论文部分内容阅读
【摘 要】 公路桥梁隧道施工中,灌浆法是其中最为常见、最为重要的施工方式之一,对公路桥梁隧道的质量具有重要意义。文章对灌浆法在公路桥梁隧道施工中的应用进行探讨,具有一定的借鉴意义。
【关键词】 灌浆法;公路桥梁隧道;施工;应用
一、前言
文章对工程灌浆方法定义及其目的进行了介绍,对公路桥梁隧道施工中灌浆技术的施工要求进行了阐述,通过分析,并结合自身实践经验和相关理论知识,对灌浆法在公路桥梁隧道的施工技术应用进行了探讨。
二、工程灌浆方法定义及其目的
灌浆法指的是通过利用液压和气压或者电化学原理,然后在比较高的灌浆压力的作用下,将一些可以固化的浆液注入至不同介质的裂缝中,以达到改善地基的物理和化学性能。通过灌浆加固可以让水泥以及其他的浆液通过渗透、充填以及压密扩展来形成浆脉,进而达到形成浆柱体的目的。浆柱体形成后,便可以通过与压密的地基进行进一步的合成以此形成复合地基,它們之间会进行相互的作用,进而达到控制沉降和提高地基承载力的目的。
具体说来,灌浆的目的为(1)防止渗透,保证桥梁和隧道的渗流量,提高桥梁隧道的抗渗透力,降低道路桥梁的孔隙压力,进而提高道路桥梁的质量。(2)能够起到堵漏的目的,可以有效地封堵住孔洞,进而起到堵截流水的目的。(3)加固的目的。灌浆法可以有效提高岩土的力学强度以及变形模量,此外,还可以有效地恢复混凝土的结构并能够有效保证建筑物的整体性,以达到保证施工质量的目的。(4)可以有效治理建筑物的偏斜。通过灌浆法可以使已经产生了不均匀的沉降建筑物得以恢复至原来的位置,从而减少建筑物的倾斜度。
三、公路桥梁隧道施工中灌浆技术的施工要求
1.灌浆的压力因素
对于灌浆压力的理解,其实质就是浆液在地层中的扩散动力,灌浆压力对灌浆的加固和防渗效果具有很大的影响。同时,灌浆压力的功能发挥也会受到很多的因素制约,例如地层条件、选用的灌浆材料以及灌浆方法等。所以,灌浆压力在不同的工程中的应用,需要根据工程的实际情况而定。从灌浆材料的角度来考虑,化学灌浆产生的压力比水泥基灌浆的压力小;从地层深度考虑,浅部地层的灌浆压力比深部地层的压力小;从渗透系数考虑,渗透系数大的的地层比渗透系数小的地层的灌浆压力小。
2.扩散半径和有效的扩散距离
在灌浆工程的建设中,浆液的扩散半径以及其有效扩散距离对灌浆工程的质量和进度造成直接的影响,在其他因素的影响下也会产生相应的变化。如果地层渗透系数注入时间以及灌浆压力增大,扩散半径也会相应增大,但如果浆液的浓度和粘土降低,扩散半径和有效扩散距离就会相应增加。而且,在计算扩散半径和有效扩散距离中,可以使用一些合适的理论公式进行计算,在工程的建设中进行检测,将多种涉及因素考虑其中,进行合理的工程试验。
3.浆液的凝固时间
在灌浆工程中,浆液的凝固时间是浆液自身的特性因素。根据不同的工程需要,可以在浆液中加入适量的速凝剂、塑化剂、膨胀剂以及分散剂,从而不断改善浆液的性能以及凝固时间。一般情况下,标准的浆液凝固时间是几秒或是几个小时,在这个范围内的凝固时间都属于合理,浆液的凝固现象属于瞬间的行为,凝固之前的浆液其粘度性能的变化不大。
