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公路施工中压力灌浆技术分析

2020-08-07胡晓雯

卷宗 2020年18期
关键词:路基公路施工

胡晓雯

摘 要:压力灌浆技术在应用过程中有较多要点,本文先阐释了其原理和灌浆形式,然后结合实际案例,详细分析了技术应用流程,最后提出了效果检验方法,希望能够起到良好的借鉴作用。

关键词:压力灌浆技术;公路;路基;施工

1 压力灌浆技术概述

1)压力灌浆技术的原理。压力灌浆的原理是在路基的合适位置进行钻孔,将制备好的浆液灌注到孔内,浆液发生一定的物化作用,最终形成复杂的应力,并且向水平和竖向位置进行扩散。在这个过程中,土壤的密度会降低,变得更加紧密,强度得到有效提升,路基的坚固性和稳定性明显增强,承担来自路面的荷载,实现加固的目的。压力灌浆施工适用于小范围的土体加固,不易受到外在环境的影响,加固的效果在短期内非常明显,并且能够降低施工成本,易于操作和实施。土体的密实度、浆液材料的性能在很大程度上决定着加固的范围,在粗颗粒的岩土层内适应性最强,效果非常好。

2)灌浆形式。(1)开放式灌浆。将浆液直接灌入到桩端部分中预留的灌浆结构内,然后在桩体一侧的岩土内注入浆液,就是开放式灌浆施工。这种灌浆技术的操作步骤比较简单,在岩土层均匀的地质中比较适用,但是在土层薄弱地区,很容易出现漏浆问题,效果难以得到保证,需要予以控制。(2)封闭式灌浆。封闭式灌浆需要将压力注浆室与钢筋笼直接下放到孔底,然后适用压力灌浆装置,将浆液直接注入到注浆室内。这种灌浆技术容易受到灌浆容器的影响,灌浆形式、灌浆位置、灌浆量难以控制,并且易出现变动。另外,这种技术施工步骤较多,操作复杂程度较高,会耗费较多的成本。

2 工程概况

某公路工程A段总长为40m的路基,在施工过程中没有进行分层填筑和碾压,导致在一段时间以后路基达到固结,产生一定沉降。另外,施工過程中正值雨季,沉降部位长时间被水浸泡,同时还有大量的水进入到路基中,使路基土强度大幅降低,整体软化并沉陷。经调查,沉陷区总长为30m左右,宽为28m左右,总面积达800余m2,沉陷最深处可达20cm。目前,本工程底基层、基层、下面层作业均已完成,应对路基沉陷进行及时有效的处理,避免对路面施工造成影响,延误工期,影响质量,通过研究后决定采用压力灌浆的方法进行处理,提高路基整体强度,保证路基稳定性。

3 压力灌浆技术在公路路基施工中的应用

1)原材料及施工机具设备。(1)水泥。水泥一般选用强度较高的普通硅酸盐水泥,避免出现受潮变质现象,如果存在此情况应及时更换和处理,严禁使用过期或者质量不达标的水泥。(2)水。配置浆液必须用到水,主要是水温的控制,一般在40℃左右为宜,可以根据实际情况适当升高或者降低。(3)钻机。根据工程量的大小以及施工现场的地质条件合理选择,检查钻杆和钻头,可以批量检查或者抽样检查,保证钻机的使用性能。(4)灌浆泵。灌浆泵的选择应以浆液浓度为基础进行选择,压力的控制是最主要的工序,正常情况下,泵机的工作压力为1.5倍最大压力,为了及时掌握和灵活调整,可以增设压力表,保障后期灌浆的精确性。

2)合理配制灌浆液。浆液的配置情况在很大程度上决定着最终的路基质量,必须合理控制浆液的比例,根据国家规定的标准,针对公路工程的实际情况,对浆液进行合理配置,提高浆液的使用性能。在施工操作中,灌浆液的配置比例一般以水泥浆的比例为参照,在规定的范围内,将水和石灰进行合理配置,保证比例的科学合理,使浆液能够充分发挥出自身的性能。另外,可以使用水泥粉煤灰,增强配置浆液的合理性,代替水泥浆的使用效果。同时,在混合料中,合理控制粉煤灰的比例,结合以往的经验,一般在20%~30%之间,保证路基的合理施工。

