公路高填路堤加固施工中壓力注漿技術(shù)的分析

孫廣寧　劉鑫輝

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公路高填路堤加固施工中壓力注漿技術(shù)的分析

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注漿技術(shù)是一項實用性強(qiáng)、應(yīng)用范圍非常廣的工程技術(shù)。在公路工程高填路堤加固中的應(yīng)用，可有效提升工程建設(shè)的整體質(zhì)量。為此，必須對壓力注漿技術(shù)施工的注意事項加以重視，規(guī)范施工工藝，才能達(dá)到工程建設(shè)的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。為此，本文主要對公路高填路堤壓力注漿法的概況、應(yīng)用及注意事項進(jìn)行了分析與探究。

公路工程；高填路堤；加固技術(shù)；概況

根據(jù)公路交通的階段發(fā)展目標(biāo)，到2010年全國公路總里程力爭達(dá)到210萬-230萬公里，全面形成“五縱七橫”國道主干線，基本形成高速公路網(wǎng)，高速公路總里程達(dá)到5萬公里。目前高速公路已經(jīng)達(dá)到15000km，在已通車或正在建設(shè)中的高等級公路中，由于建設(shè)時間緊，在基礎(chǔ)處理以及施工工藝等方面存在不足，因而導(dǎo)致路基下沉或開裂等現(xiàn)象，它直接影響了高等級公路的質(zhì)量或正常運(yùn)營。注漿作為一種新型有效的方法得到廣泛應(yīng)用，注漿理論和注漿技術(shù)的研究也得到了迅速發(fā)展，新型注漿方法、注漿材料、注漿法的施工工藝及注漿設(shè)備層出不窮。因此，尋求先進(jìn)合理的注漿方法以及注漿施工工藝，以期達(dá)到良好的注漿效果，成為注漿工程領(lǐng)域丞待解決的重要問題。

一、壓力注漿法的概況

壓力注漿法就是指利用液壓過氣壓把能凝固的漿液均勻的注入填料層中，借用注漿設(shè)備施加壓力，通過鉆孔輸送到受注層段中的一種施工技術(shù)。其實質(zhì)是使?jié){液在受注層中滲透、擴(kuò)散、充填和擠密等方式，滲透驅(qū)走樓板松散顆粒間的水分和空氣后填充其位置，經(jīng)過一定的時間后（5～8min），漿液將原來松散的土粒膠結(jié)成一個整體，從而達(dá)到加固受注層和抗?jié)B防水的目的?？捎糜谧{的材料有很多，根據(jù)注漿的目的和受注體的條件來選擇。

一般說來，注漿材料通常分為粒狀漿材和化學(xué)漿材兩大類，然后在按漿材的特點、物化性能進(jìn)一步分為穩(wěn)定的粒狀漿材、 不穩(wěn)定的粒狀漿材、無機(jī)化學(xué)漿材和有機(jī)化學(xué)漿材。兩種不同種類的漿材，其性能和使用范圍也有差異。

結(jié)合現(xiàn)場實際情況因此選擇化學(xué)漿材料，化學(xué)漿呈溶液狀態(tài)，可注性好，只要能注水的細(xì)小裂隙或孔隙，化學(xué)漿材一般都可注入，主要用于防滲、堵漏加固工程，其價格較貴，施工困難。

二、壓力注漿法在公路高填路堤加固中的應(yīng)用

1、壓力注漿參數(shù)的確定

注漿參數(shù)包括確定漿液擴(kuò)散半徑、容許注漿壓力、注漿孔布置方式等，這些參數(shù)互相聯(lián)系，與地基土滲透性等相關(guān)。

漿液擴(kuò)散半徑：注漿孔的布置中，漿液擴(kuò)散半徑是一個重要的參數(shù)，值可進(jìn)行理論公式估算，如選用參數(shù)合理，則計算值具有一定的參考價值，現(xiàn)場條件較復(fù)雜計算參數(shù)不易選準(zhǔn)時，注漿壓力值與樓板層的結(jié)構(gòu)、初始注漿的位置和注漿序次、方式等因素較難準(zhǔn)確地獲取，根據(jù)現(xiàn)場目測漏水區(qū)域現(xiàn)場確定。對于樓板層間，由于地層空隙很小，漿液無法滲入，只能通過破孔作用注放漿液，漿液擴(kuò)散具有規(guī)則性，注漿設(shè)計施工可用"漿液有效半徑"來表示交流擴(kuò)散范圍。

注漿壓力：注漿壓力是給予漿液擴(kuò)散充填的能量。保證注漿質(zhì)量的前提下，壓力大，擴(kuò)散的距離大，有助于提高整體強(qiáng)度；但當(dāng)壓力超過受注土層的自重和強(qiáng)度時，可能導(dǎo)致樓板層及其上部構(gòu)造物的破壞。

所以在施工中，一般都以不使基層破壞或僅發(fā)生局部和極少量作為確定容許注漿壓力的基本原則。進(jìn)行注漿試驗時，一般采取逐步提高壓力的辦法，求得注漿壓力與注漿量的關(guān)系曲線，當(dāng)壓力升高至某一數(shù)值，而注漿量突然增大時表明板層結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞或空隙尺寸已被擴(kuò)大，因而可把此時的壓力值作為確定容許注漿壓力的依據(jù)。

