浅谈公路工程中灌浆施工技术

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摘 要：水泥混凝土路面在我国公路网构成中占有较大比重，是我国公路路面的主要形式之一。以水泥混凝土作为公路路面利弊并存，因此在公路工程中的灌浆施工技术的发展、公路施工方案的选择以及做好水泥混凝土路面的养护工作等等都是十分重要的环节。

关键词：公路工程；灌浆；施工技术

一、前言

随着我国经济的发展，公路里程不断增加，路网密度也越来越大，作为我国公路路面主要形式之一的水泥混凝土路面具有高强度、刚度大、使用寿命长以及受外界温度影响小等优点。但同时由于水泥混凝土路面的接缝较多，对于车辆超载的敏感度较高，亦容易发生唧泥、脱空及出现裂缝等先期危害，久而久之就会导致公路路面的破损。因此，对于公路工程中的灌浆施工技术的不断发展和提高对水泥混凝土路面的养护工作的安排，以及根据实际情况选择合适的公路施工方案等各个公路工程环节都具有十分重要的意义。本文将会就公路工程中的灌浆施工技术进行研究，并简要地进行分析。

二、我国的公路灌浆施工技术

根据公路所在的地质不同，在建路时所采取的的注浆技术也发生变化。灌浆技术的关键在于如何选择合适的灌浆压力和设计出适合的浆材配比，我国现实主要采取的公路灌浆施工技术是碎石注浆桩施工技术和真空灌浆施工技术。下面作者将详细介绍这两种施工技术的工艺和特点。

（一）碎石注浆桩施工技术

1.技术原理

注浆桩是一种主要由碎石和水泥砂浆胶结而成的小型钻孔灌注桩，由成桩工艺方面来看，碎石注浆桩属于钻孔灌注桩，而从桩的材料来看，碎石注浆桩又属于胶结体桩。主将桩的工作基本原理是利用小型的钻机设计直径，钻至所设计的深度成孔，然后吧注浆管放到钻孔的底部，再投放碎石料。一般来说，注浆桩的直径为30cm-70cm，适用于桩长小于或等于30m的注浆桩。在投放碎石料的过程中，利用注浆管放水清洗孔壁。再碎石料投放工作完成后再进行注浆，浆浆液一般从下往上逆行，等到浆液灌注到地面时，便可以固结成桩。浆液不仅可以再钻孔中渗透、固结碎石形成桩，还可以向周围土体渗透，令土体和桩体两者之间形成一个由土和砂浆相结合的过渡带，从而大大地增加了周围土体和桩体之间的摩擦力，所以综上所述，注浆桩从受力的特性看，同时又属于摩擦桩。

2.技术优点

碎石注浆桩技术在施工过程中所使用的施工机具比较轻便，可以用于快速施工，并且对于施工场地的要求比较低，施工时所造成的噪音比较小，对于施工场地的周边居民日常影响比较小。同时，由于碎石注浆桩的浆液发生的渗透现象，大大地加强了桩体和桩体周遭土体的摩擦力，有利于提高桩体对于行驶车辆的承载力，而且碎石注浆桩技术的施工工艺操作过程较为简单，为施工质量的控制提供了优越的条件。

由于上述的种种优点，我国的碎石注浆桩技术近年来有着极大的发展，尤其是在高速公路的地基处理过程中，可以尽最大限度地发挥这项技术的优点。

3.施工工艺

碎石注浆桩技术的施工工艺过程主要包括五个部分：钻孔、清孔、投石、注浆和对桩身进行检测。下面将详细介绍每个部分：

（1）钻孔。钻孔时主要使用GPS10或与此相同类型的工程钻机，其钻头多为三翼钻头或鱼尾钻头。在施工过程中，为了保障钻孔的垂直，施工者应该要随时测量钻孔的垂直度，确保偏差值小于1%，同时也要不断检查泥浆的比重和孔深，孔深不可小于设计的孔深，而且为了避免出现塌孔的现象，在钻进的过程中，空顶应该用钢筒加以保护。

（2）清孔。该步骤主要分为一次清孔和二次清孔。在钻孔完成后，钻孔钻至设计的深度后进行一次清孔，直至孔中的沉渣厚度小于10cm。而二次清孔则与投石同步进行。

（3）投石。在一次清孔之后把注浆管放到钻孔孔底，并及时投放碎石。为了减少碎石冲刷孔壁的频率，应在投放碎石时在钻孔的顶部加一条碎石导向管，直至投石水平面达到钻孔的孔口标高为止。

