■張 瀚 ■四川省巴中市交通運輸局公路局,四川 巴中 636000
在道路建設(shè)中,路基兼顧處理一直是個難題。對于地方公路來說,周邊環(huán)境相對較差,通過車輛載重高于城市,如果路基處理不當,不僅會造成路面的裂縫或是部分塌陷,嚴重的時候還會導致整個路面的大范圍坍塌,造成嚴重的安全事故。灌漿法的出現(xiàn),對地方公路路基加固處理有著極大的作用。而且伴隨著技術(shù)的進步,無論是灌漿技術(shù)手段還是化學漿材的品種和性能,都有了質(zhì)的飛躍。目前,在現(xiàn)代化大工業(yè)迅猛發(fā)展背景下,化學灌漿的開發(fā)和利用技術(shù)水平日益提高,成本不斷降低,在加固處理軟路基方面的應(yīng)用會越來越廣泛。
在地方公路灌漿法施工中中,施工路段必須滿足基本技術(shù)要求,條件不能過差,如果路基無法滿足上部荷載的要求,通車后,就會產(chǎn)生較大的沉降,引發(fā)安全事故。在地方公路建設(shè)中,必須要充分考慮灌漿法的可行性,例如在雜填土結(jié)構(gòu)疏松路段,普通施工條件下,路基無法滿足上部載荷要求,為保障該路段的穩(wěn)定性,提高地基土強度和變形模量,可以對該路段實行灌漿加固處理。適宜該方法的地質(zhì)條件多是雜質(zhì)土孔隙大、可灌性好,施工后才會在力學強度、抗變形能力和均一性方面有所提高。
在地方公路灌漿施工前,必須要制定詳細的施工計劃。因為如果施工計劃不符合實際要求,不夠詳盡或是設(shè)計偏離施工實際要求,就會造成灌漿失敗和問題的加劇。在施工設(shè)計中,一個是要注重施工流程,按照施工工藝逐步開展工作,不可擅自行動,造成灌漿工作受阻。其次,要注重標準的控制,流入灌漿后的強度控制、施工標準控制、漿材配比等,必須嚴格按照規(guī)劃內(nèi)容執(zhí)行,因為如果配比失衡,不僅影響了灌漿的成效,投入使用后,也會存在安全隱患。
在地方公路灌漿作業(yè)中,過程控制是十分重要的。施工前,要將準備工作做好,機械設(shè)備、灌漿材料按時到場,工作人員的協(xié)調(diào)調(diào)度工作提前做好,而且為確保灌漿的成效,必要的還要進行開工前的灌漿試驗作業(yè),在部分區(qū)域進行局部試驗,以及時調(diào)整方案中的漏洞。但是,在這一環(huán)節(jié),也極易發(fā)生問題。例如,在開工前,機械設(shè)備或材料沒有準備好,開工后再臨時補料,有可能造成漿料的性能降低。再者,施工過程中灌漿試驗被疏忽,灌漿過程中發(fā)現(xiàn)灌漿壓力、漿液擴散半徑等不符合技術(shù)要求,灌漿作業(yè)不僅會停止,也會造成成本的增加。
在灌漿作業(yè)中,特別是地區(qū)公路施工中不可避免會出現(xiàn)意外狀況,這就需要對特殊情況下的問題進行技術(shù)處理。例如灌漿過程中發(fā)現(xiàn)漿液冒出地表,也就是常見的冒漿問題。如果聽之任之,不進行處理,冒漿問題將會嚴重,縫隙不僅不能夠通過灌漿縮小,起到加固的成效,而且會因為連續(xù)冒漿使已加固部分受損。與此同時,在施工過程如果遇到一些非常規(guī)問題,不僅要在灌漿方法上進行選擇和調(diào)整,而且也要在工藝上進行改進。如果處理不當,可能因小失大,影響灌漿的成效。
在地方公路加固路段,首先要對現(xiàn)場狀況進行勘查??辈閮?nèi)容包括填土的結(jié)構(gòu)、厚度等,然后根據(jù)實際情況,在考慮所能承受的壓力基礎(chǔ)上,提出灌漿加固具體的處理方案。針對勘查地段條件,進行材料漿液的初步判斷,以確保鉆孔灌入后,使土體不僅能夠進一步密實,而且不對原有結(jié)構(gòu)進行破壞。其次,對地區(qū)公路施工段狀況了解清楚后,組織專人進行施工規(guī)劃的制定。施工規(guī)劃包括施工周期、施工工藝、施工流程和施工方法等,具體內(nèi)容要盡量詳盡。
在施工規(guī)劃制定后,按照規(guī)劃的內(nèi)容和流程,開展準備工作。準備工作包括了材料、設(shè)備和人員的準備,在規(guī)劃中,依據(jù)每一階段灌漿后的標準,進行具體的設(shè)定。如地方公路建設(shè)中,制定強度控制標準,灌漿后,雜填土承載力標準值(fk)要求達到130kPa,淤泥或淤質(zhì)土fk值80kPa~100kPa,粉細砂fk值大于110kPa;復(fù)合地基承載力標準值不小于130kPa。這樣才能更利于工作的開展。同時,針對施工過程中的設(shè)備和材料需求,提前做好準備。特別是在材料配比問題上,應(yīng)該跟進技術(shù)人員進行試驗。漿材采用兩種配方的純水泥漿,在第一灌漿段水灰比為0.5,在第二灌漿段為0.75。若雜填土中局部孔隙較大,導致灌漿量過大時,采用水∶水泥∶細砂=0.75∶1∶1的水泥砂漿灌注。
