李紅艷 陳冬梅
摘要:近年來,在我國國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天,交通運輸業(yè)作為國家基礎(chǔ)設(shè)施體系的主要組成部分,在我國得到了迅速發(fā)展。隨著公路建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,特別是高速公路建設(shè),受多種客觀因素影響,普遍存在不同程度的路基病害問題,將對公路正常運營造成不利影響。為進(jìn)一步提升高速公路通行能力,應(yīng)采取科學(xué)有效的技術(shù)措施處治路基病害,如壓力灌漿技術(shù)的應(yīng)用,可有效提升路基承載力,增強(qiáng)路基穩(wěn)定性,延長工程使用壽命,因此,在公路路基病害處治中得到了廣泛的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:壓力灌漿;高速公路;路基病害
1工程概況
某高速公路工程地質(zhì)條件差,上部地層主要為雜填土、淤泥質(zhì)土等,滿足不了上部荷載對路基的要求,進(jìn)而在通車后路基差異沉降較大。為提高路基穩(wěn)定性,保證路基強(qiáng)度,決定選取灌漿加固法處理此路段路基病害。因雜填土具有較大孔隙,可灌性良好,灌漿后將有效提升其力學(xué)強(qiáng)度、抗變形能力等,并能有效增強(qiáng)其整體結(jié)構(gòu)。通過鉆孔在淤泥質(zhì)土內(nèi)灌人濃將,可壓密、置換土體。
2壓力灌漿技術(shù)原理
因路基下沉一般有較大面積,且深度大,為解決路基沉降病害,選用灌漿法效果最佳。因本路段為高填路堤,填料以路基周圍挖方段材料為主,主要選用碎石等,因多種客觀條件影響,路基邊緣壓實難度較大,往往無法滿足設(shè)計要求。長此以往,必將對路基穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響,甚至危害行車安全。選用灌漿法處理路基病害,可在一定壓力下,促使水泥漿液在相應(yīng)范圍內(nèi)進(jìn)行不斷擴(kuò)散、固化,保證路基孔隙被漿液填滿,形成完整的結(jié)石體,進(jìn)而達(dá)到地基強(qiáng)度提升的目的,這對增強(qiáng)路基強(qiáng)度意義重大。
壓力灌漿是利用鉆孔通過壓力向巖土孔隙、建筑物裂隙內(nèi)注入可固結(jié)的漿液,以此改善加固體物理力學(xué)性能。在加固體內(nèi)注入漿液后,通過填充、滲透或擠密等途徑,將土體顆粒擠出,或?qū)r石裂隙內(nèi)的水分、空氣擠出,使?jié){液占據(jù)其位置,待漿體凝固硬化之后,即能密實原有較為松散的土體,使其膠結(jié)形成一個完整的整體,且保證其強(qiáng)度高及水穩(wěn)性、化學(xué)穩(wěn)定性良好。
3高速公路路基病害處治中壓力灌漿施工工藝
3.1灌漿孔成孔
灌漿施工中,可選用直徑37-42mm注漿花管作為主要管材,且在1.5m左右控制管長,花管前端以尖錐狀呈現(xiàn),選取沖擊錘向受注層位直接打入花管。完成以上作業(yè)后,鉆機(jī)即可就位,且根據(jù)施工工序進(jìn)行鉆孔施工,在施工時盡可能避免注漿孔歪斜現(xiàn)象發(fā)生。
3.2制漿
嚴(yán)格按照材料試驗進(jìn)行配合比的確定,合理選用注漿材料,制漿時應(yīng)根據(jù)相關(guān)工序要求適量摻加材料,且保證計算準(zhǔn)確無誤。同時全面了解漿液性能,做好使用搭配工作。除此之外,應(yīng)均勻拌和漿液,且在注漿前連續(xù)攪拌,避免再次沉淀,對漿液質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。
3.3注漿
利用注漿設(shè)備及輸漿管路向設(shè)置層內(nèi)灌注漿液,根據(jù)本工程需求,可選用由下至上式孔口封閉注漿法施工。此工序可一次成孔,選取三角楔用于孔口止?jié){,并將封口及時堵塞。按照由下到上的順序,一段一段地進(jìn)行注漿施工,一般在1.5m左右控制注漿段高度。注漿施工前,需完成現(xiàn)場注漿試驗,進(jìn)行單孔注漿量的確定,隨后根據(jù)所選用的注漿施工方法進(jìn)行施工。當(dāng)注漿量與設(shè)計要求相符后,即可停止注漿施工。
