摘要：加强灌浆法施工在城市道路路基处理中的应用的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对灌浆法施工在城市道路路基处理中的应用进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：路基；不均匀沉陷；灌浆
1概述
加强灌浆法施工在城市道路路基处理中的应用的研究是十分必要的。及时合理的采用科学的公路沉陷处理措施对公路安全有着不可忽视的重要意义,更是当前填方路基面临的主要实际问题和探究重点。
2城市道路路基施工存在的问题
路基是公路在通车之后的主要受力点,由于不同车辆荷载形式对公路路面和路基结构造成的影响不同,因此造成路基不均匀沉降现象的特征也不尽相同。路基不均匀沉陷由多方面因素综合作用形成的,由于路基的层位、受力情况和出现沉陷现象的时间分析,造成路基沉陷缺陷的主要原因有以下几点:路基填方压实度不够、地基施工中对软土层的处理不完善、路基刚度差异过大、填方施工工艺管理控制不合理等。
2.1路基填方压实度不够
在公路施工中,由于路基是公路的主要受力部位,因此在施工中要合理科学的对路基进行填方压实。在公路路基压实中,容易出现压实度不足的原因主要有:由于在施工中和压实的时间设计不合理和对土层含水量控制不完善,造成压实效果不佳和压实施工隐患的存在。
2.2路基中存在软弱土层
在公路路基施工中,由于受到地形自身的影响,所在地的地面软弱,地质条件不好等因素造成公路承载能力不能够达到设计的要求,尤其是在路基施工中的软弱土层的影响,由于软弱土本身的力学性质差,在其他因素的影响下容易出现沉陷和塑性挤压现象,导致沉陷的变形,这就容易引起原地面土壤的下沉或者移位现象,造成公路路基的沉陷。
3灌浆法施工在城市道路路基处理中的应用
灌浆是当前公路工程中路基防治和处理的主要方法,是利用将能固结的浆液通过钻孔灌注技术灌入裂缝或者土体之中,使得被加固的物体能够形成高度的物理学性能,并得以改善。浆液注入被加固体后,通过高强度基础土体中存在的水分和空气,使得浆体凝结硬化,将原来不密实的土体形成一个整体,一个具有高强度和稳定性的结构整体。
3.1灌浆方案设计
灌浆法设计的步骤为地质勘察→方案比选→灌浆试验→设计和计算→修改、优化设计。
3.1.1灌浆设计内容
①浆标准,包括灌浆要求达到的效果和质量指标。②灌浆材料,包括浆材种类和浆液配方。③施工范围,包括灌浆深度、长度和宽度。④浆液影响半径,指浆液在设计下所能达到的有效扩散距离。⑤钻孔布置,根据浆液影响半径和灌浆体设计厚度,确定合理的孔距、排距孔数和排数。⑥灌浆,规定不同地区和不同深度的允许最大灌浆。⑦灌浆效果评估,用各种方法和手段检测灌浆效果。
3.1.2灌浆方案确定
在公路路基沉陷的灌浆处理上,对于强度很低的淤泥层可采用压密灌浆,对于较硬的亚粘土为劈裂灌浆,对砂砾层为渗透灌浆。灌浆类型可以单独应用,也可以两三种类型组合应用。注浆一般采用直接打入式,即采用由~43mm花管直接打入,孔口采用三角形止浆塞止浆。
3.1.3浆材材料配合比设计
根据对软土地基灌浆浆工程实践和己有的研究资料研究分析,对于水泥浆一般采用水灰比为0.8:1~1:1配合比浆液,对于水泥粉煤灰浆也采用0.8:1~1:1配合比,粉煤灰含量可占20%~30%。
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3.14灌浆边界范围
确定注浆范围包括在平面上确定处理的长度公路中轴线方向和宽度僵直公路轴线方向，在纵向上确定注浆深度。在软弱地基注浆处理中,以承载力f小于200kPa或沉陷量f大于30cm为标准,确定公路中轴线方向上的长度横向上以路堤底部宽度作为处理宽度。
