浅谈公路工程中灌浆施工技术探索

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  【摘要】随着公路工程施工项目技术在我国的大力推广,设公路工程中灌浆施工技术的发展问题不断的在公路工程中出现,而在这其中新形势下公路工程中灌浆施工技术发展的效果,是直接关系到公路工程中灌浆施工技术的控制方法的最后效果的关键因素之一。因此,本文主要就公路工程中灌浆施工技术的控制进行分析。
  【关键词】公路;灌浆;施工技术
  中图分类号:TU74文献标识码: A
   一、前言 
  如何做好新形势下公路工程中灌浆施工技术的控制研究发展工作,为公路工程中灌浆施工技术研究,实现可持续发展提供坚实的安全保障,是现在公路工程中灌浆施工技术研究面临的迫在眉睫、函需解决的头等课题。
   二、灌浆施工技术的合理选择和发展现状
  灌浆技术的选择要依时依地进行,每一项工程的应用范围和发挥的实际功效都有所不同,比如有些工程可能是为了防洪蓄水而建,还有的工程主要是为了实现农田灌溉的作用,这些因素在选择施工技术和方法时都要全面考虑进去,对于具体灌浆施工技术的操作细节也要严格把控。另外,灌浆施工还可以用于弥补和改进不利于施工建设的环境,平衡施工标准,化不利因素为有利,为后期施工环境的改善奠定了基础。
  科学合理的进行灌浆施工方法的选择可以大大降低施工的资金、时间和人力成本,提高施工的效率,而且有效的保证了施工的质量。所以对于各式各样的施工要求和施工特点,在施工前要进行全面综合的考虑和分析,做到具体问题具体分析,从中选取最为适合的方法,不能一概而论。例如,对于地质基层较为脆弱,容易发生断裂的情况,选择自上而下的灌浆方法比较实际,这种方法可以避免在设备钻孔作业时进一步动摇地基,产生碎片导致灌注孔眼阻塞的情况发生;而对于本身土层较为稳固的地段,可以采用自下而上的灌浆方法。又如,压制法比较适用于开裂缝隙较大的情况,此种方法灌浆量较大,且对于土层的渗透力有较高要求;循环灌浆方法则是用于裂缝较小的情况,其浆液流动速度缓慢,对土层的渗透力没有太多要求。工程的质量是施工的关键,要想达到事半功倍的灌浆施工效果,就必须对施工方法进行综合考量,同时,还要将施工的安全性考虑在内,这是提高工程施工质量的主要途径。
  三、灌浆技术在公路工程中的应用探析
  1、真空灌浆技术施工流程
  真空灌浆技术相较于其他公路工程中的灌浆施工技术,对于灌浆材料的要求较为特殊,所以,必须注意并重视这一情况。真空灌浆技术中灌浆材料的特殊性主要体现在成分与水灰比不同。真空灌浆技术中使用的水泥浆,泥浆成分占比重最大,水灰比较低。这样的水泥浆水泥的密实程度较高,能够有效增强加固层的强度和使用寿命。
  2、真空灌浆施工工艺
  (一)施工准备
  施工准备工作是否准备充分直接影响着真空灌浆施工的进行与完成以及质量,因此,做好充分的施工准备工作非常重要。真空灌浆施工准备工作的内容主要有以下几方面:第一,施工材料方面。严格按照工程施工要求采购合适的施工材料,并做到严把材料质量关,在正式施工前认真核实材料数量和种类,科学检查材料强度、性能是否满足相关要求。第二,做好配套设施的准备工作,检查真空灌浆施工所需的相关机器设备。根据工程实际情况选择合适的施工机械设备,并对施工机械设备的质量及运转情况进行认真检查。以此确保工程所有施工机械设备种类齐全、运行正常;同时还应仔细检查水电供应状况,若是发现水电供应出现问题,必须及时进行维修、调整,以此确保工程施工的顺利进行;第三,根据工程施工要求科学配比,如果情况需要还应适量添加碱水剂溶液;
  (二)水泥浆搅拌
  水泥浆搅拌是真空灌浆施工中的灌浆环节,水泥浆搅拌质量直接影响着真空灌浆施工质量,所以,必须控制好水泥浆搅拌质量,从而为真空灌浆施工质量的合格达标提供重要的保障。做好水泥浆搅拌控制应从以下几方面着手:第一,搅拌水泥浆之前,选择适合的搅拌机,并认真检查搅拌机,确保搅拌机符合相关要求,能够正常运行;第二,按照要求投放水泥浆配比,例如水泥、粉煤灰等,而后正式进行搅拌;第三,水泥浆搅拌结束后应迅速进行泵送,以此确保后续施工的顺利进行。
  (三)灌浆作业