注漿量的確定：在正常情況下理論注入的耗漿量應(yīng)填充到顆粒之間的空隙中，或沿層理或裂隙劈裂式注入。

注漿孔的布置方式：注漿壓力、漿液擴(kuò)散半徑確定后，注漿孔距取值范圍也就確定了，注漿孔距取值范圍在r≤L≤2r之間。注漿排列方式分為：兩種一種為矩形排列，即前排孔與后排孔滲水方向上平行；另一種為三角形排列，即前排孔的位置與后排孔的位置沿滲水方向錯開 1/2的孔距，平面上呈梅花狀，本次止?jié)B為梅花形注漿布置。

2、注漿孔成孔

作為注漿施工的重要工序，注漿孔施工要求選用37毫米到42毫米范圍內(nèi)的注漿花管直徑，1.5到2米為其長度范圍。尖錐狀為花管前端形狀，花管利用沖擊錘可向受注層位直接打入。通過鉆具與花管的合理選擇，應(yīng)確保鉆機(jī)位置的準(zhǔn)確性，隨后遵循施工規(guī)定，進(jìn)行鉆孔施工，要求施工過程中，避免傾斜注漿孔等現(xiàn)象的出現(xiàn)。為避免塌孔、縮孔等情況的出現(xiàn)，可在鉆孔施工中對損耗、漏失的泥漿進(jìn)行隨時補(bǔ)充，并確保鉆孔內(nèi)泥漿濃度符合施工要求。如鉆孔與設(shè)計標(biāo)高相距1米左右時，應(yīng)對鉆進(jìn)速度及深度進(jìn)行有效控制，避免超鉆等情況的出現(xiàn)，并對地質(zhì)資料進(jìn)行準(zhǔn)確核實。

3、注漿

漿液利用注漿設(shè)備、輸漿管路等向其施工層注入，一般根據(jù)工程現(xiàn)場施工的具體情況，進(jìn)行注漿順序的選擇，其方式如下：

由下向上式孔口封閉注漿法。該工序可一次成孔，通過三角楔止?jié){塞對孔口進(jìn)行封口作業(yè)，由下向上分段進(jìn)行注漿施工，1.5到2米范圍內(nèi)為注漿段高度。這種施工方式一般用于較多粘性土層的軟土地基施工。

由上向下式孔口封閉注漿法。該工序一次可鉆成一段注漿孔，選用三角楔止?jié){塞進(jìn)行孔口封口，由上向下分段注漿施工，1.5到2米為注漿段長度范圍，該方式一般用于地層中上部具有較多粗粒砂土層的軟土地基施工。

三、公路高填路堤加固中壓力注漿法施工的注意事項

1、宜采用潛孔鉆鉆進(jìn)，嚴(yán)禁水鉆，孔深不得小于設(shè)計深度0.1米。鉆進(jìn)過程中可能遇到基底原先損壞的涵節(jié)，建議采用金剛鉆鉆頭。如遇空洞或巖層變化發(fā)生掉鉆、坍孔時，應(yīng)詳細(xì)記錄。按設(shè)計要求安設(shè)注漿鋼花管，鋼花管采用無縫鋼管，尾部應(yīng)切割平整并打磨，以保證與注漿管的緊密聯(lián)結(jié)。

2、初壓0.2～0.4MPa，終壓0.8～1MPa。以上注漿參數(shù)，應(yīng)選一個孔做進(jìn)行現(xiàn)場注漿試驗， 據(jù)實際情況確定注漿參數(shù)，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。注漿工程量按實際注漿量計算。灌漿漿液應(yīng)由稀至濃逐級變換。水灰比采用5、3、2、1四個比級。漿液變換原則：當(dāng)注入率大于30L/分鐘時，可根據(jù)具體情況越級變濃；灌漿壓力和注入率都沒有改變或者改變不顯著時，而灌漿時間已達(dá)30分鐘，應(yīng)改濃一級水灰比；。3、預(yù)注漿各段進(jìn)漿量小于20～30L/min，或總灌注量與設(shè)計數(shù)量大致相等，到設(shè)計終壓后穩(wěn)定10min及檢查孔吸水量小于1L/min。采用分段后退式注漿，或全孔一次壓入式及根據(jù)現(xiàn)場情況采取分段前進(jìn)式。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著高等級公路發(fā)展速度的不斷提升，在建設(shè)或已建公路中都存在不同程度的病害問題，這些問題的長期存在對公路工程整體質(zhì)量及使用性能將造成極大的影響。高填路堤加固技術(shù)作為公路軟基處理工程施工的重要方式，其施工效果是否良好直接影響著公路工程的整體質(zhì)量，為此，施工單位必須重視高填路堤加固技術(shù)的應(yīng)用，如壓力注漿法等，在規(guī)范施工工藝的同時，不斷改進(jìn)技術(shù)，提高公路建設(shè)的整體質(zhì)量，推動交通經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，為國民經(jīng)濟(jì)增長提供一份力量。

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