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1、压力注浆在路基裂缝处理中的应用【摘要】 高速公路由于地质条件不同及填筑材料的不均匀性，在长期的使用过程中会在路基本身的重力 及行车荷载的作用下产生连续的不均匀沉降，造成路面的平整度下降，对行车安全及高速公路本身造成一 定的影响。路基注浆作为一种对路基加注水泥浆增强路基强度从而减缓路基不均匀沉降的方法在高速路旧 路整修过程中得到广泛的应用；在高填方路基工期要求短，无法满足自然沉降的时间要求时在结构物两侧 进行注浆补强可有效的防止不均匀沉降的产生，对预防桥头跳车有很好的作用；注浆补强能在不破坏路基 自身结构的情况下短时间内增强路基强度，方法简便、成本低、效果好，可以作为路基施工的中治理局部 沉降造
2、成路基裂缝的补救措施。【关键词】：不均匀沉降 路基裂缝 裂缝处理 压力注浆 抗裂贴高速公路天津段工程于2008 年 3 月发现各路基标段部分涵洞位置附近路面结构层均出现不同程度的裂缝，缝宽1mm-6mm不等，裂缝沿路基横断面不规则延伸，个别严重位置出 现全幅贯通缝。出现裂缝处多为高填方路段，填方高度在710m左右，该段落填筑前为农 田，沟渠纵横，填筑用土方来自附近河道，含水量大，土质不一，对于填筑阶段的压实度控 制标准难以统一。经现场取样调查，排除了由于水泥稳定碎石的不均匀收缩产生裂缝的可能性，由于裂缝 位于涵洞回填位置，任其发展会对道路结构造成很大影响，甚至可能造成涵洞位移从而对将 来道路的
3、通行造成潜在威胁。经过多次调查、现场取芯、高程测量等方法确认，裂缝未出现 继续发展的趋势，分析原因为：涵洞采用三排水泥搅拌桩作为基础，而涵洞两侧灰土回填区 域外为普通的路基回填，且当地土质承载力较差，水泥搅拌桩与涵洞两侧普通路基填筑间起 过渡作用的灰土段落设置较短，普通的路基填筑与涵洞基础相比沉降明显，造成路基及路面 结构层出现裂缝。根据以上分析，针对裂缝产生的原因，我们制定出了相应的处理方案：对路基裂缝产生 处进行路基注浆，以增强路基强度，其用来加固软弱土层的机理为：采用水泥为主的浆材， 利用压送设备 ，通过压力灌浆胶管和灌浆花管，将浆液充分注入到要加固的土体中，通过 浆液在土体中的劈裂挤压
4、和渗透等作用机理，使高浓度的水泥浆与土体有足够时间充分结 合，形成具有较高强度的水泥固结体，达到加固地基的目的。在普通路基填筑与涵洞间形成 起过渡作用的缓冲带，减轻不均匀沉降对公路结构的影响。方案顺利的经过了设计院、业主 和监理的批准，可以实施。1 主要材料质量标准及施工设备1.1 主要材料1.1.1 抗裂贴：表 1 抗裂贴质量检验标准检验项目单位技术要求检验方法软化点/280 CGB/T 4507-1999低温柔度/-5 C，无裂缝GB 18242-2000抗拉强度KN/m28断裂伸长率/220%撕破强度N280不透水性/0.2Mpa, 30min 不透水GB/T328.3-19891.1.
5、2 聚酯玻纤布：表2聚酯玻纤布质量检验标准性质单位技术指标测试方法单位重量g/m2125JTG E50-2006厚度（2Kpa）mm8断裂延伸率（纵横向）%35CBR顶破强度N550熔点C205ASTMD276沥青吸收量Kg/m20.7ASTMD61403.2 主要设备a90kw 可移动式发电机b. 手持式取芯机c. 强制式砂浆搅拌机d. 压浆机、配套输浆管及注江管e. 车载式钻孔机2 施工准备2.1 清理现场，在施工段路基两端放置警示牌，警示来往工程车辆绕行。2.2 清理裂缝附近杂物，对裂缝两侧的沥青混凝土开蹬凿除。开蹬时，粗粒式沥青混凝土 以裂缝为中心向两侧开挖，宽度为lm,中粒式沥青混凝
6、土以裂缝为中心向两侧开挖，宽度 为2m。（如图1）。能由曲图 1 压力注浆处理路基裂缝断面布置图3 路基注浆 因为本工程路基土方已挤密成型，渗透系数较小，注浆时压力不宜过大，否则会对路 基产生不利影响，故采用渗透灌浆，扩散半径宜通过现场试验确定，本方案初步定为11.25m，以扩散半径作为依据，注浆孔间距应为2-2.5m，多排布置时应使注浆孔交错成梅 花型。考虑到路基工作区深度在载重汽车作用下一般为2.03.7m，现将注浆深度拟定为路 面基层结构以下2.0m。其施工程序及注意事项为：3.1 定位确定注浆孔位置，在沿裂缝方向标识出注浆孔，孔距2.5m。距基层最外侧边缘不小于3m。当注浆孔位置离路基
