高速公路路基沉陷注浆施工技术应用

发表时间:2021/6/29   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:宋涛
[导读] 摘要:近年来,我国高速公路建设工作正在不断的向前推进,与之相关的施工管理工作也备受社会各界关注,想要实现对高速公路施工的高效管理,并有效解决高速公路中现有的路基沉陷问题,一定要结合整合交通体系。
        山东新大洲交通工程有限责任公司  山东临沂  276000
        摘要:近年来,我国高速公路建设工作正在不断的向前推进,与之相关的施工管理工作也备受社会各界关注,想要实现对高速公路施工的高效管理,并有效解决高速公路中现有的路基沉陷问题,一定要结合整合交通体系。本文以高速公路路基沉陷问题出现的原因为切入点,对注浆施工技术在高速公路路基沉陷问题中的具体应用步骤展开了讨论。
        关键词:高速公路;路基沉陷;注浆施工
        引言
        在进行高速公路工程建设的过程中,路基工程的建设是非常重要的,需要对路基建设过程中存在的一些沉降问题进行解决。当前在进行路基建设时,常用的沉陷注浆施工技术,可以提高工程的建设质量,而且在应用的过程中可以发挥更大的作用。
        一、工程概况
        某高速公路工程路基为回填土,由于受到重荷载的持续作用,加之雨水等因素的影响,使路基产生开裂与沉陷,对高速公路的使用造成较大影响。为保证高速公路的服务质量,解决沉陷病害,在对路段实际情况进行全面调查与了解后,决定采用注浆技术进行处理,在解决沉陷问题的同时,加固路基结构。
        注浆技术的特点和优势为:浆液在路基中的软弱部位发生渗透、压密、劈裂与胶结等反应,使路基的土体被充填、固结、置换和固化,使路基结构的受力状态得到有效改善,增强承载能力,消除沉陷。该方法的应用能从根本上解决路基结构变形,使路基的沉陷病害得到本质上的防治。其成本较低且效果十分明显,经济效益高;工期相对较短、污染小,有利于实现文明施工;技术成熟、质量易控、效果明显。现以该高速公路工程为例,对其路基沉陷处理中注浆技术的具体应用进行分析。
        二、路基沉陷原因及注浆施工技术原理
        高速公路路基沉降与施工规范有关。当公路沉降不均匀时,会造成路面出现裂缝和断裂,影响高速公路质量。高速公路施工过程中受施工环境的影响,会存在碾压不充分、回填速度不足等问题,在公路台背两侧埋设管道时,若没及时压实回填材料,则会直接导致路基沉降的产生。高速公路投入运营后,公路交通量和车辆轴载超过标准时,会导致路面下沉,缩短公路使用寿命。回填材料不均匀也会导致路基沉陷,高速公路建设时回填材料会添加适量的水泥土,如果水泥没有拌和均匀,其强度和密度不满足施工规范,也会导致路基沉陷,影响行车安全。
        三、路基沉陷问题产生的原因分析
        经过仔细的研究和分析发现,本工程出现路基沉陷问题的原因为纵向开裂、回填速度过快导致碾压作业不到位以及台背回填料不均。
        1.纵向开裂。纵向开裂是指公路路基以及地基出现纵向外裂现象,这种问题会造成公路通道两侧台背出现不均匀沉降问题,最后导致沥青混凝土路面出现纵向裂缝或者水泥混凝土路面板产生断裂问题。
        2.回填速度过快,碾压不到位。因为施工环境的限制,通道台背两侧开挖埋没管道后无法对其基坑及管顶进行压实处治,而且通车时间所限,加之回填速度过快,导致公路压实度和具体规范要求不相符,从而使公路路基台背填土出现不稳定沉陷问题。这种危害体现在公路运营期间由于填土自重和路面重车作用,台背填土会不断压密沉陷使得填土接合部出现下沉倾向,最后出
        3.台背回填料不均匀。通道台背回填黏土和5%水泥土具有稳定砂砾的作用,由于材料级配以及水泥用量非常不稳定,尤其是水泥拌和不均匀使得密度以及强度和具体设计要求不相符。这种问题带来的危害为:不成板体的施工砂砾料由于水浸蚀下作用以及重车行驶产生的原吸效应,会使得施工完工后高速公路出现台背沉陷问题,进而影响公路车辆的行驶安全。


        四、路基沉陷注浆施工技术分析
