广东省南粤交通化湛高速公路管理处 广东 茂名525100
摘要:在公路工程建设中 ,地基属于基础组成部分,地基施工是保证公路工程质量的重要前提。公路建设里程较长,沿线难免存在软土地基,而软基的承载能力有限 ,易导致局部出现不均匀沉降或是其它问题 ,不利于公路的正常使用。因此,以科学的方法妥善处理现场软土地基十分必要。在现阶段的软基处理技术中,高喷灌浆技术颇具代表性 ,通过浆液的注入可加固现场的软土,浆液连同软土发生固结 ,从而保证软土地基的稳定性。文中以公路工程实例为依托 ,根据现场的地基条件,重点分析了高喷灌浆技术的应用要点,以供参考。
关键词:高速公路;高喷灌浆;应用
1. 高喷灌浆技术原理
钻机注浆管的喷嘴以 20~40MPa 的压力将浆液喷射而出,在高速喷射作用下,以强有力的射流冲击土层,使其发生剥落,剩余土颗粒在离心力、重力等多方面的作用下也将剥落,产生的松散土粒与喷射的浆液充分混合,在浆液的固结作用下 ,构成完整的、稳定的固结体。在高喷灌浆施工中,钻杆在旋转的同 时同步提升,有利于浆液与土体的均匀混合 ,固结成型后的结构体呈圆柱状 ,此类桩体结构在加固地基方面有突出的作用。高喷灌浆技术原理如图 1 所示。
图1高喷灌浆加固示意图
按照基本流程有序完成高喷灌浆作业:场地整平→测量放样→钻机就位→旋转下沉成孔→引孔→封堵垂向喷嘴→高压喷浆成桩→重复旋转下沉→复喷提升→持续旋喷直至到达设计标高→冲洗→移动钻机以便后续施工。
2.1 施工准备
(1)通过挖掘机及相关机械设备的应用 ,清理现场的杂 物、整平施工场地。 (2)用全站仪恢复线路中线桩 ,结合设计要求精准测放桩位,按特定间距依次将水准点布设到位。桩位测量放样时,先确定各桩的施作位置,并用直径 Ф20 钢筋棒打入地面以下 20cm后拔出成孔,向成型的孔洞内填入适量白石灰,形成桩位标记。(3)施工前做好技术交底 ,具体内容涉及桩位、钻进深度、质量目标、施工注意事项等,全体员工应明确具体的施工内容,有条不紊地开展工作。(4)在施工段的周边开挖排水沟 ,防止施工现场出现积水。(5)根据工程施工要求 ,准备地质钻机、双管喷浆台车等相关配套设备 ,进行试运行 ,检验各自的工作状态;开挖集浆坑 ,以便向其中放置集浆桶。材料进场时加强防护 ,例如布设
10cm×10cm 方木支垫,覆盖模板和彩条布,再堆放水泥,避免水泥受潮结块或出现其他质量问题。 (6)先打试桩 2~3 根,用于检验施工技术是否具有可行性,结合实际状况灵活调整 ,最终确定适用于本工程的施工流程和作业参数 ,为正式施工提供有效引导。
2.2 定孔位、安放钻机
准确测放定位孔,经检查,在确认偏差不超过 2cm 后,用木桩做有效的固定处理。施工轴线 5~10m 以内的区域必须布设控制桩。准确安排钻机就位,调整旋喷管的作业姿态,允许倾斜度不超过 1.5%。
2.3 钻孔
钻机有倾斜现象时,停机找平,确认无问题后及时开钻。钻头直径 600mm,以合金钻头为宜。钻进过程中 ,加强对颗粒大小、地层等基础条件的检查,详细记录数据 ,钻孔完成后 ,由专员安排质量检查 ,要求孔位、孔深各方面均无误。钻孔过程中 ,钻机需平稳运行,司钻人员严格听从指挥,在指定的孔位开孔,孔位、孔垂直度各方面均要满足要求 ,其中 ,钻孔垂直度偏差≤ 1%。钻进至设计标高后,通过空压机向孔内喷射高压水,在外力的作用下破碎现场的土体 ,以便与后续注入的浆液发生混合、固结。钻机移位时 ,要求钻机所处位置准确,同时,立轴、钻机的垂直度也需合理。检查钻机作业姿态,若确认无问题,则开始新孔的钻进。
