公路路基施工中压力灌浆技术实践

发表时间:2021/3/1   来源:《基层建设》2020年第28期   作者:张凯
[导读] 摘要:随着中国建设事业的不断发展,公路行业也迎来了发展的契机。
        中冶京诚工程技术有限公司  北京  100176
        摘要:随着中国建设事业的不断发展,公路行业也迎来了发展的契机。公路工程在运营的过程中会出现较为普遍的路基沉陷病害,压力灌浆技术能将设计配合比的水泥浆液通过压力注入土体孔隙,并挤出孔隙内水分和空气,待水泥浆液凝固后便会与土体胶结为强度高、性能稳定的整体结构。大量工程实践证明,压力灌浆施工技术具有操作简便、施工成本低等优点,在处理公路工程软弱路基沉陷方面技术优势显著。
        关键词:公路路基;压力灌浆;施工技术
        引言
        公路经过长期的运行之后,在外部自然环境的侵蚀和车辆载荷的影响之下,导致病害问题的出现,最常见的是沉陷病害,会对公路的正常运行产生不利的影响。对于该病害问题,工程中可以实施灌浆施工处理。压力灌浆施工是应用一定的设备提供压力将准备好的浆液灌入到孔隙结构内,然后将内部的水、空气全部排出,在浆液凝固之后组合成为整体结构,强度、稳定性得到提升,可以有效提高物理化学性能,避免出现沉陷问题。此外,压力灌浆技术成型速度快,成本较低且操作便捷,因此被大量应用到工程实践中。
        1路基沉降的主要危害
        现如今,我国公共设施的建设水平日益提高,受到了人们越来越多的关注,加强对高速公路工程的优化建设至关重要,不仅可以为人们提供舒适便捷的出行环境,而且可以促进我国交通运输事业的健康发展,进而提升推动国民经济水平的提升。但是从目前高速公路建设的现状不难看出,路基工程沉降问题层出不穷,不仅降低了整个高速公路的运行效率,而且威胁到了出行者的生命财产安全。因此,加强对公路沉降段路基施工处理技术的研究势在必行。
        陆路运输是道路交通工程的基本所在,能够为交通运输、经济发展、劳动力流动等带来一定的便利。可是,在我国早期建设的一些公路中,部分路段存在对软弱土、湿陷性黄土等特殊性岩土处理不到位的情况,这些路段经过多年运行,在下渗的地表水、季节性上浮的地下水的循环作用下,容易出现路基沉陷、路面破裂等问题,进而导致交通事故。这些问题不仅会影响驾驶的安全性和舒适性,还会缩短车辆的使用寿命,甚至威胁人们的生命财产安全。因而需要不断提高公路施工管理水平,减少路基沉降的危害。
        2压力灌浆技术要点
        2.1确定灌浆标准
        在进行公路路基压力灌浆施工前,必须进行灌浆标准的确定,现行施工技术规范所规定的各类土体压力灌浆后承载力标准值分别为杂填土130kPa;粉细砂不小于110kPa;淤泥或淤泥质土为80~110kPa;复合地基应至少为130kPa。本公路工程压力灌浆施工主要为杂填土,此类土缺乏良好的均一性,且耗浆量极不稳定,如果以理论耗浆量为依据制定灌浆标准,则很难保证灌浆标准的准确性。所以应根据耗浆量降低率进行灌浆标准的控制,也即随灌浆次序的增加而逐步降低注浆孔段耗浆量。
        2.2灌浆材料配合比设计
        灌浆施工一般以P.O32.5普通硅酸盐水泥为主要材料,水泥细度应以通过80μm方孔筛且筛余量不超过5%为限。不能使用因受潮而硬结或不符合技术指标要求的水泥。根据本公路路基实际情况及类似工程压力灌浆施工经验,将水泥浆液配合比控制在0.8∶1~1∶1范围,浆液密度在1.6~1.8g/cm³范围,考虑到材料的可获得性及采购成本等,也可以在此配合比范围内采用水泥粉煤灰浆代替水泥浆,并将混合料中粉煤灰占比严格控制在20%~30%之间。
        2.3设备的选用
        可采用GPS10B回旋式钻机等设备,钻孔直径100mm。灌浆泵的选择应注意其性能和浆液浓度的匹配性,通常灌浆泵允许工作压力不应超出其最大灌浆压力的1.5倍。所选择的拌和机应可进行浆液的连续匀速拌和施工,且在正式的压力灌浆施工前进行拌和机试运行。压力灌浆施工的过程中,必须确保灌浆管路通畅,并能承受最大灌浆压力1.5倍的压力值,在注浆孔口和灌浆泵均应安装压力表进行灌浆压力值的观测。


