公路路基沉陷问题的处理方案.doc

公路路基沉陷问题得处理方案
施工技术与运用
摘要:公路工程得施工中或者在路面通车使用一段时间后,路基工程可能会经常出现损害,如路堤整体沉降或局部沉陷,不仅导致了通车得不便并且大大降低了公路得使用性能。研究与把握公路路基沉陷得原因,就可以把路基沉陷这一公路病害处理在萌芽阶段,掌握路基沉陷得处理措施,可保证工程更加顺利得竣工。目前在处理公路路基沉陷问题上,灌浆加固技术就是一个经济实用得工艺。本文通过某公路工程得实际案例,介绍了在公路路基沉陷时使用灌浆加固技术得优点,并详细介绍了灌浆加固技术得机理应用、处理方案、技术要求等方面得特点,用实例证明在使用灌浆加固技术之后路面沉陷得到了很好得改善。
关键词:路基沉陷;灌浆压力;注浆工艺;施工技术
1工程概况
某公路埋设有11条穿路涵管,为钢筋混凝土管。埋设时,基槽开挖深度为
4m,回填料为级配碎石。由于施工条件得限制,回填料压实不充分,存在孔隙率
大、压实度差得情况。回填土体(料)在自身稳定过程与上部加载后,产生较大
得沉降变形,造成涵管附近路基得不均匀沉降,影响公路得安全使用,为此需
对回填土体进行加固处理。根据该工程实际情况,经认真分析,采用袖阀管法
静压注浆方案耐回填土进行加固处理,以增加回填土得密实度,提高强度与压
缩模量,减少沉降变形。
2灌浆加固得机理及应用
在公路得建设工程当中经常会出现半填半挖或高填方路基得路段。因为
施工等因素得影响,在这些公路投入运营之后,经过几年使用期,往往会在一
些填挖交界及高填方路段出现不同程度得沉降,而当局部沉降量较大时,就会
发生路堤滑移、路面沉陷等病害,从而严重影响高速公路得通行状况。
灌浆加固技术就是处理公路路基沉陷处理得一个经济实用得工艺。压力灌
浆就是利用压力将能固结得浆液通过钻孔注入土体孔隙或建筑物得裂隙中,使
被加固体物理力学性能得以改善。浆液注入被加固体后以填充、透、挤密等方
式,挤出土体颗粒或岩石裂隙中得水分与空气后占据其位置,浆体凝结后硬化
后则将原来松散或不密实得土体胶结成一个整体,形成一个有较高强度,较好
得水稳定及化学稳定性得结构整体。由于地层中土体得不均匀性,通过钻孔向
土层中加压灌入一定水灰比得浆液,一方面灌浆孔向外扩张形成圆柱状浆体,
钻孔周围土体被挤压充填,紧靠浆体得土体遭受破坏与剪切,形成塑性变形
区,离浆体较远得土体则发生弹性变形,钻孔周围土体得整个密度得到提高。
另一方面随着灌浆得进行,土体裂缝得发展祁浆液得渗透,浆液在地层中形成
方向各异、厚薄不一得片状、条状、团块状浆体,纵模交错得浆脉随着其凝结
硬化,造成结石体与土体之间紧密而粗糙得接触,沿灌浆管形成不规则得、直
径粗细相间得桩柱体。这种桩柱体与压密得地基土形成复合地基,相互共同作
用起到控制沉降、提高承载力得作用。
3灌浆加固处理方案
3、1方案特点
3、1、1充填挤密作用
浆液在劈裂、延伸及扩散过程中对周围土体产生充填及挤密作用,从而改
善与根本改变地基得物理力学性质及承受荷载得作用机制。
3、1、2加筋土及树根桩作用
采用袖阀管式静压灌浆,使土体强度在多次注浆中得到提高,使土体与
凝结体结合在一起,具有“加筋土”及“树根桩”得优点,可增加地基承载力。
3、1、3分层注浆、均匀性好
因袖阀管注浆中灌浆段得设置与截止阀得单向性,可分层、多次灌注,注
浆量可控制;还可根据需要设置直孔或斜孔,从而提高了注浆加固得均匀性。
3、2处理范围及注浆孔位布置
处理范围为基槽开挖深度内回填料,在lI个涵管两侧各布置一排垂直注
浆孔,每排10孔,合计220孔,两侧孔距2、 5m,灌浆深度为4.Om(根据现场开槽
深度调整)。注浆材料为强度等级32、5普硅水泥,浆液密度1、6-1、 8g/cm3,
3、3注浆工艺流程
定孔位一钻孔一下注浆外管一制浆一下注浆内管一注浆一补灌一结束。
3、4施工程序
(1)放线定孔位。准确测定涵管得外轮廓线,按设计要求放线、定孔位,并
设置孔位标志。
(2)钻孔。将钻机安置在所钻孔位置,钻机安放稳定牢固,立轴竖直,经验
测孔位后方可开钻。钻进过程中,要详细记录钻进情况,包括地层情况,孔位
