公路工程中灌浆施工技术探索

2016-08-11兰援越

大科技 2016年10期

关键词：静压浆液灌浆

兰援越

（云南第二公路桥梁工程有限公司云南昆明 650000）

公路工程中灌浆施工技术探索

兰援越

（云南第二公路桥梁工程有限公司云南昆明 650000）

灌浆技术在公路工程中发挥的作用主要在于加固，灌浆技术的应用日益受到重视，为了能够有效提高该技术的实施水平和施工质量，要求相关从业人员能够加强相关技术的发展与研究。本文即结合实例，探讨了灌浆施工技术在公路工程中的实际应用方法与效果。

公路工程；灌浆施工；静压灌浆

1 引言

灌浆施工技术的原理，是将水泥浆液等作为原材料，充填于周围土体中，经过压密扩展后形成浆脉。应用于公路工程中的灌浆法，则需要将灌注材料通过钻孔、路基塌陷处出口等灌入，达到强化土层、充填洞隙、加固地基的目的。当前应用于公路工程的灌浆技术有多种，在加固公路地基等方面，发挥了良好的作用。

2 公路工程中灌浆技术加固原理

在公路工程建设中，灌浆技术的应用能够发挥良好的加固作用。由于公路工程往往会用于不良的地质条件，例如地下层土体较为松散，不够均匀等，在这种情况下，灌浆技术即可发挥作用，其基本流程如图1所示。

运用钻孔技术，将配置成的浆液经过加压，然后灌入土层之中，即可引起灌浆孔的向外扩张，形成圆柱状的浆体，然后挤压周围土体，使之能够充填到钻孔中。此外，还需要破坏或切除紧靠浆体的土体，使之能够形成一个塑性变形区，使距离浆体相对较远的土体区域，发生弹性变形，从而提高钻孔周边土体的密度。实施灌浆时，土体裂缝往往会随之扩大，而浆液也因此可以渗入地下层，形成方向不一、厚薄各异的条状、片状和团块状的浆体，进而逐渐凝结硬化，形成纵横交错的浆脉，达到增强土体、结石体之间接触，进而沿灌浆管形成桩柱体，而这些桩柱体又会与压密地基土，共同形成复合地基，从而有效控制沉降，提高公路承载力。

图1 灌浆施工工艺流程图

3 公路工程灌浆技术施工要点

实际的公路施工过程中，往往只有首先提高灌浆施工的技术水平，才能够把握住整体的施工要点，进而保证公路工程的建设质量。施工企业应当积极重视相关技术的改善、实践经验的积累，在施工过程中，严格控制公路工程灌浆技术施工，以便及时发现问题并采取解决措施。

（1）合理控制灌浆的强度。在灌浆施工结束时，应当注意控制杂填土承载力的相关标准值，通常要求在130kPa左右；而淤泥、淤质土的承载力标准值，则应当控制在80～100kPa之间；粉细砂的承载力标准值则应当控制在1l0kPa以上；复合地基的承载力标准值，应当保持超过130kPa。

（2）划分灌浆段。公路工程的灌浆作业中，灌浆段可以分为两个部分，即杂填土范围，作为第一灌浆段；而淤泥、淤泥质土及粉、细砂范围可作为第二灌浆段。

（3）浆材与配方的设计。以上两个灌浆段的施工过程中，对于浆材的选用也应当存在不同之处，主要体现为配方上的差异，第一灌浆段浆材的水灰比，应当控制为0.5，而第二灌浆段的则控制为0.75。如果杂填土的孔隙偏大，则可能会增加灌浆的用量，此时则应当选择水泥砂浆灌注比例如下：水：水泥：细砂=0.75：1：1。

（4）设置灌浆孔位。当前应用于公路工程灌浆施工中的空位布设方式，通常是梅花形的。

（5）确定灌浆孔孔深。根据施工相关资料显示，通常将灌浆孔的孔深控制在3.5～6m之间，最常见的就是控制爱4.5m，以孔底达到粘性土层为准。

（6）灌浆压力。在施工过程中，由于施工条件存在不确定性，施工企业必须运用灌浆试验，以确定灌浆压力的准确值。公路工程的第一灌浆阶段灌浆压力，应当控制在0.1～0.2MPa的范围内，而第二阶段的灌浆压力，则要控制在0.3～0.4MPa之间，与此同时，在具体灌浆施工中还要具体问题具体分析，对其灌浆压力进行一定程度地调整。

4 公路工程中静压灌浆施工技术的实际应用

4.1 工程概况

本工程为某一高速公路病害处治工程。该公路的某一路段为高填方工程，长度为100m，高度为18m，该路段经过两年的运营使用之后，路基出现了严重的沉陷问题，局部最大沉降达到10cm以上，同时路面纵缝出现开裂和错台等问题，最终决定采用静压灌浆技术该对该路基沉陷部分进行加固处理。该高填方路基下层距离路槽5m以下为填石或者土石混填，上层为天然砂砾填筑。

