六）排水渗沟的综合维修

针对高速公路路基沉陷的问题，以往所采取的治理方法和注浆处置结构并不完善，需要在高速公路的路基上打入多个注浆管，也不能实现同时对多个管道进行注浆。同时，每个注浆管的注浆压力和时间也是不同的，最终效果存在很大差异。还有就是在完成注浆后，不设置渗沟，让高速公路路基上的积水不能及时排掉，积水会渗入到路基中，软化路基，长年累月就会造成路基的不稳定，导致路基出现沉陷的问题。可用花管注浆来处理好排水渗沟的情况，注浆管要水平放置，并分成两侧，将路基分隔开来，其中有一排注浆管要放置在高速公路路基的外侧。同时，在高速公路的排水管道必须是同向的，注浆时可同时向多个管道进行，且保持相同的时间和压力，提高注浆效果。

（七）合理配置浆液

浆液的质量与高速公路整个工程的质量密切相关，同时，原料的配比会影响到施工效果，所以，浆液的配比要严格根据比例来进行。注浆液是由水和水泥混合而生的，要根据桩身对注浆的实际需求情况来选择出合适的配置方式。一般水和泥的比例要控制在一定范围内，不要出现比例过大的情况而发生稀释。在选取注浆管的过程中，可根据国际标准来选择低压、流体输送管道，一般管道的壁厚在3mm以内，内径在50mm左右，同时材质也要符合国家相关标准。在安装过程中，还会涉及到生科带、接头、螺纹等材料，要确保焊接的牢固，防止在接入过程中出现空隙。对钢筋管道的固定可采用十字绑扎的方式进行，且每个绑扎点间的距离在1.5米内。最好选用软件连接的注浆器进行注浆，在高速公路的外部路基进行使用时，需要在注浆器外部包裹橡皮套和高压防水带。保持每个软管间都保持相应的距离，防止混凝土在注浆过程中受到损坏^[3]。

结语：在针对高速公路所存在的路基沉陷问题，为提高使用效率，确保道路安全畅通，就要使用相应的措施加以完善。要从源头出发，找到路基沉陷的原因，利用注浆施工技术消除安全隐患，提高高速公路质量。

参考文献：

1. 郭震、袁先敏. 高速公路路基沉陷的处理技术分析[J].黑龙江交通科技,2020(10):41-42.

[2] 索铭. 压力灌浆技术在高速公路路基病害处治中的应用[J].技术与市场,2019(06):182

[3] 陈守印.公路工程路基沉陷及翻浆处理施工技术研究[J].建筑技术开发,2021(02):163-164.