彭建胜
（江西赣粤高速公路工程有限责任公司，江西南昌 330000）
江西高速公路A 合同段起点为K43+000，该路段处于江西省区域，全程大约27.9km。由于该路段车流量较大，在大型、重型车辆荷载影响下出现了路面沉降、路面开裂等问题，考虑到车辆通行的安全与舒适性，决定对该标段采取注浆技术进行修复处理。
2.1 路基病害情况
经过多日暴雨侵袭，该路段出现了路基沉降等问题，相关单位组织检测人员对问题路段进行检测后发现，其沉降问题较为严重，沉降量为-3.592mm，具体情况参照图1。
图1 沉降纵断面示意图
2.2 病害产生的原因
通过分析沉降数据以及进行现场勘察了解到，粉质黏土的水敏感性非常强、结构存在特殊性，在受到自身因素与环境因素影响下，其特有的中度湿陷性是导致沉降问题的主要因素[1]。
由于沉降问题的发生位置在路基和站内的座台区域，设备无法直接进入该位置进行旋喷桩加固，如果通过人力来挖桩，施工周期较长，且施工成本非常高。通过仔细的分析与方案对比，决定采用袖阀管注浆措施进行修复。每个注浆孔之间的间距为1.2～1.5m。注浆孔位的设置如图2 所示。
图2 注浆孔位横断面示意
4.1 工艺试验
在进行路基基底加固施工时，首先要进行浆材配比、工艺流程及其他工序的试验工作，在试验数据的基础上，确定施工方案。为了确保试验数据的准确性，注浆工艺试验可分为线外与线下两种试验方式：
第一，结合线上工况在线外合适区域进行试验，该试验的最终目的是确定浆材的配比。首先，设置3组试验孔，各组孔位保持3m 距离，每组设置9 个孔位，孔间距要达到1.5m，孔深度在4m 左右，并且保证孔深进入全风化页岩深度不小于0.5m。注浆顺序依次为3#—7#—1#—9#—6#一4#—2#—8#—5#。试验孔布置见图3。
图3 试验孔平面布置
基于基底粉质黏土的湿陷性特征，为了确保注浆工作不会对土体造成软化而导致路基的进一步下沉，在施工时，要对浆液浓度进行合理控制，缩短浆液的凝固时间。在该试验中，使用了三种浆材配比来进行试验，结合试验数据分析。试验完成后，综合数据分析，针对第一组注浆试验结果来对其进行挖槽验证。结合验证数据可知，在全风化页岩分布多层次的裂隙，浆液能顺利通过全风化页岩层，这样注浆效果就比较好，从而形成层状结石头及粒状结石。其次，因为粉质黏土层中有很多劈缝，浆液进入后可形成层状结石，浆液弥漫至距离注浆孔5～8m 处，并从黏土比较薄弱位置向地表溢出[2]。
结合试验数据与验证结果，选择性能最好的配比，配比比例为：水泥∶水∶速凝剂∶减水剂=1∶0.8∶0.02∶0.02，该比例实际应用效果为良好。
总的来说，采用线下试验的方式主要是了解注浆顺序以及注浆压力的基本参数。首先进行封闭外侧，隔2 注1，从而形成隔断；
其次，以从外往里、由上至下的顺序，隔2 注1 的方式进行路基注浆加固施工。
在进行侧封闭孔施工的过程中，主要采用后退式分段注浆的方式进行操作，步距30～100cm，进行1～3 次后注浆工作完成，每米注浆0.6m2，注浆压力不小于1.2MPa。内侧孔注浆采用后退式分段注浆，步距30～100cm，进行1～3 次后注浆工作完成，该环节需要密切注视压力值，要保证注浆压力的合理性，通常来说，压力控制要处于相应的标准要求，地面以下的注浆压力要大于1.2MPa，地面以上注浆压力要大于0.8MPa。C＇、c＇及B＇、b＇孔注浆完成后，变形观测数据无变化；
A＇、a＇孔注浆，通过分析了解到路床两侧位置存在裂纹问题，同时结合观察信息发现相关的参数施工标准，此时则表示注浆工序完成。
4.2 施工工艺
工艺流程如下：
成孔钻进—袖阀管安装—入套壳料制备—注浆。
4.2.1 钻孔
