压力灌浆技术对高速公路施工的应用
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摘要：首先对压力灌浆技术进行介绍，并结合具体工程实例，对压力灌浆技术的工艺施工应用进行分析。结论证实，运用压力灌浆技术，能够最大限度地提高高速公路的质量和使用寿命，值得推广应用。
引言
高速公路在很长时间的使用之后，会出现各种各样的问题，因此，如何保证高速公路的质量，如何减少和避免高速公路损坏，如何提高高速公路的使用寿命，是当下急于解决的问题[1]。相关公路施工单位正在积极探索压力灌浆技术在高速公路施工应用中的技术要点，压力灌浆技术施工操作简单，成本较低，可以更好地解决一些问题，有效提高公路工程质量。
1压力灌浆技术
目前，压力灌浆技术是预防和治疗公路项目的一个重要手段，主要是通过使用钻孔灌注技术通过压力将会凝结的浆液倒入土壤和裂纹，被加固物体会形成高密度物理学性能并改善材料。当浆液被添加到加固体内部之后，使用高强度的机体压出土壤中的水分和空气使浆液凝固和硬化，使浆液与密度较低的土壤形成一个整体，提高公路工程路基的承载能力、强度和稳定性，降低公路工程路基沉降现象[2]。在公路工程施工的时候，在不同地质条件下使用的灌浆技术是不同的。首先，一些淤泥层注浆施工过程中，采用压密灌浆是最佳途径；其次，在硬度较高的亚黏土区域，最好采用劈裂灌浆方式；再次，施工过程中对于砂砾层，最好是渗透灌浆的方法。开展公路工程路基施工过程中，可以使用某一种灌浆方法也可以采用多种注浆方法结合起来。1.1设计灌浆料配比结合相关的经验和数据，灌浆浆料比一般用水和石灰混合比为0.8∶1～1∶1，也可以用水泥粉煤灰浆代替水泥浆，但粉煤灰在混合料所占比例必须在20%～30%。1.2压力灌浆的界限确定边界必须包括以下几个方面：⑴道路长度在中轴线的方向；⑵确定在一个平面上的水泥浆宽度；⑶在纵向方向对灌浆深度确定，在一些软土路基灌浆过程中，控制的承载能力应大于200KPa，30cm以上标准的沉陷量，在确定道路中轴线方向的长度有效，横向处理宽度为路堤底部宽度。1.3确定浆液扩散半径浆液扩散半径是压力灌浆施工过程中的一个重要参数，它在复杂的地质条件和计算参数困难的情况下，可以通过现场试验注浆来确定扩散半径。如果该浆料呈现柱状扩散，测试资料不完整的情况下，确定浆液扩散半径可以通过不同的工程地质条件土壤渗透系数，计算基于该数据的适当浆液扩散半径[3]。1.4注浆孔布置注浆孔布置包括单孔布局和多孔布局。在灌浆孔安排的过程中，必须使两个相邻的灌浆孔范围有一定的重叠部分，从而保证路基得到加固。1.5确定灌浆的量灌装量确定可通过灌注半径内圆柱体孔隙总体积来确定，在填充过程中，浆料有时不能完全填满土体的孔，在计算过程中通常理论值与小于1的值相乘，但在实际操作中，特别是在单孔灌注的计算，Ⅰ序孔灌注量一般超过理论值，Ⅱ序孔一般小于理论值，这对完成标准孔灌注造成了很大的影响。灌注浆体塌落度，土壤的多孔性以及灌注地和其他的连接决定了单孔灌注量，设Qi是单孔设计灌浆量，r是半径注浆量，Ⅰ序孔0.6～0.7D的序列孔值，Ⅱ序列孔0.3～0.4D，间距设计为D，其计算公式见表⑴：Qi=0.25nR2⑴1.6袖管灌浆施工灌浆孔距离可通过浆料的扩散距离确定，在地层条件下，扩散距离直接受浆料参数和灌浆的参数影响。在排空不能满足灌浆要求前提下，一般会选择使用三排孔灌浆。多孔设计灌浆，最大化实现了水泥浆主体的厚度，使两排孔间接搭紧密度不够的现象不再发生，同时避免过度浪费重叠的现象[4]。1.7灌装测试和评估的质量和效益灌浆工程是地下工程，必须严格和有效地按照有关规定建设，灌浆高速公路软基后，必须在200KPa以上的路基承载能力下，其最大沉降控制在30mm以下，如此才能保证灌浆项目的整体质量。另外，验证杂填土的有效性，通常是通过弯沉试验、静载试验、深沟槽开挖检查和取芯标准贯入试验等方式来验证。
