钢花管注浆技术在填方路基病害处治中的应用

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1、钢花管注浆技术在填方路基病害处治中的应用36中外公路第27卷第4期2007年8月文章编号:1671—2579(2007)O4—0036—04钢花管注浆技术在填方路基病害处治中的应用成尚锋,张海燕.(1.广东交通实业投资公司,广东广州510101;2.华南理工大学)摘要:填方路基产生沉降开裂变形的病害屡见不鲜,该文首先归纳了9种填方路基沉降和桥台锥坡变形的破坏模式,并指出这9种破坏模式都可采用钢花管注浆技术进行治理.然后分析了钢花管注浆技术加固路基的机理,详细介绍了钢花管注浆的施工工艺.最后通过工程实例说明在填方路基病害处治中采用钢花管注浆技术是可行的.关键词:填

2、方路基;破坏模式;钢花管注浆;施工工艺随着高速公路向山区快速延伸,高填深挖,半填半挖路段所占比例越来越大,路基产生纵向深度裂缝沉降变形的病害屡见不鲜.此类病害的破坏模式有多种,治理方式也多种多样,如换土复填法,固化剂法,粉喷桩法和压力注浆法等.其中,压力注浆法是目前比较理想的一种路基病害处理方法,与其他方法相比,压力注浆法几乎无土方工作量,不破坏路基,工程费用较低,施工速度快,施工期间不需中断交通,故压力注浆法近年来得到了广泛应用.而相对于一般的压力注浆法,钢花管注浆技术由于钢管与注浆体形成了类似钢管混凝土桩的效应,使得加固效果更好.1填方路基破坏模式填方路基的

3、稳定与填土高度,路基填料,边坡坡度,地基性质,水文状况,路基压实度等有关,其沉降开裂变形破坏模式可归纳为以下9种:(1)全填方路基破坏模式(图1)图1全填方路基不均匀沉降破坏模式因原有地基的岩土体软硬不均,致使上覆路基填收稿日期:2007—02—28作者简介:成尚锋,男,硕士,工程师.E—mail:hdcsf126@126.corn土产生不均匀沉降.(2)斜坡半填方滑动破坏模式(图2)图2斜坡半填方滑动破坏模式当斜坡表层软弱岩土没有处理好或在地下水的作用下,在填方界面处形成滑面引起滑动变形.(3)半填半挖填方滑移破坏模式(图3)图3半填半挖路基滑移破坏模式此类病

4、害多发生在通车前,由于开挖后路基长期暴露,雨水渗入填挖体界面处形成滑动.如京珠粤境南太和某标段路基变形即属此类.(4)路基侧面临水坍塌破坏模式(图4)图4路基侧面临水坍塌破坏模式4期钢花管注浆技术在填方路基病害处治中的应用37路基一侧为河流,正常情况下水位较高,路基饱水,当水位突然下降,在动水压力作用下,路基整体坍塌,如英德某二级公路路基临河侧在河道水位突然下降时发生了1501TI长的路基整体坍塌.(5)路外河床蠕动变形破坏模式(图5)老嗣道图5路外河床蠕动破坏模式此类路基埋压了原有河道,另辟新河道,河水交替涨落产生循环动水压力,加之原河床软基未处理好,造成原河

5、床蠕动进而引起路基变形破坏.(6)古滑坡复活破坏模式(图6)图6古滑坡复活破坏模式路基建在古滑坡体上,堆载及动载引起古滑坡复活致使路基变形破坏.如云南昆(明)曼(泰国曼谷)高速公路元(江)磨(黑)段发生多处老滑坡复活病害.(7)下挡工程失效破坏模式(图7)图7下挡工程失效破坏模式填方侧支挡结构(如抗滑桩,锚索抗滑桩,挡墙等)失效或预应力损失,使路基发生侧向变形或沉降变形破坏.(8)新生滑坡破坏模式(图8)在填方路基原地表下存在软弱层面(带)时,路基开挖揭露了下伏软弱层面,使地下水沿软弱层面下渗而软化,或因填方填料透水性差,使路基土体滞水下渗而软化,在堆载和动载作

6、用下路基沿新生的滑面滑动变形.图8新生滑坡破坏模式(9)桥台锥坡沿老地面滑动破坏模式(图9)图9桥台锥坡沿老地面滑动破坏模式当斜坡表层软弱岩土没有处理好或在地下水的作用下,填方沿老地表滑动,在桥台填方及路面荷载对桥墩作用下,使墩柱产生位移变形,同时路面发生横向或纵向沉降开裂.以上9种变形模式都可以采用钢花管注浆技术进行治理.2钢花管注浆加固机理及设计钢花管注浆就是利用钢花管向岩土体内注入具有一定凝胶时间的浆液.由于钢花管上预设有小孔,通过小孔可向周围土体压注水泥砂浆,注入的浆液在压力作用下以填充,渗透和挤密等方式排出土颗粒间裂隙中的水分和空气,并占据土颗粒间的空

7、间,使路基孔隙比减少,强度提高,经过一段时间后水泥凝结,浆液将原来松散的土颗粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个强度大,防水性能高和化学稳定性好的结合体.钢花管注浆设计中主要结合现场土质和缺陷情况,采取动态设计的方法,即根据试验孔的情况初步判定浆液扩散半径的范围,及时调整设计.主要确定如下几个因素:一是确定每米注浆量的大小;二是注浆孔布置的间距和范围i三是注浆的稳定压力;四是注浆孔的深度.38中外公路27卷3钢花管注浆施工工艺3.1机械设备及材料注浆设备采用通常的泥浆泵或砂浆泵,根据施工场地的情况,一般应建立注浆泵站,集中制浆.钢花管采用89mm×5mm或5Omm×

8、2.5mm的无缝钢管,沿