由于灌浆工程在不同工程中对浆体的要求不同,但是浆体本身也具有一些优缺点,需要进行浆体性能的改进,从而不断适应各种工程的要求。对理想浆液的要求标准是,首先,要保持浆液的初始粘度较低,对其流动性和注入性进行控制,从而使其能够渗透到更为细小的缝隙中。其次,对于凝胶的时间进行合理的调整,确保在合理的范围内完成凝胶。最后,在浆液的灌注中,需要考虑注浆管道、注浆的设备以及混凝土结构物的特性,确保无污染和无腐蚀性,便于清洗。对于原材料的选择,尽量要满足材料源丰富以及价格便宜的要求,促进灌浆技术的方便操作。
四、灌浆法在公路桥梁隧道的基础方案设计
灌浆法加固公路桥梁隧道的方案设计是保证公路桥梁隧道基础加固施工质量的前提条件,从以下几个方面对灌浆法加固方案进行分析和设计。
公路桥梁隧道施工作业的灌浆设计主要设计的内容有:
灌浆标准设计:灌浆法的标准设计以强度控制标准的设计为重点,通常来讲,保证杂填土的承载力标准参数在130KPa左右,粉细沙承载力标准值参数至少为110KPa,淤泥质土的承载力标准值参数保证在80KPa到110KPa之间;灌浆压力的设计分析:公路桥梁隧道施工中,灌浆压力标准参数的设定需要在现场进行试验并确定,通常情况下考虑取值范围在0.3MPa到0.5MPa之间;灌浆量的设计分析:按照灌浆对象的总土量的五分之一计算,保证灌浆量充足;灌浆施工段选择:要根据公路桥梁隧道基础的裂缝情况、不均匀的沉降程度和严重程度,来选择要加固的施工段。
灌浆施工操作,首先根据勘探资料确定灌浆孔深度;在施工现场确定灌浆压力,通常情况下公路桥梁的灌浆加固压力在0.3到0.5MPa左右,如果在施工过程中遇到地质变化或情况特殊的时候,需要适当调整灌浆压力;灌浆施工的最终目的是保证灌浆饱满,所以无论是根据经验来判断,还是根据公式进行计算,都要保证灌浆量填满;当孔段吸浆量每分钟低于0.6升时,三十分钟内维持这一数据,即可结束灌浆。
灌浆结束标准设计分析,保证公路桥梁隧道施工灌浆压力标准符合规定值,确保孔段位置的吸浆量标准参数在0.6L/min左右,并且30分钟保持该状态才可以确定灌浆作业的结束。同时,在测定孔段单位吸浆量参数高于理论估算吸浆量参数的情况下可以判定灌浆施工结束。
五、灌浆法在公路桥梁隧道的施工技术应用
灌浆法加固桥梁隧道基础的具体施工对策如下:
1.施工准备
进行灌浆施工前首先要做好灌浆施工准备,施工准备包括以下内容: (1)准备好灌浆施工所用的机具设备;
(2)准备好灌浆施工所需的各种浆材;
(3)开展灌浆试验,通过试验确定合理的灌浆扩散半径、灌浆孔距等;
(4)施工现场组织到位,施工人员、技术人员就位,合理安排灌浆施工进度,组织施工现场质量控制和监督人员。
2.施工流程及施工工艺
灌浆法加固公路桥梁隧道基础的施工流程如下:道基础灌浆施工应按以下流程进行:成孔→安放浆管和封堵孔口→搅浆→灌浆→待凝→成孔→安放灌浆管和封堵孔口→搅浆→灌浆→封孔。
施工工艺:灌浆法加固桥梁墩台施工中应控制好以下幾项施工工艺:
(1)成孔采用直径为89mm的钻头正对孔位钻进,当钻头钻进至粉性土中时,应先下入导管护壁,再通过捞砂筒取砂成孔钻至粘性土中;
(2)安放灌浆管和封堵孔口将软橡皮包裹在花管外壁来阻隔泥沙防止泥沙涌入花管;
(3)搅拌将一定量的水导入搅拌桨筒,再用搅拌机搅拌,再加入预定量的水泥,继续搅拌3~5min后过滤浆液备用;
(4)灌浆灌浆施工过程中应按照自上而下的顺序进行孔口封闭纯压式灌浆,直至浆液饱满,填满基础,达到设计深度为止;
(5)封孔当灌浆施工达到结束标准后,应及时进行封孔操作,封孔过后24h还需要对孔口进行检查,当浆液下沉后还需要进行补浆,直至浆液达到顶面。