7、边缘过近时，路基填土在水泥浆压力的作用下会易出现边坡坍塌 现象或水泥浆沿土体缝隙流出路基范围，起不到加固路基的作用并造成材料的浪费。3.2开孔确定注浆孔位置后，使用手持式取芯机 对水泥稳定碎石基层进行开孔至灰土底基 层，深度为水泥稳定碎石上下基层厚度之和 共36cm，孔径15cm。（见图2）3.3 钻孔图21）使用车载式钻孔机，在水泥稳定碎石开孔 处进行继续钻进。孔深为路基基层以下2m,孔径 为10cm。（见图3）2）清理孔内路基填土及杂物，用低压水流冲 洗注浆孔。图31）按要求水灰比搅拌好水泥浆液，将高压管一头与高压灌浆泵相连，另3.4注浆头与灌浆花管孔口相连，水灰比采用 1.5：1，根据实
8、地土质情况，对于抗渗较差的土质可加入少量粉 煤灰。2）将花眼注浆管放入注浆孔后，旋转锁紧装置，使注浆口达到密封效果。注浆管应采 用直径2cm钢管，前端部分带有5mm孔径花眼若干，便于水泥浆的输出。3）检查无误后，开始加压注浆，压力在0.20.3Mpa,加压期间，应随时对注浆孔周围 路基进行高程监测，发现地表由隆起现象或冒浆现象立即停止加压。（见图 4）4）静置10min左右取出注浆管立即在注浆孔内加入少量水泥干粉后用略大于注浆口直 径的木楔封闭注浆孔，转移至下一处注浆位置继续注浆。（见图 5）图 4图53.5 扩缝，加灌热沥青3.5.1 清理 待水泥浆已达到初步凝结状态时，除去注浆口封闭物，清
9、理注浆时渗透出的水泥浆3.5.2 开槽对水泥稳定碎石基层上的裂缝进行扩缝开槽，槽宽810mm，开槽深度5080mm。3.5.3 清理开槽采用高压气泵进行吹缝，将开槽后缝内的松散颗粒和杂物彻底清理干净，一般需吹 23 遍。3.5.4 灌缝采用90号热沥青A级热沥青灌入槽中，应分两次灌入灌满。用沥青灌缝的目的在于封 闭裂缝，防止有水渗入路基造成路基水毁病害。2.5.5 铺设抗裂贴1）对裂缝进行灌缝后，裂缝表面需平整，基层表面无突起、无洼陷、无松散、无碎石 无油脂等污染物。2）在裂缝两端做好标记（根据裂缝走向适当加宽），以免铺筑抗裂贴后，不易确定裂缝 位置。3）将抗裂贴背面的隔离膜揭去，将有聚丙烯织
10、物的一面朝上，以裂缝为中心，将抗裂 贴平整的贴在路面上，裂缝不规则时，可用裁纸刀切断，但结合处应重叠搭接5cm，重叠不 能出现超过 2 层。4）可使用工具用力碾压将抗裂贴贴至原地面，不能出现折皱和气泡，为防止抗裂贴位 置移动可用铁钉固定。注意：此项工作应该在干燥、无风且气温不能低于5C情况下进行。图 6图72.5.6 回填回填时可采用贫混凝土，贫混凝土水泥含量在7%8%为宜，水泥用量大于170m3, 集料最大粒径不大于31mm；其7d抗压强度宜为9Mpa,抗弯拉强度应不小于1.5Mpa且不 大于 1.8Mpa。回填时贫混凝土应与粗粒式沥青混凝土平齐，覆盖塑料薄膜进行养生，上强度后继续将 中粒式
11、沥青混凝土清除到要求宽度。2.5.7 设置应力吸收层中面层重新铺筑前应在裂缝处喷洒乳化沥青并铺设玻纤土工格栅，宽度应在贫混凝土与 下面层接头处两侧各1m；上面层铺筑时继续在超出整个处理宽度两侧各1m位置上放置玻 纤土工格栅作为应力吸收层，为防止格栅在铺筑过程中滑动，可用铁钉固定。2.5.8 观察处理结果在裂缝位置设置好标识，注意观察裂缝位置情况并做好记录。该工程于 2008年 6月 进行施工，施工结束半个月后，对灌浆加固的土体及裂缝进行钻孔取芯和探槽开挖检查，发 现裂缝均已被浆液充填密实，且胶结良好；回填土中水泥与土体胶结紧密，浆液与土体紧固 一块；淤泥质土体中水泥结石成团块状，有的块状结石由淤泥质土胶结。标贯试验击数比加 固前提高46击。可见压力灌浆确实能对地基土起到充填和挤密的加固效果。目前该路段通车已5 个月，原裂缝处情况良好，未出现任何裂缝，沉陷等迹象，注浆取 得良好的效果。4 结束语 随着我国首批的高速公路逐步进入老龄化阶段，压力注浆法作为能够在保持部分通行能 力的情况下短时间完成高速公路改造，提高路基承载能力的一种方法必将得到越来越广泛的 应用；此外通过对注浆压力的调节，此方法还可以应用在软基处理、地基加固、斜面锚固等 多个领域。笔者相信该项技术将成为高速公路老路改造和质量完善的发展趋势。参考文献：1 高速公路无损修复技术 中国公路2 压密注浆法在加固地基中的应用
