高壓噴射注漿法在公路工程施工中的應(yīng)用

劉震林

摘 要：近年來，公路工程建設(shè)的規(guī)模和數(shù)量都在不斷的增大，要求不斷提高施工質(zhì)量以滿足車輛通行的需求。路基做為公路工程中的基礎(chǔ)部分，直接影響著工程的安全性。本文主要對高壓噴射注漿的施工工藝進(jìn)行了分析，并提出幾點(diǎn)加強(qiáng)質(zhì)量控制的措施。

關(guān)鍵詞：高壓噴射注漿法；公路工程；質(zhì)量控制

中圖分類號：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）16-0118-02

隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不斷提高，我國機(jī)動車保有量也逐年攀升，截止到2016年底，機(jī)動車保有量已經(jīng)達(dá)到了2.9億輛，公路工程在運(yùn)營的過程中承擔(dān)了更大的交通壓力。為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，確保車輛行駛的安全性，必須根據(jù)工程的實際情況選取相應(yīng)的施工技術(shù)，進(jìn)而有效提高公路施工質(zhì)量。高壓噴射注漿法廣泛的應(yīng)用于軟土路基施工之中，不僅能夠有效的提高路基承載能力，也降低了后期出現(xiàn)的不均勻沉降，實現(xiàn)路基加固的目的。

1 工程案例

在某公路工程合同段施工中，經(jīng)過技術(shù)人員對施工現(xiàn)場地質(zhì)條件的勘測，該合同段內(nèi)的土層情況相對復(fù)雜，松散軟土層的厚度在1.5-3.5m，淤泥質(zhì)粘土的厚度達(dá)到了6米左右，軟弱土層的厚度較大。為了降低公路工程建成后路基的不均勻沉降，結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況，選取高壓噴射注漿法對軟土地基進(jìn)行有效加固。將注漿樁的直徑設(shè)計為80cm，間距為3m左右，按方格狀進(jìn)行樁體布置。在施工之前計算各項施工參數(shù)，設(shè)計出科學(xué)的施工方案，并以此為依據(jù)組織施工部署，確保公路工程建設(shè)能夠順利進(jìn)行。

2 高壓噴射注漿法的應(yīng)用機(jī)理

在高壓噴射注漿法應(yīng)用的過程中，注漿管在鉆機(jī)的作用下到達(dá)指定土層位置，在外界高壓的作用下進(jìn)行漿液噴注，一般將噴注壓力控制在20-40MPa之間。水泥漿液與周邊土體充分?jǐn)嚢杌旌显谝黄?，使路基土層在?qiáng)度及穩(wěn)定性方面得到提升。高壓噴射注漿法主要是通過施加外界壓力，改善原有的土體結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對路基的有效加固。這種施工方式不僅能夠應(yīng)用于新建工程，在大修時應(yīng)用也比較廣泛。具體施工操作中，加固體成型相對靈活，可根據(jù)加固的要求設(shè)計所需形狀?，F(xiàn)階段高壓噴射注漿常用的種類有二：第一，單管法，將帶有噴嘴的注漿管送至設(shè)計深度之后，在20Mpa左右的壓力作用下，進(jìn)行水泥漿液的噴射，通過注漿管的逐漸提升實現(xiàn)成樁作業(yè)，凝固后形成強(qiáng)度良好的固結(jié)體。第二，兩種方法的施工原理大致相同，二重管法主要是利用同軸雙噴嘴，將水泥漿液與空氣進(jìn)行同時噴射，顯著提高破壞土體的能力。

3 高壓噴射注漿法的施工工藝分析

3.1 施工前的準(zhǔn)備工作

3.1.1 施工參數(shù)確定

在施工開始之前，需要根據(jù)公路工程的實際情況以及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，計算各項施工參數(shù)。首先是計算復(fù)合地基的承載力，根據(jù)計算結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行施工方案的設(shè)計，保證路基加固的效果滿足車輛通行的需求。一般情況下可通過荷載試驗或者公式計算確定復(fù)合地基的承載力，其公式為：

式中：復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值表示為f，

樁體處理面積表示為Ae

單樁平均截面積表示為Ap

土承載能力折減系數(shù)表示為

天然地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值表示為f

單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值表示為R

其次是注漿量的計算，應(yīng)根據(jù)施工中水泥漿液的配合比例以及地質(zhì)土層條件等因素，確定與之相適應(yīng)的計算方法，常用的有體積法以及噴量法。再次是噴漿壓力的確定，經(jīng)過大量的施工實踐證明，常用的注漿壓力為20MPa左右，視工程實際情況可適當(dāng)調(diào)整。

3.1.2 施工現(xiàn)場勘測

將施工范圍的垃圾、雜物等清理干凈，若存在坑洞現(xiàn)象應(yīng)及時填平，確保施工能夠順利進(jìn)行。根據(jù)施工方案設(shè)計的要求，測量注漿樁的具體位置，并進(jìn)行明顯的標(biāo)記，盡量減少樁體位置的誤差，提高路基加固的質(zhì)量。

