李 慧
(大同市建設管理中心,山西 大同 037000)
基礎的好壞決定整體結構質量,路基結構的穩定性直接影響公路質量。由于公路行車車流量大速度快,對路面質量的要求高,路基的沉降問題不能只是簡單的填補,而應找出沉降的具體原因,從根本上修復路面,滿足正常使用要求。
注漿技術是我國目前建筑施工中常用的一種技術,由于我國注漿技術應用時間比較晚,開發與創新的比較少。但是近幾年我國非常重視注漿技術的應用,大力發展并已取得了明顯的社會效益和經濟效益,且在眾多工程中得到了顯著的處理效果。注漿技術在應用過程中會受到條件的影響,也會根據工程的不同有一些復雜性,所以通過模擬創新是比較困難的,這就使我們國家的注漿技術應用與其他國家拉開了差距。目前工程建設過程中應用了多種現代建設手段,而且隨著科學技術的發展,也使得各種技術相互滲透,相互融合,這樣注漿技術想要更新換代,就需要更加先進的手段來滿足其要求。一般注漿技術可以解決一些公路工程橋頭跳車不足和復合坑基支護結構不穩定等問題。在應用過程中也需要與物理學、地質學、液壓技術等相互融合,才能保證注漿技術的最終效果。其中壓力注漿是通過從路面向下鉆孔同時利用注漿設備均勻地將漿液注入路基土體中,以充填、滲透和擠密的方式,排除土顆粒間裂隙中的水分和空氣,并占據其空間,使路基土體孔隙比減小,強度提高。
在路基壓力灌漿施工中,可能存在的問題主要有:路面抬動、漿液竄冒等。
大量經驗表明,填方路基灌漿通常自孔深0.6m 至終孔孔深均視為吸漿孔段。其中孔深4.0m 以內的孔段為淺表層,孔段由于上覆土壓力小,僅0.08Mpa (0.021×4=0.08Mpa),灌漿施工中即使在0.1~0.2Mpa 的壓力下也容易引起路面抬動。路基壓力灌漿過程中,使用百分表制作簡易抬動監測儀用于監測灌漿孔口附近的路面抬動情況,控制抬動量不超過5mm。大量的監測數據表明,產生初始抬動時的灌漿壓力最小不到0.1Mpa,最大可達0.5Mpa。抬動一旦發生后,當灌漿壓力達到或超過初始抬動壓力時,連續灌注就會使抬動量逐漸甚至迅速遞增。灌漿過程中漿液在壓力作用下總是較多地流向阻力較小的孔隙和裂縫。當某一區域漿液作用于土體的上推力聚合起來大于其上覆土體壓力和土體抗變形能力時,這一區域路面抬動變形的發生就不可避免。產生抬動變形之處就是某一時刻在一定灌漿壓力下以灌漿鉆孔為主干的根脈狀灌漿體系的擴展之處,或稱為路面抗抬動變形的薄弱處。導致這些薄弱處產生即引起抬動變形的原因主要有:填方土體沉降產生層狀縫隙或較大面積的懸空和在灌漿壓力作用下止漿栓塞上的反作用力造成的應力集中等。控制路面抬動,做好監測工作可以說是被動控制,還應從力的平衡原理出發考慮采用諸如縮小布孔間距以降低注漿壓力、分層鉆灌以提高表層土體的抗變形能力、低壓小流量灌漿、增加止漿栓塞的膠塞數量和孔口反壓等措施。
漿液竄冒大多是因灌漿壓力不平衡和土體中的孔隙裂縫與外界竄通造成的。為防止和減少路堤邊坡竄冒漿發生,路基灌漿如發生漿液竄冒現象,可采用加密加深邊排孔的措施,對防止內排孔在灌漿過程中出現的邊坡竄冒漿將起到了一定的作用,但同時也增加了邊排孔竄冒漿的可能性。施工過程中,依據發生問題的嚴重程度適時選用合理的措施。填方路段灌漿過程中的漿液竄冒是不可避免的。當竄冒漿發生時,常用的辦法就是間歇灌漿、減壓灌漿、加大漿液中摻合料的加量,對竄冒漿處予以封堵等。從確保路基灌漿的每一單元的處治效果考慮,對竄冒漿鉆孔是否達到正常止漿條件要求進行核查是有必要的;同時,還應采取分序分段鉆灌、延長內外排灌漿鉆孔的施工間隔時間等措施。
山西省大同市北環路御河橋工程東引橋在施工結束一年后發生南側路基沉降,其中K2+550~K2+580 段右側(3.5m+3.25m) 兩車道路面和(1.5m) 機非隔離兩側路緣石下沉,沉降范圍長30m,寬7m,在K2+575 處最大下沉133mm。經過方案比對后決定采用鉆孔注漿頂升施工來解決沉降問題,主要施工工藝為路面鉆孔、路基注漿施工兩項內容。注漿處理后,路面平整度得到了一定的恢復,可以滿足道路的正常使用要求。
注漿技術在路基沉降處治中應用,在技術上是可行的,既可滿足既有道路施工期間的保通要求,又使道路承載力和穩定性得到較大的提高。該路段已經通車運行三年,目前尚未再次出現路基路面沉降現象,加固處理效果良好。在對填方路基實施壓力注漿后,漿液填充了路基土體中的孔洞與孔隙,使路基土體的密實度提高、孔隙率降低,同時由于漿液對土體中散狀塊石、土粒的固結作用,使土體的抗變形能力提高,病害路段的不均勻沉降得到有效控制