山區(qū)高速公路高填方路基下沉段壓漿處理技術(shù)

李曉靜

(河北路橋集團(tuán)有限公司)

高填方路基沉降在我國(guó)山區(qū)道路中較為普遍,處理方式也多種多樣,有換土復(fù)填法、固化劑法、粉噴樁法和灌漿法等。從方案的可操作性、經(jīng)濟(jì)性、處理效果綜合比較,灌漿法操作簡(jiǎn)便、成本低、效果較好且不影響公路運(yùn)營(yíng),是軟土路基處治常用的方法。近幾年來(lái),壓力灌漿技術(shù)逐步用于處理高填方沉降病害取得了一定的效果,但是高填方部分路段深達(dá)十幾米,壓漿工程受工藝限制最大深度很難達(dá)到 10m,道路修建時(shí),路基底層壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)均較低,而壓漿又加大了路基上部的重力,這種情況是否會(huì)加大沉降,如何避免這種情況的發(fā)生是需要研究和探討的。

1 壓漿材料設(shè)計(jì)與選擇

壓漿材料的選用非常關(guān)鍵,壓漿是通過(guò)壓漿泵的壓力推動(dòng),將拌和良好的填充料經(jīng)過(guò)壓漿管、壓頭滲透到路基的空隙中。因而要求填充拌合物應(yīng)有較好的粘聚性、較高的流動(dòng)性和較小的干縮性,并要求在壓漿過(guò)程中不離析、不泌水。

1.1 膠凝材料的選擇

要保證壓漿拌合物能順利地壓入板底,要求壓漿拌合物具有良好的可泵性,保水性。因此,選用保水性好,泌水性小的水泥或其他材料作為壓漿拌合物的膠凝材料。

1.2 摻和料的選擇

在壓漿拌合物中摻入適量的摻合物,不僅可以降低成本,而且又能增加壓漿拌合物的流動(dòng)性能。粉煤灰是壓漿摻和物的首選材料。因?yàn)榉勖夯抑泻写罅康目招牟Ａ⒅?可以解決為了提高壓漿硬化物的強(qiáng)度而減少水灰比和為了提高拌合物的可泵性而需增加水灰比的矛盾。同時(shí),由于粉煤灰能與水泥的水化物產(chǎn)生二次水化作用,使硬化物更加致密,強(qiáng)度更高;另外由于空心玻璃珠的吸水性能,在拌合物終凝后,還可以不斷釋放出少量的水參與養(yǎng)生,減少收縮。另外,由于壓漿拌合物在硬化后,會(huì)產(chǎn)生一定量的收縮,因此,可以在壓漿拌合物中摻入適量的膨脹劑。

2 壓漿實(shí)施方案設(shè)計(jì)

2.1 壓漿孔的布設(shè)

壓漿孔布設(shè)的好壞以及每塊板所布設(shè)的孔數(shù)及孔深,直接影響到壓漿的效果和成本。根據(jù)以往壓漿的經(jīng)驗(yàn),橋頭部位孔距應(yīng)為 2.5m×2.5m,孔深 0.5～1m視具體情況現(xiàn)場(chǎng)決定;路基沉降段孔距應(yīng)為 3m×3m,孔深 2～8m視填料厚度及沉降值現(xiàn)場(chǎng)決定。壓漿孔采用梅花形布孔,孔距 3m左右,用皮尺量放孔位,孔位誤差不超過(guò) ±5cm。

2.2 注漿壓力

注漿采用壓力為 0.5～1.5MPa,壓力由大到小,到注漿后期,部分注漿孔單位時(shí)間注漿量會(huì)明顯上升,說(shuō)明注漿形式由滲流注漿變換為脹裂式注漿。

2.3 橋頭搭板尺寸

與路垂直方向?yàn)?10m,與路平行方向?yàn)?4～8m,每處橋涵有 4塊搭板,每塊搭板布設(shè) 8～11個(gè)壓漿孔(按實(shí)際搭板尺寸定),搭板后部是否壓漿由監(jiān)理工程師根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)確定。

