王娜 安亞芳
摘 要:公路規(guī)模范圍的擴大,對公路質量和數(shù)量提出了新的要求,路基作為公路中的關鍵性部分,直接決定著建設的最終效果。壓力灌漿技術在施工中得到了廣泛應用,不僅施工效率高,而且成本比較低,能夠實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益?;诖耍疚膶毫酀{技術的具體情況進行了細致分析,希望能夠提供參考性意見。
關鍵詞:壓力灌漿技術;公路;路基;施工
在公路運行的過程中,非常容易出現(xiàn)路基沉降的現(xiàn)象,車輛的通行受到嚴重影響,同時引發(fā)一系列的交通安全問題,公路工程的價值也大大降低。對于這種問題,可以采用壓力灌漿技術,結合地區(qū)的實際情況,對路基的狀況進行全面化的了解,分析施工步驟和特點,最大化的發(fā)揮出技術的優(yōu)勢。同時,應盡可能降低施工成本,實現(xiàn)資源配置的最優(yōu)化效果,有效控制路基沉降病害,保障公路工程的質量,使公路工程能夠真正保障人們的日常出行。
1 壓力灌漿技術
1)壓力灌漿技術的原理。壓力灌漿的原理是在路基的合適位置進行鉆孔,將制備好的漿液灌注到孔內,漿液發(fā)生一定的物化作用,最終形成復雜的應力,并且向水平和豎向位置進行擴散。在這個過程中,土壤的密度會降低,變得更加緊密,強度得到有效提升,路基的堅固性和穩(wěn)定性明顯增強,承擔來自路面的荷載,實現(xiàn)加固的目的。
壓力灌漿施工適用于小范圍的土體加固,不易受到外在環(huán)境的影響,加固的效果在短期內非常明顯,并且能夠降低施工成本,易于操作和實施。土體的密實度、漿液材料的性能在很大程度上決定著加固的范圍,在粗顆粒的巖土層內適應性最強,效果非常好。灌漿的擴散過程與漿液和固體的顆粒大小有關,并且受到壓力的影響,這些數(shù)值需要結合工程實際情況進行確定,盡量延伸漿脈,實現(xiàn)大面積的加固效果,保障巖土層土體的密實性。
2)灌漿形式。(1)開放式灌漿。將漿液直接灌入到樁端部分中預留的灌漿結構內,然后在樁體一側的巖土內注入漿液,就是開放式灌漿施工。這種灌漿技術的操作步驟比較簡單,在巖土層均勻的地質中比較適用,但是在土層薄弱地區(qū),很容易出現(xiàn)漏漿問題,效果難以得到保證,需要予以控制。(2)封閉式灌漿。封閉式灌漿需要將壓力注漿室與鋼筋籠直接下放到孔底,然后適用壓力灌漿裝置,將漿液直接注入到注漿室內。這種灌漿技術容易受到灌漿容器的影響,灌漿形式、灌漿位置、灌漿量難以控制,并且易出現(xiàn)變動。另外,這種技術施工步驟較多,操作復雜程度較高,會耗費較多的成本。
2 工程概況
某公路工程,設計總里程為240km,路基寬度設計為27m,路基部分主要由整體式路基與分離式路基組成。公路會穿過江水,對于臨江路段,以水位為參照設計路基,由于河道較窄、河流速度快、周圍其他構造物的影響,設計困難較大。填筑材料的選擇,主要以隧道中的棄渣和砂礫石為主,其他根據(jù)后期施工而定,為防止出現(xiàn)路基沉降現(xiàn)象,決定使用壓力灌漿技術進行施工。
3 公路路基施工中壓力灌漿技術的應用
1)原材料及施工機具設備。(1)水泥。水泥一般選用強度較高的普通硅酸鹽水泥,避免出現(xiàn)受潮變質現(xiàn)象,如果存在此情況應及時更換和處理,嚴禁使用過期或者質量不達標的水泥。(2)水。配置漿液必須用到水,主要是水溫的控制,一般在40℃左右為宜,可以根據(jù)實際情況適當升高或者降低。(3)鉆機。根據(jù)工程量的大小以及施工現(xiàn)場的地質條件合理選擇,檢查鉆桿和鉆頭,可以批量檢查或者抽樣檢查,保證鉆機的使用性能。(4)灌漿泵。灌漿泵的選擇應以漿液濃度為基礎進行選擇,壓力的控制是最主要的工序,正常情況下,泵機的工作壓力為1.5倍最大壓力,為了及時掌握和靈活調整,可以增設壓力表,保障后期灌漿的精確性。
