公路施工灌浆技术的应用研究

摘要：以灌浆技术为研究背景，对该技术在公路工程项目实践中的要点进行研究。首先阐述了灌浆技术应用原理，而后分别从灌浆施工技术方案确定、测量放样施工、钻孔施工以及浆液调制等方面，详细地论述了灌浆技术的应用过程，希望可以为此类工程提供借鉴。

关键词：公路工程；灌浆技术；应用分析

高速公路在整个运营时期中，有很多外部干扰因素的影响，导致病害问题比较严重，其中最为典型的问题就是沉陷。一般来说，选择应用压力灌浆技术进行病害处理可以达到效果，让高速公路快速恢复正常运行。压力灌浆实际上就是借用压力，通过钻孔把事先配比好的浆液灌入到土体孔隙之中，将土体之中存在的自由水和空气充分的挤出，使得浆液凝结后能够和土体结合为一个完整的、密实的整体，从而提升土体的强度、水稳性，能够很大程度上改善物理力学的性质，有效地解决沉陷病害问题。另外，此种路基施工的技术还具有较多的优点和特点，如成型速度快、成本低廉以及方法简单等，因此，能够被广泛应用在实际公路建设中。

１灌浆技术的原理

在高速公路项目的路基结构施工中，应用灌浆技术进行施工有着非常明显的优势，通过钻孔的方式灌入合格的浆液，然后对于下部的土壤结构进行挤压作用，形成更具稳定性和坚固性的路基结构，提高高速公路运行的质量。灌浆加固路基的方法能够使得浆泡在注浆管周围向外实行扩张，使得土壤内部结构能够形成复杂的应力，从切向和径向实现发展。而土壤结构中临近浆泡的部分由于受到应力的破坏会重新完成塑性变形。此外，在应力作用下土壤结构会产生一定的变化，如土壤实际密度会降低，而和浆泡距离较远的则会呈现一定的弹性变形，从而实现土壤密度的增加，达到路基加固的效果。我国高速公路建设里程逐步增多，路面铺设施工的主要材料就是水泥混凝土与沥青，很多情况下农村地区或者山区道路会选择采用砂砾作为主要施工材料，不管哪一种施工材料，在长期的运行中都会导致沉陷的问题出现，给公路的正常运行带来不利的影响，甚至会造成严重的交通事故。当前我国使用最为普遍的一种路基加固方式就是压力灌浆技术，既可以保证高速公路的通行质量，又可以延长使用寿命，促进我国高速公路事业的稳步发展。

２高速公路工程概况

某高速公路项目总里程为３５ｋｍ，整个项目施工范围内分布着比较多的涵管部件，在涵管埋设中要进行回填施工。本次工程项目条件较差，回填材料的质量难以达到基础结构性能的要求，所以造成路基结构的土体孔隙率比较大、压实性能不足等问题，导致工程的质量难以合格。此外，在回填料承载自重的情况下，也会导致沉降问题的发生，路面平整度难以满足要求，给项目运行安全性带来不利的影响。因此，需要做好路基土体的加固处理，选择合适的应对方案，结合现场施工环境以及经济性选择设施方式。经过对比分析，最终确定选择应用压力灌浆技术。

３施工方案

３．１处理区域及灌浆孔布设

因为本次工程项目回填质量不达标，所以本次灌浆作业过程中，回填土是目标对象，在开挖环节，要重视回填土施工质量管理。从工程的具体情况分析，结合项目内部存在的多条涵管问题，灌浆孔要保证两侧各设置一排，具体参数可见表１。本次施工采用的是Ｐ·Ｏ３２．５普通硅酸盐水泥材料，浆液密度为１．６～１．８ｇ／ｃｍ３。

３．２工艺流程

灌浆施工工艺流程为：①进行灌浆孔测量放样；②安装钻机，固定；③根据工程需要调整钻机；④钻孔作业；⑤外管下孔；⑥制作浆液材料；⑦内管下孔；⑧灌浆处理；⑨浆液补灌施工；⑩清理处理。

３．３施工内容

３．３．１测量放样首先根据需要做好穿涵管的测量作业，详细地标记其具体的轮廓，然后依据设计方案进行钻孔位置的测量放样，最后再进行孔位标注。３．３．２钻孔基于钻孔放样的结果来装置好钻机。钻机需要稳固牢靠的装置，并且需要调整和钻孔对准，钻杆实际需要确定为垂直状态，完成垂直度检验再进行钻进工作。相关工作人员需要在钻进时进行同步跟踪，开展好记录工作，对地层以及孔位偏移等相关情况进行重点检测，如果在钻进中产生相应的问题，根据需要采取科学合理的补救措施。钻孔作业后，组织技术人员进行现场验收，达到标准要求才能进行后续孔位钻进施工，保证孔位偏差不超过５ｃｍ。３．３．３外管下孔以设计方案作为标准进行灌浆外管的制作，然后进行质量检查，比如管材、管径以及搭接长度等，合格后才能下放。下放外管时还要维持平稳，在符合实际的标高时开展连接和固定工作。完成外管的下放工作后还需要将截止阀及时进行安装，并标定准确，将灌浆段点的位置记录下来。３．３．４浆液调制浆液的调制要严格基于配比来完成，确保充分搅拌浆液。一般能够采用常规搅拌机来完成，不需要借助其余的机械设备。而搅拌浆液使其混合的时间通常为９０ｓ。对完成制作的浆液要完好的保存，而浆液放置超过４ｈ则不可再使用，成为了废料，所以需要及时地使用。另外，还需要关注完成灌浆施工后水泥总用量的准确计量，从而使得后续施工工作的开展具有一定的依据。３．３．５清孔完成灌浆作业后还需要基于设计的相关要求来开展清孔工作，从而确保灌浆具备一定的效果。在施工开展过程中，一般采用优质泥浆作为清孔材料，有效且完善的清孔作业能够更便利下次灌浆操作。３．３．６补灌当灌浆量以及压力值都与设计标准一致时再开展补灌作业，补灌作业在外管上开展，补灌能够确保管内的浆液足够充分和密实，不存在空隙。

