市政道路工程路基施工运用压力灌浆技术分析 廖海海

发表时间:2020/7/22   来源:建筑模拟2020年第6期   作者:廖海海
[导读] 本文结合具体工程案例,对市政道路路基施工中压力灌浆技术要点、施工流程及效果评价进行了分析与探讨,以期全面提升工程建设质量。
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        摘要:本文结合具体工程案例,对市政道路路基施工中压力灌浆技术要点、施工流程及效果评价进行了分析与探讨,以期全面提升工程建设质量。
        关键词:市政道路工程;路基施工;压力灌浆;技术原理;
       
        某市政道路工程工程全长12.3 km,其中K1+229.782~K1+427.647段工程地质条件相对较差,上部底层为主要受力层,主要由杂填土、淤泥或淤泥质土组成。基于土质情况,上部荷载难以达到路基施工规定,在通车运营后,本路段路基沉降问题明显。为稳固路基,增强路基强度,提高路基土变形模量,满足路基承载力需求,提出采用压力灌浆法进行路基加固。
        1 压力灌浆技术原理
        压力灌浆是指在压力作用下,通过钻孔将固结的浆液向土体孔隙内注入,以此改善加固体的物理力学性能。当加固体内注入浆液后,经过填充、渗透、挤密等一系列过程,将土体颗粒、岩石裂隙内的水分或空气充分挤出,并由浆液占据其原有位置。浆体凝结硬化之后,便可将原有松散、密实度差的土体有效粘结在一起,并形成一个高强度的整体结构。广义上讲,压力灌浆可看着是静压灌浆,从压力灌浆的加固效果分析,静压灌浆不仅能够达到良好的路基加固效果,还能有效处理路基填土体防渗问题,相比高压喷射注浆,在市政道路治理中压力灌浆的适用范围更广。
        2 市政道路工程路基施工运用压力灌浆技术要点
        2.1 灌浆标准
        施工前,需确定灌浆标准,根据现行规范要求,灌浆后,各类土质的承载力标准值必须满足相关要求。杂填土是本工程灌浆施工的主要土质,其缺点为均一性差、理论耗浆量不稳定等,若仅采用理论耗浆量进行处理,则会影响准确率。因此,可选择耗浆量降低率进行控制,也就是随灌浆次序的增加,而减少孔段耗浆量。
        2.2 灌浆段选择
        根据施工要求,此次灌浆可分为2个灌浆段,杂填土范围为第一灌浆段,淤泥或淤泥质土及粉、细砂范围则为第二灌浆段。
        2.3 浆材及配方设计
        结合施工灌浆段需求,可采用2种配方的纯水泥浆作为浆材,0.4.为第一灌浆段水灰比,0.74.为第二灌浆段水灰比。当杂填土部分存在较大孔隙时,极易出现灌浆量太多的情况,因此,水泥砂浆灌浆配比为水:水泥:细砂=0.74.:1:1。
        2.4 浆液扩散半径的确定
        基于杂填土均一性差,且具有较大孔隙率及渗透系数变化的特点,浆液扩散半径仅采用理论公式计算是不全面、不合理的,因此,结合大量经验数据,可将r值暂定为1.4. m,经灌浆试验后,最终确定r值为1.7 m。
        2.4. 灌浆孔位布设
        采用梅花形布设灌浆孔,若1.66 m为灌浆体厚度,那么,灌浆孔距则为2.4. m,最优排距为2.33 m。
        2.6 灌浆孔孔深
        根据现场勘查报告显示,以孔底到黏性土层为准,孔深范围为2.4.~6.0 m。
        3 压力灌浆施工流程
        3.1 钻孔布设
        钻孔按梅花形布设,保证土体经加固后可形成一个整体。根据工程实际情况,合理控制灌浆孔距和最优排距,并在原设定基础上,结合施工现状适当进行调整。
        3.2 注浆管埋设
        采用直径20 mm胶管作为注浆管,确保能够承受高压。在胶管下部按照0.4. m等间距钻取小孔,随后通过透明胶带将胶管下部开口、孔口位置密封,防止对灌浆造成不利影响。待注浆管下放至孔底位置后,需外露一定长度,为0.4. m左右,并和输浆管连接。