在钻孔的过程中，主要是采用多功能履带钻孔设备以及小型潜孔设备进行施工，小型潜孔钻机主要针对空间狭窄区域进行作业。针对先前布置好的孔位，按施工设计要求进行钻孔作业，钻孔操作流程要严格按照施工设计要求执行，在施工过程中，要做好相关数据的记录工作。在施工时，如果出现塌孔问题导致注浆管无法深入，就要应用套管跟进、加压注浆、合理地调整孔位及调整钻杆等方法来解决问题，确保钻孔工作的顺利完成。
4.2.2 袖阀管加工及安装
操作阶段为了能够减少大面积钻孔引起的路基下沉问题，在项目完成之后，要把袖阀管安装好并且加装套壳材料。袖阀管规格为φ76×5mm 的钢材质袖阀管，分段长度为2m。在地面位置以下0.3m 处钻4 个φ1cm 的溢浆孔：地面以上1m 钻4 个φ1cm 的 溢浆孔。然后在指定位置进行开槽，开槽的宽度控制在30mm，深度控制在2.5mm。在开槽的位置上安装橡皮套，另外在相邻的结构位置要采用焊接方式进行连接，这样才能够保证后续工程的开展能够稳步进行[3]。
4.2.3 注套壳料
在袖阀管注浆施工过程中，注套壳料是极其重要的环节，这个环节是花管注浆所没有的。在施工过程中，套壳料可确保浆液在规定范围内横向流动，避免出现上下流动异常的情况，同时，还需要做好管壁以及孔壁缝隙的控制。另外，为了能够减少坍塌导致路基变形情况的出现，在施工的阶段，要严格控制操作流程，并且规范配合比。配合比例为：水∶膨润土∶水泥=1.6∶1∶1。搅拌过程为：先加入80kg 水，再加入50kg 膨润土进行充分搅拌，最后加入50kg 水泥，搅拌均匀确保质量达标后，套壳料调配完成。
4.2.4 制备及注入浆液
浆液配比时，要合理控制其初凝时间与终凝时间。初凝时间控制在60min 以内，终凝时间控制在120min 以内。施工过程中，采用退后式的分段注浆方法进行施工注浆的施工速度设定的为10～20L/min，特别要注意的是，每孔首次注浆完成后，要及时对注浆管进行清洗，防止出现管道堵塞的问题，以确保再次注浆工作的顺利进行。
另外，注浆工作时，要严格按照分批分次按顺序的原则进行注浆作业，并遵循先外后内、先下后上的流程来操作。应用隔孔注浆方式防止孔位之间发生串浆问题。注浆次数根据实际情况而定，通常情况下以1～4 次为宜。注入量需要达到工程施工要求，另外在施工的过程中，需要采用自动流量设备以及压力记录设备，全程记录施工参数[4]。
当需要终止注浆时，通常是采用压力控制与注浆量控制方式来进行。以下几点是终止注浆的先决条件：第一，当注浆压力大于或者等于1.2MPa，吸浆量小于2.5L/min，并稳定在25min 时，终止注浆。第二，轨道、底座出现上抬情况时，终止注浆。第三，工程施工时，如果出现串浆、浆液漏失及冒浆等情况时，要立即停止注浆，并对孔位进行清理，等浆液初凝后，再次注浆。
5.1 变形监测
在注浆施工过程中，施工人员要对其过程进行持续观测，并借助自动监测仪来进行主要的监测工作，防止施工造成路基及轨道发生变形问题。
5.2 自动监测
沉降位移自动监测系统和平面位移自动监测系统是自动检测工作中经常会使用到的工具。
5.2.1 沉降自动监测系统
利用沉降自动监测系统进行监测工作时，首先要进行测点布设工作，观测点一般设置在左右线底座外缘，基准点设置在注浆区域外。同时，进行高精度分层沉降位移计的布设，该仪器的布设可对注浆施工过程地层沉降情况做出有效的监测，并对地层沉降情况进行测量。
5.2.2 平面位移自动监测系统
对于该系统而言，按照CPⅢ测量原理进行工作，其工作过程中可对注浆施工时轨道变形问题进行实时测量。首先，要在每个施工区域设置两台自动全站仪，全站仪要布设在变形部位的外围区域。在监测阶段主要是利用棱镜作为观测一点，并且在每隔10m 的位置设置一个监测点。
在注浆作业过程中，轨道上拱及下沉的情况时有发生，这些都是注浆加固工作的“后遗症”，并且是不可避免的。但在施工过程中，也可利用其“后遗症”对轨道进行提升，从而对沉降漏斗情况进行补救。轨道抬升时，要按照“纵向分段，左右对称”的方式进行，纵向分段要结合轨道单元结构进行注浆施工。注浆时，要确保左右孔位对称并压力一致，这样可以确保轨道中心不会发生偏移；