六、在公路桥梁隧道灌浆施工时要注意的问题
在桥梁隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构中进行灌浆的时候要注意先进行回填灌浆的方法,其次再对桥梁隧道的周围岩石进行加固灌浆。如果在灌浆施工的部位存在有分段式注浆即帐幕灌浆时,要在等回填灌浆的工序完成以后再进行帐幕灌浆,帐幕灌浆要进行分层的搭设,要采用先水平再垂直的搭设方式,当前,很多桥梁隧道工程为了获得更多的收益,刻意加快施工工期,进场以后不按照灌浆的施工顺序进行操作,导致了灌浆材料的极大浪费,同时因灌浆的浆液灌的多而造成桥梁隧道的支护结构开裂而造成塌方事故。桥梁隧道衬砌部位与周围岩石之间的回填要等到桥梁隧道衬砌的混凝土强度达到70%以后才能进行回填,要按照龄期进行合理的计算,通常在桥梁隧道的混凝土衬砌施工达到14天以后才能进行。如果遇到一些工期时间紧张的情况,可以适当的在混凝土中加入一些早强剂,早强剂可以让衬砌的混凝土保证7天就能达到以前需要28天才能达到的强度,降低了施工时间。
在桥梁隧道灌浆施工的过程中,难免会遇到一些特殊的情况,我们就要针对这些特殊的情况运用特殊的手段进行科学的处理。在对桥梁隧道的隧洞进行回填时,灌浆孔一般是孔口向下进行倒浆,在灌浆的过程中万一回填工作发生中断,会导致灌浆孔被堵塞。对于这种情况,施工人员在进行灌浆的时候一定要做好施工的准备工作,尽最大的努力防止中断。如果出于某些原因发生了中断,施工人员要保证在30分钟以内进行恢复灌浆。在灌浆的过程中,如果桥梁隧道衬砌的部位发生变形或者灌浆的注入率忽然增强,长时间的大量吸浆,就有可能是桥梁隧道的衬砌部位发生了渗漏或变形,这时,要停止灌注浆液,及时的查明渗透或裂缝原因。在进行复浆之前要保证浆液待凝,在进行复灌的时候要采用低压、小注入率的慢速方式进行灌浆,并科学的对复浆进行观测。
七、结束语
灌浆法在公路桥梁隧道的施工中,一定要严格严格操作流程进行施工,相应的施工参数,施工工期要按照规定来执行,这样才能保证施工的质量。
参考文献:
[1]陈卓.灌浆法在公路桥梁隧道施工中的应用[J].交通标准化.2013
[2]许英杰.浅析化学灌浆法在桥梁结构深层裂缝中的作用[J].中国新技术新产品.2012
[3]张跃进.高压灌浆在基桩施工缺陷中的应用[J].国土资源高等职业教育研究.2005
【关键词】 灌浆法;公路桥梁隧道;施工;应用
一、前言
文章对工程灌浆方法定义及其目的进行了介绍,对公路桥梁隧道施工中灌浆技术的施工要求进行了阐述,通过分析,并结合自身实践经验和相关理论知识,对灌浆法在公路桥梁隧道的施工技术应用进行了探讨。
二、工程灌浆方法定义及其目的
灌浆法指的是通过利用液压和气压或者电化学原理,然后在比较高的灌浆压力的作用下,将一些可以固化的浆液注入至不同介质的裂缝中,以达到改善地基的物理和化学性能。通过灌浆加固可以让水泥以及其他的浆液通过渗透、充填以及压密扩展来形成浆脉,进而达到形成浆柱体的目的。浆柱体形成后,便可以通过与压密的地基进行进一步的合成以此形成复合地基,它們之间会进行相互的作用,进而达到控制沉降和提高地基承载力的目的。
