關(guān)于軟土路基花管注漿加固技術(shù)的探討

稅歡,徐亮

(中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司,四川成都 610081)

關(guān)于軟土路基花管注漿加固技術(shù)的探討

稅歡,徐亮

(中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司,四川成都 610081)

花管注漿加固技術(shù)的推廣應(yīng)用,提高了軟土路基道路施工的效率與質(zhì)量,符合現(xiàn)代道路建設(shè)的需要。首先,概述了軟土路基道路存在的問(wèn)題以及相應(yīng)的解決思路；其次,說(shuō)明了軟土路基花管注漿加固的技術(shù)原理、應(yīng)用范圍、技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)；然后,詳細(xì)介紹了花管注漿加固的技術(shù)方案選擇方式及施工步驟；最后,提出兩種花管注漿加固施工工程驗(yàn)收方法,并做了相關(guān)技術(shù)總結(jié)。

花管注漿；軟土路基；加固技術(shù)

0 引言

近年來(lái),我國(guó)公路基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量不斷增加,公路建設(shè)質(zhì)量也日益提高,不斷完善的施工工藝技術(shù)為經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展起到了有力的推動(dòng)作用,其中注漿加固技術(shù)是其中之一?；ü茏{加固技術(shù)的主要功能是加固多公路路基砂層與巖層的粘合度［1］,而應(yīng)用于軟土淤泥路基情況不是很多?；ü茏{加固技術(shù),因其具有機(jī)械操作空間小、低成本、加固強(qiáng)度大等特點(diǎn)而被道路施工單位廣泛使用。以軟基路面為例,如果路基加固不夠穩(wěn)定,建成后的軟基公路使用有效壽命和功能都受限,安全性也受到威脅,同時(shí)后期維護(hù)成本投入也較大,因此,花管注漿加固技術(shù)對(duì)軟基路面的建設(shè)意義重大。總而言之,為了有效解決軟基路面的投運(yùn)安全和使用壽命問(wèn)題,必須要對(duì)軟基公路進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)和加固,注漿加固技術(shù)完全符合現(xiàn)代多樣化類型公路的建設(shè)需要,尤其是應(yīng)用于軟土路基路況的公路中。

1 軟土路基公路存在的問(wèn)題以及解決方法的原則

從當(dāng)前我國(guó)道路建設(shè)以及在運(yùn)情況來(lái)看,軟土路基公路主要存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題：

(1)軟基路面表層凹凸不均,路基結(jié)構(gòu)受損,變形嚴(yán)重。

(2)由于軟土道路建設(shè)過(guò)程中路基土層的壓實(shí)不夠硬實(shí),導(dǎo)致軟土路基變形。

(3)由于城市市政建設(shè)原因,比如電纜、地鐵、網(wǎng)絡(luò)線路等工程對(duì)路基產(chǎn)生不利影響。

(4)道路積水、不明液體等對(duì)軟土道路的長(zhǎng)期侵蝕。

針對(duì)以上軟土道路存在的幾點(diǎn)問(wèn)題及其誘發(fā)原因,結(jié)合當(dāng)前道路建設(shè)施工技術(shù)水平,最佳解決方法策略是提高道路路基硬密度,加強(qiáng)道路后期維護(hù),降低人為道路損壞事件概率,合理調(diào)控道路使用方略。

2 花管注漿加固技術(shù)概述

2.1 花管注漿加固使用范圍與施工方法

按照技術(shù)類型角度分類,當(dāng)前軟土道路注漿主要有滲透式、劈裂式、噴灑式等三種主流方法［2］。從應(yīng)用范圍角度來(lái)看,注漿加固技術(shù)主要用來(lái)處理軟土道路沉降問(wèn)題。在對(duì)軟土道路進(jìn)行注漿加固施工時(shí),控制好節(jié)奏以便對(duì)水泥漿施加壓力,保證水泥漿能夠完全填入道路縫隙中,從而形成水泥石體,道路的硬度也能得到驗(yàn)證與保護(hù),穩(wěn)定而實(shí)用。

2.2 實(shí)施注漿加固技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

注漿加固技術(shù)的使用可以實(shí)現(xiàn)水泥漿液對(duì)道路縫隙的完全填充,提高軟土路面的壓實(shí)密度和固化強(qiáng)度,能夠在投入最低成本的條件下消除因地質(zhì)問(wèn)題產(chǎn)生的路基坑洼問(wèn)題,降低軟土路基沉降度。

