浅谈公铁立交桥顶进施工注浆加固路基施工方法论文_孟范军

浅谈公铁立交桥顶进施工注浆加固路基施工方法论文_孟范军

摘要:浆体加固主要有填缝、劈裂裂缝,使浆体沿裂缝渗透,提高土体的密实度。在注浆压力作用下,浆液能够沿着裂缝或空隙充填到地基中去,使地基更加密实。当注浆压力增大时,也会对周围地基产生较强的应力,随即就会使土体产生裂缝,注入浆液待土层固结和劈裂浆体硬结后,提高土的强度和刚性。

关键词:立交桥施工;注浆加固路基;施工技术;

一、常见的路基注浆加固方法

1.高压喷射注浆法。是以钻机进行钻土,钻到设计深度即可,然后,使用注浆管喷嘴进行浆液的喷射。在高压作用下喷射而出的浆液能够有力地冲切土体,使土体脱离表层与浆液混合在一起被搅拌,根据设计计算的浆土比例,进行重新拌和,从而形成坚硬的固化体。主要适用于淤泥、粘性土、黄土、淤泥质土、砂土、碎石土等公路地基。

2.压密灌浆法。经过钻孔处理,使压浆管放置在设计深度的土层中去,将水、水泥及高粘性土调和成浆液灌入压浆管道,并在强大压力作用下使得压浆点周围拓展成灯泡一样的空间。在浆液的挤压作用下,就会产生向上的抬力,从而使地层局部位置升高,从而达到纠正建筑物倾斜的目的。

3.水泥搅拌桩。当前这种水泥搅拌桩法主要应用于软地基的加固处理中,应用这种方法有助于减小路基不均匀沉降,其主要加固机理在于利用水泥水化热作用及作用下产生的水化物与路基发生化学反应,反应会成型复合地基,这种复合地基具有一定强度,因此可以对桩体及桩周围土体强度进行提升,起到提升地基承载力的作用。当前工程中常用的水泥搅拌桩共有喷粉桩和喷浆法两种类型,湿法和干法二者的区别在于采用的固化剂不同,湿法在使用中应用严格控制好水泥搅拌桩中水泥的添加量。从整体上来看,湿法的施工质量更有保证,其成桩长度也更长。但是干法的固化剂为粉体,不需要想地基中加入水分,反而可以对软土中的自由水进行吸收,所以干法加固以后的地基通常具有较高的初期强度。

二、工程案例

1.工程概况。近年乡镇路网建设高速发展,位于白城市洮南经济开发区的铁路平交道口严重制约地方经济发展,四平至齐齐哈尔铁路电气化改造工程为消除安全隐患、解决交通堵塞问题,在平齐线319.156km铁路与公路相交处,修建钢筋混凝土框架立交桥。该桥长23.8 m,斜宽42.60m,全高8.9 5 m.公路与铁路交角800桥下公路路面设计标高9 4.2 0m,铁路轨面标高10 2.7 7 m,桥址路堤顶层为1.3 0一2.5 0 m厚度不等的人工填土层,下部为3.5 0一5.6 0 m厚度不等的粉、细砂层,标高9 3.5 2 m一9 3.8 4m以下沉积卵石层,地下水位标高为97.326m。

2. 注浆加固目的。平齐铁路为双线一级铁路,日行车8 2对,运输繁忙,立交桥箱体穿过铁路路基,路基土质为强度较低的砂层或人工堆积层,由于立交桥箱体跨度和高度均较大,为防止立交桥箱体在顶进施工过程中正面和侧面路堤的坍塌,确保铁路运营安全,在箱体顶进施工前,需对路堤及路基进行注浆预加固。在列车活载作用下,转机架设、注浆压力选择、水平钻孔及孔口止浆方法技术问题需解决,因此,在施工前,应进行现场注浆加固试验,确定在上述特定条件下,运营铁路路堤注浆加固的可行性,提供合理的注浆加固方法和注浆参数。

3. 试孔布置和注浆材料.(1)试孔布置。因轨道上不能架立钻机,仅能在路堤两侧边坡外侧进行水平或倾斜钻孔,布置钻孔4个,间距1.0m,孔深1 0.3 8m.注浆后进行了开挖测量和测试。钻倾斜孔3个,水平倾角3 0.2 0,孔深19.8m;在粉砂层中钻水平孔3个,孔深3 0.6 m。(2)注浆材料选择。需加固的地层主要为粉细砂层,为便于箱体顶进作业和挖土,固结体强度不宜过高。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆故采用水玻璃化学溶液为主剂、工业硫酸为主要胶凝剂的化学浆液。这种材料来源广、价格低、可注性好,并可根据需要调节浆液胶凝的时间。

