关于软土路基花管注浆加固技术的探讨

税欢,徐亮

(中国市政工程西南设计研究总院有限公司,四川成都 610081)

关于软土路基花管注浆加固技术的探讨

税欢,徐亮

(中国市政工程西南设计研究总院有限公司,四川成都 610081)

花管注浆加固技术的推广应用,提高了软土路基道路施工的效率与质量,符合现代道路建设的需要。首先,概述了软土路基道路存在的问题以及相应的解决思路；其次,说明了软土路基花管注浆加固的技术原理、应用范围、技术特点与优势；然后,详细介绍了花管注浆加固的技术方案选择方式及施工步骤；最后,提出两种花管注浆加固施工工程验收方法,并做了相关技术总结。

花管注浆；软土路基；加固技术

0 引言

近年来,我国公路基础建设项目数量不断增加,公路建设质量也日益提高,不断完善的施工工艺技术为经济的快速发展起到了有力的推动作用,其中注浆加固技术是其中之一。花管注浆加固技术的主要功能是加固多公路路基砂层与岩层的粘合度［1］,而应用于软土淤泥路基情况不是很多。花管注浆加固技术,因其具有机械操作空间小、低成本、加固强度大等特点而被道路施工单位广泛使用。以软基路面为例,如果路基加固不够稳定,建成后的软基公路使用有效寿命和功能都受限,安全性也受到威胁,同时后期维护成本投入也较大,因此,花管注浆加固技术对软基路面的建设意义重大。总而言之,为了有效解决软基路面的投运安全和使用寿命问题,必须要对软基公路进行及时修补和加固,注浆加固技术完全符合现代多样化类型公路的建设需要,尤其是应用于软土路基路况的公路中。

1 软土路基公路存在的问题以及解决方法的原则

从当前我国道路建设以及在运情况来看,软土路基公路主要存在以下几点问题：

(1)软基路面表层凹凸不均,路基结构受损,变形严重。

(2)由于软土道路建设过程中路基土层的压实不够硬实,导致软土路基变形。

(3)由于城市市政建设原因,比如电缆、地铁、网络线路等工程对路基产生不利影响。

(4)道路积水、不明液体等对软土道路的长期侵蚀。

针对以上软土道路存在的几点问题及其诱发原因,结合当前道路建设施工技术水平,最佳解决方法策略是提高道路路基硬密度,加强道路后期维护,降低人为道路损坏事件概率,合理调控道路使用方略。

2 花管注浆加固技术概述

2.1 花管注浆加固使用范围与施工方法

按照技术类型角度分类,当前软土道路注浆主要有渗透式、劈裂式、喷洒式等三种主流方法［2］。从应用范围角度来看,注浆加固技术主要用来处理软土道路沉降问题。在对软土道路进行注浆加固施工时,控制好节奏以便对水泥浆施加压力,保证水泥浆能够完全填入道路缝隙中,从而形成水泥石体,道路的硬度也能得到验证与保护,稳定而实用。

2.2 实施注浆加固技术的优势

注浆加固技术的使用可以实现水泥浆液对道路缝隙的完全填充,提高软土路面的压实密度和固化强度,能够在投入最低成本的条件下消除因地质问题产生的路基坑洼问题,降低软土路基沉降度。

(1)利用花管注浆加固技术,可以最大程度上避免软土路基不均匀问题出现,防止因路基不平造成的道路交通安全事故。

(2)花管注浆加固技术的应用可以最大化降低生产成本以及后期维护成本,提高经济效益。

(3)极大地缩减了软土路基道路工程建设的工期,同时也提高了环境自然资源的保护效果。

(4)保证了软土路基公路注浆技术的优越性,施工工艺操作简单,对施工人员要求较低。

2.3 软土路基注浆加固技术的原理

花管注浆加固技术其实就是通过依靠填充、渗透、巨大挤压力度来让液态水泥按照事先设置好的轨迹流入缝隙形成浆体［3］。在此之后,如果软土路基还存在路面不平整现象,就需要借助钻孔工具将浆液注入需要的地方。第一,若采用圆柱形模具则倒入的水泥浆液会形成圆柱形,同时向周边挤压,可塑性很强。第二,按照花管注浆加固技术的施工要求,软土路基构成裂缝,水泥浆液的渗入会形成不同造型的水泥浆体,比如,柱形、圆形、块状等水泥浆体。简而言之,注浆加固技术不仅使软土路基结构变得硬实,而且降低了软土路基出现裂缝问题,有效降低了积水对路面以及管道的侵蚀危害。

