高压喷射注浆技术在公路软土地基施工中的应用

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摘要:高压喷射注浆技术在地下和基础工程防渗加固工程中的应用比较普遍。文章以某工程实例为依据,对该技术在某工程公路段软土地基处理中的应用进行了研究,着重指出了该技术的应用特点、施工工艺及其具体处理技巧,以期为进一步推广该技术提供参考。

关键词:高压喷射注浆技术;软土地基;公路施工;水泥土;加固设计

中图分类号:U416文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)24-0009-02

高压喷射注浆(高喷灌浆)技术在地下和基础工程防渗加固工程中的应用十分广泛。例如,高压喷射注浆技术应用于增加地基强度,减少或整治建筑物的沉降或不均匀沉降;应用于挡土围堰及地下工程建设、坝体的加固及防水帐幕、边坡加固及隧道顶部加因等。软弱土层,如第四纪的冲(洪)积层、残积层及人工土壤等,砂性土最适用“高喷”注浆,对于黄土和淤泥质土“高喷”效果也较好,它解决了小颗粒熟土不易注浆加固的难题。在砾石层中,只要砾石直径不太大,也能收到较好的加固效果,但不适用于地下水流速过大的地层。下面以具体实例说明高压喷射注浆技术在土木工程领域的应用。

一、高压喷射注浆技术的特点

由于软土地基在我国分布较广,在工程建设中迫切需要找到处理软土地基的具有较好经济价值的先进技术与方法。许多专家、学者以及广大工程技术人员在这方面做出很大的贡献,一些新理论、新技术也得到推广应用。而高压喷射注浆法作为近四十年来广泛应用的地基处理技术之一,正处在不断推广、不断改进的时期。从工程实践分析,高压喷注水泥土主要在软土地区用做地基加固和桩基础。我国的软土地区分布很广,所以,高压喷射注浆技术的应用前景是很广阔的。

首先,依据水泥土的强度,粗略分为三个类型:

(一)高强型水泥土

高强型水泥土的立方体强度(7.07cm×7.07cm×7.07cm)一般都要在15MPa以上,类似于C20级以上的混凝土,目的就是为了在水泥土中放入钢筋笼,以弥补水泥土抗弯能力差的缺陷。要想实现高强型水泥土,目前的技术问题比较多,尚需开展配方试验,才能使问题逐步解决。

(二)中强型水泥土

中强型水泥土的立方体强度,一般定义为在2MPa以上10MPa以下,这种强度的水泥土,按一般的施工方法及配方都能实现,适用于在大部分土层中做单桩承重或做复合地基。因抗折能力较差,故以设计成中心受力为宜。以往所做的很多工程,都是属于这种类型,其应用范围广,适应性很强。已经在工程实践中收到很好的经济效益。

(三)低强型水泥土

低强型水泥土的立方体强度,一般定义在0.5～2MPa之间。首先,因强度较低,如用作永久性工程的单桩承重,则桩材承载力过低。一般多用在临时性工程的地基处理中,如减小基坑开挖的放坡及临时支护等,也可用于软土地基的大片置换改良;其次,在对水泥土这种特殊建筑材料的研究中,有人提出了一些模型,有些是从弹塑性介质入手,但难以解释。现在又开始了力学损伤模型的研究工作,取得了一定的成果,这方面的研究将会加强高压喷射注浆的应用;再次,在施工设备、施工方法上开展一些研究工作,在处理地基土的类型上也会有进一步的拓宽。

二、工程应用实例分析

(一)工程概况

高压旋喷灌浆法在砂性土和易性土等软弱地层加固工程中已得到广泛应用,但在含有碎石的淤泥质土及穿过它对其下淤泥的加固尚少见。现以某公路段循环水泵房的软土地基加固为例,说明高喷灌浆技术的应用。

某公路段循环水泵房井的尺寸为38m×38.75rn×17.21m(长×宽×高),其软弱地基用高压旋喷桩加固。该工程施工历时70d,完成旋咳钻孔294个,累计钻孔进尺4174m,旋喷加固桩294根。