  灌浆作业是在水泥浆搅拌结束后及时进行的,在灌浆作业时,应将搅拌好的水泥浆灌入灌浆泵中,然后利用,灌浆泵中的高压橡胶管将浆体打入指定位置中。这种技术称为高压灌浆技术,能让填充物更密实,能增加基础的抗劈裂能力,从而具有更强的防渗水性与稳定性。当灌浆泵中的浆体浓度与打出的浆体浓度大致相同时,应关掉灌浆泵,同时开启真空泵,当真空泵内的空气压强值达到指定的压力强度时就可以将真空泵关闭并打开灌浆阀,浆体能够经过空气的滤清器,这时候就需要打开排气阀。在进行灌浆的时候很重要的一点就是要时刻注意排气管中的出浆情况,并保持其稠度适宜。
  3、真空灌浆技术的要求
  真空灌浆技术是一项新技术,需要较高的技术水平和质量监控,但其在公路工程应用上还缺乏相应的技术支撑,所以,要根据具体情况,设计出合适的施工工艺,对真空灌浆实施步骤、技术措施、施工材料、机械设备等,进行严格全面的测验和技术分析。
  (一)真空灌浆技术对施工程序的要求
  进行真空灌浆前要清洗预应力管道,用高压风吹干净,然后进行临时性密封,避免再次污染。用水泥砂浆封锚24小时左右进行灌浆。确保各装备是已连接妥当,做好各项准备,保证能顺利施工。水泥浆的搅拌应该保持持续搅拌状态,保证水泥浆进入管道前都是均匀、流动的。
  (二)真空灌浆技术对施工材料的要求
  选用合适的施工材料,是真空灌浆技术正常实施作业的重要保证。水泥浆的水灰比、和匀度、渗透性、流动性、强度等是需要注意且需要完善的几个方面。在水泥浆中加入适量的添加剂,可以提供水泥浆的性能,所以,要根据实际使用的水泥品种选择合适的添加剂,添加剂要求是具有减水、缓凝和微膨胀等作用效果,但不会损坏预应力筋和水泥的材料。
  四、灌浆施工
  1、灌浆工艺流程
  公路工程中路基的壓力灌浆施工必须严格按照其工艺流程来进行,首先按设计图纸定孔放样,然后开动钻机进行成孔钻进,经过检验合格后才能开始灌注浆液,直至达到设计要求终止灌注。具体的工艺流程如下图:
  灌浆施工的具体工序包括:布设灌浆钻孔→钻机就位→成孔钻进→终孔移机→检验孔深→安装灌浆器→配制浆液→压力灌浆→浆液变换→压力灌浆→止浆并取出灌浆器→封孔。
  2、灌浆设计标准
  (一)强度控制和施工控制
  灌浆完成后,杂填土的承载力标准值必须达到130kPa;淤泥或淤质土的承载力标准值保持在80kPa-100kPa;粉细砂的承载力标准值要大于110kPa;复合地基承载力标准值不能小于130kPa。
  (二)灌浆孔的设计和布孔
  灌浆孔的位置应该选在漏水量最多的地方,并确保灌浆孔的底部和漏水裂缝孔隙相交。布孔的形式主要有骑缝和斜孔两种,在具体操作时应该根据实际情况和需要加以选择,甚至在必要时可以两者兼用。
  (三)浆液的选材和配制
  常用的水泥浆材料包括:水泥、粉煤灰、水、外加剂等。浆体制成后必须标准养护7d,使其抗压强度应到5MPa以上,确保浆体具有良好的可泵性、和易性、保水性。浆体过稠不能均匀布满板底空隙,浆体过稀则干缩性大。流动度是影响可灌性的主要因素,一般流动度越高,可灌性就越好。
  (四)封缝和固结灌浆嘴
  封缝能够避免浆液向外流出,增强灌浆的压力能够确保浆液完全压入裂缝的深部,提高灌浆的质量。封缝时所选用的材料有一定的要求,必须按照裂缝的干湿程度来决定,一般包括快速堵漏材料或PVC胶泥及水泥环氧胶泥。固结灌浆嘴时采取的方法多种多样,可以是橡皮墙塞法、直接打入钢管法或者表面粘贴法。浆嘴最好安置在裂缝最宽的地方,并且保持一定的距离,实际情况应该根据裂缝的大小、走向和漏水情况来决定,在粘贴时可用插入细针的方法来固定位置以保证浆嘴对准裂缝。
  (五)灌浆过程控制
  灌浆是一项细致严谨的工作,必须进行有组织地分工协作,固定操作人员的岗位职责,特别应该安排专业的熟练人员进行操作,灌浆的具体操作程序主要包括:在灌浆之前对整个灌浆系统进行全面检查,确保灌浆机具能够正常运转、管路畅通;在开始灌浆时,根据不同的裂缝采取不同的方式,对于垂直裂缝一般自下而上灌浆,水平裂缝则由一端向另一端或从两端向中间进行灌浆,在集中漏水的地方,则应该先对漏水量大的孔洞进行灌浆,在有条件的情况下,可以对横裂缝实行多嘴同时灌浆;灌浆过程中也必须牢固联结灌浆系統和灌浆嘴,并打开排水阀门使得待浆液从排水阀门中流出后,立即关闭排水阀门,然后继续加压进行正常灌浆。