圖 1 3m板順路方向

圖 2 4m、5m板順路方向

圖 3 大于等于 6m板順路方向

3 工藝流程

3.1 注漿孔成孔

注漿孔施工是注漿第一道工序,在施工中要做到以下幾點(diǎn)。

(1)注漿花管直徑宜采用 Ф37～42mm,長(zhǎng)度在 1.5～2m之間;

(2)鉆機(jī)應(yīng)準(zhǔn)確到位,嚴(yán)格按施工序次布孔施工,鉆機(jī)在施工過(guò)程中應(yīng)盡量減少注漿孔的斜度。

3.2 制漿

根據(jù)材料試驗(yàn)確定配方選擇漿材,進(jìn)行制漿并注意：

(1)按程序加料,準(zhǔn)確計(jì)量,掌握漿液性能,用多少漿制多少漿;

(2)漿液應(yīng)進(jìn)行充分?jǐn)嚢?并堅(jiān)持注漿前不斷的攪拌,防止再次沉降,影響漿液質(zhì)量。

3.3 注漿

注漿是通過(guò)注漿設(shè)備,輸漿管路,將漿液注入到目的層中。應(yīng)采用自下而上式注漿法,分段自下而上注漿,在注漿順序上,按序次施工,先施工邊緣帷幕孔,再施工加固孔,當(dāng)注漿壓力達(dá)到要求時(shí),終止注漿。在注漿過(guò)程中,當(dāng)?shù)孛媛∑鸹蛴信軡{現(xiàn)象時(shí),應(yīng)停止注漿,分析其原因,對(duì)下一個(gè)注漿段,宜減量注漿,并檢查封孔裝置、注漿設(shè)備等。

4 工程實(shí)例

4.1 工程實(shí)施

石太高速公路于 1995年 10月建成通車(chē),全線(xiàn)長(zhǎng)68.12km。K332+529～K378+120段 45.591km屬于山嶺重丘區(qū),路基填方較高,為填石或土石混填,而且石太路行車(chē)多為載重貨車(chē)。經(jīng)過(guò)這幾年的使用一些路段出現(xiàn)了不同程度的沉降,尤其是山區(qū)路段和橋頭,沉降嚴(yán)重,最大沉降達(dá)到10cm以上。為了使石太高速保持良好的通行狀況,需要對(duì)這些路段或橋頭路基進(jìn)行壓漿處理,為后續(xù)的路面大修做準(zhǔn)備。

匯總現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù),可得到如表 1所示的注漿區(qū)域數(shù)值表。

4.2 壓漿效果分析

工程實(shí)施后,沉降路段情況大為改觀,跳車(chē)現(xiàn)象基本消除,沉降不再繼續(xù)發(fā)展,表 2是兩相臨高填方段進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)比較。

表 1 K355+400～K355+500上行行車(chē)道路基壓漿數(shù)據(jù)表

表 2 K355+400～K355+500上行行車(chē)道壓漿觀測(cè) m

表 2為施工區(qū)域位于K355+400～K355+500上行行車(chē)道,觀測(cè)點(diǎn) 1997年 3月設(shè)立,隨機(jī)分布,并假定各點(diǎn)高程為零,2001年 3月,經(jīng)持續(xù)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)該區(qū)域累計(jì)沉降平均值已達(dá) 66mm,年均沉降量達(dá)到 16.5mm,隨即對(duì)該區(qū)域進(jìn)行了注漿,并重新鋪筑瀝青混凝土設(shè)置觀測(cè)點(diǎn),經(jīng)過(guò)一年的使用再進(jìn)行觀測(cè)發(fā)現(xiàn),一年后累計(jì)沉降量不到 2mm,說(shuō)明沉降已得到很好的控制,注漿的效果明顯。

5 小 結(jié)

壓漿技術(shù)在處理高填方路基沉降中取得了很好的效果,經(jīng)調(diào)查壓漿段均取得了很好的效果,并沒(méi)有使沉降加速發(fā)展。此外對(duì)于高填方路基壓漿還需要注意以下幾點(diǎn)。

(1)混合料需要有一定的和易性,以方便施工。

(2)嚴(yán)格控制配比,以保證灌漿的混合料結(jié)硬后不能有多余水分。

(3)保證混合料有一定的膨脹性。

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