注漿技術(shù)處治路基下隱伏孔洞的漿液配合比試驗(yàn)研究

■劉登峰 ■濟(jì)寧市公路管理局，山東 濟(jì)寧 272000

路基工程中時(shí)常發(fā)生隱伏孔洞現(xiàn)象，這種問(wèn)題的出現(xiàn)就會(huì)對(duì)公路交通造成很大的影響。因此想要保證交通樞紐能夠安全、順利的通行，就要使用有效手段對(duì)路基工程隱伏孔洞而引起的公路路基的塌陷、破壞等實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行處治和解決，漿液的凝結(jié)時(shí)間是否能夠得到有效控制就成為了處治過(guò)程中最為重要的問(wèn)題。現(xiàn)階段，可以把漿液按照注漿工藝分為兩大種類，一種是單液注漿、而另外一種就是雙液注漿。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，雙液注漿在處治隱伏孔洞問(wèn)題上有良好的表現(xiàn)。文章對(duì)漿液配合比進(jìn)行探究，使用雙液注漿方法對(duì)兩種漿液進(jìn)行有效控制，從而達(dá)到控制漿液凝固的時(shí)間，更好的適應(yīng)不同工程對(duì)漿液凝結(jié)時(shí)間的需求。

1 漿液材料的選擇

1．1 粘土類漿液材料

粘土的粒徑都小于0．005毫米，比表面積比較大，碰到水就會(huì)具備膠體化學(xué)性質(zhì)。這種漿材的原材料來(lái)源范圍廣，經(jīng)濟(jì)價(jià)格較低，并且在防滲漏工程中得到了大范圍的使用。在土工堤壩工程中，粘土漿材在作用力條件下能夠形成良好的防滲體。但是在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)槠浔旧砭哂辛己玫谋Ｋ裕蝗菀走M(jìn)行脫水，并且凝結(jié)的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，也有可能會(huì)出現(xiàn)不凝的現(xiàn)象，導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)石體強(qiáng)度比較低達(dá)不到實(shí)際要求標(biāo)準(zhǔn)，致使灌漿工程質(zhì)量受到很大的影響。

1．2 水泥基漿液材料

這種漿液中的主要成分是水泥，其中包含水泥漿液以及水泥和砂石混合漿液。這種漿液具有高強(qiáng)度結(jié)石體，擁有良好的耐久性且無(wú)毒，原材料的來(lái)源范圍比較廣，而且價(jià)格也比較便宜，制作漿液的方法簡(jiǎn)單，實(shí)際操作也比較便捷。但是這種普通水泥的漿液容易出現(xiàn)沉淀析水現(xiàn)象，并且穩(wěn)定性能也比較差，漿液在硬化時(shí)可能還會(huì)出現(xiàn)體積變小的現(xiàn)象。然而初步凝結(jié)到最終凝結(jié)的時(shí)間不能被很好地控制，強(qiáng)度增長(zhǎng)相對(duì)緩慢，基于此，就可以向其中添加外加劑來(lái)進(jìn)行改善，特別是顆粒型漿液被廣泛使用。

1．3 溶液型漿液材料

這種漿液又被稱作化學(xué)漿材，由兩種或兩種以上的化學(xué)材料組合而成。這種漿液的實(shí)際粘度不高，部分漿液粘度可能比水還低，接近于真溶液。但是這種漿材還是具有很多缺點(diǎn)，例如，毒性、對(duì)環(huán)境有污染、經(jīng)濟(jì)價(jià)格較高，結(jié)石體強(qiáng)度沒(méi)有水泥漿液好。因此，在工程想要進(jìn)行加固的時(shí)，通常不會(huì)采用這種材質(zhì)的漿液，所以，在使用范圍上就受到了一定的制約。

