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压力灌浆技术在公路路基加固处理中的应用
时间:2015-05-15 17:20 浏览量:次
路基是道路结构的重要组成部分,路基沉降是常见的路基病害之一,其影响到路基的稳定性,给道路行车带来安全隐患,降低行车的舒适性。处理好路基沉降病害对保证公路建设质量尤为重要,在路基加固处理中,关键是处理后的能使路基稳定,不再发生沉降现象。本文结合工程实际,对压力灌浆技术在公路路基加固处理中的应用谈一些看法。 
  一、压力灌浆加固路基的原理 
  压力灌浆是通过钻孔,并利用注浆设备均匀的将浆液注入路基土体中,以填充渗透和挤密的方式,排除颗粒间裂缝中的水分和空气,并占据其空间,使路基土体孔隙比减少,强度提高。经过一段时间后,浆液凝固,把原来路基松散的土颗粒或裂隙结为一个整体,形成一种新的结构体,成为防水防渗性高,土壤稳定性能好的一道屏障,从而达到加固路基,填充空洞,治理病害的目的。由于地层中的不均匀,一方面通过钻孔,以一定水灰比的浆液高压快速强行记入弱透水土层在注浆点集中的形成近似球形的浆泡,挤压临近的土体,使土体被挤压密实,固结形成强度,承载力得到大大提高。另一方面,在透水性好的土层,随着压浆的进行,浆液通过裂缝和渗透,填充到个砂砾石间的空隙中,在层间形成方向各异的片状、带条状、块状的浆液体,浆液经一段时间的养生,凝结硬化后,松散的砂砾石胶结成一个整体良好,强度高,防水性能强的“结石体”。同时在钻孔内形成桩柱体,与周围的土体相互作用均匀受力,形成了复合地基,提高了承载力。 
  二、在公路路基加固处理中的应用 
  某高速公路路段为微膨胀缩性土壤,由于机车反复碾压,导致该段路基整体出现下沉,最大沉降量达50mm。为保证后期公路运营使用过程中路基不发生不均匀沉降,以及防止雨水对高填路基的渗透侵害,保证路基的整体稳定,项目部按照要求对这段路基用压浆固结法进行加固处理。 
  1、主要施工技术参数: 
  (1)依据有关规范本工程共布置注浆孔180根,孔距为1.0m、排距1.0m,钻孔直径Φ76mm。 
  (2)压浆水泥材料采用P.042.5Mpa的普通硅酸盐水泥。 
  (3)注浆压力根据现场地质情况控制在2.0-4.0Mpa之间,水泥浆液的水灰比,控制在1.0左右。注意在压浆过程中的变浆技术应用。 
  (4)压浆竖管材料采用φ25mm,壁厚3.25的标准黑铁管。 
  (5)压浆器的出浆孔,孔径不得小于6mm。出浆孔的总面积必须大于压浆竖管内的截面积。压浆器且须具有可靠的密封性及单向阀的功能,并设有阻尼环,旨在起到保护出浆孔胶皮套的有效作用。 
  2、钻孔施工技术要点 
  (1)布孔:根据设计平面布置图确定孔位和孔口高程。 
  (2)安装钻机:平整场地,安装钻机,调平机架、机体。 
  (3)开孔:轻压、慢转,保证钻孔垂直度。 
  (4)钻进:①原则上岩芯采取率:粘性土大于90%,碎石类土大于50%,岩溶、构造破碎带大于50%,完整基岩大于80%,孔底残留岩芯不超过20厘米。②钻孔要严格控制回次进尺,准确分层,详细记录,岩芯描述要按不同地层的要求详细描述。③如遇溶洞要详细描述溶洞的顶、底板厚度及标高,溶洞内的填充情况及颜色和状态。④及时量记初见水位和作业班次的稳定水位以及地下水位的异常变化,本工程可能无水位。⑤注浆孔取出的岩芯要摆放整齐,在监理验收前要妥善保管并做好原始记录,终孔必须报检。 
  3、压浆施工技术要点 
  (1)设搅拌站:在施工段就近选取占地少、地势高、平坦、环境影响小、运输方便的位置设置搅拌站。尽量减少耗费、压力损失。 
  (2)备料:按设计要求备料,并做好小样配比试验。 
  (3)压浆前准备:①根据注浆厚度及实践效果情况,确定是否采用分段注浆。②根据设计图及注浆孔地层情况,做好浆液配比用料。检查搅拌机、注浆泵等设备运转情况,封孔情况,检查管路、接头的连接、密封质量,搅拌浆液不少于3分钟。 
