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路基沉陷成因及静压灌浆施工技术研究

2023-01-08赵洪涛

交通世界 2022年9期
关键词:静压浆液灌浆

赵洪涛

(石家庄市公路桥梁建设集团有限公司,河北石家庄 050000)

0 引言

路基作为公路重要组成部分,由于受到不同方面因素的影响,易产生一些病害,沉陷属于一种常见的病害类型,对路基的危害很大,严重时将导致路面也产生破坏。对于路基沉陷,应在明确其产生原因的基础上,采用静压灌浆的方法来处理。

1 工程概况与路基沉陷产生原因分析

某公路由于路基强度不足、产生不均匀沉降等原因产生了一定程度的沉陷。为解决路基沉陷问题,通过双液注浆进行加固,使路面调平,采用水泥、水与水玻璃作为主要原材料。灌浆孔的孔径按50mm控制,孔深为6m。灌浆孔的间隔距离为:纵向2.0m,横向:行车道中的灌浆孔间隔距离为1.90m,相邻两条行车道之间的灌浆孔距离为1.60m。灌浆孔按梅花形进行布置,在路基灌浆结束后,应确保浆液在土层范围内均匀分布,每个灌浆孔的实际灌浆量按1.6~2.0m3的范围控制。在灌浆的同时还应通过检查确定是否存在漏浆等问题。当发现漏浆时,应及时对灌浆口予以封堵,并对灌浆工艺予以适当的调整[1]。

2 灌浆参数

(1)在灌浆过程中,灌浆压力是达到预期灌浆质量的一个重要因素;若压力太小,则浆液将无法流到要求的范围内,由于扩散范围较小,因此容易形成空白区域;而若压力太大,则会对原路基造成一定程度的破坏,将路面顶破,导致浆液通过薄弱部位大量冲出,无法达到预期的灌浆目标。基于此,根据路基实际情况,将灌浆压力确定在1.0~2.0MPa范围内,在施工过程中以实际情况为依据进行适当调整,使灌浆缓慢,避免使路面被抬高。

(2)灌浆用浆液的水泥为普硅水泥,水灰比按1∶1控制,水泥、水、水玻璃的质量比为1∶1∶0.025。

(3)灌浆孔的孔径为50mm,孔深为6m,孔深结合钻杆钻进深度进行控制。

(4)浆液输送速度建议按照1.4~2.0m/s的范围严格控制。

(5)浆液胶凝时间一般不能超过60s。

3 施工工艺

3.1 施工工艺流程

路基静压灌浆施工需按照以下施工工艺流程进行:测量放样→钻孔布置→钻进成孔→打管下管→压管配浆→分段灌浆→记录观测→灌浆结束→清洗管路→养护→开放路段交通→质量检测验收。

3.2 钻孔

钻孔需采用隔排跳孔方式进行。在钻机就位以后,对钻头进行调整使其与孔位完全对准,使偏差不超过50mm,且钻杆的垂直度实际偏差不超过1%。在开钻以后,应在保持的同时经常性检查和校核钻孔实际垂直度,使钻孔始终保持垂直。为避免路基受到破坏,孔径不能过大,而且钻孔应使用干钻的方法,禁止在浆液中加水,否则将导致路基被水浸泡,导致路基遭到一定程度的破坏,带来不必要的损失[2]。钻孔设备为潜孔锤,直到结构层以下,然后在土体中设置镀锌管,将其作为浆液的入口,并认真做好相关记录。

3.3 注浆

(1)采用拌浆机按照设计要求的配合比进行拌浆。所有制浆材料都必须严格按照要求的配比进行计算与称量,对于计量的偏差,不能超过5%;但添加剂由于添加量较少,其计量误差不能超过1%。

(2)按照要求进行水玻璃浆液的准确配制。

(3)将配制完成的水泥浆与水玻璃浆液均放入到贮浆桶当中备用。

(4)在需要灌浆时,开启灌浆泵,采用两个灌浆泵和两条管路与Y型接头进行灌浆。

(5)在开启或关闭灌浆泵的过程中,应先操作化学灌浆泵,防止管路被堵塞。

(6)灌浆应使用围、挤和压的方式,先围住整个灌浆区,然后在中间将浆液挤密。一般情况下先对路肩后行车道予以灌浆,保证灌浆质量;在同一个加固区当中,应先对外圈孔进行灌浆,然后对内圈孔进行灌浆,即按照从外到内的顺序进行灌浆;先通过灌浆完成加固后,再予以抬升,通过间隔式的交替灌浆,避免浆液在附近其他钻孔处流出;先对下沉较为严重的钻孔进行灌浆,再灌注下沉量相对较小的钻孔;在灌浆过程当中必须确保供浆保持连续,符合灌浆量方面的要求;如果灌浆的压力已经达到最大值的两倍,但依然不进浆,则即可停止灌浆;在停止灌浆以后,需灌入适量清水,再拆除灌浆管,用清水冲洗,避免残留的浆液达到凝固影响下次正常使用[3]。

