胡曉雯
摘 要:壓力灌漿技術在應用過程中有較多要點,本文先闡釋了其原理和灌漿形式,然后結合實際案例,詳細分析了技術應用流程,最后提出了效果檢驗方法,希望能夠起到良好的借鑒作用。
關鍵詞:壓力灌漿技術;公路;路基;施工
1 壓力灌漿技術概述
1)壓力灌漿技術的原理。壓力灌漿的原理是在路基的合適位置進行鉆孔,將制備好的漿液灌注到孔內(nèi),漿液發(fā)生一定的物化作用,最終形成復雜的應力,并且向水平和豎向位置進行擴散。在這個過程中,土壤的密度會降低,變得更加緊密,強度得到有效提升,路基的堅固性和穩(wěn)定性明顯增強,承擔來自路面的荷載,實現(xiàn)加固的目的。壓力灌漿施工適用于小范圍的土體加固,不易受到外在環(huán)境的影響,加固的效果在短期內(nèi)非常明顯,并且能夠降低施工成本,易于操作和實施。土體的密實度、漿液材料的性能在很大程度上決定著加固的范圍,在粗顆粒的巖土層內(nèi)適應性最強,效果非常好。
2)灌漿形式。(1)開放式灌漿。將漿液直接灌入到樁端部分中預留的灌漿結構內(nèi),然后在樁體一側的巖土內(nèi)注入漿液,就是開放式灌漿施工。這種灌漿技術的操作步驟比較簡單,在巖土層均勻的地質中比較適用,但是在土層薄弱地區(qū),很容易出現(xiàn)漏漿問題,效果難以得到保證,需要予以控制。(2)封閉式灌漿。封閉式灌漿需要將壓力注漿室與鋼筋籠直接下放到孔底,然后適用壓力灌漿裝置,將漿液直接注入到注漿室內(nèi)。這種灌漿技術容易受到灌漿容器的影響,灌漿形式、灌漿位置、灌漿量難以控制,并且易出現(xiàn)變動。另外,這種技術施工步驟較多,操作復雜程度較高,會耗費較多的成本。
2 工程概況
某公路工程A段總長為40m的路基,在施工過程中沒有進行分層填筑和碾壓,導致在一段時間以后路基達到固結,產(chǎn)生一定沉降。另外,施工過程中正值雨季,沉降部位長時間被水浸泡,同時還有大量的水進入到路基中,使路基土強度大幅降低,整體軟化并沉陷。經(jīng)調查,沉陷區(qū)總長為30m左右,寬為28m左右,總面積達800余m2,沉陷最深處可達20cm。目前,本工程底基層、基層、下面層作業(yè)均已完成,應對路基沉陷進行及時有效的處理,避免對路面施工造成影響,延誤工期,影響質量,通過研究后決定采用壓力灌漿的方法進行處理,提高路基整體強度,保證路基穩(wěn)定性。
3 壓力灌漿技術在公路路基施工中的應用
1)原材料及施工機具設備。(1)水泥。水泥一般選用強度較高的普通硅酸鹽水泥,避免出現(xiàn)受潮變質現(xiàn)象,如果存在此情況應及時更換和處理,嚴禁使用過期或者質量不達標的水泥。(2)水。配置漿液必須用到水,主要是水溫的控制,一般在40℃左右為宜,可以根據(jù)實際情況適當升高或者降低。(3)鉆機。根據(jù)工程量的大小以及施工現(xiàn)場的地質條件合理選擇,檢查鉆桿和鉆頭,可以批量檢查或者抽樣檢查,保證鉆機的使用性能。(4)灌漿泵。灌漿泵的選擇應以漿液濃度為基礎進行選擇,壓力的控制是最主要的工序,正常情況下,泵機的工作壓力為1.5倍最大壓力,為了及時掌握和靈活調整,可以增設壓力表,保障后期灌漿的精確性。
2)合理配制灌漿液。漿液的配置情況在很大程度上決定著最終的路基質量,必須合理控制漿液的比例,根據(jù)國家規(guī)定的標準,針對公路工程的實際情況,對漿液進行合理配置,提高漿液的使用性能。在施工操作中,灌漿液的配置比例一般以水泥漿的比例為參照,在規(guī)定的范圍內(nèi),將水和石灰進行合理配置,保證比例的科學合理,使?jié){液能夠充分發(fā)揮出自身的性能。另外,可以使用水泥粉煤灰,增強配置漿液的合理性,代替水泥漿的使用效果。同時,在混合料中,合理控制粉煤灰的比例,結合以往的經(jīng)驗,一般在20%~30%之間,保證路基的合理施工。
