淺談灌漿加固技術(shù)在公路路基沉陷處理中的應(yīng)用

馮娜娜

(河北省唐山市交通運(yùn)輸局公路工程處)

1 引言

灌漿加固技術(shù)是處理公路路基沉陷處理的一個經(jīng)濟(jì)實用的工藝。壓力灌漿是利用壓力將能固結(jié)的漿液通過鉆孔注入土體孔隙或建筑物的裂隙中，使被加固體物理力學(xué)性能得以改善。漿液注入被加固體后以填充、透、擠密等方式，擠出土體顆?；驇r石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置，漿體凝結(jié)后硬化后則將原來松散或不密實的土體膠結(jié)成一個整體，形成一個有較高強(qiáng)度，較好的水穩(wěn)定及化學(xué)穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)整體。

2 工程概況

某公路埋設(shè)有11條穿路涵管，為鋼筋混凝土管。埋設(shè)時，基槽開挖深度為4 m，回填料為級配碎石。由于施工條件的限制，回填料壓實不充分，存在孔隙率大、壓實度差的情況?；靥钔馏w(料)在自身穩(wěn)定過程和上部加載后，產(chǎn)生較大的沉降變形，造成涵管附近路基的不均勻沉降，影響公路的安全使用，為此需對回填土體進(jìn)行加固處理。根據(jù)該工程實際情況，經(jīng)認(rèn)真分析，采用袖閥管法靜壓注漿方案對回填土進(jìn)行加固處理，以增加回填土的密實度，提高強(qiáng)度和壓縮模量，減少沉降變形。

3 灌漿加固處理方案

3.1 方案特點

(1)充填擠密作用。漿液在劈裂、延伸及擴(kuò)散過程中對周圍土體產(chǎn)生充填及擠密作用，從而改善和根本改變地基的物理力學(xué)性質(zhì)及承受荷載的作用機(jī)制。

(2)加筋土及樹根樁作用。采用袖閥管式靜壓灌漿，使土體強(qiáng)度在多次注漿中得到提高，使土體與凝結(jié)體結(jié)合在一起，具有“加筋土”及“樹根樁”的優(yōu)點，可增加地基承載力。

(3)分層注漿、均勻性好。因袖閥管注漿中灌漿段的設(shè)置和截止閥的單向性，可分層、多次灌注，注漿量可控制;還可根據(jù)需要設(shè)置直孔或斜孔，從而提高了注漿加固的均勻性。

3.2 處理范圍及注漿孔位布置

處理范圍為基槽開挖深度內(nèi)回填料，在11個涵管兩側(cè)各布置一排垂直注漿孔，每排10孔，合計220孔，兩側(cè)孔距2.5 m，灌漿深度為4.0 m(根據(jù)現(xiàn)場開槽深度調(diào)整)。注漿材料為強(qiáng)度等級32.5普硅水泥，漿液密度1.6～1.8 g/cm3。

3.3 注漿工藝流程

定孔位→鉆孔→下注漿外管→制漿→下注漿內(nèi)管→注漿→補(bǔ)灌→結(jié)束。

3.4 施工程序

(1)放線定孔位。準(zhǔn)確測定涵管的外輪廓線，按設(shè)計要求放線、定孔位，并設(shè)置孔位標(biāo)志。

(2)鉆孔。將鉆機(jī)安置在所鉆孔位置，鉆機(jī)安放穩(wěn)定牢固，立軸豎直，經(jīng)驗測孔位后方可開鉆。鉆進(jìn)過程中，要詳細(xì)記錄鉆進(jìn)情況，包括地層情況，孔位移動距離、方向，異常情況、處理措施，鉆孔深度等，經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)人員驗收合格后，方可移孔?？孜黄畈坏么笥? cm。

(3)下注漿外管。將制作好的注漿外管平穩(wěn)地置入孔內(nèi)，下至設(shè)計深度其連接要牢固，各截止閥一定要可靠，并準(zhǔn)確記錄各灌漿段位置。

(4)制漿。按設(shè)計配合比或漿液密度攪拌漿液，使用普通攪拌機(jī)攪拌漿液時間應(yīng)不小于90 s，制備好的漿液放置時間不得超過4 h，每孔每段注漿結(jié)束后，要計量水泥用量。

