牛瑞
山西交通控股集團有限公司運城南高速公路分公司 山西運城 044000
在我國高速公路工程施工過程中,常常會遇到路基沉降問題,在極大程度上會影響高速公路的整體施工質(zhì)量與使用安全性,所以施工單位一定要對高速公路工程路基沉降問題給予高度重視,為提高高速公路的施工質(zhì)量與使用安全,一定采取有效的預防對策與解決措施。在進行高速公路工程施工過程中,假如需要進行路基開挖作業(yè),在這種情況下,施工單位應選用合理、科學的施工工藝,同時需要有效優(yōu)化與完善施工工藝,這樣才能夠有效提高高速公路工程的建設質(zhì)量。由于高速公路工程的施工工期一般比較長,在整個施工過程中極易遇到比較惡劣的施工環(huán)境,在這種情況下,宜選用注漿施工技術?;诖耍疚木透咚俟分新坊料葑{施工技術要點展開了探討[1]。
某一高速公路工程,總長度為31km,道路寬約24m。該工程路線跨越多個曲折蜿蜒的河流,大部分河道的自然坡降都是比較大的,沒有通航要求。另外,該高速公路與多條公路進行相交,交通非常便利。其中,該高速公路工程現(xiàn)場情況,如圖1所示。
圖1 高速公路工程現(xiàn)場情況
路基開挖施工方案的具體內(nèi)容,包括:施工前期準備;對道路路線中線樁進行放線與復測;對道路邊坡樁進行側(cè)放;開挖坡頂;對截水溝進行砌筑;對風化層、表土進行清除;對土質(zhì)棄方進行機械開挖,對石質(zhì)路塹進行爆破開挖;將土質(zhì)棄方或者石質(zhì)棄方用于路基填筑填料或者外運到規(guī)定地點;防護工程逐級防護;開挖排水溝與邊溝;整修與碾壓路槽;檢測路基指標;交工驗收。
第一,開挖深度大于6m的路段,當部分路段的開挖深度大于6m時,應選用分層分段開挖法,對每一層的開挖深度進行嚴格控制,將其控制為等于挖掘機臂長。第二,開挖深度小于或者等于6m的路段,應橫向全寬掘進法,在開挖路基過程中,對單層掘進的高度進行嚴格控制,促使其等于路塹的設計深度,對開挖施工進行逐漸推進。第三,如果部分路段橫坡比較陡峭,在對其進行開挖施工過程中,應先對邊坡高的位置進行開挖,然后開挖另一側(cè)的路基。其中,路基開挖順序如圖2所示。
圖2 路基開挖順序
本高速公路在施工過程中出現(xiàn)了道路裂縫、沉降問題,通過深入調(diào)查與分析后可知,道路裂縫、沉降問題的產(chǎn)生原因主要包括:
第一,在進行施工過程中,不同性質(zhì)的填方工程與挖方工程引發(fā)不同的后期沉降現(xiàn)象,最終導致道路出現(xiàn)沉降問題。通過對施工現(xiàn)場進行深入調(diào)查后,不難發(fā)現(xiàn),本道路的右側(cè)主要為近似飽和軟土的填方路基土,在道路的左側(cè)主要為干燥的挖方路基,以上兩側(cè)的路基土性質(zhì)之間存在比較大的差異。當?shù)缆烦霈F(xiàn)沉降問題時,會降低道路的承載能力,相應地,基層與地面之間會出現(xiàn)裂縫問題,進而會破壞道路路面[2]。
第二,路基填筑土層的施工質(zhì)量較差。通過查閱相關參考資料可知,在本高速公路工程中需要對較大厚度的土層進行填筑,不過并未有效改善路基的自重固結(jié)效果,當路基在受到荷載作用時,極易出現(xiàn)工后沉降現(xiàn)象。另外,通過進行室內(nèi)試驗后可知,填筑土空隙較大也是工后沉降的一個原因。
