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        高壓噴射注漿法在公路軟基施工中的應(yīng)用

        2017-10-17 08:35:18張亮鄭玉林
        卷宗 2017年25期
        關(guān)鍵詞:公路工程

        張亮+鄭玉林

        摘 要:隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升,我國現(xiàn)代化建設(shè)也愈加完善,這都為進(jìn)一步擴(kuò)大公路工程規(guī)模提供了可靠依據(jù)。軟土路基是公路工程施工的主要病害問題,將高壓噴射注漿技術(shù)應(yīng)用于公路軟基加固施工,可有效提升工程整體質(zhì)量。為此,本文主要對公路工程高壓噴射注漿法的特點(diǎn)、施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析與探究。

        關(guān)鍵詞:高壓噴射注漿法;公路工程;軟土路基

        為滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求,我國公路工程發(fā)展越來越快,按照公路建設(shè)要求,交通部提出了關(guān)于工后沉降的工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。軟土因具有較高含水率、低強(qiáng)度及高壓縮性等特點(diǎn),進(jìn)而導(dǎo)致軟土路基沉降量增加及延長沉降持續(xù)時(shí)間。但高等級(jí)公路施工不會(huì)因軟土特點(diǎn)而降低沉降與工后沉降技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),為此,施工企業(yè)必須重視軟基處理設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的選用。如選取的軟基加固方法不當(dāng),在填筑路基時(shí),將因剪切破壞出現(xiàn)地基失穩(wěn)現(xiàn)象,進(jìn)而產(chǎn)生附加沉降或不均勻沉降,由此可見,軟土路基施工方法選擇是否合理、有效已經(jīng)成為高等級(jí)公路建設(shè)面臨的首要問題。將高壓噴射注漿法應(yīng)用于公路軟基施工中,可有效提高路基穩(wěn)定性,確保工程質(zhì)量。

        1 高壓噴射注漿法的特點(diǎn)

        高壓旋噴注漿法始創(chuàng)于日本,它是在化學(xué)注漿法的基礎(chǔ)上,采用高壓水射流切割技術(shù)而發(fā)展起來的。高壓噴射注漿就是利用鉆機(jī)鉆孔,把帶有噴嘴的注漿管插至土層的預(yù)定位置后,以高壓設(shè)備使?jié){液成為20Mpa以上的高壓射流,從噴嘴中噴射出來沖擊破壞土體。部分細(xì)小的土料隨著漿液冒出水面,其余土粒在噴射流的沖擊力,離心力和重力等作用下,與漿液攪拌混合,并按一定的漿土比例有規(guī)律地重新排列。漿液凝固后,便在土中形成一個(gè)固結(jié)體與樁間土一起構(gòu)成復(fù)合地基,從而提高地基承載力,減少地基的變形,達(dá)到地基加固的目的。其特點(diǎn)如下:

        1、旋噴注漿法以高壓噴射流直接破壞并加固土體,固結(jié)體的質(zhì)量明顯提高。它既可用于工程新建之前,也可用于工程修建之中,特別是用于工程落成之后,顯示出不損壞建筑物的上部結(jié)構(gòu)和不影響運(yùn)營使用的長處。

        2、噴射的漿液是以水泥為主,化學(xué)材料為輔。除了在要求速凝超早強(qiáng)時(shí)使用化學(xué)材料以外,一般的地基工程的使用材料廣闊,一般使用價(jià)格低廉的4.25號(hào)普通硅酸鹽水泥。若處于地下水流速快或含有腐蝕性元素、土含水量大或固結(jié)強(qiáng)度要求高的場合下,則可根據(jù)工程需要,在水泥中摻入適量的外加劑,以達(dá)到速凝、高強(qiáng)、抗凍、耐蝕和漿液不沉淀等效果。此外,還可以在水泥中加入一定數(shù)量的粉煤灰,這不但利用了廢材,又降低了注漿材料的成本。

        3、噴漿時(shí),除一小部分漿液由于采用的噴射參數(shù)不適用等原因,沿著管壁冒出地面外,大部分漿液均聚集在噴射流的破壞范圍內(nèi),很少出現(xiàn)在土中流竄到很遠(yuǎn)地方的現(xiàn)象。

        4、高壓噴射注漿全套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、占地少,能在狹窄和低矮的現(xiàn)場施工。工管理簡便,在單管、二重管、三重管噴射過程中,通過對噴射的壓力、吸漿量和冒漿情況的量測,即可間接地了解旋噴的效果和存在的問題,以便及時(shí)調(diào)整旋噴參數(shù)或改變工藝,保重固結(jié)質(zhì)量。在多重噴射時(shí),更可以從屏幕上了解空間形狀和尺寸后再以漿材填充之,施工管理十分有效。

        2 公路軟基施工高壓噴射注漿技術(shù)的應(yīng)用

        1、施工工藝參數(shù)要求

        高壓噴射注漿法可分為單管法、雙管法和三管法,它們的高壓水泥漿或高壓水的壓力都應(yīng)大于20MPa。所采用的水泥宜為強(qiáng)度等級(jí)在32.5級(jí)及以上的普通硅酸鹽水泥,并通過試驗(yàn)來確定外加劑和摻合料的用量。水泥漿液的水灰比可取0.8——1.5,一般用1.0,具體的應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)特點(diǎn)或?qū)嶋H工程要求確定。噴射孔與高壓注漿泵的距離不宜大于50m;應(yīng)詳細(xì)記錄實(shí)際鉆孔的孔位、孔深和地下障礙物、洞穴、涌水等情況。

