浅论在道路沉降处理中压浆法的应用
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摘要:压浆质量的好坏,直接关系到钢绞线的防腐,直接关系到结构的耐久性。不饱满的孔道压浆会给公路造成严重的安全隐患。本文对水泥压浆技术的道路施工控制与应用进行了探讨。
关键词:水泥压浆;施工工艺;质量控制
目前我国各大城市投入运营的沥青混凝土路面有相当一部分接近或超过了设计年限,有的虽然未到设计年限,但在中交通荷载、自然环境等外部条件的作用下,有的道路出现了不同程度的破坏,特别是在交叉口附近较为明显。而这类病害往往是由于道路承载力不足引起的。对沥青路面这一类病害常采用基础翻挖换填补强等技术,但这类方法对环境污染大,保养周期长,对交通干扰大,资金投入多,施工危险性高是无法满足上述要求的。为此我们需要积极探索一些切实可行的施工方法,采用水泥压浆技术处理此类问题可谓是一有效的方案。
一、水泥压浆的原理与作用
水泥压浆技术是利用注浆管把浆液均匀的注入地层中,水泥浆液在周围的体中,通过渗透、填充、压密、扩张赶走土体缝隙内的积水和空气,形成浆脉。由于地层中的不均匀,一方面通过钻孔,以一定水灰比的浆液高压快速强行记人弱透水土层在注浆点集中的形成近似球形的浆泡,挤压临近的土体,使土体被挤压密实,固结形成强度,承载力得到大大提高。另一方面,在透水性好的土层,随着压浆的进行,浆液通过裂缝和渗透,填充到个砂砾石间的空隙中,在层间形成方向各异的片状、带条状、块状的浆液体,浆液经一段时间的养生,凝结硬化后。松散的砂砾石胶结成一个整体良好,强度高,防水性能强的“结石体”。同时在钻孔内形成桩柱体,与周围的土体相互作用均匀受力,形成了复合地基,提高了承载力。
压浆处治技术,是针对混凝土路面在使用过程内出现的板块脱空危害而提出的修复板底基层密实,确保板底均匀支撑的技术措施,其作用为:通过压浆处治,可以充实板底脱空,恢复密实,改善面板的支撑状况,使混凝土板的受力状态符合设计原理,避免混凝土路面板过早损坏。
二、压浆施工工艺
(一)施工前准备
正式开工前,对现场的管线进行了调查,并用金属探测器排查地下管线,管线主要集中在交叉口的人行斑马线下和非机动车道下,机动车道下有地铁通过,同时有两处地铁出口距地面4。5米,现场进行标识。机械设备进场后周做压浆试验和孔位的放样。
(二)钻孔深度
因地下有地铁隧道,结合地质水文资料,基于杂填土孔隙率大,可灌性好,灌浆后整体性好;素填土通过灌浆,使得土体压密,提高整体性。所以孔深确定为4米。
(三)制备浆液
由于本次压浆主要对象为杂填土,均一性差。孔隙较大,为节约成本,有一定流动性保证压浆效果,经试验后确定水泥浆掺人细砂,采用配合比水:水泥:细砂为0.75:l:l。
(四)压浆质量控制
钻孔后压浆设备锚固牢靠,待运转正常后开始连续的压送浆液,压力达到设计要求时,保持稳压状态2分钟以上,即可卸荷。但当压浆时出现路面微微抬升l mm左右时,或浆液流动线路内压力迅速上升时也可卸荷。在压注过程中遇到浆液从其它裂缝中冒出,而压力无法达到规定值,则采取先任浆液自由冒出,待浆液凝固后,再重新钻孔压浆,直到压力达到上述条件为止。当浆液从压孔后已压过的孔溢出时,应用木塞压紧1分钟左右,拔出后无须再压浆。
(六)压浆技术的施工工序
l、定区:因沥青混凝土路面是柔性路面。不存在着混凝土路面的板块特征,在划定压浆区域时要考虑到处治效果和经济效果,主要针对大面积的沉陷和裂缝等病害路段,并根据弯沉值作为主要的决策依据,宽度建议以车道的整数倍来确定,长度不宜过短,以尽量减少设备的周转次数为参考。
