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摘要:当前,我国城市基础设施建设的不断发展,公路的发展已成为当前城市建设中需要重点关注的内容。在公路建设施工中,作为适应范围较广、应用效果较好的一种施工技术,旋喷桩技术在公路工程中的应用受到工程施工单位的广泛关注。基于此,本文就公路工程施工中的旋喷桩技术的应用进行了探讨分析。
关键词:公路工程;工程施工;旋喷桩技术
1.旋喷桩施工技术概述
对于公路工程的建设而言,对地基进行加固处理是至关重要的环节,通常选用旋喷注浆施工技术进行地基加固。首先在路基上层喷射注浆的过程中,会有一部分颗粒比较小的土粒以半置换的方式带至地表,在高压喷射的重力、冲击力及离心力的共同作用下,其余的土质会被重新排列,构成一种特殊结构的固结体,该固结体有较高的强度存在,由于高压喷射流的提升速度和脉动的不均匀性,固结体会有较为粗糙的外形存在,但承载力相对较大。
在高压力下,在边界条件下,公路在软土地基中会有一定的应力状态存在,因此在施工过程中,旋喷桩会扰动和挤压周围地质结构,在固结体内有超孔隙水压力产生,使土体的强度有所降低,在完成地基施工之后,随着孔隙水压力的消失,会将旋喷桩的强度得到有效提升。
2.公路工程施工中旋喷桩技术的应用
2.1旋喷桩技术的应用要求
2.1.1布桩技术的要求
公路工程在建设过程中,通常会存在一定的差异性,所以不能按照照搬的模式对公路地基进行加固处理,而是应当结合公路工程的实际情况,对旋喷桩进行布设。一般是对高压喷射注浆的压力和旋转力进行运用,使土体受到的破坏并形成的直径保持在1.2m左右的旋喷桩,桩高应为9~10m,控制桩与桩之间的距离为2.5m左右。
2.1.2喷射注浆材料的技术要求
材料的合理运用对工程的公路施工质量有着很大的影响,因此需要运用不同强度等级的水泥、水等材料。一般强度等级为32.5的硅酸盐水泥和饮用水是具有良好应用效果的材料,使喷射注浆混合搅拌的效率得到有效保障。
2.1.3旋喷技术的要求
在旋喷桩施工中,要尤其重视注浆的施工过程,对设备速度及压力进行控制。一般而言,对由低速到高速缓慢提升的方法进行运用,并确保旋喷压力保持在0.65MPa±0.15MPa,使得水泥浆液与土颗粒的混合质量得到保障,最终实现固结体质量的提升。
2.2旋喷桩技术的施工工艺
2.2.1在施工的准备阶段,即布设旋喷桩前,相关施工人员要根据工程实际的地质等建设情况,对地基土质进行详细的勘察,并通过放线测量,使桩位得到有效确定,并将标记工作做好。将高压喷射注浆设备的误差调好并开展试运转,使设备处于良好状态并用于布桩钻孔。
2.2.2一般而言,当进行到钻孔布桩的施工过程中,首先要对钻杆的长度进行准确的测量,并控制好钻孔的深度,同时与工程设计和施工需求相结合,根据三角形排布位置对旋喷桩进行布设。
2.2.3如果在喷浆施工中选择的是高压喷射注浆设备,那么首先要对喷射的压力进行调整,同时选用适宜的材料将其制作成高质量的浆液,开展随用随配,使浆液的粘稠度得到有效保障,确保浆液不会对喷嘴造成堵塞。
2.2.4除了上文中所说的对喷射的压力进行调整使其符合相关施工要求外,在具体的喷射施工中,还应对喷射压力采取有效的控制措施,确保浆液能够充分与土体土颗粒进行混合,满足密实度的标准要求。其次,在适宜的范围内对喷射的速度进行控制,由慢到快、自下而上,开展边提升边喷射操作,使喷射的质量得到有效保障。
2.2.5由于浆液的喷射施工并不是一次性完成的,所以在完成一次喷射施工后,就需要停顿一段时间,以确保浆液与土颗粒达到均匀混合,以浆液不会下沉作为喷射完成的判定标准。在喷射之后应仔细清洗设备的各个部分,确保设备始终保持在最佳状态。
3.实例分析某公路工程中旋喷桩技术的运用
3.1工程概况
某公路工程在修建建设过程中,公路存在软土路基,并且其含水量较高,约为25%~34%;天然空隙比为0.68-1.31,压缩性比较大,强度很低;路基的饱和度比较大达到81%,且大多数呈现出软塑和流塑的状态。该公路工程的路基情况比较差。通过分析与计算,该路段的路基的最大沉降量为90厘米,路基的承载力为75-102kpa,软弱土层的填土高度3-6米,稳定安全系数超过1.1,天然承载力大约为81-105kpa,地基土的承载力应该在160-200kpa以上,路基的沉降量必须小于30厘米。从该公路路基的情况可以看出,路基不满足高速公路的施工要求,路基的填土高度较大,结构极为不稳定,可能会产生滑坡等事故,需要对路基采取加固处理。
3.2旋喷桩施工工艺
在进行钻孔施工时,首先要使钻机的钻头与钻孔处于垂直的状态,并且钻头对准孔中心,钻孔过程中最大倾斜角度要控制在1.5%以内。钻孔的目的是将水泥浆喷射到软弱路基中。单管喷浆通常使用76型旋转钻机,适合于粘性涂层和沙土层中钻孔,对于比较坚硬的路基则要选择地质钻机钻孔。在钻孔施工结束之后需要进行插管施工,将喷管插入到一定的底层中,使用76型钻机可以将插孔和钻机一起施工,使用地质钻机在钻孔完成之后,必须将岩心管拔出,然后使用人工的方式将旋喷管插入到预定的深度。插管过程需要做好旋喷管防堵措施,可以边插管和边注水,注射的压力要控制在1MPa以内,如果压力过大,可能会引发孔壁坍塌等质量事故。
完成钻孔和插管施工后,要根据相关参数,对路基进行喷射注浆,需要注意的是要按照从下往上的方式进行。在注浆过程中需要随时检查水泥浆液的初凝时间、压力注浆流量以及喷射机的旋转提升速度,保证施工过程的顺利进行,做好施工记录。如果水泥浆液的初凝时间超过20h,该浆液不得使用到工程当中。工程使用的水泥浆液的水灰度控制在1:1左右,初凝时间在15小时最佳。在水泥浆液喷射前需要检查管理系统和高压设备,各种参数是否符合工程确定的施工要求,尤其是管路系统的密封措施要处于良好的状态,不得存在杂物等。在一个孔位施工技术之后,需要将注浆管等施工机械设备清洗干净,不得残留水泥砂浆。
当完成喷射注浆施工后,会不同程度地出现收缩现象,这是因此水泥浆液在喷射过程中会出现析水的现象,由于收缩现象的发生导致固结体的顶部出现凹穴等病害。这时就应该及时用水灰比在0.6—1.0的水泥浆液进行补浆措施,同时也要做好防治杂物或者泥土等杂质进入到孔中。
结束语
总之,城市公路工程的不断建设发展,为保障公路路基施工的稳定性,在公路建设施工中就要对旋喷桩技术进行合理的运用。相关施工单位应该提高对旋喷桩技术应用的重视,并结合公路工程施工的实际情况,科学、合理地应用旋喷桩技术,从而为促进旋喷桩技术在公路工程施工中应用有效性的充分发挥提供保证。
参考文献
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