第三,因受到地下水的影響,降低了局部地基的承載力。根據(jù)相關資料可知,部分路段的土質(zhì)主要成分包括灰黑色粉土、炭質(zhì)灰?guī)r,土層厚度約為5-6m。一旦土層局部遭受到地下水的侵蝕,便會降低土體的承載力,發(fā)生道路不均勻沉降問題,降低路基的穩(wěn)定性。
第四,沒有做好維護工作,導致雨水滲入路基之中,在路面出現(xiàn)沉降問題以后,路面會隨之出現(xiàn)裂縫問題,因為沒有及時做好路基路面的維護工作,導致雨水逐漸滲入道路路基路面內(nèi),進而會進一步加劇路面的破損狀況[3]。
(1)注漿孔。在本工程山區(qū)路段中,主要選用干鉆成孔這種注漿成孔方式。在進行鉆進施工過程中,只要遇到比較復雜的地層結(jié)構(gòu),則會影響鉆進施工的有序進行,在這種情況下,需要制定相應有效的處理措施,例如,如果地質(zhì)條件比較干燥,應在地層上鋪灑適量的水,然后在繼續(xù)進行鉆進,假如地層土中含有比較大的水分,需要對對土層進行適當?shù)牧罆?,以降低土層的含水量,將其控制在?guī)定范圍之內(nèi),然后再繼續(xù)鉆進施工。成孔以后,為避免孔內(nèi)灌入雨水,降低孔壁的穩(wěn)定性,需要對注漿孔進行有效保護[4]。
(2)冒漿的處理。冒漿,就是指在進行注漿施工過程中,漿液會從土體的縫隙中冒出來。一旦出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象,一定要采取有效的處理對策。例如,針對冒漿位置處的孔隙,可以選用碎棉絮、麻絮、速凝水泥等對其進行堵封處理;如果堵封后的效果比較差,在這種情況下,宜選用改變水灰比方法、降壓法、孔隙灌濃水泥漿方法等。
(3)串漿。所謂串漿,就是指在進行注漿施工過程中,注漿孔中不斷有水泥流出的現(xiàn)象。當?shù)貙又谐霈F(xiàn)比較多的孔隙與裂縫時,在受到注漿壓力影響作用下,漿液便會在裂縫、孔隙中互相進行串流,進而會出現(xiàn)串漿通路現(xiàn)象,以上是串漿的主要形成原因。針對以上問題,可以選用以下措施,即:第一,根據(jù)施工的具體情況,可以適當加長鄰近兩孔之間注漿間隔時間;第二,對串漿孔、注漿孔進行同時壓漿處理;第三,制定合理的措施,對串漿孔進行有效封堵[5]。
在對山區(qū)路段進行處置過程中,一定要盡可能保護該路段的路基結(jié)構(gòu),避免對其造成影響。在對施工現(xiàn)場進行深入了解與分析以后,可以選用打鋼花管注水玻璃一水泥漿這種修補措施。
(1)豎向花管注漿.在注漿施工過程中,170、171、172是豎向花管注漿的重點部分。通過全面分析與檢測施工現(xiàn)場后,本工程主要選用以下處治措施,即:將170、172號的水泥混凝土路面予以全部挖除,然后利用小型鉆機鉆透水穩(wěn)基層,并且將豎向花管插入其中,通過將水泥漿注入水穩(wěn)基層,以有效加固土層的穩(wěn)定性。在進行施工過程中,針對注漿孔之間的距離,應將其控制在1.5m左右,呈梅花狀來對注漿孔進行設置,以提高注漿效果。在進行注漿施工過程中,應要高出水穩(wěn)基層15-20cm,選用壁厚為3mm、直徑為50mm的腳手架鋼管,將其用于豎向注漿管[6]。
(2)水平花管注漿。在173、174、175號水泥混凝土面板中,進行水平花管注漿施工,因為這3塊水泥混凝土面板為超車道與行車道,常常需要承受比較大的荷載壓力,出現(xiàn)非常嚴重的沉降問題。針對以上問題,本工程決定選用水平花管注漿法。路基邊坡外緣是水平花管注漿法的重點處治對象,在中央分隔帶邊緣中注入水平花管,然后進行注漿。另外,在進行水平花管注漿施工過程中,需要布設與豎向花管注漿相同的注漿小孔。