(7)在灌浆完成后,立即用水泥混凝土对灌浆孔进行封堵,避免灌入的浆液发生流失,完成封孔之后,灌浆孔应能与路表面保持平齐。

(8)完成以上各项工序的施工后,方可转入到下一个孔位进行施工。

3.4 施工注意事项

在路基静压灌浆施工中,应注意以下几个要点:

(1)钻孔方式以冲击转和回转钻相结合的方式为宜,在钻进时不可加水。根据设计方案要求的钻孔深度进行钻进,直到设计要求的深度和位置,无论是钻进的角度还是灌浆深度,都应满足设计要求[4]。

(2)灌浆孔的方向与深度都必须满足相关设计要求,实际孔位和设计要求的孔位偏差不能超过50mm。在开钻之前,应使钻机保持平稳,孔斜不超过1%,钻孔直径的偏差则不能超过±5mm。在钻进过程中应使用中档速度,如果遇到硬层,则应进一步放慢钻进的速度,避免卡钻。

(3)对灌浆孔的钻进应跳孔实施,并进行跟孔灌浆。注意不可完全钻进完成后再予以灌浆,防止发生串浆,使施工难度增加或增大清孔等方面的工作量。对灌浆孔进行的施工应按照从外围到中间的顺序进行,同时先灌注两侧孔,再灌注中间孔,以保证实际的灌浆质量。

(4)在实际的灌浆施工中,应先混合水泥浆,然后加入适量的水玻璃溶液,最后采用泵送的方法对混合液体进行输送。对浆液中不同组分实际重量予以严格控制,使水泥浆实际配置质量达到要求。

(5)灌浆时,若灌浆压力突然大幅上升,或检查发现浆液的流量明显增大,或灌浆加固范围以外产生跑浆漏浆等问题,都应立即停止灌浆,在查明问题产生原因后采取有效处理措施,常用处理措施包括间歇灌浆、嵌缝和表面封堵。灌浆时一旦发现串浆的问题,若发生串浆问题的钻孔可进行灌浆,则可同时予以灌浆,灌浆要做到一泵一孔。否则要对灌浆孔进行封堵,在灌浆孔灌浆完成后,再对发生串浆的钻孔进行清扫与冲洗,经检查确认无误后再进行后续的钻进与灌浆。

(6)采取合理有效的措施使灌浆始终保持连续,尽量防止发生中断。如果因故不得不中断,则要尽可能早地恢复正常灌浆状态。对于中断的时间,不能超过浆液自身初凝时间,否则要将完成灌注的部分凿除,再重新进行灌浆。

(7)每个钻孔的实际灌浆量由于地质情况不同因此会存在一定的差异,如果连续灌浆过程中单个钻孔的实际灌浆量相对较大,则应邀请现场管理人员进入施工现场进行勘探,然后再采取适宜的措施加以处理。

(8)灌浆孔施工结束后,立即进行灌浆管的埋设。止浆塞要设置在结构层的下方,避免浆液进入到结构层当中造成不必要的破坏,止浆塞的具体埋设深度要以铣刨方案为依据确定。

(9)在灌浆施工完成后,应立即采取措施对钻孔进行封堵,在封孔完成以后钻孔要和路表面保持平齐。

(10)在实际的钻孔过程当中应对钻孔的位置、深度与土层变化等予以详细地记录,并采取有效处理措施。在施工中还应做好相应的施工日志与各项检查和测量项目。

4 质量控制

(1)在施工用机具设备全部进入施工现场后,应对其进行严格的检查、维护和保养,确保机具设备始终处在良好使用状态当中。

(2)为了使灌浆的质量达到设计要求,有效处理灌浆时发生的各类突发事件,要对全体作业人员进行严格的专业培训。对于关键工序,应安排专人负责操作,不可随意调换,同时设立好专门的队伍,按照纪律施工。

(3)编制具体的作业指导文件,并设立专门的施工质量与安全检查员。

(4)灌浆实际上是一门需要现场发挥的工程技术,在施工中要以灌浆情况为依据对浆液的配合比进行严格控制,完成灌浆后做好相关资料的整理,组织人员认真对施工工艺进行研讨,以提高实际的灌浆效率。

(5)建立一个完善的质保体系,并设立专门的检查组和检查员,以随时对施工中每个环节予以严格的监督检查,做到定员定岗,将质量严格落实到个人。

(6)施工必须严格按照设计方案实施,做好逐层拔管,防止质量不合格的产品使用至下一道工序当中。

5 结语

综上所述,路基沉陷属于一种常见病害类型,大多采用静压灌浆的方法予以处理。目前,该工程的路基静压灌浆处理施工已经完成,且经检查确认质量和效果良好,工程所用灌浆方法合理可行,可供同类工程参考借鉴。

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