4.2 材料和设备要求

4.2.1 材料

（1）水泥。本工程进行灌浆施工所采用的水泥为普通硅酸盐水泥R32.5。所采用的水泥应满足相关的质量标准要求。受潮结块的水泥不得在施工中使用。水泥不得长时间堆放。

（2）水。水泥浆拌制所采用的水泥其温度应控制在40℃以下，一般采用饮用水即可。

4.2.2 设备

（1）钻孔设备。一般情况下应根据工程地质条件进行钻机和钻头的选择，比较适合采用的钻孔设备包括回旋式钻机和冲击式钻机。

（2）灌浆设备。灌浆泵的容许工作压力应控制在最大灌浆压力的1.5倍以上。搅拌机应确保连续的施工作业。灌浆管路所能承受的最大压力应控制在最大灌浆压力的1.5倍以上，同时管路应确保通畅。在灌浆泵和灌浆孔处应安装压力表。

4.3 静压灌浆施工

4.3.1 施工工艺流程

在本工程中进行静压灌浆施工，其具体的施工工艺流程为：测量放线→钻机就位→成孔→埋管→压浆→清洗并移位，其施工示意如图2所示。

图2 静压灌浆施工图

4.3.2 测量放线

在正常灌浆施工之前，应根据设计图纸的要求测定出涵管的外轮廓线，并根据设计要求放样处注浆孔的尺寸，注浆孔的间距误差应控制在10cm以内。

4.3.3 钻孔

在钻机安置在所测定的钻孔位置。钻机的安置应确保平稳固定，钻机立轴应确保垂直。一般钻孔的垂直度应控制在1%以内。经过检验确保满足要求之后方可正常开始进行钻孔施工。本工程钻孔施工采用干钻法。在钻孔施工过程中，应详细记录好钻进施工情况，重点包括地层情况、孔位移动距离、钻孔深度以及异常情况等。一个孔位钻孔施工完成之后，应经过现场技术人员的检验，确认合格之后，方可移位至下一钻孔进行施工。

4.3.4 埋管

本工程采用直径108mm的注浆花管。将制作好的注浆管缓慢的放入到钻孔内，直至达到设计深度。注浆管的连接应确保牢固。各截止阀应确保可靠，同时还应做好灌浆段位置的记录工作。

4.3.5 制浆

在进行水泥浆液的拌制施工，应根据设计配合比的要求进行制浆材料的称量，其称量误差应控制在5%以内。各类浆液应确保搅拌均匀，同时，需要对浆液的密度进行测量。一般情况下，当采用普通搅拌机进行纯水泥浆液的搅拌时，其时间应控制在90s以上；当采用高速搅拌机进行搅拌时，其时间应控制在30s以上。水泥浆液在使用之前，应经过过筛。水泥浆液在制备完成到使用完成的时间应控制在4h以内。

4.3.6 灌浆

在灌浆施工之前，应先根据要求做好相关的准备工作。对于施工中所采用的各种机械设备，如机械器具、仪表、管路、注浆材料等应进行充分的检查和相应的试验，确保满足要求之后，方可正式开始灌浆施工。灌浆施工一旦开始，应连续进行，中途尽量避免出现中断问题。灌浆的流量一般为浆液需经高速搅拌均匀之后，方可进行压注。在灌浆施工过程中，应连续不间断的进行浆液的搅拌。浆液在泵送之前，应经过过滤网的过滤处理。

在灌浆施工过程中，灌浆压力暂定为0.2～0.4MPa之间，具体施工过程中应根据上覆土层的厚度和现场试验情况进行确定。灌浆施工分成二序孔施工，孔距由稀到密。第一序孔的孔距控制在5m，第二序孔的孔距控制在2.5m。对于每1个钻孔的灌浆施工，应按照从下到上的顺序分段进行。每段的长度控制在0.75m。每孔应进行2～3遍的灌浆。

灌浆的压力应由小到大不断增加，注浆量则随之增加。当压力达到1MPa时，一般可以稳定3min以上，即可完成1个钻孔的施工。如在灌浆施工中，发现注浆量异常增大时，则表明该钻孔可能与裂隙存在连通的问题，此时应暂时停止灌浆施工。待浆液凝固一段时间之后，方可继续进行灌浆施工。

4.3.7 洗孔与补灌

为了有效的确保灌浆的施工效果，当每次灌浆施工完成之后，应对注浆孔进行洗孔处理。一般情况下，采用优质的泥浆进行洗孔，这样，可以有效地确保下次注浆的顺利进行。当注浆量及压力达到相关要求后，对注浆外观进行封口补灌处理，从而确保注浆管内充满灰浆。注浆施工完成后，应采用混凝土进行封孔处理，其封填的深度应控制在30cm以上。当混凝土终凝完成后，方可移动到下一钻孔进行注浆施工。

4.4 注浆效果检测

（1）路面检测。当静压灌浆施工完成之后，对路面进行检测，发现路面提升的高度满足设计要求。

（2）钻孔取芯检测。根据钻孔取芯的结果可以知道，抽出的芯样中已含有大量的水泥块。对芯样进行相关的物理力学试验，可以知道，芯样经过加固达到了相关的设计要求。