1．4 混合型漿液材料

混合型漿材是由顆粒漿材和溶液漿材，按照一定比例進(jìn)行混合而得到的。對(duì)公路工程中的路基下隱伏孔洞進(jìn)行處置，就要滿足公路路基負(fù)載能力的實(shí)際要求。與此同時(shí)，部分公路對(duì)什么時(shí)間能夠恢復(fù)運(yùn)營(yíng)是有著嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的，所以進(jìn)行漿液實(shí)驗(yàn)研究就要選取強(qiáng)度高，能夠快速硬化的水泥。為了進(jìn)一步完善水泥漿液的性質(zhì)、對(duì)水泥漿液的凝結(jié)時(shí)間進(jìn)行有效掌控，不斷適應(yīng)不同的工程需求，減少水泥漿液的沉淀析水性，增加漿液穩(wěn)定性、流動(dòng)性以及凝結(jié)的特性，就要向水泥漿液中添加外加劑，來(lái)加以改善。

2 漿液配合比設(shè)計(jì)

使用雙液注漿技術(shù)的時(shí)候，想要保證漿液的配合比合適、漿液運(yùn)輸以及泵送過(guò)程留有足夠的時(shí)間，就要延長(zhǎng)在兩種注漿漿液?jiǎn)为?dú)配制后的凝結(jié)時(shí)間，若想使兩種漿液進(jìn)行混合時(shí)可以快速凝結(jié)，產(chǎn)生硬化現(xiàn)象，就應(yīng)該對(duì)這兩種漿液的配比進(jìn)行有效控制，從而達(dá)到可以隨意控制注漿漿液的固結(jié)時(shí)間，可以是幾分鐘或者是幾小時(shí)，時(shí)間段可以隨意調(diào)整。

雙液注漿中所選漿液1、2，其實(shí)驗(yàn)室配合比如下。漿液1由42．5R型硅酸鹽水泥、UWB-Ⅱ型絮凝劑、UNF-5型減水劑、粉狀煤灰、元明粉以及水進(jìn)行混合而組成，其實(shí)驗(yàn)室混合比見(jiàn)表1。漿液2由52．5R型硅酸鹽水泥、UWB-Ⅱ型絮凝劑、UNF-5型減水劑、粉狀煤灰、粉狀石灰石、石膏粉以及水進(jìn)行混合組成，實(shí)驗(yàn)室混合比詳見(jiàn)表2［1］。

表1 漿液1實(shí)驗(yàn)室配合比

表2 漿液2實(shí)驗(yàn)室混合比

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

在對(duì)路基工程隱伏孔洞進(jìn)行處治時(shí)，注漿漿液的結(jié)石體效率會(huì)對(duì)工程的質(zhì)量造成一定的影響。除了結(jié)石效率因素影響以外，粘度也是影響處治施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素，也會(huì)直接影響注漿施工的好壞。還要注意的是，進(jìn)行注漿的漿液一定要具有良好流動(dòng)性，這樣才能達(dá)到實(shí)際目標(biāo)，一旦粘度過(guò)大就會(huì)降低流動(dòng)性，很難對(duì)空洞以及縫隙進(jìn)行填充，達(dá)不到施工的實(shí)際要求標(biāo)準(zhǔn)。而注漿漿液的粘度過(guò)小就會(huì)導(dǎo)致漿液流動(dòng)性過(guò)大，致使擴(kuò)散半徑變大，直接導(dǎo)致漿液浪費(fèi)。一般情況下，注漿漿液粘度要保證在15Pa·s到140Pa·s之間。為了提升結(jié)石效率，保證漿液結(jié)石以后能夠?qū)﹄[伏孔洞進(jìn)行很好的填充，同時(shí)還要讓注漿漿液能夠進(jìn)行良好的注漿，就要通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)漿液的粘度、凝結(jié)時(shí)間、比重以及結(jié)石效率進(jìn)行確定，具體性能參數(shù)詳見(jiàn)表3。

