公路地基施工中高喷灌浆技术的应用

2015-07-22 192 0

   引言
 
  为了让公路软土地基建设更加实惠、经济,很多专家、技术人员、学者在这方面已经取得了良好的成绩,随着各种新技术、新理论的广泛应用,高喷灌浆技术得到了大力推广和整改。从工程应用情况来看,我国具有广泛的软土地区,从而对高喷灌将技术应用提供良好的前景。因此,在应用中,必须做好施工技术以及质量防控工作,从而更好的保障工程质量和社会效益。
 
  一、旋喷桩加固技术以及施工工艺
 
  上个世纪七十年代,我国开始引进旋喷法,通过加工、改良、消化,已经广泛应用于各种实验工程,并且取得了良好的应用效益。目前,我国已经开始将加砂、加钢筋应用到旋喷桩,以进一步增强抗剪水平和校体强度。国内常用的二重管浆压法,一般为20MPa,在高压灌浆中,具有大流量、高压力等特征,在加固、防渗的过程中,应用范围更大,同时流量、压力可以根据不同地层,进行有效调节,并且不需要高压水进行处理,在返浆量小的过程中,桩体质量得到了有效保障。具体的施工参数为:浆量为20L/min,浆压为30MPa,空气量为60m3/h到80m3/h,浆液密度为1.52到1.60,气压为0.7到0.8MPa,具体的提升速度为10cm/min到20cm/min。
 
  在实际应用中,高压喷射注浆是在静压灌浆的基础上,再逐步应用到高压流切割技术,并逐步发展起来的过程。它不仅拓展了静压注浆应用范围,对传统微细粘土体难以注浆的问题进行了有效解决;同时还具有良好的强度特性改良作用,在土体强度改良的过程中,对增强斜坡稳定性、地基承载力、控制基坑涌土具有重要作用,由于浆液很不容易进入土层远处,高速水浆一直被局限于破碎的区域内部,从而既保障了预期土质形状,也避免了浆液的过度浪费。通过软土地基工艺和浆材改变,在土体达到一定渗透性以及强度要求时,逐步改变透水性,通过减少土的透水性能,逐步形成牢固的防水屏障,有效阻止管涌、流砂、渗水现象产生。在水泥浆应用中,不仅不会出现公害、地下水、环境污染等问题,对减小土体压缩性也有重要作用,在减小土体变形压缩的过程中,通过降低土体侧向位移出现的地基下沉现象,能够在孔中任何区域进行施工。另外,通过改变软土地基动力特性,在松散的砂性地基加固中,对转变抵抗荷载性能,控制地基液化也有重要作用。
 
  二、高喷灌浆技术的作用机制
 
  高喷灌浆技术能够解决软土地基的问题,其主要作用机制为运用钻机把钻杆钻至土层原本计划的深度,然后把钻杆逐渐地提取上来,该具备加固泥土层,避免渗透现象出现。倘若高喷灌浆过程中增加旋转作用,则所喷出的浆称为旋喷注浆,浆水凝结后所形成的固结体属于圆柱形状。倘若高喷灌浆过程中钻杆未进行旋转,则称为定喷,形成的固体属于板墙形状。于钻杆呈上提高的时候,钻杆底下的喷嘴则把高压水泥浆喷散而出,将其射流搅拌土体,促使浆水与土体融合后凝固。于钻杆的帮助下,构成的2种不同类型的固结体与土层中结成的连续墙对土层有着防渗以及稳固的效果。
 
  三、工程中的实例分析
 
  1、工程概况
 
  最近几年,高压旋喷灌浆技术主要应用于砂性土质及易性土壤等软质地层加固的工程中,但是在混有大量碎石的淤泥土及其下面的淤泥的加固中很少使用。以下是某段公路的循环水泵房的软质地基,以它为例,来具体说明下高喷灌浆技术的应用。某段建设公路的循环水泵房井范围在38米*38.75米*17.21米(长、宽、高、外径尺寸),它的软土需要进行加固,因而采取了高压旋喷筑桩技术来对其进行加固处理。此次工程用时70天,累计完成294个旋咳钻孔,钻孔深度在4174米,旋喷形成的加固桩为294根。
 