        3.3 水泥浆灌注
        按照上述要求,采用不同水灰比进行水泥浆制备,可将适量速凝剂掺加到水泥浆内,起到快速早强的作用。待制备完水泥浆后,可通过高压灌浆泵进行灌浆施工。要求严格按照“外—内”的顺序间隔灌浆,灌浆前期,多以填充、渗透方式为准,同时要做好灌浆压力控制。随后以挤密、压密方式为准,并适当增加灌浆压力。在高压持续作用下,土体孔隙将逐渐被浆液填满,并将松散的土层压密,从而起到加固路基的效果。
        4. 压力灌浆效果检验与评价
        4.1 灌浆资料分析
        该工程共完成1 209个灌浆孔,合计4.4.79.72 m,水泥共灌入1 84.4..4 t,1.4.34. t为每孔平均灌入水泥量,水泥灌入量为0.333 t/m2,相比第二序孔,第一序孔单位耗浆量较大,同时出现地面上抬情况。经总灌入量、单位灌入量数据分析发现,受灌段土体空隙有所下降,表明施工段地层具有可灌入性。
        4.2 静荷载试验
        工后14. d,在施工段范围内进行测点选定进行静荷载试验分析。选择4.个具有代表性的地点,其中灌浆点处有2点,相邻灌浆点位中间有2点,相邻对角灌浆点中间有1点。待杂填土顶面单点加载至130~140 kN时,便可达到规范规定,暂停加载。此时,9.31~11.72 mm为最大沉降量范围,平均可达到10.30 mm。说明此点地基土并没有达到极限破坏状态,由此可得施工段复合路基承载力标准值在130 MPa以上,也进一步证明杂填土承载力标准值在130 kPa以上。
        4.3 钻孔取芯标贯试验和深槽开挖检查
        同样,工后14. d在施工段内进行钻孔取芯,共选择12个具有代表性的点位,其中钻孔和灌浆点相距0.4. m处选择6个,钻孔和灌浆点相距1 m处6个。通过钻孔取芯可见,杂填土内具有大量水泥结石,结石和土体紧密胶结,淤泥及淤泥质土体内同样存在水泥结石情况,且多呈团块状。粉、细砂内也存有此现象。通过试验可见,各土质体密度均有所增加,状态也从原有的松散状向密实状转变。通过标贯试验可知,杂填土密实性较好,11.2击为平均击数。粉、细砂的平均击数也大幅增加,为11击。经相关规定表明,承载力标准值已从原有的100 kPa增加了48%,为148 kPa。通过探槽开挖剖面可知,片状、条带状为杂填土内水泥结石的主要形式,特别是杂填土顶面和石屑垫层底部、石屑垫层顶面和水稳层底面等部位,均存有1~4. cm厚的普通填充条带状水泥浆石,可形成路基硬壳表层。
        4.4 弯沉试验
        在水稳层施工7 d后,在施工段内选择点位进行弯沉试验,共30个,经试验结果表明,0.6~0.80 mm为弯沉值范围,平均值为0.41 mm,相比设计值的0.9 mm,均在该值以下,说明完全可达到设计要求。
        综上所述,市政道路路基经压力灌浆施工后,可有效填充其施工范围内的杂填土层孔隙,此外,其他土质层,如淤泥或淤泥质土及粉、细砂层均能得到填充、挤密。从原有松散的土质结构转变为密实性良好的土体。上述3种不同土体在压力灌浆作用下,可得到有效加固,且大幅提升承载力,最终起到控制路基沉降的效果。
        5 结语
        随着重载交通量的迅速增长,道路通行能力和服务能力大幅下降,路面出现了不同程度的早期病害,甚至损坏路基。因此,开展安全、高效、经济的路基病害处治方法研究,已成为当前市政道路建设管理养护的重中之重,也是亟待解决的难题。压力灌浆的应用,不仅能够加固路基,还能有效解决路基土体防渗问题,相比其他施工技术,技术操作难度小,因此,在市政道路路基治理中得到了广泛应用。
        参考文献:
        [1]赵建军. 压力灌浆技术在高速公路路基施工中的应用[J]. 交通世界(中旬刊),2018,(3):74-75.
        [2]蒋晗. 压力灌浆技术在高速公路路基施工中的应用[J]. 江西建材,2019,(4):25-26.doi:10.3969/j.issn.1006-2890. 2019.04.014.
        [3]周华山. 压力灌浆技术在高速公路路基施工中的应用[J]. 建筑工程技术与设计,2018,(22):696.
        [4]李庆红,梁俊. 压力灌浆技术在江西某高速公路路基施工中的应用[J]. 交通世界(中旬刊),2017,(9):87-88.doi:10.3969/j.issn.1006-8872.2017.09.036.
        [5]马致成,钱走笔. 压力灌浆技术在高速公路路基施工中的应用[J]. 科学与财富,2019,(21):272.
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