而且針對灌漿段的灌漿次序和具體的施工設(shè)計,要符合科學性要求,例如灌漿段可以選擇第一段為雜填土范圍,第二段為淤泥或是淤泥質(zhì)土和粉、細砂范圍等,切不可盲目開工。其次,要特別注重漿料的選擇和漿液的配比,各項參數(shù)要嚴格限制,水灰比要合理,配比要符合技術(shù)標準要求。此外,例如鉆孔孔徑、深度等涉及指標參數(shù)的內(nèi)容,要做好準確把握。這樣才能夠隨著灌漿的進行,土體裂縫的發(fā)展和漿液的滲透,在地層中各個方向形成狀態(tài)不易的漿體,并隨著其凝結(jié)硬化,造成結(jié)石體與土體之間緊密而粗糙的接觸,沿灌漿管形成不規(guī)則的、直徑粗細相間的樁柱體,確保灌漿成效。灌漿過程中確定好注漿量。
在常規(guī)理論下,每孔(段)漿液注入量根據(jù)公式Q=AπR2HKβ來計算。其再如,要注意注漿孔的布局。注漿孔孔距的大小與注漿壓力、漿液擴散半徑(R)確定后,注漿孔距(L)取值范圍也就確定了,其取值范圍在R≤L≤2R之間。在注漿孔距取值范圍內(nèi),選擇合理孔距對保證工程質(zhì)量、降低造價重要,在施工中應(yīng)注意以下幾點:①孔距應(yīng)根據(jù)土層性質(zhì)和構(gòu)造物來確定。當軟弱地基中砂層較厚或?qū)永磔^發(fā)育時,取L(1.5-2)之間;R當軟弱土層中砂層較少或?qū)永聿话l(fā)育時,L取(1-1.5)R之間。
在灌漿作業(yè)中,技術(shù)水平是影響軟路基加固最終成效的關(guān)鍵。要確保施工工藝的科學化,在考慮到現(xiàn)場施工條件、工程地質(zhì)條件和灌漿方法等因素后,按照從里到外的方法進行。目前,我們主要是按照設(shè)計灌漿孔、布孔、安防灌漿管并封縫、壓水壓氣檢查、攪漿、灌漿、待凝、封孔這樣地流程。在施工過程中要把握5個方面要點。其一,成孔鉆頭對準空位后,采用沖擊成孔方法施工,降低二次回填的危害。其二,灌漿管分層夯實至孔口,一般在灌漿管安放及孔口封堵灌漿管下端設(shè)置0.7米至1米左右的花冠,在花冠外壁包裹一層軟橡皮,當成孔到達預(yù)定深度后,將灌漿管下到位,然后在用水泥袋放入孔中水穩(wěn)層底部包裹灌漿管并解除孔壁即是“架橋”,然后投入粘土分層夯實至孔口。其三,逐步攪漿,確保漿液性能。其四,采用自上而下孔口封閉分段純壓式灌漿方法,直到預(yù)定孔深。最后,封孔灌漿結(jié)束后及時封孔,避免雜質(zhì)摻入,維護灌漿體穩(wěn)定性。
針對冒漿問題,應(yīng)采取如下控制性措施:(1)降低灌漿壓力,同時提高漿液濃度,必要時摻砂或水玻璃;(2)限量灌漿,控制單位吸漿量不超過30L/min~40L/min或更小一些;(3)采用間歇灌漿的方法,即發(fā)現(xiàn)冒漿后就停灌,待15min左右再灌。第二個特殊情況是串漿,就是灌漿液從周圍孔口冒出??刹扇∠铝蟹椒ǎ孩偌哟蟮冖翊涡蚩组g的孔距;②在施工組織安排上,適當延長相鄰兩個次序孔施工時間的間隔,使前一次序孔漿液基本凝固或具有一定強度后,再開始后一次序鉆孔,相鄰?fù)淮涡蚩撞灰谕桓叱蹄@孔中灌漿;③串漿孔若為待灌孔,采取同時并聯(lián)灌漿的方法處理,如串漿孔正在鉆孔,則停鉆封閉孔口,待灌漿完后再恢復(fù)鉆孔。特殊方法的應(yīng)用事半功倍。
灌漿法在加固處理軟路基問題中的廣泛應(yīng)用,大大確保了工程的成效,延長了道路的使用壽命,防止因為路基不穩(wěn)固造成的塌陷和危害事故的發(fā)生。與此同時,灌漿技術(shù)手段和技術(shù)標準還需要不斷提升,通過在技術(shù)上的革新,不僅能夠強化施工成果,而且在經(jīng)濟上會更加合理,進一步縮短施工周期,降低對環(huán)境的破壞,未來,將是該領(lǐng)域不斷努力的重點。
[1]灌漿法在加固處理軟路基中的應(yīng)用,土木工程網(wǎng),2011年5月份.
[2]壓密灌漿法加固軟土地基淺議,王全軍,安徽建筑.