公路工程中灌漿施工技術(shù)探索

蘭援越

（云南第二公路橋梁工程有限公司 云南昆明 650000）

公路工程中灌漿施工技術(shù)探索

蘭援越

（云南第二公路橋梁工程有限公司 云南昆明 650000）

灌漿技術(shù)在公路工程中發(fā)揮的作用主要在于加固，灌漿技術(shù)的應(yīng)用日益受到重視，為了能夠有效提高該技術(shù)的實(shí)施水平和施工質(zhì)量，要求相關(guān)從業(yè)人員能夠加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與研究。本文即結(jié)合實(shí)例，探討了灌漿施工技術(shù)在公路工程中的實(shí)際應(yīng)用方法與效果。

公路工程；灌漿施工；靜壓灌漿

1 引言

灌漿施工技術(shù)的原理，是將水泥漿液等作為原材料，充填于周圍土體中，經(jīng)過壓密擴(kuò)展后形成漿脈。應(yīng)用于公路工程中的灌漿法，則需要將灌注材料通過鉆孔、路基塌陷處出口等灌入，達(dá)到強(qiáng)化土層、充填洞隙、加固地基的目的。當(dāng)前應(yīng)用于公路工程的灌漿技術(shù)有多種，在加固公路地基等方面，發(fā)揮了良好的作用。

2 公路工程中灌漿技術(shù)加固原理

在公路工程建設(shè)中，灌漿技術(shù)的應(yīng)用能夠發(fā)揮良好的加固作用。由于公路工程往往會(huì)用于不良的地質(zhì)條件，例如地下層土體較為松散，不夠均勻等，在這種情況下，灌漿技術(shù)即可發(fā)揮作用，其基本流程如圖1所示。

運(yùn)用鉆孔技術(shù)，將配置成的漿液經(jīng)過加壓，然后灌入土層之中，即可引起灌漿孔的向外擴(kuò)張，形成圓柱狀的漿體，然后擠壓周圍土體，使之能夠充填到鉆孔中。此外，還需要破壞或切除緊靠漿體的土體，使之能夠形成一個(gè)塑性變形區(qū)，使距離漿體相對(duì)較遠(yuǎn)的土體區(qū)域，發(fā)生彈性變形，從而提高鉆孔周邊土體的密度。實(shí)施灌漿時(shí)，土體裂縫往往會(huì)隨之?dāng)U大，而漿液也因此可以滲入地下層，形成方向不一、厚薄各異的條狀、片狀和團(tuán)塊狀的漿體，進(jìn)而逐漸凝結(jié)硬化，形成縱橫交錯(cuò)的漿脈，達(dá)到增強(qiáng)土體、結(jié)石體之間接觸，進(jìn)而沿灌漿管形成樁柱體，而這些樁柱體又會(huì)與壓密地基土，共同形成復(fù)合地基，從而有效控制沉降，提高公路承載力。

圖1 灌漿施工工藝流程圖

3 公路工程灌漿技術(shù)施工要點(diǎn)

實(shí)際的公路施工過程中，往往只有首先提高灌漿施工的技術(shù)水平，才能夠把握住整體的施工要點(diǎn)，進(jìn)而保證公路工程的建設(shè)質(zhì)量。施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極重視相關(guān)技術(shù)的改善、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，在施工過程中，嚴(yán)格控制公路工程灌漿技術(shù)施工，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取解決措施。

（1）合理控制灌漿的強(qiáng)度。在灌漿施工結(jié)束時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意控制雜填土承載力的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值，通常要求在130kPa左右；而淤泥、淤質(zhì)土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值，則應(yīng)當(dāng)控制在80～100kPa之間；粉細(xì)砂的承載力標(biāo)準(zhǔn)值則應(yīng)當(dāng)控制在1l0kPa以上；復(fù)合地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)當(dāng)保持超過130kPa。

（2）劃分灌漿段。公路工程的灌漿作業(yè)中，灌漿段可以分為兩個(gè)部分，即雜填土范圍，作為第一灌漿段；而淤泥、淤泥質(zhì)土及粉、細(xì)砂范圍可作為第二灌漿段。

（3）漿材與配方的設(shè)計(jì)。以上兩個(gè)灌漿段的施工過程中，對(duì)于漿材的選用也應(yīng)當(dāng)存在不同之處，主要體現(xiàn)為配方上的差異，第一灌漿段漿材的水灰比，應(yīng)當(dāng)控制為0.5，而第二灌漿段的則控制為0.75。如果雜填土的孔隙偏大，則可能會(huì)增加灌漿的用量，此時(shí)則應(yīng)當(dāng)選擇水泥砂漿灌注比例如下：水：水泥：細(xì)砂=0.75：1：1。

