隨著我國經濟的不斷發展,各地都在大力開展市政工程建設。在城市道路的建設中,經常會遇到軟土地基沉降及路基翻漿等道路病害,為減小工后沉降及差異沉降,必須進行地基處理以保證路基的穩定性。目前,軟弱路基加固中常采用的方法有:換土復填法、固化劑法、排水預壓法、擠密砂樁(碎石樁)法、深層攪拌法(包括粉噴和漿噴)、強夯法等。深層攪拌法多用于高速公路橋頭深厚軟基處理,該法能縮短工期,但造價高,且成樁的質量不易控制。其它的方法大都存在工期長、受施工環境影響大等缺點。相對以上處理方法,選擇注漿法,不但技術可行、經濟實用,而且大大縮短了工期,提高施工效率,加固效果良好,并且注漿法大大地減少了對環境的污染,十分適用于城市道路軟弱路基的處理。
一、注漿法工作原理介紹
注漿法是利用液壓、氣壓或電化學原理,通過注漿管將水泥或其它注漿材料均勻地注入地層中,漿液通過滲透、充填、壓實,擴展形成漿脈。隨著注漿的進行,土體裂縫的發展和漿液的滲透,漿液在地層中形成形狀各異、大小不同的片狀、條狀等漿體,隨著其凝結硬化,將原來松散的土粒或裂隙膠結成一個整體,形成一個結構新、強度大和化學穩定性良好的復合型地基,從而起到控制沉降、提高承載力的作用。
二、注漿施工過程的質量控制
注漿施工流程如下:布孔-鉆孔-下注漿管并孔口封堵-攪漿-注漿-待凝-成孔-安放注漿管并孔口封堵-攪漿-注漿-封孔。注漿技術的關鍵是注漿壓力的選擇和控制、漿材配比和注漿工藝。
1、注漿施工。
⑴、正式施工前,保證設備器具和材料按時到場,著重做好注漿試驗工作,調整注漿壓力、漿液擴散半徑、孔距和排距后及時將孔位放樣至實地。
⑵、針對地層條件和設計要求,選擇的主要施工設備機具及材料。施工順序應從里往外進行。
⑶、布孔原則和方法。為滿足路基強度的要求,布孔要結合注漿的特點、路基形態等因素來考慮,既要充分發揮注漿孔的效率,又能保證漿液留在路基有效范圍之內,布孔時應視路基實際情況而定。若全幅注漿,應采用等距離梅花方格網布孔,中間孔淺,邊緣孔較深,孔間距以2米左右為宜。
⑷、鉆孔。為確保原路基不受損壞,成孔的孔徑應盡量小,且必須采用干鉆法,嚴禁加水。鉆孔深度視路基高度和路基填料的情況而定。
⑸、下注漿管。選用適當的注漿管,確保漿液的灌注流暢。一般說來,注漿結束后,注漿花管很難拔除,如果強行拔除,則會破壞路基,因此注漿結束后,將注漿花管作為非預應力錨桿留在路基內,對提高路基強度有一定好處。
⑹、注漿的主要內容是注漿壓力、注漿濃度、注漿順序等內容。注漿壓力是保證質量的重要因素之一。如果壓力過小,漿液流不到預計范圍內,擴散范圍小易形成空白區;如果壓力過大,則會損壞原路基結構,頂破路面或沖垮邊坡,致使漿液沿路基薄弱部位沖出路基,達不到注漿的目的。因此在大范圍注漿前,應先做試驗,根據注漿段的路基類型,結合單孔注漿量選擇合適的注漿壓力。注漿時必須一次性將注漿管放置到設計深度,從下而上進行注漿。注漿濃度通常以水灰比(質量比)l:1較為合適。注漿順序是指注漿孔的受注順序,一般以三次灌注為好,應事先根據注漿孔平面圖,設計好注漿順序。
2、注漿施工技術要點。
⑴、成孔鉆頭(直徑110mm)對準孔位后,采取沖擊成孔的方法鉆進。在雜填土中鉆進時,若孔壁不穩,可下入導管護壁;當鉆進到淤泥或淤泥質土和粉、細砂時,下入導管護壁,然后采取撈砂筒取砂成孔的方法直至下臥粘性土層。
⑵、注漿管安放及孔口封堵注漿管下端設置0.7m~1.Om長且下端封口的花管,花管孔直徑為8,孔隙率15%左右;在花管外壁包扎一層軟橡皮,以防流砂涌進花管導致注漿無法進行。
⑶、當成孔達到預定深度后,將注漿管下到位,再用水泥袋放入孔中水穩層底部包裹注漿管并接觸孔壁即“架橋”,然后投入粘土分層夯實至孔口。
⑷、攪漿先往攪拌漿筒內注入預定的水量并開動攪漿機后,再逐漸加入425#普通硅酸鹽水泥直到預定的用量。攪拌3min-5min后將漿液通過過濾網流到儲漿筒內待灌。
⑸、注漿采用自上而下孔口封閉分段純壓式注漿方法,即自上而下鉆完一段灌注一段,直到預定孔深為止。注漿段的長度以雜填土和淤泥或淤泥質土、粉、細砂厚度來確定;注漿壓力采取二次或三次升壓法來控制,即注漿開始采用低壓(小于O.1MPa)或自流式注漿,對雜填土而言,當吸漿量較大時采取間歇注漿或用砂漿灌注,終灌時的壓力要達到設計值。注漿結束標準嚴格按設計執行。
⑹、封孔注漿結束后及時封孔,即第二注漿段注漿結束過半小時后,排除孔口封堵物,再往孔內投入砂石直到水穩層頂面,過24h后,若漿液下沉,再補充水灰比0.5的漿液至水穩層頂面。
3、特殊情況下的技術處理措施。
⑴、在注漿過程中,發現漿液冒出地表即冒漿,地表冒漿處理時必須耐心細致,有時可能要多次反復處理,可采取以下控制措施進行處理:①降低注漿壓力,同時提高漿液濃度,必要時摻砂或水玻璃;②限量注漿,控制單位吸漿量不超過301Anin一40lAnin或更小一些;③采用間歇注漿的方法,即發現冒漿后就停灌,待15rain左右再灌。
⑵、當漿液從附近其他鉆孔流出即串漿,發生串漿的原因是在地層中孔隙、裂縫較多,壓力較高時,相互串連造成串漿通路。處理的辦法有:①加大第1次序孔間的孔距;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,相鄰同一次序孔不要在同一高程鉆孔中注漿;③串漿孔若為待灌孔,采取同時并聯注漿的方法處理,如串漿孔正在鉆孔,則停鉆封閉孔口,待注漿完后再恢復鉆孔。
三、結語
在城市道路軟弱路基加固處理方面,選擇注漿法比其它諸如換土復填法、固化劑法、排水預壓法、擠密砂樁(碎石樁)法、深層攪拌法(包括粉噴和漿噴)、強夯法等處理方法,不但技術上可行、經濟上合理、工期上縮短,而且減少了環境污染問題,大大提高施工效率,可在軟弱路基處理中廣泛應用。
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