（4）注浆。利用砂浆泵通过注浆管把水泥砂浆压进钻孔里。砂浆的材料主要是普通的硅酸盐水泥，但要砂浆要根据设计的强度要求进行配置。

（5）桩身检测。在完成注浆并形成桩体后，要对桩身进行一个完整的检测。显示我国主要的检测桩身的方法有以下四种：低应变动测法、高应变动力试验、钻孔取芯和声波透射法。而对于碎石注浆桩技术形成的桩身目前常用的检测方法是：无损低应变动测法和钻孔取芯法。

碎石注浆桩施工技术是目前公路工程施工中应用较多的一项新型技术，只要弄懂其中的技术原理、施工工艺技术特点和桩身质量的检测等方面，那么在实时施工时就可以很好地发挥它的优点。

（二）真空灌浆技术

1.技术原理

灌浆法的工作原理是利用液压、气压又或者是电化学反应的原理，把浆液通过注浆均匀地注入地层，以渗透、填充和挤密等方式占据泥土颗粒间或岩石裂隙中水分和空气的位置，在一段时间后，浆液就会把松散的土粒或裂隙胶结而形成一个整体，从而形成一个新结构、高强度，具有良好的化学稳定性和防水性能的“结石体”。灌浆可以改变及完善板底原本的受力状态，重新恢复了板体与地基的连续性，从而达到加固公路基础的目的。

2.技术优点

由于灌浆过程中一直处于真空状态下，钻孔里的空气和水分都被消除，从而减少发生空隙和泌水的问题，而且真空灌浆技术的整个作业过程是一个迅速、连续的过程，大大地缩短了灌浆时间，也缩短了施工时间。再者，灌浆的过程中钻孔孔道密封性能良好，令浆体得到充分的保压。同时，施工工艺的不断发展和浆体的不断优化不仅阻止了裂缝的产生，还使得灌浆的饱和性和强度大大提高。

3.工艺流程

真空灌浆技术的基本流程包括：浆体的设计与配比，并进行搅拌、灌浆和清洗这三个主要的步骤。而总体的施工方法是：真空、真空状态下进行灌浆和灌浆这三步。

（1）搅拌水泥浆。加入配比好的水泥灰之后要加水空转几分钟，使得搅拌机的内壁得到充分的湿润才可搅拌水泥浆。期间要严格控制搅拌的用水量，否则多出的水的部分将会全部泌出，且容易造成管道的顶端留有空隙。

（2）灌浆。①把水泥浆加到灌浆泵里，在高压橡胶管出口打出浆体，等到浆体的浓度和灌浆泵中的浓度相同时，关掉灌浆泵，然后把高压橡胶管的一端接到孔道的灌浆管上并扎牢。 ②关掉灌浆阀并启动真空泵，当真空度维持在-0.06到-0.09MPa之间时，启动灌浆泵，打开灌浆阀，开始灌浆。当浆体经过空气滤清器时，关掉真空泵和抽气阀，打开排气阀。 ③观察排气管的出浆情况，当浆体稠度和灌入的稠度相同时，关掉排气阀，仍继续灌浆约两分钟，使管道内有一定的压力，关掉灌浆阀。

（3）清洗。灌浆作业结束后要及时卸下真空泵，拆下抽真空管的两个活接，清洗灌浆泵、搅拌机、空气滤清器和占有灰浆的工具。

4.注意问题

真空灌浆技术是后张预应力混凝土结构施工中的一项新技术，在我国国内的应用较少，缺乏相应的技术实践经验。因此从工艺的设计到材料和设备的准备、实时施工的措施等等各个环节都要进行全面的分析和比较，这对于这项技术的成功施行是十分重要的要求。

尽管灌浆技术是一种较新型的加固技术，广泛地使用于公路施工各方面，而其工艺本身的质量控制处于较高的水平，只要加上合理配比的混合材料即可形成一个密实、防水性能较好的保护层，且更大限度地改善了构件的防腐蚀性。但如何选择适合的灌浆参数是一个十分复杂的问题，需要在施工时由施工人员在现场通过试验才可以确切地确定。

三、结语

在公路工程的施工过程中，要根据不同位置、不同条件选择不同的处理方法，例如在加固公路软基时，可以选择灌浆方法进行处理，相比起碎石桩或大开挖换填等简单的处理方法不仅技术上得到一定的保证，经济和工期方面也得到合理而有效益的安排，还可以减少环境污染等问题。如今我国的交通事业正处于高速发展阶段，有关工作人员要对公路做好建筑、维修和保养工作才可以为交通事业做出极大的贡献。

参考文献：

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