公路路基沉陷问题的处理方案

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公路路基沉陷问题的处理方案

施工技术与运用

摘要：公路工程的施工中或者在路面通车使用一段时间后，路基工程可能会经常出现损害，如路堤整体沉降或局部沉陷，不仅导致了通车的不便并且大大降低了公路的使用性能。研究和把握公路路基沉陷的原因，就可以把路基沉陷这一公路病害处理在萌芽阶段，掌握路基沉陷的处理措施，可保证工程更加顺利的竣工。目前在处理公路路基沉陷问题上，灌浆加固技术是一个经济实用的工艺。本文通过某公路工程的实际案例，介绍了在公路路基沉陷时使用灌浆加固技术的优点，并详细介绍了灌浆加固技术的机理应用、处理方案、技术要求等方面的特点，用实例证明在使用灌浆加固技术之后路面沉陷得到了很好的改善。

关键词：路基沉陷；灌浆压力；注浆工艺；施工技术

1工程概况

某公路埋设有11条穿路涵管，为钢筋混凝土管。埋设时，基槽开挖深度为4m，回填料为级配碎石。由于施工条件的限制，回填料压实不充分，存在孔隙率

大、压实度差的情况。回填土体（料）在自身稳定过程和上部加载后，产生较大

的沉降变形，造成涵管附近路基的不均匀沉降，影响公路的安全使用，为此需

对回填土体进行加固处理。根据该工程实际情况，经认真分析，采用袖阀管法

静压注浆方案耐回填土进行加固处理，以增加回填土的密实度，提高强度和压

缩模量，减少沉降变形。

2灌浆加固的机理及应用

在公路的建设工程当中经常会出现半填半挖或高填方路基的路段。因为施工等因素的影响，在这些公路投入运营之后，经过几年使用期，往往会在一

些填挖交界及高填方路段出现不同程度的沉降，而当局部沉降量较大时，就会

发生路堤滑移、路面沉陷等病害，从而严重影响高速公路的通行状况。

灌浆加固技术是处理公路路基沉陷处理的一个经济实用的工艺。压力灌浆是利用压力将能固结的浆液通过钻孔注入土体孔隙或建筑物的裂隙中，使

被加固体物理力学性能得以改善。浆液注入被加固体后以填充、透、挤密等方

式，挤出土体颗粒或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，浆体凝结后硬化

后则将原来松散或不密实的土体胶结成一个整体，形成一个有较高强度，较好

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的水稳定及化学稳定性的结构整体。由于地层中土体的不均匀性，通过钻孔向

土层中加压灌入一定水灰比的浆液，一方面灌浆孔向外扩张形成圆柱状浆体，

钻孔周围土体被挤压充填，紧靠浆体的土体遭受破坏和剪切，形成塑性变形

区，离浆体较远的土体则发生弹性变形，钻孔周围土体的整个密度得到提高。

另一方面随着灌浆的进行，土体裂缝的发展祁浆液的渗透，浆液在地层中形成

方向各异、厚薄不一的片状、条状、团块状浆体，纵模交错的浆脉随着其凝结

硬化，造成结石体与土体之间紧密而粗糙的接触，沿灌浆管形成不规则的、直

径粗细相间的桩柱体。这种桩柱体与压密的地基土形成复合地基，相互共同作

用起到控制沉降、提高承载力的作用。

3灌浆加固处理方案

3.1方案特点

3.1.1充填挤密作用

浆液在劈裂、延伸及扩散过程中对周围土体产生充填及挤密作用，从而改善和根本改变地基的物理力学性质及承受荷载的作用机制。

3.1.2加筋土及树根桩作用

采用袖阀管式静压灌浆，使土体强度在多次注浆中得到提高，使土体与凝结体结合在一起，具有“加筋土”及“树根桩”的优点，可增加地基承载力。

3.1.3分层注浆、均匀性好

因袖阀管注浆中灌浆段的设置和截止阀的单向性，可分层、多次灌注，注浆量可控制；还可根据需要设置直孔或斜孔，从而提高了注浆加固的均匀性。

3.2处理范围及注浆孔位布置

处理范围为基槽开挖深度内回填料，在lI个涵管两侧各布置一排垂直注浆孔，每排10孔，合计220孔，两侧孔距2. 5m，灌浆深度为4．Om（根据现场开槽

深度调整）。注浆材料为强度等级32.5普硅水泥，浆液密度1.6-1. 8g/cm3，

3.3注浆工艺流程

定孔位一钻孔一下注浆外管一制浆一下注浆内管一注浆一补灌一结束。

3.4施工程序

(1)放线定孔位。准确测定涵管的外轮廓线，按设计要求放线、定孔位，并

设置孔位标志。

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(2)钻孔。将钻机安置在所钻孔位置，钻机安放稳定牢固，立轴竖直，经验测孔位后方可开钻。钻进过程中，要详细记录钻进情况，包括地层情况，孔位