（4）設(shè)置灌漿孔位。當(dāng)前應(yīng)用于公路工程灌漿施工中的空位布設(shè)方式，通常是梅花形的。

（5）確定灌漿孔孔深。根據(jù)施工相關(guān)資料顯示，通常將灌漿孔的孔深控制在3.5～6m之間，最常見的就是控制愛4.5m，以孔底達(dá)到粘性土層為準(zhǔn)。

（6）灌漿壓力。在施工過程中，由于施工條件存在不確定性，施工企業(yè)必須運(yùn)用灌漿試驗(yàn)，以確定灌漿壓力的準(zhǔn)確值。公路工程的第一灌漿階段灌漿壓力，應(yīng)當(dāng)控制在0.1～0.2MPa的范圍內(nèi)，而第二階段的灌漿壓力，則要控制在0.3～0.4MPa之間，與此同時(shí)，在具體灌漿施工中還要具體問題具體分析，對(duì)其灌漿壓力進(jìn)行一定程度地調(diào)整。

4 公路工程中靜壓灌漿施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

4.1 工程概況

本工程為某一高速公路病害處治工程。該公路的某一路段為高填方工程，長(zhǎng)度為100m，高度為18m，該路段經(jīng)過兩年的運(yùn)營使用之后，路基出現(xiàn)了嚴(yán)重的沉陷問題，局部最大沉降達(dá)到10cm以上，同時(shí)路面縱縫出現(xiàn)開裂和錯(cuò)臺(tái)等問題，最終決定采用靜壓灌漿技術(shù)該對(duì)該路基沉陷部分進(jìn)行加固處理。該高填方路基下層距離路槽5m以下為填石或者土石混填，上層為天然砂礫填筑。

4.2 材料和設(shè)備要求

4.2.1 材料

（1）水泥。本工程進(jìn)行灌漿施工所采用的水泥為普通硅酸鹽水泥R32.5。所采用的水泥應(yīng)滿足相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。受潮結(jié)塊的水泥不得在施工中使用。水泥不得長(zhǎng)時(shí)間堆放。

（2）水。水泥漿拌制所采用的水泥其溫度應(yīng)控制在40℃以下，一般采用飲用水即可。

4.2.2 設(shè)備

（1）鉆孔設(shè)備。一般情況下應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件進(jìn)行鉆機(jī)和鉆頭的選擇，比較適合采用的鉆孔設(shè)備包括回旋式鉆機(jī)和沖擊式鉆機(jī)。

（2）灌漿設(shè)備。灌漿泵的容許工作壓力應(yīng)控制在最大灌漿壓力的1.5倍以上。攪拌機(jī)應(yīng)確保連續(xù)的施工作業(yè)。灌漿管路所能承受的最大壓力應(yīng)控制在最大灌漿壓力的1.5倍以上，同時(shí)管路應(yīng)確保通暢。在灌漿泵和灌漿孔處應(yīng)安裝壓力表。

4.3 靜壓灌漿施工

4.3.1 施工工藝流程

在本工程中進(jìn)行靜壓灌漿施工，其具體的施工工藝流程為：測(cè)量放線→鉆機(jī)就位→成孔→埋管→壓漿→清洗并移位，其施工示意如圖2所示。

圖2 靜壓灌漿施工圖

4.3.2 測(cè)量放線

在正常灌漿施工之前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求測(cè)定出涵管的外輪廓線，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求放樣處注漿孔的尺寸，注漿孔的間距誤差應(yīng)控制在10cm以內(nèi)。

4.3.3 鉆孔

在鉆機(jī)安置在所測(cè)定的鉆孔位置。鉆機(jī)的安置應(yīng)確保平穩(wěn)固定，鉆機(jī)立軸應(yīng)確保垂直。一般鉆孔的垂直度應(yīng)控制在1%以內(nèi)。經(jīng)過檢驗(yàn)確保滿足要求之后方可正常開始進(jìn)行鉆孔施工。本工程鉆孔施工采用干鉆法。在鉆孔施工過程中，應(yīng)詳細(xì)記錄好鉆進(jìn)施工情況，重點(diǎn)包括地層情況、孔位移動(dòng)距離、鉆孔深度以及異常情況等。一個(gè)孔位鉆孔施工完成之后，應(yīng)經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的檢驗(yàn)，確認(rèn)合格之后，方可移位至下一鉆孔進(jìn)行施工。

4.3.4 埋管

本工程采用直徑108mm的注漿花管。將制作好的注漿管緩慢的放入到鉆孔內(nèi)，直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度。注漿管的連接應(yīng)確保牢固。各截止閥應(yīng)確保可靠，同時(shí)還應(yīng)做好灌漿段位置的記錄工作。

