浅谈公路施工中如何应用注浆加固技术

摘要：文章首先简要分析了注浆加固技术的应用原理，然后介绍了各种注浆加固技术，接着分析了注浆加固法在公路工程中的应用流程，最后探讨了公路工程中注浆加固法的施工工艺，旨在与各位同仁进行交流，切实提升注浆加固技术在巩固工程中的应用水平，切实提高公路工程质量，助推公路施工注浆加固技术不断提升，努力促进我国公路交通建设事业实现又好又快的发展。

关键词：注浆加固；公路工程；软土路基

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）09-0101-02

在公路施工中，常常会遇到软土路基的问题，为了提高公路的承载能力，使公路路基沉降问题控制在小的范围内，严防出现路基坍陷、边坡滑坡等问题，就需要采用注浆加固技术。所谓注浆加固技术，它是指采用机械成孔的方式，将可以固化的浆液（如一定浓度的水泥浆液）注入到公路路基、边坡地基中，从而达到加固的目的的施工技术。下面，作者根据多年实践经验，结合有关理论，就公路施工中如何应用注浆加固技术进行探析。

1 注浆加固技术的原理

注浆加固主要具有充填空隙，劈开裂缝，使浆液顺着裂缝渗透，提高土体的挤压密实度。在注浆压力作用下，浆液能够沿着裂缝或空隙充填到地基中去，使地基更加密实。当注浆压力增大时，也会对周围地基产生较强的应力，随即就会使土体产生裂缝。如果土体不是匀质体的时候，浆液最先到达的是土质最软的土体部分，当注浆压力逐渐增大时，浆液再劈入相对较硬的土体，整个地基层因此就会出现隆起效应。从劈裂方向来看，主要有水平的，也有斜向的，还有垂直的。斜向劈裂是浆液顺沿着主应力在均匀土体中的劈入面而形成的；当遇到比较薄弱的、强度相对较低的水平层面时，就会形成水平劈裂；因为土体被搅动而出现竖向裂缝，在浆液进行劈裂的过程中，产生超孔隙水压力，孔隙水压力的消散使土层固结和劈裂浆体硬结，从而提高土的强度和刚性。

2 常见的注浆加固法

注浆加固法的适用范围比较广泛，如淤泥土、岩基、粉土等等地质，同时，具有比较理想的加固效果，但是，其经济成本比较高。注浆加固法有很多种，最为常见的有以下四种：

2.1 深层搅拌法

这种注浆加固主要是以水泥浆液为固化剂材料，以深层搅拌机为主要施工机械设备，对水泥浆与软土进行强制性拌和，从而达到硬结软土使地基更加坚硬牢固，承载力大大提升的目的。这种方法具有比较广泛的适用范围，如淤泥土质、含水量大的地基、粉土和承载力较小的粘性土（小于l20kPa）等软土地基。如果软土层较厚，应先进行试验，根据试验结果确定这种方法是否适应，一般而言，为了提高这些软土地基搅拌桩的强度，可以添加适量的磷石膏。如果硫酸盐在软土地基层地下水中含量较大时，为了防止地基受到硫酸盐的侵蚀，应以使用具有抗硫酸盐性能的水泥为宜。在气温较低的冬季施工时，必须充分考虑到低温天气对注浆加固结果的影响。

2.2 高压喷射注浆法

这种注浆加固法是以钻机进行钻土，钻到设计深度即可，然后，使用注浆管喷嘴进行浆液的喷射。在高压作用下喷射而出的浆液能够有力地冲切土体，使土体脱离表层与浆液混合在一起被搅拌，根据设计计算的浆土比例，进行重新拌和，从而形成坚硬的固化体。这种注浆加固主要的适用范围是：淤泥、粘性土、黄土、淤泥质土、砂土、碎石土等公路地基。如果地基土层中存在着较多的大粒径石头、植物根茎时，应在现场进行试验，只有根据试验，才能够对其适应性进行确定。如果地下水比较丰富、流失太大或能够严重侵蚀水泥的地基，应尽量不使用这种

方法。

2.3 压密灌浆法

经过钻孔处理，使压浆管放置在设计深度的土层中去，将水、水泥及高粘性土调和成浆液灌入压浆管道，并在强大压力作用下使得压浆点周围拓展成灯泡一样的空间。在浆液的挤压作用下，就会产生向上的抬力，从而使地层局部位置升高，从而达到纠正建筑物倾斜的目的。这种方法比较适宜在软弱性地基上适用，特别是地基中存在着较大的孔隙或地基中有较多的湿陷性黄土或中砂时，都可以用这种压浆加固方法。此法主要是用来对既有的建筑物不均匀下沉进行有效的调整，使其恢复平整。

2.4 劈裂灌浆法

由于灌浆压力较大，能够使浓浆在土体内水力的作用下使土体被劈裂，从而构成结石网格，成为支撑空间的强有力骨架。由于受到水力劈裂的作用，存在于土体中的水分就会被排走，地基表面的水则被吸收，整个土体被有效地固化和硬化，使土体更加牢固。这种灌浆加固法在软性粘土和粘土地基中比较适用。