3 注浆加固技术参数设计与工艺

3.1 注浆加固方案选择

在软土路基注浆加固项目建设过程中,一般采用挤压式注浆方法和分段劈裂式注浆方法。花管注浆技术的优势就是不破坏整体结构而能够实现内部加固［4］。在许多应用场景中,往往注浆加固点位置不确定,为了保证软土路基整体的均匀性,路面的稳定性,通常是重点对那些缺陷严重位置进行注浆操作,确保施工质量。优秀的花管注浆方案的设计不仅可以加强注浆路基与基层的摩擦作用,而且可以美化施工效果,降低成本。

针对软土路基路段的注浆操作过程,应该以设计方案为依据,根据现场实际情况来最终确定施工方法。一般情况下,对软土路基的施工过程是采取分阶段多次注浆,把握好注浆水量与注浆压力的比例,科学进行施工,保证施工质量。

施工技术要点:首次采用静态自然注浆方式，第二次先把花管按照分段方式固定在首次注浆位置,然后开始采取劈裂倒入水泥砂浆,待注浆深度处于设计长度时再将花管延长至第三段、第四段，反复操作此工序，直到该软土路基的打孔全部注浆完毕，根据需要再对下一个孔进行注浆作业。

3.2 注浆加固施工过程

(1)项目现场工程量安排：距管道0.5 m处的排水管线两侧需要布孔,间距初步设置为1.5 m,延伸至管道底端。对于软土路基无变形地段,钻孔间距是2 m×1 m,加固深度为1.2 m,而对于软土路面凹凸路段,地面存在裂痕,采取加固深度2.5 m,裂缝严重路段必须加密布孔,同时孔间距调整为1.2～1.6 m。

(2)施工平台搭建:为使钻机能够安全正常工作,花管注浆作业位置一般在道路的肩部,以钢管为支撑主材搭建钻机平台,起到护坡的作用,这里需要确保钻机平台与水平面的夹角维持在8°左右,以确保钻机钻孔角度与设计相符。

(3)钻机前期准备:按照二维坐标图上的设计位置信息进行钻机就位,要求钻头与中心重合,同时钻机安装必须稳固、安全,钻杆倾斜角度误差不得高于1.6%。另外,引孔需要设计得当,长度要达到基床表面标准高度,钻机设备采用的型号是XY-2。

(4)插管:在引孔钻设工序完成后,紧接着就是花管插入操作。为保证泥砂能够有效通过喷嘴口流出,在插管过程中,可借助较小压力向管内加入适量水,这里,击管使用0.6 t级别的小型振动锤。

(5)注浆作业:待试水正常后,利用PVC管将注浆管与地面衔接并保持封闭性,花管加固注浆时保持压力稳步增加,最好控制在0.25～0.35 MPa,满荷作业10 min左右,确保既有线路安全稳定。

(6)拔管:待花管注浆作业完成后,将软土路基内的花管移至地面。

4 施工检测验收

(1)数据测量分析。等软土路基注浆加固作业完成以后,需要对此次施工项目进行相关专业验收检验。首先对软基施工路段现场测量相关数据,然后根据之前理论设计估算数据,将二者数据进行科学分析,得出正确结论。如果存在问题,找出解决方案,做到补救及时。

(2)实际检验。在软土路基花管注浆加固工程结束半个月后,项目承建企业应该委托监理单位,然后安排专业技术工作人员科学选择项目几处软土路段进行规范性验收测试。在测试完成后3 d内,监理单位需出具测试报告,内容需对测试数据进行详细论证,重点强调软土路基花管注浆加固前数据与注浆加固后数据对比分析,这样才能保证软土路基花管加固作业的正确性,延长软土路基使用寿命,提高道路使用安全性。

5 结语

随着我国经济建设稳步前进,势必对道路建设质量有着更高的要求,尤其是对软土道路建设的要求愈来愈高。为了方便人们出行,降低道路交通事故发生概率,就必须避免公路路基出现裂痕和沉降问题。鉴于在软土路基公路路段出现沉降概率最大,对软土路基公路运用花管注浆加固技术势在必行。这样既可以保证来往车辆的行驶通畅,也可以增强软土公路路基的承载能力。当前,花管注浆加固技术已在软土路基工程施工中有较多成功应用案例,但是相应的专业施工理论标准还未出台,如何制定一整套安全而科学的施工技术标准,已迫在眉睫。

［1］姚浩. 浅层软黏土注浆加固方法研究 ［J］.土木基础,2014(6)：6-8.

［2］ 陈民乐. 建筑物地基处理中的注浆加固技术研究［J］.施工技术, 2014(8)：167-170.

［3］ 伍冬，郭丹红.公路路基注浆加固技术的探讨［J］.山东工业技术, 2014(24)：114.

［4］ 罗芳.软土路基花管注浆加固技术探讨 ［J］.科技资讯,2012 (12)：67.

U416.1

B

1009-7716(2015)09-0134-03

2015-04-22

税欢(1988-),男,四川成都人,助理工程师,从事道路工程设计工作。