灌漿技術(shù)在路面局部凹陷跳車病害加固調(diào)平中的應(yīng)用

灌漿技術(shù)在路面局部凹陷跳車病害加固調(diào)平中的應(yīng)用1.前言水泥混凝土路面的高速公路建成通車一段時(shí)間后，由于眾多車輛嚴(yán)重超載，以及路基局部軟弱等原因，一些部位出現(xiàn)不均勻下沉，使路面凹陷，導(dǎo)致跳車現(xiàn)象，如不及時(shí)處理，會(huì)出現(xiàn)板底脫空、斷板、翻漿、錯(cuò)臺(tái)、崩邊、坑洞等病害，最后會(huì)發(fā)展成嚴(yán)重破碎板，嚴(yán)重影響行車的安全性、舒適性，影響行車速度以及路容路貌。目前我省內(nèi)對(duì)水泥混凝土路面調(diào)平主要是更換水泥板調(diào)平和加鋪瀝青層調(diào)平。而對(duì)于局部范圍內(nèi)受施工規(guī)模、施工厚度、加鋪后養(yǎng)護(hù)等因素限制不宜采用加鋪瀝青層調(diào)平方法，一般采用更換水泥板調(diào)平（換板法）?！皳Q板調(diào)平法”是處理路面凹陷病害的常規(guī)方法。造成凹陷的病根——路基軟弱，“換板調(diào)平法”沒有得到有效處理，通車一段時(shí)間后，舊病復(fù)發(fā)，使換板工作頻繁，反復(fù)進(jìn)行，永無(wú)休止，不僅浪費(fèi)大量資金，也造成非常不好的社會(huì)影響。為解決該跳車病害采用灌漿技術(shù)先加固路基，消除病根，再調(diào)平面板方案。在某高速公路進(jìn)行試驗(yàn)。確定灌漿施工參數(shù)與施工工藝，以及工程造價(jià)。探討灌漿加固調(diào)平法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。2.灌漿加固原理灌漿在土體中的加固原理可描述如下：配制好的漿液藉用特制的雙液灌漿系統(tǒng)送到需加固的土層中，漿液先是填充土體裂隙(并不進(jìn)入顆粒之間)并迅速初凝，裂隙被“堵塞”后，灌漿壓力即自行上升，使土體產(chǎn)生“液壓開裂”，漿液沿裂面進(jìn)入并迅速初凝，入漿通道也被“堵塞”，于是又產(chǎn)生新的劈裂面……。在此同時(shí)，隨著漿液的連續(xù)進(jìn)入，已經(jīng)初凝的漿液對(duì)劈液面的土體進(jìn)行擠壓，使土體顆粒產(chǎn)生移動(dòng)，重新排列進(jìn)而脫水密實(shí)。上述過程不是逐一發(fā)生，而是幾乎同時(shí)發(fā)生的，并在一定范圍內(nèi)在不同的部位以同一方式連續(xù)而密集地重復(fù)，使被加固土體充分地得到劈裂灌漿和壓密灌漿的雙重作用。然而，獲得這樣的效果無(wú)需具有劈裂灌漿和壓密灌漿所必需的較高灌漿壓力，通常使用0.1～0.5MPa灌漿壓力即可使各種土體充分進(jìn)漿。灌漿的凝固時(shí)間的可控性使土體很容易發(fā)生“液壓開裂”，同時(shí)又使?jié){液不會(huì)“跑”得太遠(yuǎn)而造成浪費(fèi)。3.試驗(yàn)方案3.1試驗(yàn)?zāi)康谋敬卧囼?yàn)的目的是檢驗(yàn)灌漿加固調(diào)平凹陷路面的可行性，項(xiàng)目如下：①調(diào)平效果。工后路面平整度是否可達(dá)到15m拉線凹陷量≤1cm；②施工效率；③經(jīng)濟(jì)效益；④環(huán)保性；⑤美觀性；⑥安全性。3.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案3.2.1工程目的：加固軟弱土體，消除板底脫空，調(diào)平凹陷面板3.2.2施工方法：灌漿加固調(diào)平。1）漿液凝膠時(shí)間可在數(shù)秒至數(shù)十秒之間調(diào)節(jié)，使?jié){液不會(huì)沿土體原有裂隙或劈裂面跑失。此外，這一特性促使了壓密灌漿在劈裂灌漿的過程中發(fā)生。2）漿液結(jié)石體抗壓強(qiáng)度高，可達(dá)到5~20MPa，在土層或水中長(zhǎng)期浸泡，其強(qiáng)度不降低，使經(jīng)處理的部位，承載力大幅度提高。3）漿液結(jié)石率100%，克服了純水泥漿液結(jié)石率低，固化后產(chǎn)生收縮的缺點(diǎn)。詳細(xì)對(duì)比見下表。化學(xué)漿液與純水泥注漿的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)注漿工法灌漿單價(jià)(噸/元)水泥漿體積(m3/噸)配進(jìn)化學(xué)漿(m3)結(jié)石率(%)結(jié)石體積(m33)結(jié)石體單價(jià)(mm3/元)對(duì)比結(jié)果化學(xué)漿液98010.41001.4700化學(xué)漿液液實(shí)際上比比純水泥注注漿便宜21%。純水泥注漿68010800.88504）漿液在結(jié)石過程中產(chǎn)生的水化反應(yīng)，能吸收土體中的水份，使含水量高的軟弱土層達(dá)到良好的脫水壓密作用。