灌浆加固技术在公路工程中的应用探讨__集群智慧

摘要:灌浆法加固技术具有施工工艺简单,施工速度快,加固效果好,成本低廉等显著优点,因此在高速公路地基加固中的应用越来越广泛。本文主要探讨了灌浆加固技术在高速公路地基加固中的应用
　　关键词公路工程；灌浆法；应用
　　1前言
　　高速公路通车运营后,各种公路病害随着时间逐渐显现,其中以影响路基稳定的病害最为严重,灌浆技术是治理路基病害的有效措施。公路灌浆法是把灌注材料通过钻孔或路基塌陷处的出口进行灌浆,其目的是强化土层、充填洞隙、拦截地下水流、加固地基。灌浆法加固技术的应用领域很广泛,已广泛应用于铁路、公路、市政工程、港口码头等行业的软土地基加固中。国内在公路塌陷危险性数学评价理论方面做了一些研究,公路灌浆法就是一种新的施工技术。该技术可节约工程投资、提高工程质量、减少道路维护费和车辆事故。
　　2灌浆机理和应用分析
　　灌浆大体分为固结、帷幕、接缝、回填几种。公路灌浆法是指通过钻孔在土中灌入浆液,使土体挤密的一种地基加固方法。其特点是在注浆管附近形成向外扩张的“浆泡”,浆泡在土体中引起复杂的径向和切向应力,紧靠浆泡的土遭受严重破坏形成塑性变形区,土的密度可能因扰动而减小;离浆泡较远的土则发生弹性变形,因而土的密度有明显的增加,土体得到加固。
　　3路面病害成因
　　路面在重车荷载的反复作用下,结构层会产生累积塑性变形,局部范围不再与基层保持连续接触,路面结构层底与基层将出现微小的空隙,即出现了结构层下局部脱空。同时温度、湿度的变化,以及结构层内温度的非线形分布,引起结构层向上或向下的翘曲,加速了结构层与路基之间的分离,形成结构层底部脱空。脱空的出现又为水的浸入创造了条件,当路面接缝或裂缝养护不及时,雨水从破损处侵入基层,渗入的水将在结构层下形成积水(自由水)。积水与基层材料中的细料形成泥浆,并沿面板接缝缝隙处喷溅出来,形成唧泥。唧泥的出现进一步加剧了结构层底的脱空。这样周而复始,恶性循环,最终导致路面的损坏。或者是由于地质、地貌条件复杂,高填方路基密实度不足,路基后期沉降变形,导致路基塌陷。针对这一系列病害,在进行技术与经济论证及多方案比选后,笔者认为应大胆尝试使用灌浆技术这一方法,其切实可行和收效明显已得到了权威的认可。
　　4灌浆加固原理
　　在现有路面设计理论中,我们把路面结构层看作是小挠度弹性薄面板,其假定条件是面板与地基间完全接触(不脱空)。同时结构层是一种半刚体,抗压强度高、抗弯拉性能差。在正常情况下,面板均匀支承时,无论荷载作用位置,应力都较小。而一旦脱空,板角处由于基础支撑的丧失处于悬臂状态,板内将产生过大的应力、剪力,结构层很快达到极限状态。路面结构层灌浆是通过注浆管,施加一定压力将浆液均匀注入板底空隙、板下基(垫)层中,以充填、渗透、挤密等方式,赶走板底、基层裂隙中的积木、空气后占据其位置,经人工控制一段时间后,浆液将原来的松散颗粒或裂隙胶结为整体,形成一个良好的“结石体”。灌浆改善了结构层底原有受力状态,恢复板体与地基的连续性,达到加固基础,治理病害的目的。
　　5灌浆设计
　　5.1浆液扩散半径
　　浆液扩散半径r是重要参数,可按理论公式估算;当地质条件较复杂或不易选准时,应通过现场灌浆试验确定;没有试验条件时,可按土的渗透系数查表确定。
　　5.2孔位布置
　　对于多排孔,孔距可根据浆液扩散半径来决定,先假定孔距为L,r≤L≤2r,使孔与孔间的扩散半径相互搭接。
　　最优排距Rm,可按式(1)确定
　　(1)
　　(式中:r为浆液扩散半径,l为孔距)。
　　5.3灌浆压力的确定
　　灌浆压力是指不会使地表面产生变形和临近建筑物受到影响的前提下可能采用的最大压力。由于浆液的扩散能力与灌浆压力的大小密切相关,所以应该倾向于在保证灌浆质量的前提下,采用