2.4下放喷射管
喷射台车就位 ,安排浆、气试喷 ,若喷射量、喷射压力各项参数均达到要求,将喷射管下放至设计深度,开始正式喷射。若在喷射过程中出现喷嘴堵塞、压力过高等异常状况 ,随即暂停喷射 ,将喷浆管拔出 ,分析原因并处理。在喷射浆液的材料选择方面,以 P·O 32.5 普通硅酸盐水泥为宜,0.08mm 方孔筛余量≤ 5%。水泥进场时,安排质量检验,确认无误后入场,采取防雨、防潮等相关防护措施。浆液拌和采用洁净度较高的水,严格依据设计配合比控制水泥、水的用量,充分搅拌,得到均匀性较好的浆液。制浆期间,加强对浆液比重的检测与数据记录 ,用高速搅拌机连续拌和 ,单次搅拌时间以 4h 以内较为合适。
2.5喷射提升
钻头下放至桩底后 ,进入高压喷射注浆施工环节 ,喷浆压力 25MPa,提升速度稳定在 10~20cm/min。注浆过程中,根据实际注浆量适当提升注浆管。技术人员加强对注浆流量、注浆压力、风量等参数的检测与记录 ,根据实测数据绘制作业过程曲线 ,以便更加直观地分析喷射注浆的作业情况。喷射期间,接、 卸、换管需快速完成,以免出现塌孔现象,若由于机械设备故障或是材料应不足而中断喷射,视实际情况妥善处理。例如,由于机械设备故障而导致喷射中断时 ,相关人员及时分析原因 ,加以处理,力争在较短的时间内恢复作业,若中断时间在 1h 以上 ,必须采取补救措施,以免影响桩体的有效成型。恢复喷射时,喷射管多下移0.3m,使新旧两部分浆液有效结合,得到连续性和稳定性均较好的凝结体。
2.6 回灌
浆液喷射完成后 ,安排静压充填灌浆作业 ,保证桩体固结后其桩顶标高达到要求。通过邻孔高喷冒浆静压充填的方式回灌浆液 ,使浆液的注入具有饱满性。
2.7 冲洗
浆液喷射后 ,清理机具上附着的水泥浆 ,具体可以采取注入适量水进行冲洗的方法 ,在水的流动作用下清理施工机具内的浆液。
高喷灌浆施工必须具有规范性 ,严格依据设计方案进行,保证旋喷桩直径、长度、喷射注浆方式等各方面均达到要求。在应用高压泵时,需测定安全阀,检查其工作状况;检查活塞缸套、阀等各类零部件,若有明显的磨损现象,则随即安排换新;检查高压管路的使用情况 ,判断是否堵塞或发生泄漏;检查注浆管接头的密封圈,判断是否有磨损,若存在磨损且程度超出许可范围,需要及时更换密封圈。除此之外,活塞、设备的压力等均是高喷灌浆施工中的重要检测对象 ,必须做全方位检查,保证各方面均无误。
4. 结语
综上所述,公路工程建设中常遇到软土地基,而此类地基的自稳能力不足 ,直接在该处施工易导致公路出现质量问题。 为此,需要以科学的方法妥善处理,保证软土地基的稳固性。本文,提出高喷灌浆技术在软基中的应用要点,包含施工流程、各环节的具体施工方法、注意事项、施工期间异常状况的应对措施等 ,希望所提内容对类似工程有参考价值。
5.参考文献
[1]冀向晖.高喷灌浆技术在公路地基施工中的应用研析[J].智能城市,[1]冀向晖.高喷灌浆技术在公路地基施工中的应用研析[J].智能城市,2018,4(20):104-105.