  2、方案的选择及加固设计
 
  在泵房临近海岸侧的厚石块层处,设计5排旋喷桩,距离规定为1.8米,孔眼距离也为1.8米,却保证旋喷校准直径为1.2米,有效长度为8米,混合地基载重力为17吨每平米。以实际开挖的情况为依据,将每个泵房要实施的旋喷桩根数进行确定(1#井:138根;2#井:29根;3#井:127根,合计:294根)。以工程质量及加固后的地基载重量达到标准为前提,通过对高旋喷桩灌浆等不同类型的分析比较,最后决定采取新的二重管法实施高压旋喷施工。
 
  3、施工工艺
 
  在该案例工程建设的过程中,主要是实际高压浆泵设备在进行灌浆施工,该设备本身所呈现出的灌浆量以及压力都较高,能够有效的防止渗水现象发生,对于软土质地基起到了良好的加固效果,该技术与国内其他性质的二重管法灌浆性质相比较而言,高压浆泵所呈现出的加固范围更大。该工艺在实际使用的过程中,并不需要使用高压水,如此以来就降低了反浆量,无论是射浆压力,还是射浆流量都可以直接依据不同地层类型灌浆过程中的实际需要来进行调整,此外桩体本身的质量也有着极高的保障。具体操作的过程中,实际涉及到的施工工艺参数主要有以下几个方面:压力气压标准维持在:0.7-0.8MPa,向上呈现出的提升速度则是10-20厘米每分钟左右,而压力空气量则应当要维持在60-80m3/h,灌入土基中的浆液流量则需要维持在20L/min,水泥浆所承受的压力至少为30MPa,浆液本身的密度则要依据需求的不同控制在1.52-1.60范围内。
 
  4、检测效果
 
  为了能够最大限度的保证混凝土灌浆过程中呈现出的旋喷质量,就必须要在进行施工的过程中、以及施工完成之后,针对旋喷的位置采取开挖检测的措施,主要是利用静载压板的形式来加以检验。
 
  4.1开挖检测
 
  在作业完成后或者进行时,要分别针对7-A、7-E两个旋喷桩的桩头进行开挖检验,开挖桩头的直径应为1.4米和1.7米,检验这两者的浆体水泥含量中不存在夹块,并且其比较均匀。
 
  4.2静载压板试验
 
  要将一个静载压板检测点放置在2号泵房旋喷区,同时在3号泵房旋喷区也必须设置一个同样的检测点。这两个检测点相同都是4桩复合基地。将承压板的面积设置为:2号泵房WX-5-6检测点面积2.2米*2.2米=4.84平方米,3号泵房YZ-5-6检测点面积2.15米*2.25米=4.84平方米,规定的加载值为2*170=340KPa。经过反复试验,其结果是两个检测点都能达到承载力要求的基本值。
 
  地表底层的石块较多是给这项工程带来困难的主要因素,而且石块大,质地坚硬。在压旋喷进行加固桩的构筑时,这种地层对施工的影响是非常重大的,同时恶劣的施工环境也给工作带来了相当大的困难,但是为了确保工程质量,经过一系列艰苦努力的工作后,工程终于完满的完成了。
 
  结束语
 
  经过几十年的努力,终于研发而出一种高喷灌浆技术。高喷灌浆技术具有许多优点,包括占地小、开挖量少、灌浆工效高、设备简单、造价低以及对临近建筑物影响小等,所以其一直被使用于软土地基的使用范围当中,成功地帮助许多建筑或者工程解决问题。
 
  参考文献
 
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  [2]孙秋文.高喷灌浆技术在公路地基施工中的应用[J].黑龙江科技信息,2014,03:209.
 
  [3]李永华.高喷灌浆技术在公路地基施工中的应用[J].工程建设与设计,2013,03:144-145+148.
 
  [4]李永华.高喷灌浆技术在公路地基施工中的应用[J].工程建设与设计,2013,(3):144-145,148.

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