注漿時,如地面隆起或出現(xiàn)跑漿問題,需及時暫停注漿施工,并對其原因進(jìn)行分析,采取措施進(jìn)行有效解決。隨后在下一個注漿段施工時,應(yīng)適量減少注漿量,并對封孔裝置及注漿設(shè)備等進(jìn)行詳細(xì)檢查,如仍存在隆起、跑漿問題,需及時結(jié)束此孔注漿施工。
3.4封孔
完成灌漿施工后,需及時進(jìn)行封孔施工,并將封口封堵物及時排除,隨后將砂石投入孔內(nèi),高度直至水穩(wěn)層頂面。24小時之后,如漿液仍存在沉淀現(xiàn)象,需及時填補(bǔ)水灰比1:2漿液,直到水穩(wěn)層頂面。
4高速公路路基病害處治中壓力灌漿效果檢驗及評價
4.1效果檢驗
(一)灌漿材料分析
此次施工共完成1209個灌漿孔,總體為5579.72m,水泥灌入量共1855.4t,每孔水泥平均灌入量為1.535t,每米水泥灌人量平均為0.333t。通過分析可見,被灌段土體空隙下降幅度較大,由此可見,此施工段地層具有可灌入性。
(二)靜荷載試驗
完成施工15d后,在施工段內(nèi)選取代表點(5個)實施靜荷試驗。如在雜填土頂面單點進(jìn)行130或140kN加載施工,便可滿足施工規(guī)定,即可停止加載。此時沉降量范圍9.31-11.72mm,10.3mm為其平均值,由此可見,該位置地基土并沒有達(dá)到極限破壞狀態(tài),表明其路段復(fù)合路基與雜填土承載力標(biāo)準(zhǔn)值均在130kpa以上。
(三)鉆孔取芯標(biāo)貫試驗及深槽開挖檢查
在施工段范圍內(nèi),選取鉆孔檢驗點共12個,以此實施鉆孔取芯、標(biāo)貫試驗,由鉆孔取樣的芯樣分析可得,雜填土內(nèi)具有大量水泥結(jié)石,且結(jié)石可緊密膠結(jié)土體。淤泥質(zhì)土體內(nèi)水泥結(jié)石的形態(tài)以成團(tuán)塊狀分布,部分塊狀結(jié)石主要通過淤泥、淤泥質(zhì)土體膠結(jié),同時水泥結(jié)石也存在于粉、細(xì)砂內(nèi),土工試驗得出,可有效提高其密度,狀態(tài)已從較為松散轉(zhuǎn)化為密實形態(tài)。標(biāo)貫試驗可見,雜填土密實度良好,11.2擊為其平均擊數(shù),原來粉、細(xì)砂平均擊數(shù)僅為6擊,現(xiàn)已增至11擊,且承載力標(biāo)準(zhǔn)值也增至148kpa。通過深槽開挖檢查結(jié)果分析,片狀、條帶狀為雜填土的水泥結(jié)石形態(tài),1-5cm為其厚度范圍,可形成路基硬殼表層。
(四)彎沉試驗
待完成水穩(wěn)層施工7d后,可進(jìn)行彎沉試驗,點位為30個,0.16-0.80mm為其彎沉值范圍,0.41mm為其平均值,都在設(shè)計值0.9mm以內(nèi),由此可見,彎沉值符合設(shè)計要求。
4.2效果評價
通過上述研究,可有效填充灌漿施工范圍的雜填土層空隙,通過填充、擠密與置換等一系列措施進(jìn)行淤泥質(zhì)土體處理,可有效壓密粉、細(xì)砂層,以此從松散砂層逐步轉(zhuǎn)化為密實度較高的砂層。通過灌漿處理后,可有效加固各類不良土體,提高路基承載力,滿足路基不均勻沉降合理控制的目標(biāo)。
5結(jié)束語
綜上所述,隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,我國公路建設(shè)規(guī)模越來越大,人們對公路建設(shè)質(zhì)量提出了更高的要求。而公路工程整體質(zhì)量的優(yōu)劣很大程度上受路基病害影響,特別是路基沉降問題。壓力灌漿技術(shù)的應(yīng)用,可最大程度控制路基不均勻沉降,減少沉降量,能夠全面提升公路工程施工質(zhì)量,最終實現(xiàn)公路使用壽命延長的目的。
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