移动距离、方向，异常情况、处理措施，钻孔深度等，经现场技术人员验收合格后，方可移孔。孔位偏差不得大于5cm。

(3)下注浆外管。将制作好的注浆外管平稳地置入孔内，下至设计深度其

连接要牢固，各截止阀一定要可靠，并准确记录各灌浆段位置。

(4)制浆。按设计配合比或浆液密度搅拌浆液，使用普通搅拌机搅拌浆液

时间应不小于90s，制备好的浆液放置时间不得超过4h，每孔每段注浆结束后，要计量水泥用量。

(5)洗孔。为保证注浆的效果，在每次注浆完成后，要对注浆孔进行洗孔，用优质泥浆完成，确保下次注浆顺利进行。

(6)补灌。在注浆量及压力达到要求后，对注浆外管进行封口补灌，使管

内填满灰浆。

4灌浆技术要求

4.1材料

(1)水泥。灌浆采用普硅水泥R32.5：水泥细度要通过80Um方孔筛，其筛余量不太于5%;灌浆用的水泥必须符合规定的质量标准，不得使用受潮结块的

水泥。水泥不应存放过久，出厂期超过三个月的水泥不应使用。

(2)水。灌浆用水应符合相关规定，拌浆水的温度不得高于40℃。

4.2设备

(1)钻孔设备。钻机和钻头应根据工程地质条件选用，宜采用回旋式钻机

或冲击式钻机。

(2)灌浆设备。灌浆泵性能应与灌浆浆液浓度相适应，容许工作压力应大

于最大灌浆压力的1.5倍。搅拌机应保证均匀连续的拌制浆液，灌浆前应试运行。灌浆管路应畅通，并能承受1.5倍的最大灌浆压力。灌浆泵和灌浆孔口处均安装压力表。

4.3浆液配制

制浆材料必须称量，称量误差小于5%。水泥等固相材料采用重量称量法。各类浆液必须搅拌均匀并测量浆液密度。纯水泥浆液的搅拌时间，使用普通搅

拌机时，不少于90s;使用高速搅拌机时，不少于30s。浆液在使用前过筛，自制

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备至用完的时间少于4h。

拌制细水泥浆液和稳定浆液加入减水剂和采用高速搅拌机。搅拌时间通过试验确定。细水泥浆液自制备至用完的时间少于2h。集中制浆站制备水灰比

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施工技术与运用

浅析高速公路边坡结构的防护技巧

摘要：高陡边坡由于地质条件复杂在高速公路的建设中属于较难攻克的问题，部分地区由于自然条件的恶劣导致岩层不稳当甚至塌方，这样不仅给公

路施工带来了很大的不便，也危及到国家财产和人民生命的安全。目前在高边坡防护工程中喷锚网技术得到了越来越广泛的应用，成为高速公路施工中一

个很重要的手段。它主要是靠锚杆、钢筋网和混凝土层的共同作用来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，减小岩土体侧向变形，增强边坡的整体稳定

性。本文结合具体工程实例展开分析，从实例工程中说明喷锚网技术在高边坡防护中的应用，以及如何在不稳定的边坡中采用喷锚网技术，进而确保高边

坡结构的稳定。

关键词：高速公路；施工技术；锚杆技术；高陡地形；构造设计1工程概况及设计、构造、材料要求

某高速公路全长84. 858km，设计标准为双向四车道、全封闭、全半立交高速公路，计算行车速度80km/h。该项目共计完成路基土石方1700万m3，排水工程102.3万m3，桥梁13. 6km/84座，隧道4740m/16座。本项目的路堑边坡防护工

程，根据项目工程所在地的地质情况，包括了预应力锚索、压浆锚柱（固结）、刻

土喷摇、喷锚网、SNS柔性防护系统等防护措施。本文结合某高速公路实际情

况，重点介绍锚喷网技术在路堑高陡边坡中的应用技术。

1.1构造设计方案

某高速公路高陡路堑边坡，系采用大型爆破施工形成的，岩层多为块状

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的、层间结合较好的中厚层或厚层石灰岩体结构。由于前期爆破施工未采用将

