广东省南粤交通云湛高速公路管理中心
一、引言
随着高速公路的迅速发展,对于路面平整度要求越来越高,路面平整度的合格率既反映了行车舒适程度,又反映了路基、路面施工的质量。由于各种原因沥青路面工程,不同程度的出现了坑凹、接缝台阶、波浪、桥涵与路面接茬不平、跳车等路面不平整现象。沥青路面不平整产生的主要原因是路基不均匀沉降,路基是路面的基础,路基不均匀沉陷,必然会引起路面的不平整,路基不均匀沉陷影响因素有:⑴路基填料控制不好,路面形成高低不平。⑵半挖半填路基的接合部处理不当⑶特殊地基路段、路基防护排水不完善,有部分路基修筑在软土地段,因软土的压缩性大,在自重的作用下产生沉降。另外桥梁涵洞两端及桥梁伸缩缝的跳车,也严重影响着路面整体平整度,桥梁、涵洞两端的路基病害,是一个比较普遍的现象,也是最常见的公路病害之一。
为了解决上述问题,新阳高速公路于2018年12月开始采用“DCG工法”原位处理技术加固路基调平路面不平缺陷。
二、“DCG工法”工艺简介
化学灌浆加固调平工法是将一定的化学浆液与水泥浆液用化学注浆泵送设备将其注入地层或缝隙内,使其渗透、扩散、胶凝或固化,以增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形的一项加固基础技术,即化学灌浆是化学与工程相结合。工法兼有劈裂灌浆和压密灌浆的优点。
三、“DCG工法”作用机理
化学灌浆加固调平工法的作用机理如下:配制好的浆液藉用特制的双液灌浆系统注到需加固的土层中,浆液先是填充土体裂隙(并不进入颗粒之间)并迅速初凝,裂隙被“堵塞”后,灌浆压力即自行上升,于是又产生新的劈裂面……。在此同时,随着浆液的连续进入,已经初凝的浆液对劈裂面的土体进行挤压,使土体颗粒产生移动,重新排列进而脱水密实。上述过程不是逐一发生,而是几乎同时发生并在一定范围内在不同的部位以同一方式连续而密集地重复进行,使被作用土体充分地得到劈裂灌浆和压密灌浆的双重作用。化学灌浆加固调平工法获得这样的效果无需具有劈裂灌浆和压密灌浆所必需的较高灌浆压力,工法通常使用0.1至2.0MPa 灌浆压力即可使各种软土充分进浆。混合浆液不断的在控制的范围内注入,路基土体被填充、挤密,由于周边土体反作用力的作用,其土体的变形方向就会向反作用力较小的路面运动,达到加固与调平的双重目的,这也是该工法的独特之处。
四、“DCG工法”浆材的性能如下:
(1)该浆材可控的速凝作用的优点:a只在指定的范围作用,可最大限度减少浆液跑失,避免浪费,既能有效地保证工程质量又能降低工程费用;b可定量、定位抬升沉陷建筑物或铺面,达到复位或调平的目的。
(2)浆液的固结体本身强度较高,终凝抗压强度≥20MPa;
(3)浆液在干燥土层或水中照样迅速固结;
(4)浆液固结率为100%,固结过程中不析水,从而避免了一般浆液结石率低,固结后在土体中留下空隙或空洞,造成处理不彻底的不良后果;
(5)浆液在岩土中同时发生“充填”和“压密”两种形式的作用,工程效果极其显著。
立体网状结构浆脉(灰白色)
五、“DCG工法”所用材料
化学灌浆所用材料主要是水、水泥、DCG—979。
六、“DCG工法”施工工艺流程图
灌浆过程测量
七、“DCG工法”施工工艺
施工工艺:
(1)布孔:根据加固调平要求和现场情况进行孔位放样。(2)路面板钻孔:采用小型路面取芯钻机钻孔,钻穿基层即可。
(3)造深层孔:采用无水打管取土方法造孔或小型钻机钻孔至设定深度。
(4)观测:作好灌浆前的观测记录工作;测量路面凹陷量,记录灌浆孔深,并拉线做好标记,为后续灌浆抬升做好准备。若观测不准确,可能造成达不到调平路面的目的,或过度抬升造成隆起,形成新的路面病害。
(5)安装灌浆管:安装灌浆管和灌浆器,接通管路试灌。
(6)加固灌浆:灌浆时原则上先外后内,先沉陷量最大部位开始跳孔灌浆,疏通管路后严格按照化学灌浆技术进行灌浆,加固路基软弱土体。
(7)调平与加固灌浆:当注浆管提升至3m以上的土体部位时,调整浆液配比,减小进浆速率,实现加固与调平目的,确保路面恢复平顺。
(8)结束灌浆判断:灌浆过程中避免压力过大,保证灌浆操作的可控性。
八、“DCG工法”质量标准
经灌浆处理后,施工范围内路面平整度达到15m拉线,路面平整度的间隙≤10mm。沥青混凝土路面本身存在不同程度的起伏,检测路面平整度的数据应根据实际情况进行校正。
九、“DCG工法”检测方法及标准
(1)观察法:观察路面情况,要求工后路面整洁,行车无明显跳车。
(2)测量法:测量路面平整度,要求灌浆范围内15m拉线,路面平整度间隙≤10mm。
十、“DCG工法”主要设备
十二、“DCG工法”技术优点
化学灌浆加固调平工法应用于路基、桥头沉陷处理,工法兼有劈裂灌浆和压密灌浆的优点,既可以有效加固路基软弱土体的同时又调平路面沉陷,原位治理达到标本兼治的效果,一劳永逸。比传统的水泥注浆和沥青摊铺有很大优势。
1、由于水泥注浆浆液不能速凝,浆液扩散范围不可控,漏浆严重,无法达到化学注浆的加固挤密效果,不能调平路面。由于浆液扩散范围不可控容易造成沉陷范围外路面拥包等情况,注浆后还需沥青摊铺调平。
2、沥青摊铺虽然可以调平沉陷路面,但是沉陷部位的软弱基体未进行加固处理,工后还会继续沉降。沥青摊铺局限性很大,其一受限于工地附近有无沥青拌合站;其二路面摊铺后修补痕迹明显,接头部位很难搭接平顺;其三需要大型机械设备,施工时要借用对向车道,交通封闭压力大。
十三、“DCG工法”适用条件
“DCG工法”适用可适用于地基加固,沉陷路面、铺面调平,帷幕止水,沉陷(偏斜)建构筑物抬升纠偏,边坡加固,水库大坝防渗堵漏,基坑隧道开挖等的突泥涌水快速封堵等,适用前景非常广泛。