４压力灌浆施工技术要求

４．１施工材料

４．１．１水泥本次工程项目选择使用普通硅酸盐水泥材料，通过８０ｍｍ的孔筛进行过孔处理，筛余要控制在５％以内。水泥材料的各项指标符合技术标准的要求，禁止使用受潮变质或者超出保质期的材料，有任何问题都不能投入使用。４．１．２水浆液混合最为重要的组成部分为水，其需要与各项技术指标相吻合，此外水温也需要严格把控好，一般维持在４０℃左右。

４．２施工机具设备

４．２．１钻机钻机类型的选择还需要根据施工场地实际的地质条件来进行，并适宜地配用钻头和钻杆。在使用之前需要细致地检查所应用的钻机和配件，确保其工况良好再投入使用。此工程中应用回旋钻机开展施工。４．２．２灌浆泵灌浆泵的选用需要根据浆液浓度来考虑泵机整体的适应能力。正常情况下，泵机工作压力为１．５倍最大压力。搅拌机工作则需要连续供料。实际开展施工时需要确保管路畅通且具备一定的抗压力。现场施工相关人员要在孔口的位置设置好压力表，从而能够对灌浆的压力进行实时的掌控，全面观测好现场。

４．３制浆

浆液制备时要先将各种材料进行称量，严格控制其误差小于５％，而水泥等固相材料需要应用重量法来进行称量。搅拌浆液过程中，要关注好搅拌的均匀性，并对浆液的密度实时检测。施工中若使用普通搅拌机则要确保搅拌时长约有９０ｓ；若使用高效搅拌机则要确保搅拌时长约为３０ｓ。但实际确切的搅拌时间要基于实验室试验得出。浆液在完成搅拌后要及时的投入使用，从而有效地避免浪费。制备纯水泥浆时，通常控制水泥灰和水的比例为０．５∶１。开展施工时，为确保灌浆的顺畅，要控制好灌浆输送的速度，通常为１．４～２．０ｍ／ｓ。而实际浆液的温度要控制在５℃～４０℃。如果施工当地的温度较低，则要应用一定的加热或保温措施，避免产生浆液冻结变成块状。如果浆液温度不正常，则浆液直接作废，不可以在施工中使用。

４．４灌浆的压力与方法

先将压力调整到０．２～０．４ＭＰａ后进行试灌作业，经过多次调整确定为合适的灌浆压力，也可以通过上覆层结构厚度的试验计算确定。该工程采用的是按序孔灌浆施工方式，灌浆孔间距要合理的设定，达到密集度的标准。第一序孔的间距设定为５ｍ，第二序孔调整到２．５ｍ。灌浆作业从上到下逐步进行，每孔灌浆作业次数不能少于２次。

４．５钻孔

钻孔是最为重要的一个施工工序，该环节的质量关系到最终施工效果。在钻孔作业中，保证孔位偏差控制在５％以内，垂直度偏差不能超过１％。如果经过检测发现存在孔斜的问题，就有可能导致塌孔的缺陷。此外，应该做好孔内沉渣厚度的控制，不能超过０．２ｍ，且要进行现场的孔深测量，达到精度的标准要求。４．６灌浆施工结束标准在灌浆达到设计的压力标准时，要维持１５ｍｉｎ后再停止灌浆。若灌浆时出现地面冒浆的情况，则需要基于冒浆点的实际情况和冒浆的量来应用相应的措施来开展封堵处理工作，并对孔内的浆液进行检查，看是否存在外漏情况。

５结语

压力灌浆技术为目前高速公路沉陷等缺陷问题的重要处理措施，成本较低，施工效果比较好。该技术通过设备进行压力灌入施工，将土体内部的空气、水分全部挤出去，胶液在土体内形成稳定的整体，保证路基结构强度得到提升，消除病害问题。本文以某高速公路为案例进行分析，通过压力灌浆技术的应用，消除高速公路病害问题，承载性、强度都有明显提升，保证高速公路运行效果。

参考文献：

［１］陈冬亮．真空灌浆施工技术在公路工程中的应用［Ｊ］．交通世界，２０１６，２３（７）：４８－４９．

［２］刘芬芬，刘国强，刘磊，等．路桥施工中真空灌浆技术应用及其监理［Ｊ］．低碳世界，２０１６，６（２７）：２１２－２１３．

［３］姬广慧．真空灌浆施工技术在公路工程中的应用探微［Ｊ］．建筑工程技术与设计，２０１７，５（２１）：１９８９．

作者：樊海剑 单位：山西交通建设监理咨询集团有限公司