开挖区和保留区分开来的预裂爆破方式，使得岩层受一定的爆破影响，局部有

层面张开裂缝，边坡破碎松散、犬牙交错，时有落石现象发生；设计单位根据

路堑边坡现状，将需要加固防护的边坡采用喷锚挂网防护和预应力锚杆的方

法进行加固处理。喷射混凝土厚度采用lOcm，喷射混凝土标号为C20细石混凝

土。锚杆采用22mm钢筋：锚固深度视边坡岩层的破碎程度及破碎层的厚度而

定，一般取1. 5m（为防止锚杆滑出，锚杆必须置于较好的岩层面以下一定深度）；

锚杆孔的深度应大于锚固深度20cm，并用1：3～1:4的水泥砂浆固结；锚杆间

距采用2．OmX2.Om，梅花形布置。钢筋网的孔眼尺寸采用20cmX20cm的方孔。

1.2材料选择要求

喷锚网技术对材料的要求比较高，所以在选择材料时，除了按照规范的要

求严格取舍外，还应注意以下几个方面：

1)水泥：应优先选用425号普通硅酸益水泥；也可选用矿渣硅酸盐水泥或

火山灰质硅酸盐水泥，水泥标号不得低于325号，性能符合现行水泥标准。

2)砂：应采用坚硬耐久的中粗砂，细度模数宜大于2.5，含水率值控制在

5%-79'0。

3)骨料：应采用坚硬耐久的碎石或卵石，粒径不宣大于15mm;当采用碱性

速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石材。

4)外加剂：应选用符合质量要求的速凝剂，掺速凝剂后的喷射混凝土性

能必须满足设计要求。

5)水：混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质，不得使用

污水以及pH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按s0计算超过水重1%的水。

1.3混合料的配合比设计要求

1)水泥与砂、石之重量比为1：2：2-1:2：3；2）砂率宜为45%-55%;3）水灰

比宜为0.4-0.45;4）速凝剂掺量应通过试验确定。

2施工的相关技术措施

2.1搭设脚手架

脚手架搭设前必须先对现有边坡的稳定情况进行观察，确定安全后再搭

设脚手架。钢管支架立柱应置于坚硬稳定的岩石上，不得置于浮渣上；立柱间

距1. 5m。架子宽度1.2m-l. 5m;横杆高度1.8m，以满足施工操作：搭设管扣要牢

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固和稳定：钢架与壁面之间必须楔紧，相邻钢架之间应连接牢靠，以确保施I

安全。

2.2坡面整修

由于现有的岩石边坡破碎松散且不平整，故必须将松散的浮石和岩渣清

除干净。处理好光滑岩面；拆除障碍物；用石块补砌空洞：用高压水冲洗受喷

面；对边坡局部不稳定处进行清刷或支补加固；对较大的裂缝进行灌浆或勾缝

处理：在边坡松散空洞处和坡脚处设置一定数量的泄水孔，预留的长度根据现

场确定布设。

2.3喷射混凝土

1)喷射作业前必须对机械设备，风、水管路和电线等进行全面检查及试运

转。

2)喷射混凝土之前，用清水将坡面冲刷干净，湿润岩层表面，以确保一

层后才进行定位：采用气腿式凿岩机钻孔，孔径50mm;根据现场的情况确定

锚杆深度一般为1．Om-l. 5m，钻孔要垂直边坡面。锚杆采用22mm钢筋，间排距为0.5：1的纯水泥浆液。输送浆液流速为1.4-2．Om/s。各灌浆地点测定来浆密度，调制使用。浆液温度保持在5-40℃，超过此标准为废浆。

4.4灌浆压力、灌浆方法

注浆压力暂定0. 2—0.4MPa，可根据上覆土层厚度及现场试验情况确定。

灌浆分二序孔施工，孔距由稀至密。第1序孔孔距5．Om，第II序孔孔距2.5m。每孔自下而上分段进行灌浆，每段0. 75m。每孔灌浆2-3遍。

4.5灌浆钻孔

钻孔位置误差下超过5cm，钻孔垂直度小于1.5%，孔内沉渣厚度不大于

20cm。钻孔深至设计深度。

4.6灌浆结束标准

根据资料和经验结束标准如下：达到灌浆压力要求，并稳定15min可结

束。地面冒浆时可暂停灌浆封堵冒浆处或采用间歇方法灌注。

5结束语

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文章通过实例分析证明灌浆技术在技术上是可行的，在施工质量和处理

效果上是好的，对其承载力和稳定性将得到较大的提高。首先避免了开挖重新

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换填施工，减少了开挖废弃物对环境的污染，缩短了维修处理时间；其次让施工基本不受天气影响，施工设备投入及对现场的环境要求都比较简单，易于操作，对于距离城市及大型拌和站较远的边远公路尤其适用；维修期间可以半幅施工、半幅继续维持通行，减少了对社会公众的出行影响，而且更重要的是减少了如大规模开挖可能带来的不利社会影响，具有明显的社会效益；最后经过造价比较，灌浆处理具有显著的资金成本优势，这是其能得到认可和推广的重要因素。

参考文献

[1】祁学英，公路工程中灌浆加固技术的应用[J]．青海交通科技，2009，(2)【2]杨创责树根桩托换及灌浆加固技术在高速公路边坡加固中

的运用[J]．科技资讯，2006，(6).

甄识

建一知

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/pkfl.html