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摘要本文依托宝中线路桥结合部陷穴下沉病害整治工程,介绍了劈裂压浆法的原理、工艺和关键技术。应用效果表明:劈裂压浆法施工简单、费用低,是阻止地基进一步沉降的好方法。
关键词 路基工程;劈裂压浆法;沉降;整治
中图分类号 U4文献标识码A 文章编号1673-9671-(2009)111-0071-01
解决高路堤下沉问题的基本原则是提高基床的密实度。由于桩位是倾斜施工,石灰桩受剪强度低,桩深浅对基床加固深度不足,故不可行;混凝土桩由于高堤太高,打入桩难于进入持力层,只起到对土体微小的挤压作用,而且造价高,故也不行。高压压浆的方法是利用机械施加高压,把浆液压入土体间隙,固结压力区范围内的土体,使松散的土颗粒形成整体提高土体承载能力,达到控制沉降的目的。最近10年来,工程界启用了一种新型的劈裂压浆法同样能成功的阻止地基进一步沉降,并使基础上抬和纠偏。本文依托宝中线路桥结合部陷穴下沉病害整治工程,介绍了劈裂注浆法的原理和施工工艺,对国内类似病害整治工程具有一定的借鉴作用。
1路桥结合部陷穴下沉病害原因分析
宝中线部分区段,由于地质条件限制,路堤高11m,其填土为黄土,块石混合填料(隧道弃碴),本地区年降雨量1300～1500毫米。在路桥结合部,出现较多的路基病害。主要表现为该段路基下沉,干砌护坡部分轻微变形,道床厚度80～100cm,见图1。
经对基床病害挖探调查及路基外形情况分析,产生此类病害主要有以下几个方面的内在原因:
(1)该线开工建设时,对这些段落的填料及其压实标准都没有特殊的要求。而且,受投资控制的限制,很多地段由于起桥高度偏高,路桥结合部填土高度较大,更加剧了病害的发展。
(2)病害产生地段广泛分布有黄土,且大部分具有湿陷性,施工期间大部地段采用了黄土作为填料。黄土浸水后会迅速软化,强度急剧降低且产生大的变形。
(3)路桥过渡段靠近桥台的部位是最不容易碾压密实的,现行路基规范对填料及压实都有明确要求。而该线在靠近桥台的部位沉落量超过区间路基的现象比较普遍,说明该部位填筑质量相对较差。
2劈裂压浆法的机理
劈裂压浆[2]是利用水力劈裂原理和路基土中小主应力的分布规律,在一定的压力下,将浆液用高压泵压入地层当中,以克服地层的初始应力和抗拉强度,使其沿垂直于小主应力的平面上发生劈裂,地层中的固有裂缝扩展变宽变长,然后浆液填充到地层的所有裂缝中,在路基中形成了许多树枝状或板块状凝结体,从而形成复合路基,使路基承载力提高,压缩性降低,湿陷性大幅度减小。
3劈裂压浆工艺
3.1压浆材料的选取
常用压浆浆液有水泥浆、黏土浆、水泥黏土浆、水玻璃浆、水泥砂浆等,适用于不同类型的路基填料。本病害使用水泥浆。
3.2技术参数的确定
⑴浆液配比
水泥选用32.5矿渣水泥,经试验确定水灰比为:1:0.6。为节约水泥,提高和易性在水泥浆中加入粉煤灰[3],比例为:水泥:粉煤灰:水=1:1:0.6。
⑵浆液压力
压浆压力与填料种类、填土密度和钻孔深度等因素有关。如压力过高,可能破坏地层结构,甚至压穿;压力过低,乳浆扩散范围小,起不到整治目的。压力确定采用理论计算结合现场试验,由压力与排量的关系表明:允许压力值在15.0～16.0kg/cm3。
⑶钻孔布置
钻孔布置如图2所示,打孔从道床脚开始横向每2m一孔向路基边坡延伸到6m处,纵向每2m孔(病害严重地段1.5m)梅花布置打孔压浆到病害终点。孔径Φ30mm,孔径方向为水平向下30°,孔深3～6m。
3.3 劈裂压浆工艺流程
劈裂压浆法工艺流程如图3所示。
4结语
劈裂压浆法通过浆脉网来挤密临近土体和提高土中的主应力和,降低压缩性和提高土的灌入击数。2004年利用该法对路桥结合部陷穴下沉进行整治后至今未发现路基下沉,已是路基整治中的一个成功典范。劈裂压浆造价低,施工便捷,是处理对路桥结合部陷穴下沉病害的有效办法。同时还必须注意在使用该方法时针对不同的土质、含水量,需要选定不同的浆液及压浆压力,试验的误差对施工质量的影响很大,压浆压力不足会造成部分路基仍然下沉。
参考文献
[1] Raabe E W. Soil fracturing techniques for terminating settlements and restoring levels of buildings and structures. Ground Engineering,1990,23(4);33-45.
[2] 陈愈炯. 压密和劈裂灌浆加固地基的原理和方法[J].1994,16,(2):22-27.