(二)工程地质情况

该公路段循环水泵房所在位置的表层为块石碴料,其下分别为海砂、淤泥、粉黏土。高压旋喷桩处理部位钻孔实际情况表明,表层大块石含量较多。且厚度较大,一般为3～7m,1号井块石直径为0.5m以上者,含量达50%;3号井碎石层分布含量为50%～80%(表1)。

(三)方案选择及加固设计

原计划水泵地下连续墙完成后,挖至-5.5m,做深层搅拌桩加固软土地基,但实际上,在泵房近海侧块石层埋藏较深,当基坑挖至-5.5m时,仍有3～7m厚的块石层,深搅无法施工。鉴于此种情况,设计实施在泵房的临海侧块石层较厚处,布置5排旋喷桩,排距为1.8m,孔距为1.8m,要求旋喷校直径为1.20m,有效校长为8m,复合地基承载力为17t/m2。根据实际开挖情况。最终确定在每个泵房并实施旋瞬桩的根数(1号井138根、2号井29根、3号井l27根,共计划294根)。为确保施工质量及加固后的复合地基承载力达到设计标准,通过对高随、灌浆各种类型的比较分析,最后决定采用新的二重管法进行高压旋喷施工。

三、施工工艺

国内应用的以加固软基为主的二重管法的浆压,一般为20MPa,而本次应用的高压浆泵,它具有超高压力和大流量,以防渗、加固为主,应用范围更为广泛。其射浆压力可达到的MPa且压力、流量可根据不同地层的需要任意调节。而且不用高压水,返浆量小,桩体质量有保证。

施工工艺参数如下:浆压为30MPa,浆量为20L/min,浆液密度为1.52～1.60g/mL,气压为0.7～0.8MPa,空气量为60～80m3/h,提升速度为10～20cm/min。

四、效果检查

为保证旋喷质量,在施工期间及施飞。结束后,对旋喷桩进行了开挖及静载压板试验。

1.开挖检查。分别对7-A、7-E两旋喷桩进行桩头开挖检查,开挖桩头直径分别为1.4m和1.7m,校体水泥含量均匀无夹块现象。

2.静载压板试验。在2号泵房和3号泵房旋喷区各布置一个静载压板试验点,均为4桩复合地基,承压板是现浇的钢筋混凝土刚性板,承压板面积:2号泵房区WX-5-6试验点为2.2m×2.2m=4.84m2,3导泵房区YZ-5-6试验点为2.15m×2.25m=4.84 m2,要求加载值为2×170=340(kPa)。具体试验结果见表2。由此可以看出,这两个试验点的承载力基本值均满足设计要求。

总之,此工程的底层多石、快大,质地坚硬,对施工增加很大的困难度,工程的地层是在抛石填海底层上,构筑高压旋喷加固桩,对这种特殊地层,又加上恶劣的施工环境,为了保证工程质量,经过艰苦而顽强的拼搏工作,终于工程得到圆满竣工。同时,工程实践证明,新的高压旋喷工艺能够较好地解决穿越石碴料等大颗粒地层,对其下软弱土层或含块石碴料的软弱土层进行加固的难题。

采用高压喷射注浆加固淤泥地层,一直在北方应用较多,此工程的实践证明了在南方地带采用高压族喷二重管法加固复杂软土地基也是可行的,另外可以根据不同软土地基的特点或需要,最佳的工艺参数尚有待于进一步探索。

参考文献

[1]李玉辉.强夯法在滨海地区市政道路中的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2009,(5).

[2]石凯峰.某道路软土路基处理中水泥搅拌桩的应用[J].科技创新导报,2009,(12).

[3]梁显超.公路软基处理技术分析[J].中国新技术新产品,2009,(9).

[4]郭金锁.深层水泥搅拌桩在软土地基加固中的应用[J].山西建筑,2009,(15).

[5]曾令卫.高压喷射注浆技术及其在软土地基处理中的应用研究[J].中国高新技术企业,2009,(13).

[6]谢建平.浅谈公路软土地基处理[J].机电产品开发与创新,2009,(4).

[7]李书权.论软土地基给水排水工程中的混凝土灌注桩施工[J].科技经济市场,2008,(12).