道路工程中高压喷射注浆的施工技术措施
吴春柳
摘 要 高压喷射注浆技术施工操作相对简单，单桩承载能力强，经济效益良好，在公路工程建设中得到广泛应用，能够有效提高路基承载能力，延长公路工程使用寿命。本文主要以具体工程案例为切入点，对高压喷射注浆施工工艺进行分析，并探寻质量控制的有效措施。
关键词 高压喷射注浆法；公路工程；质量控制
中图分类号 U2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）16-0186-02
伴随国民经济快速发展，我国机动车保有量呈快速攀升状态，目前机动车数量已达到2.9亿，公路工程在投入运营之后承担了更大的交通压力，对其施工质量也提出了更高要求。高压喷射注浆法在公路工程中的应用，实现了对路基的有效加固，且后期不均匀沉降相对较少，在具体施工过程中必须结合公路工程实际情况，计算确定各项施工参数，以此为依据制定科学的施工方案，提高公路工程质量，以满足车辆通行的需求。
1 工程案例
在某改造扩宽公路工程中，路基施工完成后局部路段存在横向裂缝及纵向裂缝，裂缝宽度为20mm左右，路面平均沉降大于18cm，最大沉降值超过30cm，且沉降值呈逐渐增加的趋势。主要是由于该路段淤泥质粉质粘土厚度较大，约在0.50m～4.20m，为有效控制路面沉降，通过施工方案比选确定采用高压喷射注浆法，不仅施工周期短，后期沉降量也相对较小。结合工程加固要求，将桩体直径设计为600mm，桩体深入软弱土层内部，桩孔位置布置为正三角形，加固完成后的路基28天极限抗压强度应达到3.0MPa，严格按照设计方案内容进行施工组织部署，在保证工程质量的前提下，尽量提高施工效率。
2 高压喷射注浆法的应用机理
在高压喷射注浆法具体应用的过程中，主要是结合公路工程加固需求，利用钻机将注漿管送至指定位置，在外界高压的作用下通过喷嘴进行浆液灌注，要求注浆压力在20MPa～40MPa，以冲击破坏原有土体，充分与喷射浆液混合在一起，并根据浆土比例重新排列，改善路基土体结构，待浆液完全凝固之后，形成更为稳定的复合地基，以提高路基承载能力。高压喷射注浆法实用性强，喷射管类型相对较多，常见的有单管法、二重管法、三重管法以及多重管法等，其主要优势体现为以下几点：第一，适用范围广，高压喷射注浆法适用于多种地质土层条件，不仅能有效加固地基，在防水止渗方面也发挥着积极作用；第二，固结体形状可控，在具体应用的过程中，可根据公路工程实际情况调整喷射压力、速度等相关参数，控制固结体形状，以满足使用要求；第三，桩身强度高，高压喷射注浆的单桩承载能力大，可大幅提高路基承载能力，且施工操作相对简单。因此，高压喷射注浆法在公路工程施工中得到广泛引用，实现了对路基的有效加固，提高公路工程施工质量，保障车辆安全通行。
3 高压喷射注浆法的施工工艺研究
1）前期准备工作。（1）施工现场勘测。将施工范围的碎石、植被等清理干净，并运送至指定地点，避免对正常施工造成影响，初步整平工作面，回填坑洞现象并适当碾压密实，为后期施工创造良好外部环境。随后以设计方案为依据测量桩体位置，在此过程中应尽量减少测量误差，确保桩体位置的准确性，并及时组织施工人员复核测量数据，如出现偏差过大的问题，必须采取相应的纠偏措施。（2）施工参数确定。施工参数是影响高压喷射注浆加固效果的重要因素，必须根据公路工程的实际情况计算各项施工参数。首先，设计复合地基承载力，高压喷射注浆施工结束后形成更为稳定的复合地基，通过对其承载能力的计算，能够检验加固效果是否满足公路工程需求，可根据实际情况进行适当调整。其次，计算注浆量，浆液喷注量与单桩承载能力密切相关，体积法及喷量法是常用的两种计算方法，以体积法为例，其计算公式为：
式中：浆液用量表示为Q；设计桩体直径为；填充率表示为K；设计桩体长度表示为h；折减系数为，通常取0.6～1.0；损失系数为，通常取0.1～0.2。