(1)利用花管注漿加固技術(shù),可以最大程度上避免軟土路基不均勻問(wèn)題出現(xiàn),防止因路基不平造成的道路交通安全事故。

(2)花管注漿加固技術(shù)的應(yīng)用可以最大化降低生產(chǎn)成本以及后期維護(hù)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。

(3)極大地縮減了軟土路基道路工程建設(shè)的工期,同時(shí)也提高了環(huán)境自然資源的保護(hù)效果。

(4)保證了軟土路基公路注漿技術(shù)的優(yōu)越性,施工工藝操作簡(jiǎn)單,對(duì)施工人員要求較低。

2.3 軟土路基注漿加固技術(shù)的原理

花管注漿加固技術(shù)其實(shí)就是通過(guò)依靠填充、滲透、巨大擠壓力度來(lái)讓液態(tài)水泥按照事先設(shè)置好的軌跡流入縫隙形成漿體［3］。在此之后,如果軟土路基還存在路面不平整現(xiàn)象,就需要借助鉆孔工具將漿液注入需要的地方。第一,若采用圓柱形模具則倒入的水泥漿液會(huì)形成圓柱形,同時(shí)向周邊擠壓,可塑性很強(qiáng)。第二,按照花管注漿加固技術(shù)的施工要求,軟土路基構(gòu)成裂縫,水泥漿液的滲入會(huì)形成不同造型的水泥漿體,比如,柱形、圓形、塊狀等水泥漿體。簡(jiǎn)而言之,注漿加固技術(shù)不僅使軟土路基結(jié)構(gòu)變得硬實(shí),而且降低了軟土路基出現(xiàn)裂縫問(wèn)題,有效降低了積水對(duì)路面以及管道的侵蝕危害。

3 注漿加固技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)與工藝

3.1 注漿加固方案選擇

在軟土路基注漿加固項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中,一般采用擠壓式注漿方法和分段劈裂式注漿方法?；ü茏{技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就是不破壞整體結(jié)構(gòu)而能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部加固［4］。在許多應(yīng)用場(chǎng)景中,往往注漿加固點(diǎn)位置不確定,為了保證軟土路基整體的均勻性,路面的穩(wěn)定性,通常是重點(diǎn)對(duì)那些缺陷嚴(yán)重位置進(jìn)行注漿操作,確保施工質(zhì)量。優(yōu)秀的花管注漿方案的設(shè)計(jì)不僅可以加強(qiáng)注漿路基與基層的摩擦作用,而且可以美化施工效果,降低成本。

針對(duì)軟土路基路段的注漿操作過(guò)程,應(yīng)該以設(shè)計(jì)方案為依據(jù),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)最終確定施工方法。一般情況下,對(duì)軟土路基的施工過(guò)程是采取分階段多次注漿,把握好注漿水量與注漿壓力的比例,科學(xué)進(jìn)行施工,保證施工質(zhì)量。

施工技術(shù)要點(diǎn):首次采用靜態(tài)自然注漿方式，第二次先把花管按照分段方式固定在首次注漿位置,然后開(kāi)始采取劈裂倒入水泥砂漿,待注漿深度處于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度時(shí)再將花管延長(zhǎng)至第三段、第四段，反復(fù)操作此工序，直到該軟土路基的打孔全部注漿完畢，根據(jù)需要再對(duì)下一個(gè)孔進(jìn)行注漿作業(yè)。

3.2 注漿加固施工過(guò)程

(1)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)工程量安排：距管道0.5 m處的排水管線兩側(cè)需要布孔,間距初步設(shè)置為1.5 m,延伸至管道底端。對(duì)于軟土路基無(wú)變形地段,鉆孔間距是2 m×1 m,加固深度為1.2 m,而對(duì)于軟土路面凹凸路段,地面存在裂痕,采取加固深度2.5 m,裂縫嚴(yán)重路段必須加密布孔,同時(shí)孔間距調(diào)整為1.2～1.6 m。

(2)施工平臺(tái)搭建:為使鉆機(jī)能夠安全正常工作,花管注漿作業(yè)位置一般在道路的肩部,以鋼管為支撐主材搭建鉆機(jī)平臺(tái),起到護(hù)坡的作用,這里需要確保鉆機(jī)平臺(tái)與水平面的夾角維持在8°左右,以確保鉆機(jī)鉆孔角度與設(shè)計(jì)相符。