3)科学选择注浆孔的位置。在压力灌浆技术的应用中,有一个重要的内容需要注意,那就是选择注浆孔的位置,在施工中注浆孔位置的选择要具有科学性,这样可以提高灌浆液的质量。注浆孔位置在公路施工中有两种分布形式,一是多排孔分布,二是单排孔分布。在具体施工中,要合理的选择注浆孔之间的位置,确保选择的注浆孔之间保留一定的重合性,注浆孔之间的重合性可以有效的加固路基。注浆孔位置的分布和选择在施工中占着很重要的位置,在具体的操作中合理的、科学的选择注浆孔的位置,可以提高压力灌浆技术在公路路基施工中的加固效果,因此,在施工时要注意提高压力注浆的水平,确保施工的质量。

4)科学确定灌浆量。灌浆量需要经过精确计算,灌注施工半径范围出现的空习空隙体积之和就是压力灌浆量,这种方式比较简便精确。但是在实际施工的时候,往往出现空隙无法完全填满的情况,并且Ⅰ序孔、Ⅱ序孔灌注量计算不同,以理论计算值作为标准,Ⅰ序孔会低于实际的灌浆量,进而导致Ⅱ序孔的灌注量高于理论值。在这种情况下,必须详细考量土壤结构、浆液配置、材料控制等因素,将各项数值进行准确分析,以严谨的态度进行计算,并且多次审核与复查,保证灌浆量的准确,减少误差出现的概率。

5)注浆施工。压浆前需要用压水对钻孔进行冲洗,彻底清理残留的岩粉及循环泥浆。施工人员可采用普通硅酸盐水泥来配置水泥浆液并进行压浆。水泥浆拌制用水通常为饮用水,搅拌水泥浆液的时间控制在3min以上,用3mm×3mm的双层滤网过滤搅拌好的水泥浆液并将其入泵。在压力灌浆技术中,灌浆压力、浆液浓度以及操作方法是关键内容,施工人员要合理控制灌浆压力,如果灌浆压力未达到设计标准,则会导致浆液无法到达预定施工位置,从而出现空白区;如果灌浆压力超出设计标准,则会冲垮边坡或顶破路面,对路基结构造成损坏,造成公路路基薄弱部位流入大量浆液,从而达不到压力灌浆的目的。灌浆压力一般由低到高,凝胶时间由长到短,需要从沉降量最大的地方开始,对路基沉降和裂缝情况进行全面掌握,确保灌浆压力符合要求,当另一个注浆孔或接缝位置处冒出浆液时,就完成注浆作业。

4 公路路基病害处治中压力灌浆效果检验

1)灌浆材料分析。此次施工共完成1209个灌浆孔,总体为5579.72m,水泥灌入量共1855.4t,每孔水泥平均灌入量为1.535t,每米水泥灌入量平均为0.333t。通过分析可见,被灌段土体空隙下降幅度较大,由此可见,此施工段地层具有可灌入性。

2)静荷载试验。完成施工15d后,在施工段内选取代表点(5个)实施静荷试验。如在杂填土顶面单点进行130或140kN加载施工,便可满足施工规定,即可停止加载。此时沉降量范围9.31-11.72mm,10.3mm为其平均值,由此可见,该位置地基土并没有达到极限破坏状态,表明其路段复合路基与杂填土承载力标准值均在130kpa以上。

3)钻孔取芯标贯试验及深槽开挖检查。在施工段范围内,选取钻孔检验点共12个,以此实施钻孔取芯、标贯试验,由钻孔取样的芯样分析可得,杂填土内具有大量水泥结石,且结石可紧密胶结土体。淤泥质土体内水泥结石的形态以成团块状分布,部分块状结石主要通过淤泥、淤泥质土体胶结,同时水泥结石也存在于粉、细砂内,土工试验得出,可有效提高其密度,状态已从较为松散转化为密实形态。标贯试验可见,杂填土密实度良好,11.2击为其平均击数,原来粉、细砂平均击数仅为6击,现已增至11击,且承载力标准值也增至148kpa。通过深槽开挖检查结果分析,片状、条带状为杂填土的水泥结石形态,1-5cm为其厚度范围,可形成路基硬壳表层。

5 结语

公路路基施工中,压力灌浆技术的应用,能够切实提升路基质量,推动公路事业的进步。在实际施工中,必须结合实际情况,把握施工步骤,结合其原理,做好施工中的各个步骤,保证整个流程的规范性与合理性。同时,必须加强质量控制,采取合适的方法检验施工质量,切实提升公路质量,满足施工标准。

参考文献

[1]王珍妮.压力灌浆技术在公路路基施工中的应用分析[J].交通世界,2016(34):34-35.

[2]陈恒军.试论压力灌浆技术在公路路基施工中的应用[J].建材与装饰,2016(3):279-280.

[3]俞斌,石爱赣.压力灌浆技术在公路路基施工中的应用[J].交通世界,2015(10):86-87.

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