2）钻机就位。根据公路工程实际地质条件确定钻机型号，并由操作人员检验其使用性能，调试各项参数，避免后期钻孔施工阶段出现机械故障。按照测量放样的要求将钻机运行至指定位置，为尽量减少孔位误差，钻头应与其中心点保持一直，将纵横向偏差控制在50mm以内。同时对钻杆垂直度进行校正，确保钻孔偏差保持在1%以内。钻机安装应牢固稳定，采取必要的加固措施，禁止出现位移现象。
3）钻孔施工。钻孔施工的主要目的是将注浆管送至指定位置，结合地基加固深度以及地质土层情况选取相应的钻孔方法。钻进施工过程中应严格控制孔位偏差，不得超过50mm，以免影响路基加固质量，同时定期检查钻机使用性能，对于破损严重的钻头应及时更换。待钻进至设计深度之后，检验钻孔倾斜度及深度是否满足施工要求，一旦出现误差过大的现象，应及时采取相应处理措施。
4）插管。钻孔施工结束后，及时将注浆管插入孔洞内部，通常情况钻孔与插管施工可同时进行，但若施工路段地基土层相对坚硬，宜采用地质钻机进行施工，必须将岩心管拔出之后才能安装喷射管。在插管过程中应边喷水、边插管，避免注浆喷嘴被泥沙堵塞，无法进行正常的注浆施工。喷水压力不宜过大，一般保持在1MPa以内，防止压力过大破坏孔洞内壁，造成孔洞坍塌现象。
5）喷射注浆施工。待注浆管达到设计位置之后，可自下而上进行浆液喷注施工。注浆管应在底部适当停留1min～3min，增强底部强度，提高桩体的稳定性。随后缓慢提升注浆管高度，合理控制提升速度，避免由于注浆管提升过快，降低桩体承载能力。在喷射注浆施工过程中，应由施工人员实时观测记录注浆压力、提升速度等参数，为后期质量检测工作提供数据支持。如路基加固深度较大，一次注浆无法达到要求，可采取分次卸管的处理。
4 高压喷射注浆施工的质量控制措施
1）施工单位严格按照相关标准加强质量检测工作，形成完善的质量管理体系，将质量控制工作贯穿于施工全过程。通过质量检测及时发现施工中潜在的问题，并及时采取相应的处理措施，切实提高工程施工质量，其检验标准如表1所示。同时，为有效规范施工人员操作行为，施工单位应结合工程实际情况，明确重点部分以及施工难点，有针对性的加强技术培训，充分掌握高压喷射注浆法的操作规范，切实提升公路工程施工质量。
2）在高压喷射注浆施工过程中，应由专门技术人员实时观测施工路段的沉降量，一旦出现沉降值过大的现象，必须采取相应的处理措施，保证喷射注浆施工顺利进行。冒浆是高压喷射注浆施工中常见问题，在外界高压作用下剥落的土体颗粒沿注浆管上升至地面，为保证桩体质量及承载能力，应对此类问题加以重视。大量工程实践表明，注浆量过大进而超出有效加固范围，是导致冒浆现象的主要原因。通常情况下，当冒浆量在20%以内时属正常现象，但超出20%之后，必须根据实际情况采取相应处理措施。此外在浆液固结过程中会析出一部分水分，由于桩体不均匀收缩，在其顶部形成凹槽，影响桩体稳定性及整体性，必须及时进行回填。尽量避免浆液喷注中断，若由于外界客观因素不得不停止施工。应记录喷射中断位置，再次施工时应在具有足够长的搭接部分，不小于100mm，切实提高桩体的承载能力。
5 结论
综上所述，近年来国民经济快速发展，机动车保有量不断攀升，要求不断提高公路工程施工质量，以满足车辆通行的需求。高压喷射注浆法施工工艺相对简单，单桩承载能力强，且最大限度降低后期不均匀沉降，实现对路基的有效加固，在公路工程路基处理中得到广泛应用。应根据公路工程的实际情况，合理确定各项施工参数，严格按照技术标准操作，加强质量控制措施，建立完善的质量管理体系，尽量减少施工阶段存在的隐患，提高路基的稳定性。
参考文献
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