探讨如何运用高压旋喷注浆技术加固高速公路软基

分类：机械论文发表时间：2021-05-06 14:25 关注：(1)

　　摘要：高压旋喷注浆加固技术可有效地提高路基承载力，防止路基工后下沉。本文结合实例，就如何运用高压旋喷注浆技术加固高速公路软基进行了探讨。

　　关键词：高速公路;软基加固;高压旋喷

　　1工程概况

　　本工程需要加固施工路段总长320m。该路段地貌属丘陵区山间洼地。根据勘察资料可知，地层主要由耕植土、亚粘土、弱有机质土(淤泥)、亚砂土组成。自上而下，亚粘土层和淤泥层厚度变化较大，达3—5.8m,土体承载力低、软、硬极不均匀，而且淤泥中含有有机质。由于该段没有设计袋装砂井,结果路基成型后纵向开裂。因此需对该路段进行加固处理。经岩土工程专家研讨会研究，决定采取高压旋喷技术进行加固处理。

　　2加固机理及施工工艺

　　高压旋喷注浆技术是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至软基底部，用高压设备将配置好的浆液以20MPa左右的高压流从喷嘴喷射出来，并按一定的旋转速度和提升速度提升，当能量大、速度快且呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构物强度时，土粒便从土体剥落下来。一部分细小的土粒随着浆液冒出地面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与浆液强制搅拌混合，并按一定的比例和质量大小有规律地重新排列。浆液凝固后形成胶结体，从而达到提高地基承载力的目的。

　　2.1关键参数的选定

　　2.1.1设计参数

　　(1)桩长：设计要求穿透淤泥层至硬粘土层50cm，旋喷到路基下卧层面，根据本场地岩土工程勘察报告预计该路段处理深度为9.9～13.8m.平均约为l2.5m。单桩实际平均长度为6.2m，空钻长度为6.3m。根据补勘资料可将该段路基划分为6个区进行处理，具体数据如表1(施工时发现有地层变化时，以实际试桩桩长作为桩长)：

　　(2)桩径：0.60m;

　　(3)布桩形式：按桩间距1.8m，梅花型布置;

　　(4)水灰比：按1:1水灰比，另加2%水泥重量的氯化钙早强剂，采用32.5R普通硅酸盐水泥;

　　(5)设计桩身标准龄期(90d)强度：ƒcu.k=2.5MPa

　　2.1.2施工参数

　　采用单管高压旋喷法施工，施工参数如下：

　　(1)喷嘴：单个直径为=2.5mm;(2)注浆压力：20MPa：

　　(3)旋转速度：25r/min;(4)提升速度：l8～20cm/min;

　　(5)水泥用量：200kg/m;(6)水灰比：1:1，加入2%水泥重量的氯化钙早强剂：

　　(7)施工参数可根据现场实际情况进行适当调整。

　　2.2施工关键工序

　　(1)钻机就位：钻机安放在设计的孔位上并应保持垂直，施工时旋喷管的允许倾斜不得大于1.5%。

　　(2)钻孔：单管旋喷常使用76型旋转振动钻机，钻进深度可达30m以上，适用于标准贯人度小于40的砂土和粘性土层。当遇到比较坚硬的地层时宜用地质钻机钻孔,钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。

　　(3)插管：插管是将喷管插入地层预定的深度。使用76型振动钻机钻孔时,插管与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa。若压力过高，

　　则易将孔壁射塌。

　　(4)喷射作业：喷射注浆前要检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。当喷管插入预定深度后.先在孔底旋喷3～5转后由下而上进行喷射，喷至顶高程时也应重复喷射3～5转。值班人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并随时作好记录，绘制作业过程曲线。当浆液初凝时间超过20h，应及时停止使用该水泥浆液(正常水灰比为1:1，

　　初凝时间为1.5h左右)。喷射注浆作业后，由于浆液析水作用.一般均有不同程度收缩，使固结体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比0.6～1的水泥浆进行补灌。并要预防其他钻孔排出的泥土或杂物进入。

　　(5)冲洗：喷射施工完毕后

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