避免了傳統(tǒng)漿液在結(jié)石過程中大量析水，對(duì)土體浸泡、軟化而產(chǎn)生的危害。大大提高土體的物理性能和水力學(xué)性能。5）漿液結(jié)石體耐酸、堿腐蝕，性能穩(wěn)定，耐老化。6）通過調(diào)整凝固時(shí)間來控制灌漿半徑，結(jié)合其他技術(shù)措施，進(jìn)行可控的定位、定量抬動(dòng)。該法用于沉陷公路面板、橋臺(tái)、橋墩和涵管等各類基礎(chǔ)的抬升，效果顯著。3.2..3施工位點(diǎn)：某高速公路K59+020~045段右幅全幅。3.2.4布孔形式：孔距3.0米、排距3.5米，呈梅花形分布，孔深3.0～5.0米，具體視現(xiàn)場(chǎng)情況定；調(diào)平時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況再調(diào)整孔位孔數(shù)。3.2.5化學(xué)漿材：“水泥+DCG-979”漿材和“水泥+（MX2000+MX2001）復(fù)配劑”漿材。3.3施工工藝流程本次試驗(yàn)施工的工藝流程如下：4.試驗(yàn)結(jié)果本次灌漿加固試驗(yàn)于2005年1月20日進(jìn)場(chǎng)，共派出一套專用設(shè)備和一隊(duì)專業(yè)施工隊(duì)伍。在業(yè)主單位的大力支持下，試驗(yàn)施工進(jìn)展順利。于1月22日完工，共用3天時(shí)間。處理凹陷面積250m2，加固軟弱土體約1000m3，處理裂縫16.84延米，處理縮縫25.27m。4.1檢測(cè)方法本工程宜同時(shí)采用如下方法檢測(cè)工程效果：1）觀察法：觀察路面是否整潔，車輛駛過是否有空鼓的振感或搓動(dòng)。2）測(cè)量法：測(cè)量路面平整度，灌漿范圍內(nèi)15m拉線，間隙≤10mm。3）雷達(dá)探測(cè)法：探測(cè)板底脫空情況。4.2試驗(yàn)結(jié)果1）現(xiàn)場(chǎng)觀察結(jié)果：凹陷消失，路面恢復(fù)了平順，車輛行駛平穩(wěn)，沒有“跳車”現(xiàn)象；處理范圍的路面整潔，與相鄰面板無(wú)明顯色差；2）測(cè)量法檢測(cè)結(jié)果：施工范圍內(nèi)25m拉線最大凹陷量為0.6cm；3）雷達(dá)探測(cè)結(jié)果：板基密貼，無(wú)脫空。5.技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析“灌漿法”與“換板法”的比較表比較項(xiàng)目灌漿法換板法備注路面平整度平順平順效果相同針對(duì)路基軟弱問題加固軟弱路基，提提高土體物物理力學(xué)性性能和水力力學(xué)性能不處理“灌漿法”加固了了路基軟弱弱土體。消消除病根很很重要施工效率綜合效率很高綜合效率相對(duì)較較低“灌漿法”的間間接效率比比“換板法”高6~10倍經(jīng)濟(jì)性133.7元//㎡197元/㎡“灌漿法”比“換換板法”便宜32.11%環(huán)保性產(chǎn)生的廢渣很少少，不污染染環(huán)境產(chǎn)生大量廢渣，污污染環(huán)境“灌漿法”具有有綠色環(huán)保保特性路容路貌路面上留下少量量痕跡，影影響較小路面上留下大塊塊補(bǔ)丁，影影響路面美美觀“灌漿法”社會(huì)效效益好對(duì)行車影響施工機(jī)械規(guī)模小小，不在路路面上挖坑坑，不占用用相鄰車道道施工機(jī)械龐大，堆堆料量大，在在路面上挖挖坑，施工工交通安全全標(biāo)志需占占用相鄰車車道，存在在安全隱患患“灌漿法”對(duì)行車車影響小耐久性標(biāo)本兼治效果耐久治標(biāo)不治本，11~2年后需重重新?lián)Q板高速公路頻繁換換板，造成成經(jīng)濟(jì)損失失，還造成成社會(huì)效益益損失從以上比較表可看出灌漿法與換班法相比，灌漿法具有加固軟弱路基提高承載力、提高路基土體的物理性能和水力學(xué)性能、施工效率高、施工機(jī)械規(guī)模小、施工速度更快、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、對(duì)路容路貌的影響小、對(duì)行車干擾小、耐久等優(yōu)勢(shì)。灌漿法在技術(shù)經(jīng)濟(jì)等多方面具有優(yōu)越性。6.結(jié)論通過本次試驗(yàn)，得出灌漿技術(shù)施工具有如下特點(diǎn)：1）標(biāo)本兼治。①工后路面平整，25m拉線凹陷量為0.6cm；②板底無(wú)脫空；③雨天無(wú)有翻漿、唧泥現(xiàn)象；④處理部位與未處理部位的顏色相近。2）施工效率高。綜合施工效率是“換板法”的6~10倍。3）經(jīng)濟(jì)性。比換板法便宜32.1%。4）環(huán)保性好。產(chǎn)生廢渣很