移动距离、方向,异常情况、处理措施,钻孔深度等,经现场技术人员验收合格
后,方可移孔。孔位偏差不得大于5cm。
(3)下注浆外管。将制作好得注浆外管平稳地置入孔内,下至设计深度其
连接要牢固,各截止阀一定要可靠,并准确记录各灌浆段位置。
(4)制浆。按设计配合比或浆液密度搅拌浆液,使用普通搅拌机搅拌浆液
时间应不小于90s,制备好得浆液放置时间不得超过4h,每孔每段注浆结束后,
要计量水泥用量。
(5)洗孔。为保证注浆得效果,在每次注浆完成后,要对注浆孔进行洗孔,
用优质泥浆完成,确保下次注浆顺利进行。
(6)补灌。在注浆量及压力达到要求后,对注浆外管进行封口补灌,使管
内填满灰浆。
4灌浆技术要求
4、1材料
(1)水泥。灌浆采用普硅水泥R32、5:水泥细度要通过80Um方孔筛,其筛
余量不太于5%;灌浆用得水泥必须符合规定得质量标准,不得使用受潮结块得
水泥。水泥不应存放过久,出厂期超过三个月得水泥不应使用。
(2)水。灌浆用水应符合相关规定,拌浆水得温度不得高于40℃。
4、2设备
(1)钻孔设备。钻机与钻头应根据工程地质条件选用,宜采用回旋式钻机
或冲击式钻机。
(2)灌浆设备。灌浆泵性能应与灌浆浆液浓度相适应,容许工作压力应大
于最大灌浆压力得1、5倍。搅拌机应保证均匀连续得拌制浆液,灌浆前应试运
行。灌浆管路应畅通,并能承受1、5倍得最大灌浆压力。灌浆泵与灌浆孔口处均
安装压力表。
4、3浆液配制
制浆材料必须称量,称量误差小于5%。水泥等固相材料采用重量称量法。
各类浆液必须搅拌均匀并测量浆液密度。纯水泥浆液得搅拌时间,使用普通搅
拌机时,不少于90s;使用高速搅拌机时,不少于30s。浆液在使用前过筛,自制
备至用完得时间少于4h。
拌制细水泥浆液与稳定浆液加入减水剂与采用高速搅拌机。搅拌时间通
过试验确定。细水泥浆液自制备至用完得时间少于2h。集中制浆站制备水灰比
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施工技术与运用
浅析高速公路边坡结构得防护技巧
摘要:高陡边坡由于地质条件复杂在高速公路得建设中属于较难攻克得问题,部分地区由于自然条件得恶劣导致岩层不稳当甚至塌方,这样不仅给公
路施工带来了很大得不便,也危及到国家财产与人民生命得安全。目前在高边坡防护工程中喷锚网技术得到了越来越广泛得应用,成为高速公路施工中一
个很重要得手段。它主要就是靠锚杆、钢筋网与混凝土层得共同作用来提高边坡岩土得结构强度与抗变形刚度,减小岩土体侧向变形,增强边坡得整体稳定
性。本文结合具体工程实例展开分析,从实例工程中说明喷锚网技术在高边坡防护中得应用,以及如何在不稳定得边坡中采用喷锚网技术,进而确保高边
坡结构得稳定。
关键词:高速公路;施工技术;锚杆技术;高陡地形;构造设计
1工程概况及设计、构造、材料要求
某高速公路全长84、 858km,设计标准为双向四车道、全封闭、全半立交高
速公路,计算行车速度80km/h。该项目共计完成路基土石方1700万m3,排水工
程102、3万m3,桥梁13、 6km/84座,隧道4740m/16座。本项目得路堑边坡防护工
程,根据项目工程所在地得地质情况,包括了预应力锚索、压浆锚柱(固结)、刻
土喷摇、喷锚网、SNS柔性防护系统等防护措施。本文结合某高速公路实际情
况,重点介绍锚喷网技术在路堑高陡边坡中得应用技术。
1、1构造设计方案
某高速公路高陡路堑边坡,系采用大型爆破施工形成得,岩层多为块状
得、层间结合较好得中厚层或厚层石灰岩体结构。由于前期爆破施工未采用将
开挖区与保留区分开来得预裂爆破方式,使得岩层受一定得爆破影响,局部有
层面张开裂缝,边坡破碎松散、犬牙交错,时有落石现象发生;设计单位根据
路堑边坡现状,将需要加固防护得边坡采用喷锚挂网防护与预应力锚杆得方
法进行加固处理。喷射混凝土厚度采用lOcm,喷射混凝土标号为C20细石混凝
土。锚杆采用22mm钢筋:锚固深度视边坡岩层得破碎程度及破碎层得厚度而
定,一般取1、 5m(为防止锚杆滑出,锚杆必须置于较好得岩层面以下一定深度);
锚杆孔得深度应大于锚固深度20cm,并用1:3～1:4得水泥砂浆固结;锚杆间
