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灌浆技术在公路工程填方路基缺陷处治中的应用
时间:2015-05-26 16:08 浏览量:次
前 言 
  灌浆施工技术就是将水泥或其他浆液渗透、充填在周围土体中,使之压密扩展后形成浆脉,公路工程中的灌浆法是把灌注材料通过钻孔或路基塌陷处的出口进行灌浆,达到强化土层、充填洞隙、加固地基,拦截地下流水的作用。 
  1灌浆技术的加固原理 
  灌浆技术应用于公路工程建设中,能起到良好的加固作用,其原理是有一定依据的。地下层中的土体本身较松散,不够均匀,使用钻孔技术把配置完成的浆液进行加压后灌进土层中,引起灌浆孔向外扩张,形成圆柱状浆体,并挤压周围的土体使之充填到钻孔里,另外,要将紧靠浆体的土体破坏和剪切掉,使之形成塑性变形区,而距离浆体较远的土体区域则发生了弹性变形,能够提高钻孔周围土体的密度。 
  2灌浆施工 
  2.1灌浆工艺流程 
  公路工程中路基的压力灌浆施工必须严格按照其工艺流程来进行,首先按设计图纸定孔放样,然后开动钻机进行成孔钻进,经过检验合格后才能开始灌注浆液,直至达到设计要求终止灌注。具体的工艺流程如下图: 
  灌浆施工的具体工序包括:布设灌浆钻孔→钻机就位→成孔钻进→终孔移机→检验孔深→安装灌浆器→配制浆液→压力灌浆→浆液变换→压力灌浆→止浆并取出灌浆器→封孔。 
  2.2灌浆设计标准 
  2.2.1强度控制和施工控制 
  灌浆完成后,杂填土的承载力标准值必须达到130kPa;淤泥或淤质土的承载力标准值保持在80kPa-100kPa;粉细砂的承载力标准值要大于110kPa;复合地基承载力标准值不能小于130kPa。严格按照施工控制的标准能有效增强灌浆的效果。另外,灌浆时不能仅仅只用理论上计算出的耗浆量来控制,这是因为土层的均一性不平衡、孔隙变化大,导致理论上计算出的耗浆量不确定,因此还必须根据耗浆量的降低率来控制,也就是孔段的耗浆量随着灌浆次序的增加而减少。 
  2.2.2灌浆孔的设计和布孔 
  灌浆孔的位置应该选在漏水量最多的地方,并确保灌浆孔的底部和漏水裂缝孔隙相交。布孔的形式主要有骑缝和斜孔两种,在具体操作时应该根据实际情况和需要加以选择,甚至在必要时可以两者兼用。如果表面缝的缝隙不深,一般不提倡打孔,而是在缝面或漏水集中的地方采用粘贴灌浆嘴的方法,或者也可采用骑缝钻孔;如果表面缝的缝隙较深,并且裂缝的走向非常不规则,难以做到全部“骑缝”,这时可以采用斜孔加以辅助;骑缝灌浆的方法一般用在深度比较大的裂缝中,沿着裂缝表面将混凝土凿成“V”形槽。在一般的情况下,灌浆孔也就是引水孔,打孔的实际方法应该可以根据施工条件的不同来决定,主要采用手工或机械方法。灌浆孔眼的大小则需根据灌浆嘴或灌浆钢管大小确定,一般钻孔孔径要比灌浆嘴或灌浆管大1mm~2mm。 
  2.2.3浆液的选材和配制 
  常用的水泥浆材料包括:水泥、粉煤灰、水、外加剂等。浆体制成后必须标准养护7d,使其抗压强度应到5MPa以上,确保浆体具有良好的可泵性、和易性、保水性。浆体过稠不能均匀布满板底空隙,浆体过稀则干缩性大。流动度是影响可灌性的主要因素,一般流动度越高,可灌性就越好。在配置浆液时,首先应该根据试水前所测定的灌浆孔漏水量、试水时所测定的灌入水量以及灌浆过程中的浆液损失量来决定浆液的用量,通常而言配浆量要大于压入颜色水数量。浆液的凝结时间可以通过改变组成材料的用量来控制,在室内先进行试配能够确定各组成材料用量。如果采用双液灌浆,则可以先将A、B二液试配好待用;若是单液灌浆,也可以事先称量好有关材料,并将部分材料混合,最后在灌浆前加入促进剂,值得注意的是每一次配置的浆液最好不要过多过多,尽量是随配随用。 
  2.2.4封缝和固结灌浆嘴 
