關于軟土路基花管注漿加固技術的探討

稅歡,徐亮

(中國市政工程西南設計研究總院有限公司,四川成都 610081)

關于軟土路基花管注漿加固技術的探討

稅歡,徐亮

(中國市政工程西南設計研究總院有限公司,四川成都 610081)

花管注漿加固技術的推廣應用,提高了軟土路基道路施工的效率與質量,符合現代道路建設的需要。首先,概述了軟土路基道路存在的問題以及相應的解決思路；其次,說明了軟土路基花管注漿加固的技術原理、應用范圍、技術特點與優勢；然后,詳細介紹了花管注漿加固的技術方案選擇方式及施工步驟；最后,提出兩種花管注漿加固施工工程驗收方法,并做了相關技術總結。

花管注漿；軟土路基；加固技術

0 引言

近年來,我國公路基礎建設項目數量不斷增加,公路建設質量也日益提高,不斷完善的施工工藝技術為經濟的快速發展起到了有力的推動作用,其中注漿加固技術是其中之一。花管注漿加固技術的主要功能是加固多公路路基砂層與巖層的粘合度［1］,而應用于軟土淤泥路基情況不是很多。花管注漿加固技術,因其具有機械操作空間小、低成本、加固強度大等特點而被道路施工單位廣泛使用。以軟基路面為例,如果路基加固不夠穩定,建成后的軟基公路使用有效壽命和功能都受限,安全性也受到威脅,同時后期維護成本投入也較大,因此,花管注漿加固技術對軟基路面的建設意義重大。總而言之,為了有效解決軟基路面的投運安全和使用壽命問題,必須要對軟基公路進行及時修補和加固,注漿加固技術完全符合現代多樣化類型公路的建設需要,尤其是應用于軟土路基路況的公路中。

1 軟土路基公路存在的問題以及解決方法的原則

從當前我國道路建設以及在運情況來看,軟土路基公路主要存在以下幾點問題：

(1)軟基路面表層凹凸不均,路基結構受損,變形嚴重。

(2)由于軟土道路建設過程中路基土層的壓實不夠硬實,導致軟土路基變形。

(3)由于城市市政建設原因,比如電纜、地鐵、網絡線路等工程對路基產生不利影響。

(4)道路積水、不明液體等對軟土道路的長期侵蝕。

針對以上軟土道路存在的幾點問題及其誘發原因,結合當前道路建設施工技術水平,最佳解決方法策略是提高道路路基硬密度,加強道路后期維護,降低人為道路損壞事件概率,合理調控道路使用方略。

2 花管注漿加固技術概述

2.1 花管注漿加固使用范圍與施工方法

按照技術類型角度分類,當前軟土道路注漿主要有滲透式、劈裂式、噴灑式等三種主流方法［2］。從應用范圍角度來看,注漿加固技術主要用來處理軟土道路沉降問題。在對軟土道路進行注漿加固施工時,控制好節奏以便對水泥漿施加壓力,保證水泥漿能夠完全填入道路縫隙中,從而形成水泥石體,道路的硬度也能得到驗證與保護,穩定而實用。

2.2 實施注漿加固技術的優勢

注漿加固技術的使用可以實現水泥漿液對道路縫隙的完全填充,提高軟土路面的壓實密度和固化強度,能夠在投入最低成本的條件下消除因地質問題產生的路基坑洼問題,降低軟土路基沉降度。

(1)利用花管注漿加固技術,可以最大程度上避免軟土路基不均勻問題出現,防止因路基不平造成的道路交通安全事故。

(2)花管注漿加固技術的應用可以最大化降低生產成本以及后期維護成本,提高經濟效益。

(3)極大地縮減了軟土路基道路工程建設的工期,同時也提高了環境自然資源的保護效果。

(4)保證了軟土路基公路注漿技術的優越性,施工工藝操作簡單,對施工人員要求較低。

2.3 軟土路基注漿加固技術的原理

花管注漿加固技術其實就是通過依靠填充、滲透、巨大擠壓力度來讓液態水泥按照事先設置好的軌跡流入縫隙形成漿體［3］。在此之后,如果軟土路基還存在路面不平整現象,就需要借助鉆孔工具將漿液注入需要的地方。第一,若采用圓柱形模具則倒入的水泥漿液會形成圓柱形,同時向周邊擠壓,可塑性很強。第二,按照花管注漿加固技術的施工要求,軟土路基構成裂縫,水泥漿液的滲入會形成不同造型的水泥漿體,比如,柱形、圓形、塊狀等水泥漿體。簡而言之,注漿加固技術不僅使軟土路基結構變得硬實,而且降低了軟土路基出現裂縫問題,有效降低了積水對路面以及管道的侵蝕危害。