距采用2.OmX2、Om,梅花形布置。钢筋网得孔眼尺寸采用20cmX20cm得方孔。
1、2材料选择要求
喷锚网技术对材料得要求比较高,所以在选择材料时,除了按照规范得要
求严格取舍外,还应注意以下几个方面:
1)水泥:应优先选用425号普通硅酸益水泥;也可选用矿渣硅酸盐水泥或
火山灰质硅酸盐水泥,水泥标号不得低于325号,性能符合现行水泥标准。
2)砂:应采用坚硬耐久得中粗砂,细度模数宜大于2、5,含水率值控制在
5%-79'0。
3)骨料:应采用坚硬耐久得碎石或卵石,粒径不宣大于15mm;当采用碱性
速凝剂时,不得使用含有活性二氧化硅得石材。
4)外加剂:应选用符合质量要求得速凝剂,掺速凝剂后得喷射混凝土性
能必须满足设计要求。
5)水:混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化得有害物质,不得使用
污水以及pH值小于4得酸性水与含硫酸盐量按s0计算超过水重1%得水。
1、3混合料得配合比设计要求
1)水泥与砂、石之重量比为1:2:2-1:2:3;2)砂率宜为45%-55%;3)水灰
比宜为0、4-0、45;4)速凝剂掺量应通过试验确定。
2施工得相关技术措施
2、1搭设脚手架
脚手架搭设前必须先对现有边坡得稳定情况进行观察,确定安全后再搭
设脚手架。钢管支架立柱应置于坚硬稳定得岩石上,不得置于浮渣上;立柱间
距1、 5m。架子宽度1、2m-l、 5m;横杆高度1、8m,以满足施工操作:搭设管扣要牢
固与稳定:钢架与壁面之间必须楔紧,相邻钢架之间应连接牢靠,以确保施I
安全。
2、2坡面整修
由于现有得岩石边坡破碎松散且不平整,故必须将松散得浮石与岩渣清
除干净。处理好光滑岩面;拆除障碍物;用石块补砌空洞:用高压水冲洗受喷
面;对边坡局部不稳定处进行清刷或支补加固;对较大得裂缝进行灌浆或勾缝
处理:在边坡松散空洞处与坡脚处设置一定数量得泄水孔,预留得长度根据现
场确定布设。
2、3喷射混凝土
1)喷射作业前必须对机械设备,风、水管路与电线等进行全面检查及试运
转。
2)喷射混凝土之前,用清水将坡面冲刷干净,湿润岩层表面,以确保一
层后才进行定位:采用气腿式凿岩机钻孔,孔径50mm;根据现场得情况确定
锚杆深度一般为1.Om-l、 5m,钻孔要垂直边坡面。锚杆采用22mm钢筋,间排距
为0、5:1得纯水泥浆液。输送浆液流速为1、4-2.Om/s。各灌浆地点测定来浆密
度,调制使用。浆液温度保持在5-40℃,超过此标准为废浆。
4、4灌浆压力、灌浆方法
注浆压力暂定0、 2—0、4MPa,可根据上覆土层厚度及现场试验情况确定。
灌浆分二序孔施工,孔距由稀至密。第1序孔孔距5.Om,第II序孔孔距2、5m。每
孔自下而上分段进行灌浆,每段0、 75m。每孔灌浆2-3遍。
4、5灌浆钻孔
钻孔位置误差下超过5cm,钻孔垂直度小于1、5%,孔内沉渣厚度不大于
20cm。钻孔深至设计深度。
4、6灌浆结束标准
根据资料与经验结束标准如下:达到灌浆压力要求,并稳定15min可结
束。地面冒浆时可暂停灌浆封堵冒浆处或采用间歇方法灌注。
5结束语
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文章通过实例分析证明灌浆技术在技术上就是可行得,在施工质量与处理
效果上就是好得,对其承载力与稳定性将得到较大得提高。首先避免了开挖重新
换填施工,减少了开挖废弃物对环境得污染,缩短了维修处理时间;其次让施
工基本不受天气影响,施工设备投入及对现场得环境要求都比较简单,易于操
作,对于距离城市及大型拌与站较远得边远公路尤其适用;维修期间可以半幅
施工、半幅继续维持通行,减少了对社会公众得出行影响,而且更重要得就是减
少了如大规模开挖可能带来得不利社会影响,具有明显得社会效益;最后经过
造价比较,灌浆处理具有显著得资金成本优势,这就是其能得到认可与推广得重
要因素。
参考文献
[1】祁学英,公路工程中灌浆加固技术得应用[J].青海交通科技,2009,(2)
【2]杨创责树根桩托换及灌浆加固技术在高速公路边坡加固中
得运用[J].科技资讯,2006,(6)、
甄识
建一知