2)設計灌漿材料配合比例。灌漿材料的比例必須經(jīng)過科學配置,根據(jù)工程案例以及實踐經(jīng)驗,結合卵石層的滲透率,水灰比一般在0.8:1-1:1之間,如何設備條件允許,可以適當進行優(yōu)化,增強材料的膠結能力。如果使用的是水泥漿,混合材料的比例應控制在20%-30%之間,也可以用水泥粉煤灰進行替代。在制作漿液的過程中,為了提升其流動性,使其性能變得更加穩(wěn)定,可以加入適量的膨潤土外加劑。制備好之后應及時運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場,避免漿液出現(xiàn)變質和結塊現(xiàn)象。
3)界定灌漿邊界范圍和擴散半徑。灌漿邊界范圍的界定,具體如下:處理公路長度中軸線方向,明確其寬度,以路基底部寬度為參照,將其作為橫向處理看度,對平面灌漿的寬度和縱向灌漿的深度進行確定,如果是軟土地基,承載力必須達到200KPa。在實際控制時,以陷量標準為基礎,大于30cm為最佳,保證各項指標的準確性。后期漿液入孔后會持續(xù)擴散,必須確定出擴散半徑。對于復雜路基,施工人員應結合現(xiàn)場環(huán)境,在經(jīng)過數(shù)次灌漿試驗后,計算出漿液的擴散半徑。如果地基是柱體狀擴散,必須結合地質條件,將土層的滲透系數(shù)作為一項重要數(shù)據(jù),保證計算結果的準確性。
4)布置灌漿孔。單孔布設、多排孔布設施工中比較常見。在實際布置的時候,必須讓相鄰的兩孔重疊,實現(xiàn)預期的加固效果。根據(jù)以往經(jīng)驗顯示,按照梅花形布置比較理想,以現(xiàn)有裂縫為基礎,超出大約2m的距離,布置相應大小的鉆孔,同時應根據(jù)地基的沉降情況靈活調整。本工程鉆孔數(shù)量為200個,孔徑大小為80mm,深度在6m左右,其中包含著前期勘查地質的鉆孔。
5)灌漿管埋設方式。結合不同的灌漿技術,埋設灌漿管,分為樁身灌漿管以及鉆孔埋管灌漿兩種方式。預埋樁身灌漿管時,在樁體的結構上鉆多個小孔,在結構內埋設注漿管,將鋼筋籠進行下放,直接注入漿液。在樁體外側埋設注漿管,能夠使結構的整體性能得到提升,承載力更強,抗壓強度更大。實際操作的時候,在樁體的一側位置鉆出相應數(shù)量的孔洞,預埋之后進行檢查,然后開始灌漿。
6)科學確定灌漿量。灌漿量需要經(jīng)過精確計算,灌注施工半徑范圍出現(xiàn)的空習空隙體積之和就是壓力灌漿量,這種方式比較簡便精確。但是在實際施工的時候,往往出現(xiàn)空隙無法完全填滿的情況,并且Ⅰ序孔、Ⅱ序孔灌注量計算不同,以理論計算值作為標準,Ⅰ序孔會低于實際的灌漿量,進而導致Ⅱ序孔的灌注量高于理論值。在這種情況下,必須詳細考量土壤結構、漿液配置、材料控制等因素,將各項數(shù)值進行準確分析,以嚴謹?shù)膽B(tài)度進行計算,并且多次審核與復查,保證灌漿量的準確,減少誤差出現(xiàn)的概率。
7)水泥漿灌注。實際灌漿過程中,一般采用高壓灌漿泵裝置,順序為先外部后內部,保持一定的間隔,保障施工的科學性。灌漿初期將填充和滲透作為主要內容,將灌漿壓力控制在1MPa左右,結束之后可以進行后期灌漿。之后的灌漿順序不變,形式主要為擠密和壓密,適當增大灌漿壓力,可以保持在1.5MPa左,使前期灌入的漿液能夠在外力作用下逐漸凝固和穩(wěn)定。在持續(xù)高壓作用下,漿液會滲透在土體縫隙中,孔隙逐漸被填滿,堅固性開始增強,實現(xiàn)了加固的目的。
4 結束語
綜上所述,公路施工遇到的問題較多,路基是公路中的重要組成部分,在環(huán)境的影響下,會出現(xiàn)各種各樣難以控制的現(xiàn)象,尤其沉降病害的存在,嚴重影響了車輛的通行,因此,對施工技術和施工人員提出了較高的挑戰(zhàn)。壓力灌漿技術的優(yōu)勢不言而喻,必須對復雜的施工環(huán)節(jié)進行細化,結合制定的方案,與施工標準相互對照,在因地制宜的基礎上,增強施工技術的針對性與合理性。另外,必須發(fā)揮出人力、物力、財力的最大作用,實現(xiàn)優(yōu)化組合,使公路施工質量得到全方位的保障,滿足人們的出行需求。
參考文獻
[1]龔青青,許建蘭.公路路基施工中壓力灌漿技術的應用[J].交通世界,2018(36):64-65.
[2]李紅艷,陳冬梅.淺析壓力灌漿技術在公路路基病害處治中的應用[J].技術與市場,2018,25(8):144-145.
[3]張希來.壓力灌漿技術在公路工程路基沉陷施工中的運用[J].交通世界,2016(36):24-25.