压浆法在高等级公路养护中的应用

摘　要：对G312线合(肥)叶(集)段高等级公路中高填方及桥头路段出现严重沉降的现象，采用了压浆技术进行处理，得到较好的效果，并对压浆中应注意的事项提出了建议。
关键词：压浆；公路养护；应用

G312线合(肥)叶(集)公路为一级汽车专用公路，路面为水泥混凝土，自建成通车以来，解决了G312线的交通瓶颈问题，改善了该区域的交通压力，为区域经济的发展发挥了重要作用。由于近年来交通量的快速增长和超载车辆的营运，使原部分路段较早出现病害，尤其是K565+700～K565+800高填方路段，及K565+980杭淠桥2个桥头段出现了较严重的沉降，最大处达60cm，严重影响行车安全，同时路基出现了失稳现象。对该段的路基进行深层钻探取样分析，发现在-3.3～-8m处(见表1、表2)土基强度较差，是导致路基失稳、沉降量大的主要因素。针对此现象，在水泥混凝土板底压浆技术的基础上，将该压浆技术运用到处理高填方路段和桥头沉降方面来，收到了良好的经济效益和社会效益，并积累了一些处理经验，现将处理情况进行总结，与同行共同商榷。 
 

1　压浆加固机理
1.1　压浆的目的
(1)使松软土层得到挤压密实，减小孔隙率。
(2)沉陷产生的孔隙、孔洞得以充填，增强土体的整体性。
(3)松软土质变成复合土，增大地基的弹性模量，提高承载力。
1.2　压浆强度形成机理
压浆就是通过人为加压，使水泥土浆液在周围土体中通过渗透充填，挤压扩展形成浆脉。由于土基中土体的不均匀性，通过钻孔孔道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填实，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，土颗粒被挤压紧密，提高了土体强度；另一方面，随着压浆的进行，原土体将在压力下产生裂缝，浆液将顺着裂缝进行渗透，浆液在土体的各个层面中向各个方向进行挤压延伸，形成了厚薄不一的片状、条状及团块状浆体，纵横交错的浆脉凝结硬化，改变了土体结构，形成了复合地基，强度得到了明显提高，提高了土基的承载力，增加了土基稳定性，有效抑制了沉降的发生、发展。
2　压浆材料和设备的选择
压浆是借助压浆泵的压力，将拌和良好的填充材料通过孔道挤入土基中，因而要求填充材料有较好的粘聚力、和易性和流动性，在压浆过程中不离析。
2.1　原材料选择
(1)水泥的选择：水泥是压浆材料中的主要胶凝材料，压浆拌和物应具有良好的可泵性和保水性。硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥是优先选用的胶凝材料，由于硅酸盐水泥产量小，成本高，故我们最终选用了普通硅酸盐水泥。
(2)粘土的选择：宜选用膨润土，因为膨润土是一种水化能力极强，膨胀性大，分散性很高的活性粘土，非常适合土基灌注。
(3)拌和水的选择：同水泥混凝土拌和用水的要求相同。
2.2　压浆设备的选择
(1)压浆泵的选择按照《公路养护技术规范》(JTJ073—96)的规定，要求压浆的压力应在15MPa，泵量应不小于1.5m3/h。结合这个条件，选用了VB3型压浆泵。
(2)灰浆搅拌机的选择：为了得到合格的水泥土浆，灰浆搅拌机的选择要与压浆泵相配套，选择的主要参数是工作效率不低于6m3/h，满足压浆泵3.0m3/h的作业量，搅拌轴转速达到70转/min。结合这个要求，选用了JW180型灰浆搅拌机。
(3)钻孔机的选择：钻孔机是路面压浆不可缺少的一个组成部分，孔径范围选取为0～200mm、钻进深度为0～100m。为此，选用了北探-100型钻孔机。
3　压浆施工流程
整个压浆施工过程包括布孔、钻孔、制浆、压浆、封孔等。
3.1　布孔
根据实际路面损坏及沉降的情况，在道路平面，按梅花型布孔，孔距为2m，排距也为2m，孔位的平面布置如图1所示。 

3.2　钻孔
用钻机在沉陷段分序钻进，孔径为φ91mm，孔深钻至原状土层下50～100cm为宜。灌浆孔钻至设计深度后，分序在孔内设置灌浆管，并在灌浆孔孔口用阻塞器进行堵塞，先堵塞灌浆Ⅰ序孔，后堵塞灌浆Ⅱ序孔，将孔口封堵，采用全断面一次加压法进行灌浆。
3.3　制浆
选用32.5级普通硅酸盐水泥，粘土选用膨润土，水灰比选用范围在0.8～1.0，粘土用量按水泥∶粘土(膨润土)=1∶1，搅拌机进行充分搅拌后备用。
3.4　压浆
压浆泵把拌和好的浆液以一定的压力灌入孔内并进行观测，如周围发生冒浆现象应及时进行堵塞，并继续灌注；如发生串浆时，应对串浆孔进行堵塞，并随灌浆孔同时进行灌注。灌注压力以孔口回浆管口的压力表为准，采用的压力以0.2～0.5MPa为宜，压力过大将使路基结构产生严重破坏，路基发生较大形变。灌浆时，灌浆速度宜在0.42m/min之内，至压力表得到0.2～0.5MPa时，继续维持灌注10min后结束灌浆，拨出灌浆管，用浓浆进行封孔，再进行下一孔的灌注。
4　技术经济效果
全段长170m，面积1785m2，成孔203个，总进尺1117.5m，平均进尺深5.5m，总投入117337.50元，平均为65.74元/㎡。由此可知，这种方式处理路基失稳、桥头沉陷的费用非常经济，而且从根本上解决了问题，详细情况见表3、表4。

  
5　结语
压浆法施工，施工工艺简单，设备投入少，技术容易掌握，成本投入小，工效高，受气候等自然因素的影响小，施工作业面不大，修复速度快，开放交通早，运用于道路养护中，不仅经济效益明显，而且社会效益也很显著，是值得推广的一个好方法。