4. 在运营铁路路基下进行注浆加固,为防止轨道隆起和位移,注浆压力不宜过大,即不宜超过0.3 M Pa;需加固地层主要为粉细砂层,颗粒细、孔隙小,并有含泥量,故可注性差;为便于施工过程中挖土和顶进作业,固砂体强度不宜过高;

5. 注浆试验结果如前所述,穿过各层土的竖直孔,注浆后挖开测试了结果。粘土胶结卵石层,注浆孔距1.0 m,注浆持续时间3分钟,最大注浆压力0.3 MPa。,注浆过程中各孔之间全部连通串浆。挖开后检查,实际有效平均扩散半径为5 6 cm,最大扩散半径6 8cm,最小扩散半径4 6cm,每立方土体实际注浆0.3 4 m 3.砂粘土有效平均扩散半径为2 0cm,粉砂层实际有效平均扩散半径为40cm,最大扩散半径为5 6 c m,最小扩散半径为3 0cm.上述土2层注浆后4小时开挖,经试验

注浆后固结体力学指标有明显提高。

三、注浆加固路基注意事项

1.注浆材料选择。选择的注浆材料应具有自硬性好、粘结力强等性能,同时还要具有良好的渗透性以及一定的流动性,这样才能充分保证被注浆加固道路强度的提升。工程施工过程中可以结合具体情况选择一种或者几种浆液配合来达到效果。当前工程施工中主要采用的材料是水泥,普通硅酸盐水泥应采用0.4~0.6:1的水灰比,掺加粉煤的注浆材料水灰比通常为0.15:1(0.3~0.4)。

2.注浆材料稳定性研究。在所有评价注浆材料效果的指标中,强度指标是最能反映效果同时又可以方便工程中使用的指标,针对注浆材料稳定土展开无侧限抗压强度试验,可以仔细分析注浆材料对土体强度改善的效果,分析注浆材料稳定土强度的影响因素,从而为道路工程中注浆材料的广泛应用提供依据。具体来说,注浆材料稳定土强度的影响因素有土类型、养护条件、材料用量等,在强度分析过程中应综合分析这些因素对强度的影响,从中选择具有代表性、最为典型的土展演无侧限抗压强度试验,进一步分析不同指标的影响。

3.施工控制要点。在注浆工艺中注浆压力是最为关键的参数,注浆压力如果过小不利于浆液与路基土的充分混合,而注浆压力过大又可能会使路面被抬起,进而破坏其他结构层,通常情况下注浆压力应控制在1.0~1.5MPa之间,按照先边缘后中央的顺序进行注浆,注意边缘压力不能过大,因为一旦过大边缘很容易渗透。注浆量主要会受到土孔体积、填充系数等因素的影响,逐渐过程中如果注浆压力增高不明显,可以进行多注,如果浆液从另一钻孔冒出,这时可以利用木塞将冒浆孔堵死,然后继续加压,注入大量聚液压力增高不明显时,应对有无空洞、裂缝及泉眼等问题进行考虑,并采取有效的纠正性措施。

4.注浆及封孔处理。按照设计配合比对水、注浆材料及细集料进行拌和,通常注浆搅拌时间应该被控制在3~5分钟之间,这样形成的注浆混合料比较均匀。注浆过程中,应对注浆压力的变化进行仔细观察,在增加压力也很难注浆的情况下,应停止注浆,如果压力变化不明显,可以适当增加注浆量,如果路面提高比较明显,浆液出现了冒漏的现象,也应该停止注浆,完成注浆以后,应仔细封堵好注浆孔。

总之。注浆加固技术是下穿立交桥顶进施工,预防铁路路基坍塌最为常见的施工方法之一,对确保既有线路路基稳定具有直接的影响。因此,做好注浆加固具有十分重要的意义,我们应该不断研究,努力创新施工方法,根据需要积极引进新的施工设备,采用新的施工方法,不断提高注浆加固施工技术,从而为我国公铁立交桥建设作出更大的贡献。

参考文献:

[1]  赵松洋.浅析注浆加固技术在公路施工中的应用.2018.

[1]张大鹏.浅析公路、铁路立交桥路基注浆加固试验.2017.

论文作者:孟范军

论文发表刊物:《城镇建设》2019年 24期

论文发表时间:2020/3/4

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