3.1.5浆液扩散半径确定
浆液扩散半径R是一个重要的参数,对整个灌浆工程量及造价有重要影响,当地基条件较复杂或计算参数不易选准时,可通过现场注浆试验来确定。假设浆液为柱状扩散,可按下式计算:如没有试验资料,可参照依据不同工程地质条件下土的渗透系数提出扩散半径R值的推荐值。
3.1.6注浆孔的布置方式
注浆孔的布置应使相邻各孔作用范围适宜重合,以使加固处理的路基土能形成一个完整的受力体。布置方式可分为单排孔布设和多排孔布设。
3.1.7注浆量的确定:
灌浆量的体积应为灌注半径内圆柱体孔隙的总体积,但在灌浆过程中浆液有时不能完全填充土体内的孔隙,一些含水孔隙浆液更是不能填充。在进行浆液量计算时,通常在理论值上乘以小于1的数值,但在实际施工中,单孔灌注量特别是Ⅰ序孔的灌注量往往大于理论计算值,而Ⅱ序孔的灌注量往往小于理论计算值,从而影响单孔灌注结束的标准。影响单孔灌浆量取值的因素主要有灌注地层的连通性、灌注浆液的坍落度和土体的孔隙率等。实际施工时以单孔注浆量为标准,本次单孔灌浆量的理论计算公式为:
Qi=0.25πnR2
其中,Qi为单孔设计灌浆量,m3;r为灌注量计算半径,对Ⅰ序孔取0.6D~0.7D(D为设计孔距),Ⅱ序孔取0.3D~0.4D(D为设计孔距)。
3.2灌浆质量检验及效果评估
灌浆工程属地下隐蔽工程,灌浆施工应严格按照要求进行,保证注浆工程的质量,高等级公路软弱地基灌浆后要求达到的处理效果是:治理后路基承载力应大于200kPa,最大沉陷应小于30era。
4工程实例
4.1工程概况
某路段为半填半挖路基,在长180m路面范围内,出现3~5era的纵向裂缝,并伴随着路面下沉,路边缘也出现较为严重的裂缝和侧移迹象。由工程特征看,填土路基还未稳定,裂缝将继续发展,所以对其进行加固处理处治。
4.2加固处治设计
该路段加固原则是提高路堤稳定性,保证路基不产生侧滑,同时减小路基不均匀沉陷变形。采用袖管注浆法进行加固处理。袖管灌浆的作用是提高路基强度和密实度,提高软弱滑裂面强度,同时减小路基不均匀沉陷。
4.3袖管注浆施工
注浆孔的距离必须依浆液的扩散距离而定,在地层条件一定时,浆液的扩散距离与浆液参数(水灰比m)、注浆参数(注浆p)有关。而当单排孔无法满足注浆要求时,往往需采用三排孔。多排孔的设计原则是要充分发挥注浆孔的潜力,以获得最大的注浆体厚度,既不出现两排孔间的搭接不紧密的“窗口”,也不要求搭接过多出现浪费。本次工程根据已有的相关施工经验及相关资料,设计采用四排注浆孔,孔距为2 m,间距为1.5 m。注浆孔设计为梅花形均匀布置。灌浆终止时间,孔口灌浆达到0.5MPa并且稳定30min即可终止灌浆。
4.4效果评价
通过静载试验、钻孔取芯标贯试验、深槽开挖检查和弯沉试验,得以验证灌浆施工范围内的杂填土层空隙得到有效充填,粉、细砂层得到有效充填和压密,承载力明显提高,达到了控制沉陷目的。
5结论
为了能够更好的使公路为我国现代化事业建设服务,对公路中存在的各种问题都需要科学合理的进行处理和防治,使得路基能够随时都处于良好状态。从实践和理论结合,促使灌浆技术在路基沉陷中合理应用,从而促进我国公路交通事业发展。
参考文献
刘玉卓主编.公路工程软基处理[M].北京：人民交通出版社,2004.
郭德生，李俊强，刘海霞等.高填土路基沉陷成因及防治[J].交通科技,2002.
[3]贺茉莉.高速公路路基注浆加固施工技术[J].探矿工程,2001.
论文作者:尹晓龙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/14
标签：路基论文; 浆液论文; 注浆论文; 公路论文; 半径论文; 土层论文; 软弱论文; 《建筑学研究前沿》2018年第1期论文;