3 注漿加固技術參數設計與工藝

3.1 注漿加固方案選擇

在軟土路基注漿加固項目建設過程中,一般采用擠壓式注漿方法和分段劈裂式注漿方法。花管注漿技術的優勢就是不破壞整體結構而能夠實現內部加固［4］。在許多應用場景中,往往注漿加固點位置不確定,為了保證軟土路基整體的均勻性,路面的穩定性,通常是重點對那些缺陷嚴重位置進行注漿操作,確保施工質量。優秀的花管注漿方案的設計不僅可以加強注漿路基與基層的摩擦作用,而且可以美化施工效果,降低成本。

針對軟土路基路段的注漿操作過程,應該以設計方案為依據,根據現場實際情況來最終確定施工方法。一般情況下,對軟土路基的施工過程是采取分階段多次注漿,把握好注漿水量與注漿壓力的比例,科學進行施工,保證施工質量。

施工技術要點:首次采用靜態自然注漿方式，第二次先把花管按照分段方式固定在首次注漿位置,然后開始采取劈裂倒入水泥砂漿,待注漿深度處于設計長度時再將花管延長至第三段、第四段，反復操作此工序，直到該軟土路基的打孔全部注漿完畢，根據需要再對下一個孔進行注漿作業。

3.2 注漿加固施工過程

(1)項目現場工程量安排：距管道0.5 m處的排水管線兩側需要布孔,間距初步設置為1.5 m,延伸至管道底端。對于軟土路基無變形地段,鉆孔間距是2 m×1 m,加固深度為1.2 m,而對于軟土路面凹凸路段,地面存在裂痕,采取加固深度2.5 m,裂縫嚴重路段必須加密布孔,同時孔間距調整為1.2～1.6 m。

(2)施工平臺搭建:為使鉆機能夠安全正常工作,花管注漿作業位置一般在道路的肩部,以鋼管為支撐主材搭建鉆機平臺,起到護坡的作用,這里需要確保鉆機平臺與水平面的夾角維持在8°左右,以確保鉆機鉆孔角度與設計相符。

(3)鉆機前期準備:按照二維坐標圖上的設計位置信息進行鉆機就位,要求鉆頭與中心重合,同時鉆機安裝必須穩固、安全,鉆桿傾斜角度誤差不得高于1.6%。另外,引孔需要設計得當,長度要達到基床表面標準高度,鉆機設備采用的型號是XY-2。

(4)插管:在引孔鉆設工序完成后,緊接著就是花管插入操作。為保證泥砂能夠有效通過噴嘴口流出,在插管過程中,可借助較小壓力向管內加入適量水,這里,擊管使用0.6 t級別的小型振動錘。

(5)注漿作業:待試水正常后,利用PVC管將注漿管與地面銜接并保持封閉性,花管加固注漿時保持壓力穩步增加,最好控制在0.25～0.35 MPa,滿荷作業10 min左右,確保既有線路安全穩定。

(6)拔管:待花管注漿作業完成后,將軟土路基內的花管移至地面。

4 施工檢測驗收

(1)數據測量分析。等軟土路基注漿加固作業完成以后,需要對此次施工項目進行相關專業驗收檢驗。首先對軟基施工路段現場測量相關數據,然后根據之前理論設計估算數據,將二者數據進行科學分析,得出正確結論。如果存在問題,找出解決方案,做到補救及時。

(2)實際檢驗。在軟土路基花管注漿加固工程結束半個月后,項目承建企業應該委托監理單位,然后安排專業技術工作人員科學選擇項目幾處軟土路段進行規范性驗收測試。在測試完成后3 d內,監理單位需出具測試報告,內容需對測試數據進行詳細論證,重點強調軟土路基花管注漿加固前數據與注漿加固后數據對比分析,這樣才能保證軟土路基花管加固作業的正確性,延長軟土路基使用壽命,提高道路使用安全性。

5 結語

隨著我國經濟建設穩步前進,勢必對道路建設質量有著更高的要求,尤其是對軟土道路建設的要求愈來愈高。為了方便人們出行,降低道路交通事故發生概率,就必須避免公路路基出現裂痕和沉降問題。鑒于在軟土路基公路路段出現沉降概率最大,對軟土路基公路運用花管注漿加固技術勢在必行。這樣既可以保證來往車輛的行駛通暢,也可以增強軟土公路路基的承載能力。當前,花管注漿加固技術已在軟土路基工程施工中有較多成功應用案例,但是相應的專業施工理論標準還未出臺,如何制定一整套安全而科學的施工技術標準,已迫在眉睫。

［1］姚浩. 淺層軟黏土注漿加固方法研究 ［J］.土木基礎,2014(6)：6-8.

［2］ 陳民樂. 建筑物地基處理中的注漿加固技術研究［J］.施工技術, 2014(8)：167-170.

［3］ 伍冬，郭丹紅.公路路基注漿加固技術的探討［J］.山東工業技術, 2014(24)：114.

［4］ 羅芳.軟土路基花管注漿加固技術探討 ［J］.科技資訊,2012 (12)：67.

U416.1

B

1009-7716(2015)09-0134-03

2015-04-22

稅歡(1988-),男,四川成都人,助理工程師,從事道路工程設計工作。