  封缝能够避免浆液向外流出,增强灌浆的压力能够确保浆液完全压入裂缝的深部,提高灌浆的质量。封缝时所选用的材料有一定的要求,必须按照裂缝的干湿程度来决定,一般包括快速堵漏材料或PVC胶泥及水泥环氧胶泥。固结灌浆嘴时采取的方法多种多样,可以是橡皮墙塞法、直接打入钢管法或者表面粘贴法。浆嘴最好安置在裂缝最宽的地方,并且保持一定的距离,实际情况应该根据裂缝的大小、走向和漏水情况来决定,在粘贴时可用插入细针的方法来固定位置以保证浆嘴对准裂缝。 
  2.2.5灌浆过程控制 
  灌浆是一项细致严谨的工作,必须进行有组织地分工协作,固定操作人员的岗位职责,特别应该安排专业的熟练人员进行操作,灌浆的具体操作程序主要包括:在灌浆之前对整个灌浆系统进行全面检查,确保灌浆机具能够正常运转、管路畅通;在开始灌浆时,根据不同的裂缝采取不同的方式,对于垂直裂缝一般自下而上灌浆,水平裂缝则由一端向另一端或从两端向中间进行灌浆,在集中漏水的地方,则应该先对漏水量大的孔洞进行灌浆,在有条件的情况下,可以对横裂缝实行多嘴同时灌浆;灌浆过程中也必须牢固联结灌浆系统和灌浆嘴,并打开排水阀门使得待浆液从排水阀门中流出后,立即关闭排水阀门,然后继续加压进行正常灌浆。 
  2.2.6灌浆结束的标准 
  如何确定灌浆是否达到饱和也是灌浆过程的一大关键技术,必须谨慎确定灌浆量才能达到最佳效果。在吸浆量和预先估计的浆液用量已经相差不多,并且吸浆量逐渐减小到0.011/min,压力也比较稳定的情况下,再继续灌注3-5min就可以结束灌浆。 
  2.3灌浆质量的控制与检验 
  在公路灌浆施工中主要两个工序,即钻灌浆孔和灌浆,在施工中必须严格按照程序要求实施工程质量控制和检验。必须认真检查钻孔孔位的偏差度、孔径大小和灌段的长度,按照规定及时对灌浆材料抽样送检,坚持在各个处治路段实行浆液试件样,在现场初步检测浆液的结石率后,再运送样品测试其结石率和抗压强度;根据灌浆过程中注浆压力、灌浆量、浆液配合比等技术数据综合反映出的填方路段的孔隙情况,再选择确认本段灌浆的最佳配合比,在处治范围内合理关注;谨慎检验灌浆填充效果,采用复灌法,由监理工程师随机选取复灌孔,并检查孔的比例,若复灌浆量小于临近孔平均灌浆量的30%,则是在合格标准内。 
  3灌浆施工技术要点 
  3.1钻孔方式 
  钻孔开始前,将成孔的钻头对准孔位,利用冲击力钻进。如果是在杂填土中钻进,孔壁不稳时可以下入导管护壁;钻孔进行到一定深度后,到达淤泥或淤泥质土和粉、细砂时,可以下入导管护壁,再利用捞砂筒的取砂成孔方法钻到粘性土层。 
  3.2安放灌浆管 
  灌浆管的安放必须谨慎准确,可以在孔口封堵灌浆管的下端设置一定长度、且下部封口的花管孔径,孔隙率大约在15%左右;为了避免流砂涌进花管阻碍灌浆的正常进行,可以在花管外壁包扎一层软橡皮,促进灌浆顺利灌入。在成孔达到预定深度后,再把灌浆管下放到位,并在孔中水稳层的底部放入水泥袋,使得灌浆管被完整包裹并接触孔壁,最后分层投人粘土确保夯实到孔口。 
  3.3灌浆方法 
  一般都是选择自上而下的孔口封闭分段纯压式灌浆方法,也就是说先从上面开始,钻完一段立即灌注一段,直到到达预定孔的深度为止。分段灌浆时,每一段的长度都有相关的要求,应该考虑到杂填土和淤泥或淤泥质土、粉、细沙等的厚度;灌浆压力的控制也是严格按照规定进行,在灌浆开始时实行低压或自流式灌浆,如果实在杂填土层中,土质吸浆量较大时应该及时更换施压方式,采取间歇灌浆或用砂浆灌注,最后灌人的压力必须符合设计值。 
  结语 
  灌浆技术作为一种新型的加固技术,在软土地基处理、公路桥头跳车、路面加固等方面得到广泛应用。随着现代科学技术的迅猛发展,国际竞争也日益激烈化,公路施工正朝着智能化、自动化、电气化、生态化的方向发展,对施工技术和质量水平提出了更高的要求。施工单位在实际的施工过程中应该本着务实创新的精神,深入结合实际,在施工中发现问题、并及时分析和提出解决的对策,促进灌浆施工技术的改进创新,提高公路工程的施工技术和质量水平,从而促进公路的健康良性发展。

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