具体说来,灌浆的目的为(1)防止渗透,保证桥梁和隧道的渗流量,提高桥梁隧道的抗渗透力,降低道路桥梁的孔隙压力,进而提高道路桥梁的质量。(2)能够起到堵漏的目的,可以有效地封堵住孔洞,进而起到堵截流水的目的。(3)加固的目的。灌浆法可以有效提高岩土的力学强度以及变形模量,此外,还可以有效地恢复混凝土的结构并能够有效保证建筑物的整体性,以达到保证施工质量的目的。(4)可以有效治理建筑物的偏斜。通过灌浆法可以使已经产生了不均匀的沉降建筑物得以恢复至原来的位置,从而减少建筑物的倾斜度。
三、公路桥梁隧道施工中灌浆技术的施工要求
1.灌浆的压力因素
对于灌浆压力的理解,其实质就是浆液在地层中的扩散动力,灌浆压力对灌浆的加固和防渗效果具有很大的影响。同时,灌浆压力的功能发挥也会受到很多的因素制约,例如地层条件、选用的灌浆材料以及灌浆方法等。所以,灌浆压力在不同的工程中的应用,需要根据工程的实际情况而定。从灌浆材料的角度来考虑,化学灌浆产生的压力比水泥基灌浆的压力小;从地层深度考虑,浅部地层的灌浆压力比深部地层的压力小;从渗透系数考虑,渗透系数大的的地层比渗透系数小的地层的灌浆压力小。
2.扩散半径和有效的扩散距离
在灌浆工程的建设中,浆液的扩散半径以及其有效扩散距离对灌浆工程的质量和进度造成直接的影响,在其他因素的影响下也会产生相应的变化。如果地层渗透系数注入时间以及灌浆压力增大,扩散半径也会相应增大,但如果浆液的浓度和粘土降低,扩散半径和有效扩散距离就会相应增加。而且,在计算扩散半径和有效扩散距离中,可以使用一些合适的理论公式进行计算,在工程的建设中进行检测,将多种涉及因素考虑其中,进行合理的工程试验。
3.浆液的凝固时间
在灌浆工程中,浆液的凝固时间是浆液自身的特性因素。根据不同的工程需要,可以在浆液中加入适量的速凝剂、塑化剂、膨胀剂以及分散剂,从而不断改善浆液的性能以及凝固时间。一般情况下,标准的浆液凝固时间是几秒或是几个小时,在这个范围内的凝固时间都属于合理,浆液的凝固现象属于瞬间的行为,凝固之前的浆液其粘度性能的变化不大。
由于灌浆工程在不同工程中对浆体的要求不同,但是浆体本身也具有一些优缺点,需要进行浆体性能的改进,从而不断适应各种工程的要求。对理想浆液的要求标准是,首先,要保持浆液的初始粘度较低,对其流动性和注入性进行控制,从而使其能够渗透到更为细小的缝隙中。其次,对于凝胶的时间进行合理的调整,确保在合理的范围内完成凝胶。最后,在浆液的灌注中,需要考虑注浆管道、注浆的设备以及混凝土结构物的特性,确保无污染和无腐蚀性,便于清洗。对于原材料的选择,尽量要满足材料源丰富以及价格便宜的要求,促进灌浆技术的方便操作。
四、灌浆法在公路桥梁隧道的基础方案设计
灌浆法加固公路桥梁隧道的方案设计是保证公路桥梁隧道基础加固施工质量的前提条件,从以下几个方面对灌浆法加固方案进行分析和设计。
公路桥梁隧道施工作业的灌浆设计主要设计的内容有:
灌浆标准设计:灌浆法的标准设计以强度控制标准的设计为重点,通常来讲,保证杂填土的承载力标准参数在130KPa左右,粉细沙承载力标准值参数至少为110KPa,淤泥质土的承载力标准值参数保证在80KPa到110KPa之间;灌浆压力的设计分析:公路桥梁隧道施工中,灌浆压力标准参数的设定需要在现场进行试验并确定,通常情况下考虑取值范围在0.3MPa到0.5MPa之间;灌浆量的设计分析:按照灌浆对象的总土量的五分之一计算,保证灌浆量充足;灌浆施工段选择:要根据公路桥梁隧道基础的裂缝情况、不均匀的沉降程度和严重程度,来选择要加固的施工段。