施工人員在進行注漿施工技術過程中,應遵守以下施工規(guī)范與標準。
(1)在進行鉆孔施工過程中,需要嚴格根據(jù)干鉆成孔施工技術的施工標準與規(guī)范來進行施工。第一,針對鉆孔施工,施工單位應盡可能選用干鉆成控施工技術。在對大型路基結(jié)構(gòu)進行施工過程中,為能夠獲取較好的施工效果,宜選用干鉆成孔施工技術。第二,在向鉆孔中進行灌漿過程中,為確保施工質(zhì)量,加快砂漿的凝結(jié)速度,施工單位一定要向鉆孔中連續(xù)倒入砂漿。第三,精準掌握注漿的時機,根據(jù)壓力標準的不同與注漿材料性質(zhì)的不同,應合理制定相對應的停止注漿標準。第四,在進行注漿施工過程中,假如施工過程不符合規(guī)范標準,極易出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象,進而導致施工材料的嚴重浪費,不利注漿施工的順利進行。為避免出現(xiàn)以上現(xiàn)象,施工單位需要對注漿施工制定相應合理的施工標準與施工規(guī)范,例如,為避免出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,施工單位可以對施工材料比例進行合理更改,或者選用棉絮、速凝水泥等材料來進行封孔[7]。
(2)在進行注漿施工過程中,極易出現(xiàn)串漿問題。所謂串漿,就是指在進行注漿過程中,水泥漿液會從注漿孔中不斷流出來,進而在極大程度上浪費了施工成本,降低了注漿施工質(zhì)量。實際上,當?shù)貙又谐霈F(xiàn)裂縫或者孔隙時,在進行注漿過程中就會極易出現(xiàn)串漿現(xiàn)象,當壓力大于一定數(shù)值時,有關串聯(lián)便會引發(fā)串漿通路,進而會影響注漿施工質(zhì)量。為避免出現(xiàn)串漿現(xiàn)象,可以采用以下解決措施,即:第一,封堵串漿孔,以實現(xiàn)對串漿進行處理的目的;第二,改動注漿時間,以有效處理串漿,即根據(jù)相關的施工影響因素,在對兩個鄰近的注漿孔進行注漿過程中,通過對該兩個注漿孔的注漿相隔時間進行增加,以有效避免出現(xiàn)串漿現(xiàn)象;第三,為有效處理串漿現(xiàn)象,可以同時對注漿孔或者串漿孔進行施工。
(3)在進行高速公路路基工程施工過程中,為避免出現(xiàn)路基沉陷問題,除了要采用注漿施工技術以外,還需要有效養(yǎng)護路基工程,在檢查路基工程施工質(zhì)量過程中,一旦發(fā)現(xiàn)路基結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)沉陷問題,施工單位一定要制定相應有效的措施來對其進行有效解決,同時需要定期養(yǎng)護路基結(jié)構(gòu)。為確保路基的施工質(zhì)量,對路基進行有效養(yǎng)護,在進行路基養(yǎng)護過程中,一定要做好施工管理工作。
綜上所述,在我國高速公路工程建設中,路基沉降問題是一個較為常見的問題,一旦高速公路路基出現(xiàn)沉降問題,便會降低高速公路路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與建設質(zhì)量,縮短高速公路的使用壽命,所以施工單位一定要高度重視路基沉降問題,熟悉掌握路基沉陷注漿施工技術要點。本文對高速公路中路基沉陷注漿施工技術要點進行了深入研究,以期對施工單位對路基沉降問題的處治起到一定的借鑒作用。