4.3.5 制漿

在進(jìn)行水泥漿液的拌制施工，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)配合比的要求進(jìn)行制漿材料的稱量，其稱量誤差應(yīng)控制在5%以內(nèi)。各類漿液應(yīng)確保攪拌均勻，同時(shí)，需要對(duì)漿液的密度進(jìn)行測(cè)量。一般情況下，當(dāng)采用普通攪拌機(jī)進(jìn)行純水泥漿液的攪拌時(shí)，其時(shí)間應(yīng)控制在90s以上；當(dāng)采用高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌時(shí)，其時(shí)間應(yīng)控制在30s以上。水泥漿液在使用之前，應(yīng)經(jīng)過過篩。水泥漿液在制備完成到使用完成的時(shí)間應(yīng)控制在4h以內(nèi)。

4.3.6 灌漿

在灌漿施工之前，應(yīng)先根據(jù)要求做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作。對(duì)于施工中所采用的各種機(jī)械設(shè)備，如機(jī)械器具、儀表、管路、注漿材料等應(yīng)進(jìn)行充分的檢查和相應(yīng)的試驗(yàn)，確保滿足要求之后，方可正式開始灌漿施工。灌漿施工一旦開始，應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，中途盡量避免出現(xiàn)中斷問題。灌漿的流量一般為漿液需經(jīng)高速攪拌均勻之后，方可進(jìn)行壓注。在灌漿施工過程中，應(yīng)連續(xù)不間斷的進(jìn)行漿液的攪拌。漿液在泵送之前，應(yīng)經(jīng)過過濾網(wǎng)的過濾處理。

在灌漿施工過程中，灌漿壓力暫定為0.2～0.4MPa之間，具體施工過程中應(yīng)根據(jù)上覆土層的厚度和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況進(jìn)行確定。灌漿施工分成二序孔施工，孔距由稀到密。第一序孔的孔距控制在5m，第二序孔的孔距控制在2.5m。對(duì)于每1個(gè)鉆孔的灌漿施工，應(yīng)按照從下到上的順序分段進(jìn)行。每段的長(zhǎng)度控制在0.75m。每孔應(yīng)進(jìn)行2～3遍的灌漿。

灌漿的壓力應(yīng)由小到大不斷增加，注漿量則隨之增加。當(dāng)壓力達(dá)到1MPa時(shí)，一般可以穩(wěn)定3min以上，即可完成1個(gè)鉆孔的施工。如在灌漿施工中，發(fā)現(xiàn)注漿量異常增大時(shí)，則表明該鉆孔可能與裂隙存在連通的問題，此時(shí)應(yīng)暫時(shí)停止灌漿施工。待漿液凝固一段時(shí)間之后，方可繼續(xù)進(jìn)行灌漿施工。

4.3.7 洗孔與補(bǔ)灌

為了有效的確保灌漿的施工效果，當(dāng)每次灌漿施工完成之后，應(yīng)對(duì)注漿孔進(jìn)行洗孔處理。一般情況下，采用優(yōu)質(zhì)的泥漿進(jìn)行洗孔，這樣，可以有效地確保下次注漿的順利進(jìn)行。當(dāng)注漿量及壓力達(dá)到相關(guān)要求后，對(duì)注漿外觀進(jìn)行封口補(bǔ)灌處理，從而確保注漿管內(nèi)充滿灰漿。注漿施工完成后，應(yīng)采用混凝土進(jìn)行封孔處理，其封填的深度應(yīng)控制在30cm以上。當(dāng)混凝土終凝完成后，方可移動(dòng)到下一鉆孔進(jìn)行注漿施工。

4.4 注漿效果檢測(cè)

（1）路面檢測(cè)。當(dāng)靜壓灌漿施工完成之后，對(duì)路面進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)路面提升的高度滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）鉆孔取芯檢測(cè)。根據(jù)鉆孔取芯的結(jié)果可以知道，抽出的芯樣中已含有大量的水泥塊。對(duì)芯樣進(jìn)行相關(guān)的物理力學(xué)試驗(yàn)，可以知道，芯樣經(jīng)過加固達(dá)到了相關(guān)的設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語

混凝土灌漿技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠確保公路工程的整體質(zhì)量。而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，常規(guī)的施工方法無法滿足現(xiàn)代化公路工程發(fā)展的需求，因此要結(jié)合新技術(shù)、新材料以及新工藝手段。通過灌漿技術(shù)對(duì)公路路面進(jìn)行改造，同時(shí)保持公路的暢通，提高公路工程的使用年限。

[1]張志方.水利工程灌漿施工技術(shù)的探究.工業(yè)，2015（8）：252.

[2]王君.淺談灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（6）：179.

[3]李曉琦，張洋.淺談土木工程灌漿施工技術(shù)與方法.科海故事博覽·科技探索，2014：67～68.

U416.1

A

1004-7344（2016）10-0167-02

2016-3-18

蘭援越（1964-），女，工程師，本科，主要從事公路工程方面的工作。