表3 漿液1、2性能參數(shù)表

在不同的混合比例下，漿液的實(shí)際性能也是不同的，漿液1、2配合比是3∶1的時(shí)候，凝結(jié)時(shí)間是3分鐘，結(jié)實(shí)率是99．4%;當(dāng)比例比變成5∶3時(shí)，凝結(jié)時(shí)間是9分鐘，結(jié)實(shí)率是99．3%;當(dāng)比例是1∶1進(jìn)行配比時(shí)，凝結(jié)時(shí)間19分鐘，凝結(jié)率是98．6%;二者比例是3∶5時(shí)，凝結(jié)時(shí)間是45分鐘，結(jié)實(shí)率是98．6%;當(dāng)比例變成1∶0，而膠凝時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng)到68分鐘，結(jié)實(shí)率也會(huì)達(dá)到99．1;當(dāng)漿液1．和漿液2的比例達(dá)到1∶3時(shí)，膠凝時(shí)間就會(huì)更長(zhǎng)，可以達(dá)到98分鐘，結(jié)實(shí)率會(huì)達(dá)到98．7%;當(dāng)比例是0∶1時(shí)，在164分鐘的時(shí)候才開(kāi)始凝結(jié)，而結(jié)石率是98/5%。通過(guò)雙液配合比的不斷變化就可得出漿液膠凝時(shí)間變化的曲線圖［2］。

在使用雙液注漿技術(shù)時(shí)，溶液1在漿液混合中占得比例越大，凝結(jié)時(shí)間就會(huì)越短，一旦有施工工程對(duì)漿液的凝結(jié)時(shí)間有要求時(shí)，就可以通過(guò)上圖進(jìn)行查詢，然后確定漿液的配合比，并且實(shí)驗(yàn)所測(cè)定的結(jié)石率可以達(dá)到98%以上。

在進(jìn)行隱伏孔洞注漿工程時(shí)，還要充分考慮漿液結(jié)石體的受力特點(diǎn)，保證漿液與孔洞有效粘結(jié)，進(jìn)而形成一個(gè)整體，并且還要具有一定程度的抗壓強(qiáng)度。

按照邊長(zhǎng)150毫米制作不同配合比的模塊一組三塊，然后在進(jìn)項(xiàng)1個(gè)月左右的養(yǎng)護(hù)，再測(cè)定試塊的抗壓強(qiáng)度。漿體中漿液2的比例越大，結(jié)石強(qiáng)度就會(huì)越高。如果工程對(duì)漿體強(qiáng)度有要求時(shí)，就可以在上圖中進(jìn)行查詢，確定最為合適的漿液混合比。能夠有效解決路基塌陷以及隱伏孔洞問(wèn)題，并且這種研究成果為其它新型注漿材料的研發(fā)提供了一定的參考意義。新型材料的研究是為了更好的解決路基下隱伏孔洞的問(wèn)題，有效控制公路工程的質(zhì)量，更好的服務(wù)社會(huì)、服務(wù)于日常生活的實(shí)際需要。

3 結(jié)論

總之，隨著基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，注漿技術(shù)的應(yīng)用就變得更加廣泛，但是，不同的工程就會(huì)對(duì)漿液材料、性能、強(qiáng)度、膠凝時(shí)間等方面有著不同程度的要求。本文針對(duì)路基工程隱伏孔洞處治，在確保要求強(qiáng)度達(dá)到實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，對(duì)混合比例進(jìn)行調(diào)整，從而有效控制漿液的膠凝時(shí)間，進(jìn)一步保證不同的施工工程對(duì)膠凝時(shí)間的實(shí)際需求。實(shí)際上注漿最佳配合的實(shí)驗(yàn)還是存在一定的限制，在以后的研究過(guò)程中逐漸對(duì)其參入比例進(jìn)行調(diào)整，讓實(shí)驗(yàn)成果的實(shí)際使用范圍更大、更廣。

［1］田濤，閻宗嶺，楊靜等．注漿技術(shù)處治路基下隱伏孔洞的漿液配合比試驗(yàn)研究［J］．公路與汽運(yùn)，2013(2)：118-120．

［2］趙煉恒，羅恒，李亮等．土石混填料臺(tái)背回填柔性加筋注漿技術(shù)加固試驗(yàn)研究［J］．巖土力學(xué)，2010，31(1)：199-205．