        當(dāng)噴射注漿管貫入土中,噴嘴達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高便可進(jìn)行注漿操作,各種參數(shù)達(dá)到規(guī)定值后,即可提升噴射管,由下而上噴射注漿。噴射時(shí)低壓水泥漿的灌注壓力通常在1.0MPa——2.0MPa左右,氣流的壓力以空氣壓縮機(jī)的最大壓力為限,一般大約在0.7MPa左右。采用旋轉(zhuǎn)提升噴射方式時(shí),旋轉(zhuǎn)速度可取10r/min——20r/min,一般提升速度為0.05m/min——0.25m/min。

        2、施工機(jī)具

        高壓噴射注漿施工的主要機(jī)具包括:鉆機(jī)、高壓水泵、高壓泥漿泵、泥漿泵、真空泵、單管、二重管、三重管、多重管、泥漿攪拌機(jī)、空壓機(jī)、超聲波傳感器、高壓膠管、液體流量計(jì)和風(fēng)量計(jì)等。并且噴射施工的種類不同,所選用機(jī)具的種類和數(shù)量也不同。

        3、施工程序

        (1)鉆機(jī)就位。將鉆機(jī)垂直地安放在設(shè)計(jì)的孔位上,并且施工時(shí)的傾斜度應(yīng)小于1.5%。

        (2)鉆孔。單管旋噴可用76型旋轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆機(jī),適用于標(biāo)準(zhǔn)貫入小于40的粘性土層和砂土,其鉆進(jìn)深度可達(dá)30m以上。若地層較為堅(jiān)硬,則可用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔??孜慌c設(shè)計(jì)的偏差應(yīng)小于50mm。

        (3)插管。使用70改進(jìn)型或76型振動(dòng)鉆機(jī)鉆孔時(shí),鉆孔完成時(shí)插管作業(yè)同時(shí)完成。若用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔,在完成后應(yīng)將巖芯管拔出,并用旋噴管插入到預(yù)定深度。為防止泥砂堵塞噴嘴,可邊射水邊插管,但要注意水壓不可太高,否則可能造成孔壁坍塌。

        (4)噴射和復(fù)噴。噴管插入預(yù)定深度后,便可進(jìn)行噴射施工,操作過程中應(yīng)由專人檢查和記錄漿液初凝時(shí)間、提升速度、注漿流量、壓力等參數(shù),并繪制作業(yè)過程曲線。為擴(kuò)大加固范圍,可根據(jù)設(shè)計(jì)的樁徑可噴射范圍的要求來進(jìn)行復(fù)噴的方法。噴射時(shí)注意若漿液初凝時(shí)間超過20h,應(yīng)將其廢棄。

        (5)沖洗。噴射施工完畢后,應(yīng)把注漿管及其他機(jī)具洗凈,保證不殘留水泥漿。

        (6)移動(dòng)機(jī)具。移動(dòng)鉆機(jī)設(shè)備到新孔位上。

        3 公路軟基施工中高壓噴射注漿注意事項(xiàng)

        1、冒漿及其處理。在旋噴過程中,可能會(huì)出現(xiàn)一定數(shù)量的土顆粒隨著一部分漿液沿著注漿管管壁冒出地面的現(xiàn)象。若冒漿量超過注漿量的20%,就應(yīng)查明原因并采取有效地應(yīng)對措施。冒漿量過大的主要原因是由于注漿量大大超過旋噴固結(jié)所需的漿量所致,即有效噴射范圍與注漿量不適應(yīng)。此時(shí)可適當(dāng)提高噴射壓力,或者加快提升和旋轉(zhuǎn)速度,或者適當(dāng)縮小噴嘴孔徑。

        2、固結(jié)體頂部收縮凹穴及其處理。在漿液與土粒攪拌混合后的凝固過程中,固結(jié)體由于析水收縮作用而在頂部出現(xiàn)一個(gè)凹穴,此時(shí)可開挖出固結(jié)體頂部,對凹穴灌注混凝土直至填滿凹穴。

        3、施工過程中噴嘴或管路被堵塞導(dǎo)致壓力突然大幅上升。為防治此類問題,應(yīng)認(rèn)真檢查風(fēng)、水、漿的通道,插管前可用薄塑料包扎好風(fēng)、水噴嘴;平時(shí)加強(qiáng)注漿泵的維護(hù)保養(yǎng),減少注漿過程中發(fā)生故障的幾率;噴射結(jié)束后按要求做好各系統(tǒng)的清理工作。

        4 結(jié)束語

        綜上所述,公路工程作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐,其行業(yè)的發(fā)展對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有極大的影響力。隨著軟土高壓噴射注漿施工技術(shù)水平的不斷提升,公路工程施工質(zhì)量的優(yōu)劣將直接影響到工程事業(yè)的整體水平。因此,施工企業(yè)必須高度重視高壓噴射注漿施工技術(shù)及質(zhì)量,對施工過程中每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān),只有這樣才能避免工程安全隱患的產(chǎn)生,才能進(jìn)一步提升整個(gè)工程施工的質(zhì)量。

        參考文獻(xiàn)

        [1]牛倩倩,馬雁鋒.公路工程軟基處理中高壓噴射注漿法的應(yīng)用與質(zhì)量控制[J].技術(shù)與市場,2015年11期

        [2]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年17期

        [3]吉東輝,馬略,徐新龍.注漿法在公路工程施工中的應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào),2010年09期

        [4]李永華.高壓噴射注漿法在公路工程軟土路基施工中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場,2017年03期

        [5]黃兆恩.高壓噴射注漿法在路基處理工程的應(yīng)用[J].城市道橋與防洪,2012年04期endprint

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