[3] 杨钦伦,王雪飞. 高速公路桥涵台背压浆技术探讨[J].2006(7):352-355.
关键词 路基工程;劈裂压浆法;沉降;整治
中图分类号 U4文献标识码A 文章编号1673-9671-(2009)111-0071-01
解决高路堤下沉问题的基本原则是提高基床的密实度。由于桩位是倾斜施工,石灰桩受剪强度低,桩深浅对基床加固深度不足,故不可行;混凝土桩由于高堤太高,打入桩难于进入持力层,只起到对土体微小的挤压作用,而且造价高,故也不行。高压压浆的方法是利用机械施加高压,把浆液压入土体间隙,固结压力区范围内的土体,使松散的土颗粒形成整体提高土体承载能力,达到控制沉降的目的。最近10年来,工程界启用了一种新型的劈裂压浆法同样能成功的阻止地基进一步沉降,并使基础上抬和纠偏。本文依托宝中线路桥结合部陷穴下沉病害整治工程,介绍了劈裂注浆法的原理和施工工艺,对国内类似病害整治工程具有一定的借鉴作用。
1路桥结合部陷穴下沉病害原因分析
宝中线部分区段,由于地质条件限制,路堤高11m,其填土为黄土,块石混合填料(隧道弃碴),本地区年降雨量1300～1500毫米。在路桥结合部,出现较多的路基病害。主要表现为该段路基下沉,干砌护坡部分轻微变形,道床厚度80～100cm,见图1。
经对基床病害挖探调查及路基外形情况分析,产生此类病害主要有以下几个方面的内在原因:
(1)该线开工建设时,对这些段落的填料及其压实标准都没有特殊的要求。而且,受投资控制的限制,很多地段由于起桥高度偏高,路桥结合部填土高度较大,更加剧了病害的发展。
(2)病害产生地段广泛分布有黄土,且大部分具有湿陷性,施工期间大部地段采用了黄土作为填料。黄土浸水后会迅速软化,强度急剧降低且产生大的变形。
(3)路桥过渡段靠近桥台的部位是最不容易碾压密实的,现行路基规范对填料及压实都有明确要求。而该线在靠近桥台的部位沉落量超过区间路基的现象比较普遍,说明该部位填筑质量相对较差。
2劈裂压浆法的机理
劈裂压浆[2]是利用水力劈裂原理和路基土中小主应力的分布规律,在一定的压力下,将浆液用高压泵压入地层当中,以克服地层的初始应力和抗拉强度,使其沿垂直于小主应力的平面上发生劈裂,地层中的固有裂缝扩展变宽变长,然后浆液填充到地层的所有裂缝中,在路基中形成了许多树枝状或板块状凝结体,从而形成复合路基,使路基承载力提高,压缩性降低,湿陷性大幅度减小。
3劈裂压浆工艺
3.1压浆材料的选取
常用压浆浆液有水泥浆、黏土浆、水泥黏土浆、水玻璃浆、水泥砂浆等,适用于不同类型的路基填料。本病害使用水泥浆。
3.2技术参数的确定
⑴浆液配比
水泥选用32.5矿渣水泥,经试验确定水灰比为:1:0.6。为节约水泥,提高和易性在水泥浆中加入粉煤灰[3],比例为:水泥:粉煤灰:水=1:1:0.6。
⑵浆液压力
压浆压力与填料种类、填土密度和钻孔深度等因素有关。如压力过高,可能破坏地层结构,甚至压穿;压力过低,乳浆扩散范围小,起不到整治目的。压力确定采用理论计算结合现场试验,由压力与排量的关系表明:允许压力值在15.0～16.0kg/cm3。
⑶钻孔布置
钻孔布置如图2所示,打孔从道床脚开始横向每2m一孔向路基边坡延伸到6m处,纵向每2m孔(病害严重地段1.5m)梅花布置打孔压浆到病害终点。孔径Φ30mm,孔径方向为水平向下30°,孔深3～6m。
3.3 劈裂压浆工艺流程
劈裂压浆法工艺流程如图3所示。
4结语
劈裂压浆法通过浆脉网来挤密临近土体和提高土中的主应力和,降低压缩性和提高土的灌入击数。2004年利用该法对路桥结合部陷穴下沉进行整治后至今未发现路基下沉,已是路基整治中的一个成功典范。劈裂压浆造价低,施工便捷,是处理对路桥结合部陷穴下沉病害的有效办法。同时还必须注意在使用该方法时针对不同的土质、含水量,需要选定不同的浆液及压浆压力,试验的误差对施工质量的影响很大,压浆压力不足会造成部分路基仍然下沉。
参考文献
[1] Raabe E W. Soil fracturing techniques for terminating settlements and restoring levels of buildings and structures. Ground Engineering,1990,23(4);33-45.
[2] 陈愈炯. 压密和劈裂灌浆加固地基的原理和方法[J].1994,16,(2):22-27.
[3] 杨钦伦,王雪飞. 高速公路桥涵台背压浆技术探讨[J].2006(7):352-355.