3)科學選擇注漿孔的位置。在壓力灌漿技術的應用中,有一個重要的內(nèi)容需要注意,那就是選擇注漿孔的位置,在施工中注漿孔位置的選擇要具有科學性,這樣可以提高灌漿液的質量。注漿孔位置在公路施工中有兩種分布形式,一是多排孔分布,二是單排孔分布。在具體施工中,要合理的選擇注漿孔之間的位置,確保選擇的注漿孔之間保留一定的重合性,注漿孔之間的重合性可以有效的加固路基。注漿孔位置的分布和選擇在施工中占著很重要的位置,在具體的操作中合理的、科學的選擇注漿孔的位置,可以提高壓力灌漿技術在公路路基施工中的加固效果,因此,在施工時要注意提高壓力注漿的水平,確保施工的質量。
4)科學確定灌漿量。灌漿量需要經(jīng)過精確計算,灌注施工半徑范圍出現(xiàn)的空習空隙體積之和就是壓力灌漿量,這種方式比較簡便精確。但是在實際施工的時候,往往出現(xiàn)空隙無法完全填滿的情況,并且Ⅰ序孔、Ⅱ序孔灌注量計算不同,以理論計算值作為標準,Ⅰ序孔會低于實際的灌漿量,進而導致Ⅱ序孔的灌注量高于理論值。在這種情況下,必須詳細考量土壤結構、漿液配置、材料控制等因素,將各項數(shù)值進行準確分析,以嚴謹?shù)膽B(tài)度進行計算,并且多次審核與復查,保證灌漿量的準確,減少誤差出現(xiàn)的概率。
5)注漿施工。壓漿前需要用壓水對鉆孔進行沖洗,徹底清理殘留的巖粉及循環(huán)泥漿。施工人員可采用普通硅酸鹽水泥來配置水泥漿液并進行壓漿。水泥漿拌制用水通常為飲用水,攪拌水泥漿液的時間控制在3min以上,用3mm×3mm的雙層濾網(wǎng)過濾攪拌好的水泥漿液并將其入泵。在壓力灌漿技術中,灌漿壓力、漿液濃度以及操作方法是關鍵內(nèi)容,施工人員要合理控制灌漿壓力,如果灌漿壓力未達到設計標準,則會導致漿液無法到達預定施工位置,從而出現(xiàn)空白區(qū);如果灌漿壓力超出設計標準,則會沖垮邊坡或頂破路面,對路基結構造成損壞,造成公路路基薄弱部位流入大量漿液,從而達不到壓力灌漿的目的。灌漿壓力一般由低到高,凝膠時間由長到短,需要從沉降量最大的地方開始,對路基沉降和裂縫情況進行全面掌握,確保灌漿壓力符合要求,當另一個注漿孔或接縫位置處冒出漿液時,就完成注漿作業(yè)。
4 公路路基病害處治中壓力灌漿效果檢驗
1)灌漿材料分析。此次施工共完成1209個灌漿孔,總體為5579.72m,水泥灌入量共1855.4t,每孔水泥平均灌入量為1.535t,每米水泥灌入量平均為0.333t。通過分析可見,被灌段土體空隙下降幅度較大,由此可見,此施工段地層具有可灌入性。
2)靜荷載試驗。完成施工15d后,在施工段內(nèi)選取代表點(5個)實施靜荷試驗。如在雜填土頂面單點進行130或140kN加載施工,便可滿足施工規(guī)定,即可停止加載。此時沉降量范圍9.31-11.72mm,10.3mm為其平均值,由此可見,該位置地基土并沒有達到極限破壞狀態(tài),表明其路段復合路基與雜填土承載力標準值均在130kpa以上。
3)鉆孔取芯標貫試驗及深槽開挖檢查。在施工段范圍內(nèi),選取鉆孔檢驗點共12個,以此實施鉆孔取芯、標貫試驗,由鉆孔取樣的芯樣分析可得,雜填土內(nèi)具有大量水泥結石,且結石可緊密膠結土體。淤泥質土體內(nèi)水泥結石的形態(tài)以成團塊狀分布,部分塊狀結石主要通過淤泥、淤泥質土體膠結,同時水泥結石也存在于粉、細砂內(nèi),土工試驗得出,可有效提高其密度,狀態(tài)已從較為松散轉化為密實形態(tài)。標貫試驗可見,雜填土密實度良好,11.2擊為其平均擊數(shù),原來粉、細砂平均擊數(shù)僅為6擊,現(xiàn)已增至11擊,且承載力標準值也增至148kpa。通過深槽開挖檢查結果分析,片狀、條帶狀為雜填土的水泥結石形態(tài),1-5cm為其厚度范圍,可形成路基硬殼表層。
5 結語
公路路基施工中,壓力灌漿技術的應用,能夠切實提升路基質量,推動公路事業(yè)的進步。在實際施工中,必須結合實際情況,把握施工步驟,結合其原理,做好施工中的各個步驟,保證整個流程的規(guī)范性與合理性。同時,必須加強質量控制,采取合適的方法檢驗施工質量,切實提升公路質量,滿足施工標準。
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