2工程概况
本工程为某公路建设项目。在这个项目工作过程中，需要跨越多个涵管而且在填埋时需要回填。然而，由于在目前施工条件下，回填材料的压实度不能满足施工要求，导致孔隙度大、压实差，回填材料由于本身载荷，导致较大的沉降变形，经过综合分析，决定采用袖阀管法静压注浆施工技术的方法进行加固。
3工艺施工应用
3.1加工范围和注浆孔的布置在该项目中对回填材料加固，安排主要注浆孔位置分布在涵管两侧，双方需要各自排成一列垂直注浆。如表1所示为灌浆孔的具体设计参数。灌浆工程用普通硅酸盐水泥作为建筑材料，强度等级为32.5，浆液密度在1.6～1.8g/cm之间。3.2注浆施工工艺其具体的施工工艺流程是：孔测量堆积钻孔下一个注浆外管制浆下一个注浆内管注浆补充灌溉结束。3.3施工方案首先应对涵管进行测量，测量涵管外轮廓，然后按照设计图纸的要求测量放样钻孔，并标记孔位。根据钻孔位置安放钻机，钻机应确保极高的稳定性，钻头的轴线应保持垂直，同时测试确认符合钻井操作的基本要求。安排记录相关的数据，其中重点应记录的内容包括地层、孔移动距离、方向和深钻度。如果发现异常情况，应及时采取适当的措施进行管理。钻孔完成后，需要经过验收技术人员确认后钻机才可以移动到下一个孔，要确保孔偏差小于5cm。将制作后的灌浆放到钻孔内，应保证分散平稳。注浆外管达到设计高程后可连接，以确保安全。应安装每个截止阀以确保可靠，而且还应准确记录指定灌装分段点的位置。根据用量对浆料进行混合设计生产，泥浆搅拌时间应控制在90s内。一般情况下，浆液储存时间应控制在4h内，如果超过4h应该丢弃。每个灌浆施工完成后，按照灌浆孔的要求进行洗孔加工，可有效保证灌浆施工效果。3.4注浆技术要求该项目建设灌浆水泥为R32.5普通硅酸盐水泥。水泥细度应用80×80mm的孔筛，筛余物应控制在5%以内。水泥灌浆使用应确保相关的技术要求。在正常情况下，水泥存储时间应控制在三个月或更少的时间段内。工程用水应确保相关技术指标，在正常情况下搅拌时，水温应在40℃以内。为了选择钻探设备，根据主要工程地质的具体情况要确定设备包括钻机和钻。钻井采用回旋钻机。灌浆泵的选择要注重其性能，并考虑浓浆度调整。在正常情况下，可允许的工作压力灌浆泵应控制1.5倍的最大充气压力以上。搅拌机应保证能够做到均匀连续施工。施工时，应确保泥浆线条保持通畅，管道应该能够足以承受1.5倍的最大充气压力。另外，灌浆泵及填充口要安装注浆压力表。
4结论
为了有效解决高速公路施工问题，采取压力灌浆法处理是较为简单、成本低的方法之一。本文通过在具体的工程实际中运用压力灌浆技术，最大限度地提高了高速公路的质量和使用寿命。
参考文献：
[1]张冰冰.压力灌浆技术在路基沉陷处治中的应用[J].黑龙江科技信息，2015（6）：159.
[2]刘建军.浅谈灌浆加固技术在公路路基沉陷处理中的应用[J].黑龙江交通科技，2011（6）：123-124.
[3]格桑顿珠，吴恒.压力灌浆技术在路基沉陷处治中的应用[J].中国新技术新产品，2011（10）：18.
[4]刘春焕，田伟平，朱钰.陕南公路路基沉陷形成机理和治理对策的研究[J].路基工程，2009（5）：60-62.
作者：刘玉华 单位：石家庄市公路桥梁建设集团