(3)鉆機(jī)前期準(zhǔn)備:按照二維坐標(biāo)圖上的設(shè)計(jì)位置信息進(jìn)行鉆機(jī)就位,要求鉆頭與中心重合,同時(shí)鉆機(jī)安裝必須穩(wěn)固、安全,鉆桿傾斜角度誤差不得高于1.6%。另外,引孔需要設(shè)計(jì)得當(dāng),長(zhǎng)度要達(dá)到基床表面標(biāo)準(zhǔn)高度,鉆機(jī)設(shè)備采用的型號(hào)是XY-2。

(4)插管:在引孔鉆設(shè)工序完成后,緊接著就是花管插入操作。為保證泥砂能夠有效通過(guò)噴嘴口流出,在插管過(guò)程中,可借助較小壓力向管內(nèi)加入適量水,這里,擊管使用0.6 t級(jí)別的小型振動(dòng)錘。

(5)注漿作業(yè):待試水正常后,利用PVC管將注漿管與地面銜接并保持封閉性,花管加固注漿時(shí)保持壓力穩(wěn)步增加,最好控制在0.25～0.35 MPa,滿荷作業(yè)10 min左右,確保既有線路安全穩(wěn)定。

(6)拔管:待花管注漿作業(yè)完成后,將軟土路基內(nèi)的花管移至地面。

4 施工檢測(cè)驗(yàn)收

(1)數(shù)據(jù)測(cè)量分析。等軟土路基注漿加固作業(yè)完成以后,需要對(duì)此次施工項(xiàng)目進(jìn)行相關(guān)專業(yè)驗(yàn)收檢驗(yàn)。首先對(duì)軟基施工路段現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù),然后根據(jù)之前理論設(shè)計(jì)估算數(shù)據(jù),將二者數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析,得出正確結(jié)論。如果存在問(wèn)題,找出解決方案,做到補(bǔ)救及時(shí)。

(2)實(shí)際檢驗(yàn)。在軟土路基花管注漿加固工程結(jié)束半個(gè)月后,項(xiàng)目承建企業(yè)應(yīng)該委托監(jiān)理單位,然后安排專業(yè)技術(shù)工作人員科學(xué)選擇項(xiàng)目幾處軟土路段進(jìn)行規(guī)范性驗(yàn)收測(cè)試。在測(cè)試完成后3 d內(nèi),監(jiān)理單位需出具測(cè)試報(bào)告,內(nèi)容需對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)論證,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)軟土路基花管注漿加固前數(shù)據(jù)與注漿加固后數(shù)據(jù)對(duì)比分析,這樣才能保證軟土路基花管加固作業(yè)的正確性,延長(zhǎng)軟土路基使用壽命,提高道路使用安全性。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)穩(wěn)步前進(jìn),勢(shì)必對(duì)道路建設(shè)質(zhì)量有著更高的要求,尤其是對(duì)軟土道路建設(shè)的要求愈來(lái)愈高。為了方便人們出行,降低道路交通事故發(fā)生概率,就必須避免公路路基出現(xiàn)裂痕和沉降問(wèn)題。鑒于在軟土路基公路路段出現(xiàn)沉降概率最大,對(duì)軟土路基公路運(yùn)用花管注漿加固技術(shù)勢(shì)在必行。這樣既可以保證來(lái)往車輛的行駛通暢,也可以增強(qiáng)軟土公路路基的承載能力。當(dāng)前,花管注漿加固技術(shù)已在軟土路基工程施工中有較多成功應(yīng)用案例,但是相應(yīng)的專業(yè)施工理論標(biāo)準(zhǔn)還未出臺(tái),如何制定一整套安全而科學(xué)的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),已迫在眉睫。

［1］姚浩. 淺層軟黏土注漿加固方法研究 ［J］.土木基礎(chǔ),2014(6)：6-8.

［2］ 陳民樂(lè). 建筑物地基處理中的注漿加固技術(shù)研究［J］.施工技術(shù), 2014(8)：167-170.

［3］ 伍冬，郭丹紅.公路路基注漿加固技術(shù)的探討［J］.山東工業(yè)技術(shù), 2014(24)：114.

［4］ 羅芳.軟土路基花管注漿加固技術(shù)探討 ［J］.科技資訊,2012 (12)：67.

U416.1

B

1009-7716(2015)09-0134-03

2015-04-22

稅歡(1988-),男,四川成都人,助理工程師,從事道路工程設(shè)計(jì)工作。