3.2 鉆孔施工

待鉆機(jī)運(yùn)行至施工現(xiàn)場之后，由專門的操作人員檢驗并調(diào)試設(shè)備的參數(shù)，保證在鉆孔施工中能夠正常運(yùn)行。安裝鉆機(jī)時，需做好固定工作，在必要的情況下可在底座處加設(shè)墊木，避免后期出現(xiàn)位移現(xiàn)象。鉆頭應(yīng)與孔洞的中心保持一致，實時校正鉆桿垂直程度。鉆機(jī)安放完成之后，可進(jìn)行注漿管的安裝，其傾斜程度保持在1.5%以內(nèi)。隨后進(jìn)行鉆孔施工，必須嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)施工。在此過程中鉆孔應(yīng)垂直鉆進(jìn)，將位置誤差控制在50mm，待鉆機(jī)達(dá)到指定深度之后方可停止施工。

3.3 插管

在鉆孔施工完成之后，應(yīng)檢驗孔洞的深度、直徑等相關(guān)參數(shù)是否達(dá)到設(shè)計要求，質(zhì)量驗收合格之后才能進(jìn)行插管施工。采用震動鉆機(jī)施工時，鉆孔作業(yè)與插管能夠同時進(jìn)行。為了避免在插管的過程中出現(xiàn)噴嘴堵塞的現(xiàn)象，可適當(dāng)?shù)膰娝_保管道通暢，在此過程中應(yīng)合理控制噴水壓力，避免對孔洞內(nèi)壁造成破壞。

3.4 噴射注漿施工

在噴射注漿工作的初期，應(yīng)在底部停留1—3min之后在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)提升，提高固結(jié)體下部的穩(wěn)定性，隨后可逐漸提升注漿管的高度。在具體施工的過程中，應(yīng)對注漿管提升速度、注漿壓力以及注漿管轉(zhuǎn)速等相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行觀測記錄。如果需要處理的路基土層厚度較大，還應(yīng)根據(jù)實際情況采取分次卸管的處理措施。為了盡量減少注漿中斷的時間，必須可合理控制注漿管拆卸速度，并根據(jù)注漿壓力確定搭接長度，應(yīng)大于0.1m。避免再次噴射施工時固結(jié)體出現(xiàn)脫節(jié)的現(xiàn)象，確保成樁的穩(wěn)定性，實現(xiàn)對路基的有效加固，降低后期不均勻沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4 高壓噴射注漿施工的質(zhì)量控制措施

（1）在高壓噴射注漿的過程中，施工單位應(yīng)根據(jù)實際情況建立起相應(yīng)的質(zhì)量保證體系，在施工的各個環(huán)節(jié)加強(qiáng)質(zhì)量控制。必須將質(zhì)量檢測工作貫穿于施工全過程之中，在每道工序施工完成之后，由技術(shù)人員及監(jiān)理單位嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量檢測，其質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。對于達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的部分，應(yīng)及時采取相應(yīng)的處理措施，提高路基施工的質(zhì)量。為了盡量減少在施工中存在的人為操作失誤，在施工之前針對工程實際情況以及高壓噴射注漿的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織相關(guān)培訓(xùn)，提高施工人員的操作技能。同時建立完善的崗位責(zé)任制度，合理劃分每個崗位的具體職責(zé)，并確保責(zé)任落實到位，保證施工順利進(jìn)行，有效提高公路工程質(zhì)量。

（2）在噴射注漿施工的過程中可能會出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，導(dǎo)致這種問題的主要原因是噴射的漿液量過大，超過了有效噴射范圍。在冒漿量超過20%時，必須采取相應(yīng)的處理措施?？筛鶕?jù)實際情況適當(dāng)提高噴射壓力或者增加注漿管提升速度。在固結(jié)體成型的過程中，水泥漿液存在析水作用，導(dǎo)致不均勻收縮問題的出現(xiàn)，在固結(jié)體頂部形成深度在0.5—1.0m左右的凹穴。針對這種情況應(yīng)及時的采用水泥漿液填補(bǔ)，保證固結(jié)體的穩(wěn)定性。如果由于停電或者機(jī)械故障等因素不得不中斷注漿施工，重新施工時需要在中斷位置0.5m以下開始漿液噴射。

5 結(jié)語

綜上所述，通過對高壓噴射注漿法的施工工藝進(jìn)行研究，提出了相應(yīng)的質(zhì)量控制措施。隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的不斷提高，公路工程承擔(dān)了更大的交通壓力，因此需要逐漸提高施工質(zhì)量以滿足車輛通行的需求。路基是公路工程結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，其施工質(zhì)量對于工程的安全性及使用壽命有著關(guān)鍵影響，必須根據(jù)實際情況選取相應(yīng)的施工技術(shù)，提高路基的施工質(zhì)量。高壓噴射注漿法的應(yīng)用范圍比較廣泛，施工操作簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)對路基的有效加固。在具體施工時，應(yīng)充分了解該項技術(shù)的操作標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格規(guī)范施工操作行為。尤其是對各項施工參數(shù)的計算，確保滿足公路建設(shè)要求，且與實際地質(zhì)情況保持一致。

參考文獻(xiàn)

[1]尹升.軟土地基處理技術(shù)及在公路施工中的主要應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2016，（17）：199.endprint