  五、灌浆技术施工中应注意的问题
  真空灌浆技术是后张预应力混凝土结构施工中的一项新技术,在我国国内的应用较少,缺乏相应的技术实践经验。因此从工艺的设计到材料和设备的准备、实时施工的措施等等各个环节都要进行全面的分析和比较,这对于这项技术的成功施行是十分重要的要求。
  尽管灌浆技术是一种较新型的加固技术,广泛地使用于公路施工各方面,而其工艺本身的质量控制处于较高的水平,只要加上合理配比的混合材料即可形成一个密实、防水性能较好的保护层,且更大限度地改善了构件的防腐蚀性。但如何选择适合的灌浆参数是一个十分复杂的问题,需要在施工时由施工人员在现场通过试验才可以确切地确定。
  1、该工艺的应用需要一个探索实践的过程而逐步走向成熟。对于灌浆技术在后张预应力混凝土结构施工中常被应用,我国目前的应用还不够多,缺乏相应的技术支撑。另外,灌浆施工技术要求较高的质量控制水平。因此,这项技术应用要结合现有技术条件,研制新的施工设备和材料,探索出一个切实可行的符合预应力施工质量要求的施工流程。
  2、对灌浆材料要求特殊,受技术条件的限制,灌浆技术需要特殊的灌浆材料进行辅助方可施工,这是进行这项施工的一个重要条件。在该项施工中特殊材料所起的作用是决定性的,因为该材料在施工中要排除90%以上的孔道空气,减少由于水泥浆收缩而产生的孔道空隙就得改善水泥浆的水灰比。因此,研制出空隙率低、和易性好、具有较高强度和耐久性、渗透性小的灌浆材料,是我们在施工中主要面对的问题。
  3、编制施工操作程序,以便于及时总结施工中遇到的问题,进一步改进施工方法,规范施工流程,从而改善施工工艺,提高工程质量。
  六、灌浆施工中的质量控制要点
  近年来,我国公路工程建设事业发展极为迅速,真空灌浆施工技术作为一种新型的加固方法,优势突出,广泛应用于我国的公路工程建设,主要应用的领域包括软土地基处理、高速公路桥头跳车、桥梁加固等。
  在工程质量方面大多数病害原因主要是由于下承层造成的。在施工过程中,要着重对灌浆施工过程进行控制。作为一个施工技术管理人员,在公路工程的灌浆施工过程中,务必做到认真细致、精益求精,从开孔角度的控制到冒浆、漏浆的处理,再到真空灌浆结束的判定,都必须予以全程重视,公路工程灌浆施工的质量和安全是可以得到确保的
  1、对于公路工程施工中真空灌浆技术的质量控制措施而言,主要有以下几点: (一)对于开孔湿度的控制,其钻孔一般采用于钻,若采用湿法钻孔时则必须进行清孔处理,对于钻取的芯样情况应进行详细记录,检查确认岩面成分、岩十分界位置、钻孔深度和终孔条件。(二)对于冒浆、漏浆的处理,可根据不同情况采用如下处理措施:活当调大浆液浓度;在浆液中加入活量纯净细砂,以增大孔隙率。如有吸浆量很大和冒浆严重等情况,可采用间歇真空灌浆法,即真空灌浆一停止一再真空灌浆。(三)加人氢氧化钙等速凝剂,缩短凝结时间。(四)调低真空灌浆压力,以近乎自然压力状态灌注一段时间,待已灌真空灌浆液初步凝结后再调大压力灌注;采用水泥与水玻璃混合浆液的双液真空灌浆法。(五)对于真空灌浆结束的判定,主要是按照设计要求的真空灌浆结束标准,结束真空灌浆。
  2、对于公路工程中真空灌浆技术的安全控制,应做好以下几点:(一)禁止酒后上岗作业,仪器及工具的使用由合格的专业人员进行正确使用个人劳保防护用品,按要求佩戴安全帽、反光标志背心。(二)对施工现场所使用的仪器注意安全放置,杜绝由于使用和放置不当而造成事故。(三)在作业时根据实际情况采取相应防护措施,在有安全隐患的区域内进行施工作业时,应系好安全带,由专人指挥安全作业,注意人员、仪器与现场运输设备的安全距离。(四)在路下作业时监测人员,必须穿戴黄色有反光标志的安全背心,测站设置安全警示标志,由专人指挥的安全,注意来往车辆。
  七、结束语
  综上所述,本文所提到的公路工程中灌浆施工技术的研究工作,希望可以对公路工程中灌浆施工技术的发展提供参考价值。随着公路工程中灌浆施工技术的不断开展, 对公路工程中灌浆施工技术的研究工作也将成为保障公路工程中灌浆施工技术的重要工作。
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