  (4)压浆管路安装:①为确定压浆竖管的长度,在下管之前,必须先测定成孔深度,以此由工程技术人员,确定单桩下管总长,通知制管班配备。②压浆竖管采用φ25mm,壁厚采用3.25mm的标准黑钢管,并具有进场管材出厂合格证明文件(也可采用同径的PE管作压浆管)。③压浆竖管两端采取丝扣连接,丝扣部位缠绕止水生胶带,并拧紧外接头(PE管与地面输浆管的连接需用10#铁丝绑扎牢固)。④压浆器底部呈密封的锥形;径向每排注浆孔两端有阻尼环,对出浆孔密封处用胶皮和自粘防水胶带扎好;出浆孔的孔径不小于Φ6mm。出浆孔的总截面积不小于压浆竖管的截面积。切实使压浆器具有效可靠的密封性及单向阀的功能。阻尼环的外径必须大于出浆孔胶皮套的外径。⑤压浆竖管宜高于自然地坪0.20M为宜。且管顶头部必须用丝堵拧紧,以防杂物充填管内。确保压浆时管路畅通。⑥当下压浆管遇阻时,不得强力墩冲、击下放。应查明原因,予以解决后,缓慢下放。如属坍孔、掉块造成的,责令当班机台无条件扫孔。⑦设专人,现场跟踪检验记录压浆管路安装的质量情况。 
  (5)注水试验:进行注水试验,确定地层吸水量。 
  (6)封孔:①根据钻孔深度和地层情况,确定为全孔段注浆还是分段注浆,如果分段注浆,应确定第一道或第二道注浆管封孔位置及二根注浆管长度。②用水泥袋用铁丝牢牢绑在注浆管(或用橡胶塞)指定封孔位置,随注浆管下入孔内。可二根一起下,也可单根下。③分段倒入一定量的碎石砼或砂浆,进行捣鼓,封孔完成24小时后再实施压浆工作。 
  (7)压浆:①压浆前应压水冲洗钻孔,将残留的岩粉及循环泥浆冲洗干净以免影响注浆果。②压浆前,应向现场监理工程师或项目技术组,报批核对压浆孔号、时间。③水泥浆液的配制和压浆要求采用P.042.5mpa普通硅酸盐水泥。要求水泥新鲜而不结块。对拌制水泥浆液的用水,宜用饮用水。每罐水泥浆液的搅拌时间不得低于3分钟。对搅拌好的水泥浆液用不大于3×3mm的双层滤网进行过滤后方可入泵注入桩内。④注浆水灰比:按1.0配制,配制水泥浆液的过程,应由现场技术人员控制。⑤压浆应遵循浆液浓度由稀后浓,注浆压力由低到高,凝胶时间由长到短的原则。防止由于浆液粘度大,注浆压力小,凝胶时间短使浆液扩散距离短而影响注浆质量。⑥压浆必须连续进行,中途停待时间不得超过水泥的初凝时间。⑦当每孔管压浆完毕后,应立即上紧丝堵,防止管内压力释放,使浆液从孔内放出。⑧在注浆过程中,应设专业技术人员在现场同步监管水泥浆液的配比及搅拌水泥浆液的质量控制和同步填写好单桩的注浆量及注浆的终止压力记录。并请监理工程师进行全过程旁站质量监控。⑨遇浆液漏失严重、压力不升高、注浆速率不减或注浆压力突然降低、速率突然升高等需间歇反复压浆。 
  (8)终止压浆:当符合下列条件之一者,可终止压浆:①注浆压力达到设计注浆终压,即2.0-4.0Mpa。②注浆压力未达到2.0-4.0Mpa,但平均每米注浆量值已经达到设计最大值2倍。③当出现孔周冒浆,且达到设计注浆量的60%以上时。 
  (9)压浆结束:将压浆孔填实封闭截割孔口压浆管,留下标记备查。清理场地,去除污染。 
  4、压浆质量控制措施 
  严格控制材料质量和配合比,水泥必须按要求购买符合强度要求的水泥,在施工前应做水泥的有关试验,包括安定性、细度、抗压、抗折强度、初凝、终凝时间。粉煤灰应为新近生产的粉煤灰,对化学成分进行分析。水应用干净、元污泥、可饮用水。外加剂不能使用过期、失效、不合要求的添加剂。在厂家销售店购置具有产品指标和合格证的产品。浆体应具有良好的流动性,以便在压力不大的情况下浆体能获得较大的扩散半径,但对于空隙较大及土体疏散或脱空区大的地方,必须具有流动性较小和触变性大的浆体,以免扩散到不必要的地方或产生路基边坡跑浆现象。因此在必要时可在浆体中加入适量细砂或粘土形成既经济又能保证工程质量的浆体,提高浆体中的固体含量,减少用水量。 

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