2、布孔:一般采用梅花状布孔,不宜太过靠近路沿石,一般避免在沉陷区的最低点和裂缝上布孔,可考虑在周边布孔。孔距适中,过大浆液无法全面渗透,过小不经济,对面层破坏过大,一般1.5～3米。
3、钻孔:采用钻机钻孔,钻孔是要保证连续作业,孔要保持垂直,钻空顺序宜有内向外,先深后浅,由低向高的顺序钻孔,深度需结合土体特征,不要盲目追求深孔,但必须穿透弱透水性的基层。
4、压浆:制作浆液时应采用32.5级以上的硅酸盐水泥,浆液要有良好的可泵性、和易性、保水性。压注浆液时应缓慢均匀连续加压,当压力达到设计值时,应保持稳压2~3min以上,当观察到路面开始抬升或浆液流动线路内的压力迅速升高时,停止泵送。
5、封口:压浆结束应立即拔出灌浆栓塞,立即插上木塞,以便有足够的时间使浆液充分凝固。
6、养护:封孔与养生。压浆结束后。插上木楔,确保有足够的时间使浆液凝固,并用快凝水泥砂浆密封孔口。压浆后的驯、时内禁止车辆通过压浆区,一般养生3天。
三、压浆过程注意事项
1、施工地段的选择
水泥压浆的原理就是占据土体间的空隙,当遇到含水量基本饱和后已饱和的软土层时,土层间的空隙已被水份给占满,采用压浆工艺处理此类病害时效果就不很明显,通常采用其它方式处理。
2、地下资料的掌握
城市道路地下构筑物比较复杂,有各类管线、地下室、隧道等,如盲目的进行施工,必然会酿成大祸。施工前必须详细调查地下情况,应获得最新的地下综合管线图和周边地下建筑物的详细资料,在施工前对各地下情况在现场进行标识,施工中注意对压浆点周围的管线进行观察,特别是检查井部位,一旦发现有漏浆,需对渗漏处封堵后才能继续压浆。
3、压浆压力的控制
在压浆过程中,对压力的控制至关重要,压浆压力是该工艺的重要指标,控制不当将无法达到预期的效果,甚至会对道路产生新破坏。如压力过大会使沥青面层产生新的裂缝,对周围管线的安全运营也会是一种威胁。同时如路面抬高的过多后,也会使得道路的线形很难理顺,不利于路面排水;如压力过小,浆液无法充分的进人士体的孔隙中,填充不密实,达不到设计强度。因此在施工中可通过现场试压来确定压力要求,采取压力与路面抬升值双控的方式,或采用二次压浆的方式。
当压力表指针异常跳动或发电机声音忽然增大应立即停止灌浆。压浆时若发现灰浆已从压孔或者压过的孔溢出时应用木塞压紧l分钟,拔出木塞具,此孔无须再进行压浆。压浆时应注重高压管前不能站人,防止喷浆(水)伤人;经常检修机械,作好防潮、防水、防漏电工作。避免安全事故的发生。
每次压浆施工收工时,必须用清水冲洗搅拌桶,此时液压泵照常工作,使水经管道、压浆泵从高压管中排出,将各部件残留浆液彻底排除冲洗干净。
4、浆液材料的选用
浆液材料的选用关系到工程处理的效果和造价。浆液原材料必须符合规范要求,浆液强度要满足设计要求,并且应具有良好的流动性,一般水灰比可控制在0.4-0.5。为满足其他的相应技术要求,如流动性、早强等,可通过掺人适量粉煤灰、细砂、黏土、早强剂等满足性能要求,配合比需结合压浆段的土体情况经过实验后确定。
当混凝土板纵、模缝隙有浆液冒出时,继续灌浆5～10秒即应停止,板底有积水处,积水会在浆液压力下从缝隙冒出,此时需继续压浆,直至浆液冒出5-l0秒后停止(这种情况下压力为2―3NPa)。
对于板缝及边缘冒浆,压力无法达到规定值的,则先让浆液顺板缝自由冒出,浆液凝固后,再重新钻孔压浆,一直到压力达到上述要求为止。浆液从相邻板缝隙或硬路肩缝隙冒出时,立即停止灌浆。需顶升混凝土板块时,当板块顶升至高出正常板l一2mm,立即停止灌浆,此时随着灌浆压力的撤离,板块会由于重力作用下沉l一2mm,正好与正常板平齐(这种情况下压力一般为2-4Mpa)。
参考文献:
[1]李傻生,采用真空辅助压浆技术的研究 〔J〕河北交通科技。2006.