(5)洗孔。為保證注漿的效果，在每次注漿完成后，要對注漿孔進(jìn)行洗孔，用優(yōu)質(zhì)泥漿完成，確保下次注漿順利進(jìn)行。

(6)補(bǔ)灌。在注漿量及壓力達(dá)到要求后，對注漿外管進(jìn)行封口補(bǔ)灌，使管內(nèi)填滿灰漿。

4 灌漿技術(shù)要求

4.1 材料

(1)水泥。灌漿采用普硅水泥R 32.5;水泥細(xì)度要通過80 цm方孔篩，其篩余量不大于5%;灌漿用的水泥必須符合規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不得使用受潮結(jié)塊的水泥。水泥不應(yīng)存放過久，出廠期超過三個月的水泥不應(yīng)使用。

(2)水。灌漿用水應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，拌漿水的溫度不得高于40℃。

4.2 設(shè)備

(1)鉆孔設(shè)備。鉆機(jī)和鉆頭應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件選用，宜采用回旋式鉆機(jī)或沖擊式鉆機(jī)。

(2)灌漿設(shè)備。灌漿泵性能應(yīng)與灌漿漿液濃度相適應(yīng)，容許工作壓力應(yīng)大于最大灌漿壓力的1.5倍。攪拌機(jī)應(yīng)保證均勻連續(xù)的拌制漿液，灌漿前應(yīng)試運(yùn)行。灌漿管路應(yīng)暢通，并能承受1.5倍的最大灌漿壓力。灌漿泵和灌漿孔口處均安裝壓力表。

4.3 漿液配制

制漿材料必須稱量，稱量誤差小于5%。水泥等固相材料采用重量稱量法。各類漿液必須攪拌均勻并測量漿液密度。純水泥漿液的攪拌時間，使用普通攪拌機(jī)時，不少于90 s;使用高速攪拌機(jī)時，不少于30 s。漿液在使用前過篩，自制備至用完的時間少于4 h。

拌制細(xì)水泥漿液和穩(wěn)定漿液加入減水劑和采用高速攪拌機(jī)。攪拌時間通過試驗確定。細(xì)水泥漿液自制備至用完的時間少于2 h。集中制漿站制備水灰比為0.5∶1的純水泥漿液。輸送漿液流速為1.4～2.0 m/s。各灌漿地點測定來漿密度，調(diào)制使用。漿液溫度保持在5～40℃，超過此標(biāo)準(zhǔn)為廢漿。

4.4 灌漿壓力、灌漿方法

注漿壓力暫定0.2～0.4 MPa，可根據(jù)上覆土層厚度及現(xiàn)場試驗情況確定。灌漿分二序孔施工，孔距由稀至密。第Ⅰ序孔孔距5.0 m，第Ⅱ序孔孔距2.5 m。每孔自下而上分段進(jìn)行灌漿，每段0.75 m。每孔灌漿2～3遍。

4.5 灌漿鉆孔

鉆孔位置誤差不超過5 cm，鉆孔垂直度小于1.5%，孔內(nèi)沉渣厚度不大于20 cm。鉆孔深至設(shè)計深度。

4.6 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)資料和經(jīng)驗結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)如下:達(dá)到灌漿壓力要求，并穩(wěn)定15 min可結(jié)束。地面冒漿時可暫停灌漿封堵冒漿處或采用間歇方法灌注。

5 結(jié)束語

(1)避免了開挖重新?lián)Q填施工，減少了開挖廢棄物對環(huán)境的污染，縮短了維修處理時間。

(2)施工基本不受天氣影響，施工設(shè)備投入及對現(xiàn)場的環(huán)境要求都比較簡單，易于操作，對于距離城市及大型拌和站較遠(yuǎn)的邊遠(yuǎn)公路尤其適用。

(3)維修期間可以半幅施工、半幅繼續(xù)維持通行，減少了對社會公眾的出行影響，而且更重要的是減少了如大規(guī)模開挖可能帶來的不利社會影響，具有明顯的社會效益。

(4)經(jīng)過造價比較，灌漿處理具有顯著的資金成本優(yōu)勢，這是其能得到認(rèn)可和推廣的重要因素。

［1］ 祁學(xué)英.公路工程中灌漿加固技術(shù)的應(yīng)用［J］.青海交通科技，2009，(2).

［2］ 楊創(chuàng)貴.樹根樁托換及灌漿加固技術(shù)在高速公路邊坡加固中的運(yùn)用［J］.科技資訊，2006，(6).