浅析注浆技术在路基病害整治中的运用

摘 要：在公路工程建设中，路基不仅是公路的基础，而且也是确保路面质量的关键，。公路在投入使用后，由于自然因素及车辆荷载的作用，往往会导致路基出现各种病害，从而直接影响公路的使用性能。注浆技术以其施工设备简单、成本低、工期短、对交通和环境的影响小等优点，当前已被广泛应用于公路路基病害整治当中。

关键词：路基；病害；注浆技术

一、注浆技术概述

1. 注浆技术的原理

注浆主要是通过压力输送的方式将水泥浆液注入到岩层裂缝或是松软土层当中，当注入的浆液与周围土体或岩层固结后，能够起到改善土体或岩层力学性质的作用。当前注浆技术已经被广泛应用于建筑、冶金、煤矿、交通、水利等部门，不仅可作为主要的施工方法，还可作为辅助的施工方法。

2. 注浆技术的类型

按照浆液与土体的相互作用方式，可将注浆技术分以下几种：

①压密注浆

主要是指采用一定的压力注入粘稠、流动性差的浆液，使其取代并对周围土体产生挤压作用。浆液凝固后的形态多为球体或柱体，且会占据一定的空间。

②渗透注浆

利用注浆压力的作用，使浆液能够克服各种阻力，从而渗透到土体的裂缝或孔隙当中，以此来排除裂缝或孔隙当中的气体和水分。渗透注浆不会改变土体结构的体积和原状，在进行注浆过程中，地层的结构不受注浆的破坏和扰动。

③劈裂注浆

是指采用较高的压力，使浆液劈入粘土层中，并呈纵横交错的脉状网络。浆液在劈入土层后，不与土体本身发生混合，仅以独立的形态存在于土层当中，同时产生一定的挤压、充填、扩散以及骨架等效应。

二、公路路基病害整治中注浆技术的实际应用

1. 注浆技术在公路路基沉降中的应用

公路路基沉降属于公路建设中较为常见的病害之一，当路基发生沉降时，路面会出现凹凸不平的现象，从而影响行车的舒适性和安全性。形成路基沉降的主要原因是：1.由于公路地下有空洞，致使路基发生沉降；2.路基压实不到位导致的沉降；3.路基碎石选料不当，遇水软化导致的沉降；4.挖方路基与填方路基的交界位置处两种土体的密实度、含水量以及粘聚力不一，在承受外界荷载时，容易引起路基的不均匀沉降。

注浆技术以钻孔的方式将注浆管埋设于路基当中，并通过注浆管将预先配置好的浆液注入到存在病害的路基土体当中，此时浆液则会与土体发生挤压、渗透以及劈裂等作用机理，使得浓度较高的浆液与土体发生结合，从而形成具有较高强度的水泥固结体或网络体，达到挤密周围土体的目的。在进行注浆时，各个注浆孔中均埋设有注浆管及回填碎石，浆液通过花管扩散后，使碎石、注浆管以及水泥网络体紧密的结合在一起，形成一个刚性桩基，该桩基与周围受挤压的土体共同组成复合地基，这种复合地基能够有效地防治路基病害。

2. 注浆技术在湿陷性黄土地基处理中的应用

黄土的湿陷性是公路路基又一常见的病害。通过注浆技术能够有效地降低或消除黄土湿陷性给路基带来的危害。在黄土地基中进行注浆，其主要目的是消除黄土的湿陷性，从而满足上部结构的荷载。在进行注浆时应尽量利用黄土本身固有的裂缝以及次生软弱面的病害等特殊性质。注浆的初始劈裂最好发生在黄土的软弱面或裂隙面上，这样有助于浆液从孔隙渗透及充填，从而使其同时具有中高压缩性，并以此来产生出压密效应。当浆液以劈裂的形式充填地基的软弱面时，土体则会由于压缩而出现变形，并形成纵横交错的浆脉状骨架结构，使地基的密实度和强度有所提高，进而提升地基的承载能力。这样便可以达到约束黄土地基的变形和湿陷的作用。

3. 注浆技术在处理公路结合部位病害中的应用

公路结合部位的病害主要有以下几种类型：一是纵裂。具体表现形式为地基、路基纵向开裂，这一危害有可能致使施工后的路面左右两侧发生不均匀沉降，从而导致路面纵向裂缝或水泥路面板断裂；二是沉陷。在原有地面缺乏整治的前提下，如果出现回填的速度过快、压实度不达标等情况时，则会产生台背填土沉陷。其危害是在公路投入使用后，由于填土本身的子总以及重型车辆荷载的作用，使得填土不断压密沉陷，导致填土结合部位下沉，出现空洞，最终造成路面开裂；三是回填料不均匀。由于回填土的材料级配和水泥用量不稳定，尤其是在搅拌过程中拌和不均匀，从而导致强度和密度达不到设计要求。其危害是未形成板体的砂粒料在水的不断侵蚀下及重型车辆的荷载效应会造成桥后搭板沉陷，形成桥头跳车。

对于上诉第一种病害的解决方法是：可将原有的回填土全部清除，并由路中向路两侧进行清底，然后重新施工，或是将原有地基进行加固后在重新施工。其余两种病害可考虑在接合位置处利用高压注浆加固处理。具体做法如下：先根据填土的实际高度和要求确定注浆补强后地基的承载力，随后按照地基的厚度、要求的承载力以及孔隙比确定注浆的间距和深度。

三、注浆效果及质量评价

1. 注浆效果评价

通常情况下，由于采用注浆技术处理的路基病害大部分都是位于地下的隐蔽工程，因此，进行注浆施工过程中，必须严格按照施工要求，以此来确保其工程质量。在公路软弱地基中进行注浆，其要求达到的处理效果如下：注浆处理后，路基的承载力应>200kpa，最大沉降需

2. 注浆质量的具体检验内容及标准

采用注浆技术进行路基病害整治后，该工程质量的具体检测内容如下：一是注浆材料是否符合设计要求；二是否按照设计规定进行施工；三是施工记录是否填写完整。注浆质量检验方法

3. 开挖检测法

该方法较为适合检测地下较浅位置的注浆质量。具体方法为：先选择某一个注浆区域，并通过人工挖井深或槽深，进而直观地对注浆施工质量进行检测及评价。开挖检测法主要研究的是浆液在土体中的运动方式、注浆的扩散半径等，并以此作为依据看其是否符合设计要求。

4. 荷载试验法

该方法属于原位测试法中的一种。通过荷载试验所得的具体数据能够确定出地基土体的实际承载力，并计算出地基的变形模量。对于采用注浆技术整治后的路段，应采用2～3组荷载试验，若条件允许，应在注浆处理前，在同一位置做荷载试验，这样可将处理前后的数据进行对比，以便更好地评价注浆质量。

5. 钻探法

该方法主要是通过对注浆整治范围内的土体或岩层进行钻探，以此来提取土体样本或岩石样本，随后对样本进行测试，获得其物理力学参数，最终对注浆质量进行综合评价。变形观测法该方法主要检测的是注浆处理后的地基效果，其主要特点是精度较高、直观具体；缺点是时间较长，具体观测时间应从注浆整治后一直到公路正常使用一年，在此期间沉降量不得超过设计值。在该方法中主要观测点的布设可按照GB50026-2007中的相关规定进行，再通过对观测结果的整理、分析以及与设计标准的对比，最终对注浆处理效果作出评价。

四、结论

总之，采用注浆技术整治公路路基中的各类病害是一种较为理想且实用的方法。注浆技术也会以其自身诸多的优点，在未来各相关工程中得到越来越广泛的应用。