注浆理论研究及其在公路工程中的应用

第一部分 前言

伴随着我国经济社会高速度的发展，并且伴随着一系列交通类道路相关项目宏伟规划的进一步提出并实施。我国公路建设即将迎来新的黄金发展时期。在今后一段时期内，伴随着公路数量的逐渐增多，关于公路保养方面的各个项目也将应运而生，而公路项目的增加必然不可避免的是公路维修保养的问题，这也就是包浆技术即将迎来新的黄金发展时期的主要原因，随着包浆技术黄金时期的来临，包浆技术在各个层面的应用也开始逐步加多起来，尤其是在公路路面的保养维护层面。众所周知，伴随着科技的发展，高压喷浆技术应运而生。而在喷浆技术的发展过程中，陆续出现了传统的静压喷浆技术还有最近随着科技发展出现的高压喷浆技术。在两种注浆技术之中，因为静压注浆对那些颗粒细小土质比较软弱的土地难以做到让浆液均匀渗透的作用，同时静压注浆的加固效果相对高压注浆来说也是比较差的。鉴于传统的静压喷浆技术的缺陷性，依托于科学技术的不断进步，以及不断应用高压水喷射流的高新技术，使得新的高压喷浆技术的产生有了坚实的物质理论双重基础。虽然高压注浆理论具有极大优越性，但在一时之间还是难以取代静压注浆的地位，因此便形成了静压注浆以及高压喷射注浆这注浆领域的两大注浆技术领域。

第二部分 关于注浆机理的研究

在目前的针对于注浆技术的应用过程证明了注浆技术的拥有特别强的使用效果。由于注浆技术拥有很强的技术性所以注浆技术广泛地应用于日常的各个施工工程之中。包浆技术在注浆层面的应用作为一门具有百年历史的传统的工程技术项目，在现实生活中的作用也变得越来越重要。注浆过程的原理就是利用液压亦或者是气压的压力差方法，也可以使用电化学之中电能驱动的方法来提供注浆的动力。利用注浆技术可以把一些可以和岩土体固体结合在一起的的浆液重新注入到要达到的目标岩土体的孔隙里面去，其可以使目标的岩土体经过技术的转化形成一种具有高强度，优良的抗渗性，以及强大的稳定性的新的岩石结构体，这样就可以从根本上达到改善岩土体实用价值的目标。

2.1 灌浆固结体的流变理论

从流变学的角度来看，无论是哪一种灌浆载体都可以使用流变模型来描述其在弹性与塑性状态之间的变换。对于浆液基质来说，其常常是通过粘性以及塑性来定义的。灌浆过程的就是通过他们之间的变化来合并的。若果浆液类型是不同种类的话，那么浆液的流变性也将会是两种不同的状态。其中包括牛顿体以及宾汉姆体：牛顿体是那些遵守牛顿粘滞定律的浆液，进一步来说就是水泥浆液在没有粘聚力并且只具有粘性的状况之下才会是理想的牛顿体。相应的说来，宾汉姆体就是剪应力与剪应变不成正比关系的浆液。

2.2 浆液的渗透灌浆理论

浆液的渗透灌浆的概念是：经过灌浆压力的压力差作用使得浆液克服路面的阻力然后浆液渗透到路面的缝隙当中去，在渗透过程完成之后浆液凝固，然后起到了对路面加固以及防渗功能的一种灌浆方法。这种灌浆的方法在注浆领域得到了广泛的应用，其成本低，见效快的特点也是受到了广泛的欢迎。

2.3 浆液的压密灌浆理论

浆液的压密灌浆的概念是在浆液的注入过程中采取一系列的严密施工的方案，并且在施工过程中使用钻孔在土地之中灌入浓度极其大的浆液。在灌浆过程中向外扩张的那些浆泡会在被灌入浆液的土体中引起一系列复杂的径向以及切向的应力系统，最后，压密灌浆就有极大的可能会导致产生三种灌浆载体通过变形形成的模型，这三种模型分别是腔膨胀型模型，锥型破坏型模型以及水力劈裂型模型。三种模型的形成取决于灌注入的浆体形成的浆泡与其在土地周围载体环境之中的接触面压力的大小。

第三部分 注浆技术在公路工程中的应用

近几年来，随着道路数量的迅速增加，其保养问题已经成为交通运输部门关注的焦点之一。其中最突出的几点之一便包括路面开裂这一现象。道路的路面开裂现象是公路被破坏的几种顽疾之一，究竟该如何有效采用技术措施去防止路面开裂并且对已经出现了路面开裂现象的公路路面进行修复也是一个摆在人们面前急需解决的关键问题。截至目前为止，已经有许多的国内外专家学者们对路面开裂的问题进行了一系列研究并提出了自己的看法，特别是针对于路面开裂严重这一现状，为了持续性的对公路的改造，注浆加固技术已经成为公认的最好的解决手段之一。其自身的优良特性包含有促进环保以及施工速度快工作量很小以及对交通影响很小等方面。因此，注浆技术目前已经开始广泛的应用于各种公路路面产生的道路裂缝的修补工作之中。

3.1 单管旋喷注装法的应用

单管旋喷注浆法就是使用钻机等具有穿透土地能力的装备把安装在注浆管道上面以及处于注浆管路底部的侧面的一个特别的喷嘴装置放置进入土地中设计好的范围之后，使用可以产生高压的高压泥浆泵装置来产生巨大的压力。高压泥浆泵产生大约二十兆帕的巨大压力，在巨大的压力的作用下，浆液很快便从喷嘴中喷射出来，与此同时浆液带来的压力也会冲击破环土体的环境，通过注浆管的不断旋转以及注浆管的不断提升，导致浆液和在土体上面被崩落下来的那些土体结合在一起，并且通过水的动力作用进而进行搅拌混合步骤，通过这种方式，在一段时间过后，浆液就和土体凝固在一起，也就在土体中形成了圆柱型固体。

3.2 旋喷技术在公路工程中的应用

目前，注浆旋喷技术正在普遍适用于公路工程之中。旋喷技术一般适用于道路的路基加固以及公路路面的基础防渗。在旋喷技术在公路工程的应用过程中，由于旋喷技术具有成本低，喷浆范围全面的特点，因此，旋喷技术正在广泛的应用于如今的公路路面维修保养工程。

第四部分 总结

本文从注浆技术的形成以及注浆技术在现实生活中日益重要的作用而入手，给出了注浆技术的各个应用层面，并且通过分析注浆技术的发展过程并结合技术的进步给出了静压注浆以及通过静压注浆发展而来的高压喷射注浆技术的基本内涵。而且本文还通过列出来一系列的描述初步介绍了注浆技术的施工工艺原理及旋喷的各种计算方法。并且又列出了注浆技术在公路工程中的具体应用，以期通过这种方式能够简要的介绍出来注浆技术在公路施工中的作用。