3 注浆加固技术在公路施工中的有效应用

3.1 严格按照要求配备材料，确保材料质量达标

注浆材料是影响注浆加固施工质量的基础性因素，虽然不同品种的注浆材料，其性能也不相同，但是，按照施工需要，都应该符合必须达到的标准，主要有以下九个方面的要求：

一是浆液的粘度不高，具有较好的流动性和可注性，即使是细小的缝隙也能够进入。二是浆液具有较强的稳定性，在常态环境下具有比较稳定的性质，不容易发生挥发、氧化等反应。三是浆液没有腐蚀性，不会导致注浆设备、管道、混凝土、橡胶制品被腐蚀的问题，便于清洗保洁。四是必须是对人体无害的，不会导致环境污染的浆液，并且不是易爆物品。五是浆液具有很高的结石率，使形成的结石体具有较强的抗压及抗拉强度，不会出现龟裂的问题，具有良好的抗渗性。在浆液固化的过程中，不会出现收缩的问题。在固化后，具有较强的粘结性，能将混凝土、岩石及砂子等牢固地粘结在一起。六是注浆材料具有较细的粒度，确保注浆效果良好，但是，如果粒度越细，浆液成本就会升高。七是结石体具有良好的耐老化性能和抗击化学物质及生物细菌的腐蚀能力，具有很强的稳定性，湿度、温度对其的影响不大。八是遵循便于配制的原则，浆液配置过程便于操作，其原材料具有十分丰富的来源渠道，存量丰富，购买价格实惠，能够满足大规模使用的需要。九是严格按照配合比进行配置。注浆材料主要包括水泥、速凝剂、水等。水的SO4应4，主要是采用泵送的输送方式；根据需要选好强度适当的水泥，其质量必须与国家标准相符合。为了加快水泥凝固速度，可以使用水泥速凝剂。可以就地取材，选好河砂，碎石则使用符合质量要求的石屑。

3.2 注浆施工工艺应用的控制要点

3.2.1 钻孔。一是严格按照设计钻孔。作为第一道工序，我们在操作时应该严格控制，确保钻孔方向、角度等与设计要求相吻合，尽可能地使用钻机进行平行作业。为了埋置好注浆管，在钻孔过程中，应该严格控制好造孔径大小，确保孔径比注浆管的管径要大，这样才有利于后期的处理。二是采用清水钻进结构层，结构层被钻穿后，在钻进土层时，则必须用干钻的方式，切不可使用清水钻进。如果用清水钻进，就容易使土被水浸泡成浆，从而产生坍孔。在抽出钻头以后，还会发生闭孔的问题，从而使埋置注浆管的施工受到影响。同时，土体在水的长期浸泡下容易被软化成泥浆，这就会影响水泥浆液的有效渗透，从而降低注浆效果。因此，必须严格按照施工要求进行钻孔操作。

3.2.2 埋设注浆管。在完成钻孔后，应该严格按照要求将钢花管埋设到位，严防杂物进入钢花管中或坍孔，以免影响钢花管的埋置。在进行钢花管的安装时，要将钢管用地质钻机吊起来，确保钢花管与孔口对准并垂直慢慢地放入，不得出现偏斜或撞击管道，以免使地基层受到搅动，甚至导致用来封住注浆小孔的透明胶和压浆嘴丝口受到损坏。严格按照设计做好钢花管的安装，如果钢花管超过8m长，应该分节进行安装。首先把一节带有圆锥托架的钢花管在孔口处固定好，然后，将上一节对接焊接后再放下去。为了方便压降头的安装，要在注浆管上部露出5cm的长度，并用水玻璃将搭板与注浆嘴嵌缝处封死，以避免由于压力的增加而使浆液从嵌缝处出现冒浆。

3.2.3 注浆过程控制。做好注浆控制，才能确保注浆施工的质量。因此，在进行注浆控制时，应该严格实行双指标控制，即根据注浆量和注浆压力参数进行控制。在进行注浆控制时，主要是控制注浆的压力，注浆过程中采用间歇多次注浆工艺，注浆压力逐次提高，稳定压力应在1MPa以上。注浆效果一般标准：一是射线检测，测定密度，注浆前后对比；二是弹性波法，测定注浆前后，地基的波速以判定弹性模量的变化；三是浆液的灌入量，同一地区路基的差异不是很大，可以根据各孔段的单位灌入量来衡量；四是压水试验，检查孔做压水试验，以单位吸水量值表示幕体的渗透性等。

3.2.4 异常情况处理。一是双液注浆时，注浆压力突然升高，应停注水玻璃，只注水泥浆，待泵压恢复正常后再进行双液注浆。二是进浆量很大，压力长时间不升高，则应调浓浆液或调整配合比，或采用双液间歇注浆，使浆液在岩层裂隙中有相对停留的时间，以便凝胶。三是应使备用泵随时处于正常完好的状态，若注浆泵在作业过程中发生故障，应立即换上备用泵继续注浆，同时排除泵的故障，以备再用。

4 结语

总而言之，注浆加固技术是公路路基施工中最为常见的施工工艺之一，对公路路基工程的质量具有直接的影响。因此，做好注浆加固具有十分重要的意义，我们应该不断研究，努力创新施工方法，根据需要积极引进新的施工设备，采用新的施工方法，不断提高注浆加固施工技术，从而为我国公路建设作出更大的贡献。

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作者简介：曹志涛（1977―），男，河北平山人，平山县交通运输局地方道路管理站助理工程师，研究方向：公路工程质量检测、管理。