“DCG”工法在处理涵背下沉工程的应用
摘 要:涵背如出现下沉现象,需要对其进行加固补强。本文通过分析六钦高速(广西六景至钦州港高速公路)K127+438上行线盖板通道涵背下沉的原因,运用了“DCG”工法加固路基土体,抬升调平路面,给出了工后半年内的监测效果,表明该工法处理涵背下沉效果良好。
关键词:“DCG”工法;加固;调平
1 工程概况
六钦高速公路于2013年4月通车,K127+438盖板通道跨径4m,净高4.5m,长31.52m,宽4m,与涵背相接路基为填土路基,高约6m,填土为掺石灰改良后的中膨胀土。对该涵洞上行线路面进行15m拉线测沉降量:行车道为11cm~18cm,超车道为8cm~14cm,硬路肩为4cm~10cm。可见,跳车较为明显,严重危及行车安全。
2 原因分析
经研究分析,K127+438上行线盖板通道涵背下沉的主要原因是:(1)该涵洞处于膨胀土路段,虽然路堑通过掺石灰进行了简单的土体改良,但路基底层土体孔隙率大,遇水易软化变形,天然路基沉降;(2)施工条件受限,压实度达不到标准,填土分层碾压和夯实机具不能靠近涵洞而造成施工死角,造成这部分路基下沉,引起桥头跳车;(3)该路段施工措施不当,施工队盲目追求高速度,没有严格按照施工规程作业,涵背填土完成后没有经过自然沉降就直接进行路面施工,使工后沉降大,且不均匀;(4)排水工程不完善,路基边沟排水不畅,地表水浸泡造成路基土含水量升高,土体承载能力减弱,在行车荷载作用下导致路基土的局部液化、流变,产生路基下沉。
3 处理方案
根据该工程施工期间继续通车运营的要求及地质特点,考虑到施工中跑浆造成浪费和影响工程质量的问题,拟采用水泥浆凝固时间快且可控性好的化学灌浆法——“DCG工法”先加固路基再台升调平沉陷路面,恢复路面平顺,消除跳车。
4 “DCG工法”加固调平原理
“DCG工法”在不破坏路基结构的情况下,通过化学和物理作用改善土体的物理力学性能,从根本上消除路基下沉,使路面平顺。该工法兼有劈裂灌浆和压密灌浆的优点,并剔除了两者的一些缺陷,在土体中的加固调平原理可描述如下:配制好的浆液藉用特制的双液灌浆系统送到需加固的土层中,浆液先是填充土体裂隙(不进入颗粒之间)并迅速凝结,裂隙被“堵塞”后,灌浆压力即自行上升,使土体产生“液压开裂”,浆液沿裂面进入并迅速凝结,入浆通道也被“堵塞”,于是又产生新的劈裂面……与此同时,随着浆液的连续进入,已经凝结的浆液对劈裂面的土体进行挤压,使土体颗粒产生移动,重新排列进而脱水密实。
5 DCG工法应用
5.1 施工前准备
(1)交通管制。根据现场情况,先封闭行车道和超车道,对下沉较严重的行车道和超车道进行灌浆,然后再封闭行车道和硬路肩,根据路面沉降量,确定灌浆孔位。(2)现场主要设备。工程地质钻孔机1台,灌浆泵2台,搅拌机1台,发电机组1套,水泵2台,专用灌浆头3个,汽车1台,高压管50m,Φ40钢管(6m/条)10条,Φ63钻头等。(3)主要材料及其配比。P.C32.5水泥、水、DCG-979化学浆材,配比为水∶水泥∶DCG-979=0.75∶1∶0.2~0.35。
5.2 布孔
根据加固调平要求和现场情况,从中央分隔带到路肩,依次设置A、B、C、D四排,排距为2.5m~3.5m,孔距2.8m~3.3m,呈梅花状,孔深5m~5.5m。引孔时,采用小型路面取芯钻孔机钻孔,钻穿基层即可。接着采用无水打管取土法造孔,即钻穿基层后,直接将灌浆管打进土中,以便增强灌浆管与土体的紧密性,避免灌浆时从灌浆管侧面冒浆。
5.3 测量与记录
(1)沉陷量:灌浆前拉4条纵向基准控制线,其作用一是寻找路面最大沉陷量(下沉高度),根据最低点优先灌浆原则,确定灌浆次序;二是确定10个监测点,不仅更好的推断浆液的流向,准确判断加固抬升调平路面情况,也为工后检测提供依据。(2)灌浆量:灌浆前定好孔号,记录其深度,灌浆时记录其灌浆的起止时间、压力值、水泥用量、浆液进浆速度等,从而更好的保证最佳灌浆效果。
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