        2.4灌浆钻孔
        考虑到公路工程路基回填料的加固处理范围一般为基槽开挖深度以内的回填材料,所以应在涵管两侧分别布设一排灌浆孔进行垂直灌浆,并采用分二序孔的施工方式,孔距由稀到密设置,第一序孔孔距5m,第二序孔孔距2.5m,浆液灌注深度4m,灌浆钻孔误差应不超过5cm,孔垂直度偏差应不超过1.5%,并将孔底沉渣厚度控制在20cm以内。每孔压力灌浆按由下至上的次序分段施工,且每孔应灌浆2~3遍。
        3公路路基施工中压力灌浆技术应用
        3.1施工工艺
        在实际施工之前需要对现场的实际工程情况进行核实,是否和图纸相符,如果有变动应当与业主取得联系,基本的桥梁注浆过程都是先准备材料、钻孔然后是各种注浆、检查等等。
        3.2测量放样
        用一个尺子在注浆孔的位置进行测量,孔与孔之间应当保持在一米半左右,然后与底孔的垂直角度保持在30°,距离3m。等到测试结束以后,再在和图纸进行比对,确认无误以后才能进行下一步的工序。
        3.3钻机就位
        对于钻机的选择基本上都是浅口钻,而且在使用之前也要对机器进行全方位地安全检查,确保没有问题才能使用。如果发现钻机上出现了问题,就要将其换掉,避免在施工当中使用耽误进程。在检查过钻机没有问题了以后,再用平面直角的理论假设钻孔台,然后用钢筋固定上,根据实际施工的情况调节角度,但是不能偏差超过5mm。
        3.4钻进成孔
        在钻孔的过程中,需要先确定好角度和开孔位置,准备好记录事宜,这其中可以通过对钻孔机器的声音来判断它是否出现问题和分析桥台的内部变化情况,然后再规范操作标准性。如果在钻孔时出现了卡顿或者是漏风的情况,可以用空压机进行处理,将管钳插入钻孔卡顿的地方,然后人工捣通,在这一过程中钻孔不能运转,以避免意外的发生。而且钻孔应当及时地进行污渍清理,避免对孔壁造成污染。
        3.5注浆管安放
        注浆管的壁厚需要在3.5mm和直径在48mm基础上,然后再以此为基础扩大,底下不能设置钻孔,要把它用做成止浆空。等到注浆孔完成了以后,要用胶布将其贴紧,防止漏浆的情况出现,等到注浆管插入钻孔以后,要用水泥封住孔口,确保没有问题了以后,第一次注浆就完成了。
        3.6浆液制备
        在制作浆液的过程中,需要提前准备好搅拌机,按照规定好的水灰比,将浆液搅拌均匀以后放入桶中,体积达到可以满足一个注浆孔的时候,再将其提走。
        3.7洗孔、补浆及灌浆结束
        为保证注浆施工效果,注浆结束后应按照规范进行注浆孔洗孔处理,本工程洗孔施工选用优质泥浆,以确保下次压力注浆施工质量。
        压力注浆结束后浆液灌注量和灌注压力检测值达到设计要求后,应进行注浆外管的封口处理,以保证注浆外管内灰浆填满。
        压力注浆达设计压力值且稳压15min后便可结束灌浆,若出现地面冒浆等问题,应立即进行封堵。
        结语
        压力灌浆是解决路基沉陷问题的有效措施之一,其主要通过施加压力使浆液从钻孔内注入土体孔隙,待水分和空气不断排出后浆液逐渐凝固硬结,并与土体胶结为强度高、水稳性好的整体。路基压力灌浆施工速度快,可在不中断交通的情况下完成对路基的加固处理,技术优势明显,公路通车后的实际运营情况表明,压力灌浆处理后的路基并未发生沉降,行车安全性显著提升。
        参考文献:
        [1]梁世平.压力灌浆技术在高速公路路基施工中的应用[J].华东公路,2018(1):39-41.
        [2]刘春峰.公路路基施工中压力灌浆技术的应用[J].科学技术创新,2019(7):105-106.
        [3]熊娜,邓林梁.压力灌浆技术在高速公路路基施工中的应用[J].交通世界,2019(34):56-57.
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