注浆施工时，要实时监测轨道变形情况，并做到工作过程中的实时沟通及有效指挥。抬升轨道时，要根据前后轨道的实际情况留出一定的预量，防止轨道抬升太高，并且其过程还要综合考虑注浆后的沉降情况随时进行调整。具体指的是，在注浆作业时，如果轨道没有出现变化，就要结合施工现场的实际情况，对注浆位置、注浆压力等作出合理的调整[5]。
在路基加固施工完成后，要对其施工质量与效果进行科学合理的检测。在当前的检测工作中，通常会采用落锤式弯沉仪法与动力锥贯入仪法等，这几种检测方法具有检测速度快、操作简便，且不会损坏检测物的优点。结合项目实际情况，采用了落锤式弯沉仪法对路基加固施工质量进行检测。
6.1 落锤式弯沉仪法
加载系统、位移采集系统及数据处理系统是落锤式弯沉仪的重要组成部分，在实际的检测中，系统会采集落锤对路基的冲击而产生的信号，通过相关软件对信号进行分析，在信号分析结果的基础上，对路面荷载能力进行有效判断，进而作出合理的评价。在具体的信号收集过程中，在区域内设置多个位移传感器，其冲击荷载为50kN，再结合路面的实际情况，对采集间距进行合理设置。针对不同特性的基层沥青路面，传感器与荷载中心的距离也不同。具体要根据基层沥青路面的实际情况而定。
6.2 落锤式弯沉仪法检测结果
根据施工现场的实际情况，从中随机选取4 个路段作为试验目标，采用落锤式弯沉仪法对注浆加固后的路基进行检测，具体数据如表1 所示。
表1 试验结果
从表1 数据可以看出：第一，4 个试验段在进行注浆加固施工后，路基的回弹模量数值都出现了增大的情况，其回弹模量提高率少的达到15.2%，多的达到了32.8%，结合数据可推断出，注浆加固施工的成效良好，符合施工设计的需求。第二，对注浆效果进行评价时，要结合验收数据来判断，如果试验路段验收标准中所有数值都满足施工设计的要求，则可认定其合格。如果出现检测数据达不到设计标准，则要进行再次检测，根据二次检测结果再对其重新评价。如果还是达不到标准，就可评定其质量不合格。第三，评价单元长度要达到1m，每个评价单元中，其数据要在10个以上。
目前，在国内现有的高速公路中，部分公路存在路基结构塌陷沉降等问题，这就导致了公路实际使用年限降低，维修养护成本加大，车辆行驶安全性得不到保障。鉴于此，文章以江西高速公路A 合同段为工程案例，对项目工程中公路路面改建施工中注浆加固施工技术进行了合理的分析与研究，总结出路基路面注浆加固过程中的重点与难点，并对其进行深入的分析与探讨，最后再结合落锤式弯沉仪法对路基注浆加固质量进行评价。其结果显示，注浆加固技术的合理应用对路基沉陷问题具有非常显著的应用效果，能有效地提高施工质量与施工效率，为公路工程的整体质量提升奠定基础。
猜你喜欢孔位落锤浆液自动制孔孔位修正技术应用组合机床与自动化加工技术(2022年7期)2022-07-27胰腺实性浆液性囊腺瘤1例中国临床医学影像杂志(2022年5期)2022-07-26脱硫系统用浆液循环泵汽蚀分析水泵技术(2022年2期)2022-06-16运用三维离散元技术模拟落锤撞击下奥克托今颗粒的点火燃烧过程原子与分子物理学报(2020年5期)2020-03-17落锤试样裂纹源焊道焊接工艺试验研究金属加工(热加工)(2020年2期)2020-02-23主贮油罐地脚螺栓有限元受力分析山西建筑(2019年12期)2019-08-05误诊为中心性浆液性脉络膜视网膜病变的孤立性脉络膜血管瘤1例中医眼耳鼻喉杂志(2019年3期)2019-04-13手持式落锤弯沉仪在公路路基弯沉检测中的应用研究中国公路(2017年17期)2017-11-09高厚径比钻孔孔位精度提升研究印制电路信息(2015年7期)2015-11-24灌浆法处理公路高填方路基滑坡城市建设理论研究(2014年37期)2014-12-25