        1.施工准备。注浆施工前施工技术人员应提前勘测施工路段的水文地质条件,得到路基沉降所处区域的地形地貌,同时检测沉降土体的含水量、塑限、液限等特性。结合地质勘测情况,在室内进行试验确定水泥注浆的配合比及凝结时间。在施工现场进行注浆试验,确定注浆液的用量、扩散面积,得到布孔的间距,布置注浆设计图根据设计图进行放样工作,确定控制点和水准点。
        2.布设注浆孔和钻孔。根据开裂情况并结合台背回填作业的覆盖范围,经分析后确定钻孔注浆施工区域,即通道台背两侧10m内设置第一排注浆孔,该处与墙身间距均保持为0.5m,部分注浆孔位于中央分隔带一侧,要求二者间距延长至1.0m;沿线路纵向,各注浆孔的排距设置为1.5m;关于横向孔距的设置,公路行车道为1.2m,道路硬路肩两侧均为1.5m;严格控制钻孔深度,孔底与管顶相距0.5m,孔径75mm,本工程中构造物为正交通道,而部分工程为斜交状态,此时则要适当加大注浆孔的数量,以确保注浆加固效果。
        3.埋管、注浆。利用振动沉管机,将直径为20mm的高压花管依次沉入已经钻好的注浆孔中。由于注浆管的下段分布着较多的小孔,因此要对注浆管下段开口与小孔进行多层封闭。在埋管过程中,一定要确保注浆管可以一次性放置到预先设计好的深度,并在孔底后孔口处预留出0.5m的距离。在一般情况下,可选用小型搅拌机来对水泥砂浆进行拌制,选用添加了速凝剂的42.5#普通硅酸盐水泥,水灰比为0.8。水泥砂浆搅拌均匀后,要采用高压注浆机来进行水泥砂浆灌入操作,注浆压力要设置在1MPa左右。与此同时,要选择先外围、后中间的间隔注浆方式来进行注浆。首先要先从沉陷路基的外部开始注浆,每隔一排后者是隔一孔就要注浆,呈现出环形包围状,沉陷路基的中间位置处也同样选择隔排隔孔的方式来进行注浆。其次,要严格规范加密注浆操作环节。在注浆时,施工人员要密切关注孔内、邻孔以及孔四周内浆液上升的具体变化情况,一旦发现漏浆与路面鼓起的情况,就要立即采取有效的处理措施,待处理结束后,再实施注浆操作与补浆处理。
        五、注浆施工技术要求
        (1)钻进作业选择干钻成孔技术,由于现场施工环境复杂,若遇到块石等障碍物而难以持续钻进时,可采取添加适量水的方式以达到湿润的效果。成孔后要做好防护工作,不可出现雨水灌入现象,因此封孔措施必不可少。(2)灌浆管是注浆中的重要工具,要求将其放在指定深度处。综合考虑现场作业环境,若为砂性土注浆压力为0.2MPa;若为黏性土应适当提升注浆压力且以0.5MPa为宜,否则将出现浆液注入不饱满的现象。(3)冒浆的处理措施:在压力的作用下水泥浆液将沿着土体孔隙流动,最终地面将流出部分浆液,此现象即为地表冒浆。针对此问题必须将其处理到位,若冒浆严重则要加强处理。出现冒浆现象后封堵时选择速凝水泥等具备短时间凝固特性的材料,若封堵效果欠佳可辅以降压法或是合理调整水灰比。(4)串浆的处理措施:串浆现象的出现主要与地层中分布有大量裂缝有关,当注浆压力偏大时则会出现串浆通路。对此可从如下3点入手:一是延长相邻孔的注浆间隔时间;二是及时完成串浆孔的注浆作业;三是以合理的方式有效封堵串浆孔。
        结束语:
        总而言之,在高速公路建设速度不断提升的背景下,相关部分要充分重视路基沉陷这一问题,严格规范注浆施工技术的应用。目前,高速公路之所以会出现沉陷现象,主要原因就是选用的材料密度过小,无法承载较大的重量。因此,在注浆施工过程中,施工人员要严格依据相关的规章制度来规范注浆施工,并要选择恰当的施工工艺来充分发挥注浆施工技术的优势,以此来有效预防路基的沉陷,大大提升高速公路路基施工的质量,促进我国交通运输行业更好更快的发展。
        参考文献:
        [1]裴晓亚.高速公路路基沉陷原因及注浆施工技术的应用[J].交通世界,2020(35):63-64.
        [2]王永忠.注浆加固施工技术在高速公路路基沉降工程中的应用[J].交通世界,2020(29):86-87.
        [3]罗蒙.高速公路路基沉陷注浆施工技术应用[J].交通世界,2020(24):13-14.
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