灌浆施工操作,首先根据勘探资料确定灌浆孔深度;在施工现场确定灌浆压力,通常情况下公路桥梁的灌浆加固压力在0.3到0.5MPa左右,如果在施工过程中遇到地质变化或情况特殊的时候,需要适当调整灌浆压力;灌浆施工的最终目的是保证灌浆饱满,所以无论是根据经验来判断,还是根据公式进行计算,都要保证灌浆量填满;当孔段吸浆量每分钟低于0.6升时,三十分钟内维持这一数据,即可结束灌浆。
灌浆结束标准设计分析,保证公路桥梁隧道施工灌浆压力标准符合规定值,确保孔段位置的吸浆量标准参数在0.6L/min左右,并且30分钟保持该状态才可以确定灌浆作业的结束。同时,在测定孔段单位吸浆量参数高于理论估算吸浆量参数的情况下可以判定灌浆施工结束。
五、灌浆法在公路桥梁隧道的施工技术应用
灌浆法加固桥梁隧道基础的具体施工对策如下:
1.施工准备
进行灌浆施工前首先要做好灌浆施工准备,施工准备包括以下内容: (1)准备好灌浆施工所用的机具设备;
(2)准备好灌浆施工所需的各种浆材;
(3)开展灌浆试验,通过试验确定合理的灌浆扩散半径、灌浆孔距等;
(4)施工现场组织到位,施工人员、技术人员就位,合理安排灌浆施工进度,组织施工现场质量控制和监督人员。
2.施工流程及施工工艺
灌浆法加固公路桥梁隧道基础的施工流程如下:道基础灌浆施工应按以下流程进行:成孔→安放浆管和封堵孔口→搅浆→灌浆→待凝→成孔→安放灌浆管和封堵孔口→搅浆→灌浆→封孔。
施工工艺:灌浆法加固桥梁墩台施工中应控制好以下幾项施工工艺:
(1)成孔采用直径为89mm的钻头正对孔位钻进,当钻头钻进至粉性土中时,应先下入导管护壁,再通过捞砂筒取砂成孔钻至粘性土中;
(2)安放灌浆管和封堵孔口将软橡皮包裹在花管外壁来阻隔泥沙防止泥沙涌入花管;
(3)搅拌将一定量的水导入搅拌桨筒,再用搅拌机搅拌,再加入预定量的水泥,继续搅拌3~5min后过滤浆液备用;
(4)灌浆灌浆施工过程中应按照自上而下的顺序进行孔口封闭纯压式灌浆,直至浆液饱满,填满基础,达到设计深度为止;
(5)封孔当灌浆施工达到结束标准后,应及时进行封孔操作,封孔过后24h还需要对孔口进行检查,当浆液下沉后还需要进行补浆,直至浆液达到顶面。
六、在公路桥梁隧道灌浆施工时要注意的问题
在桥梁隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构中进行灌浆的时候要注意先进行回填灌浆的方法,其次再对桥梁隧道的周围岩石进行加固灌浆。如果在灌浆施工的部位存在有分段式注浆即帐幕灌浆时,要在等回填灌浆的工序完成以后再进行帐幕灌浆,帐幕灌浆要进行分层的搭设,要采用先水平再垂直的搭设方式,当前,很多桥梁隧道工程为了获得更多的收益,刻意加快施工工期,进场以后不按照灌浆的施工顺序进行操作,导致了灌浆材料的极大浪费,同时因灌浆的浆液灌的多而造成桥梁隧道的支护结构开裂而造成塌方事故。桥梁隧道衬砌部位与周围岩石之间的回填要等到桥梁隧道衬砌的混凝土强度达到70%以后才能进行回填,要按照龄期进行合理的计算,通常在桥梁隧道的混凝土衬砌施工达到14天以后才能进行。如果遇到一些工期时间紧张的情况,可以适当的在混凝土中加入一些早强剂,早强剂可以让衬砌的混凝土保证7天就能达到以前需要28天才能达到的强度,降低了施工时间。
在桥梁隧道灌浆施工的过程中,难免会遇到一些特殊的情况,我们就要针对这些特殊的情况运用特殊的手段进行科学的处理。在对桥梁隧道的隧洞进行回填时,灌浆孔一般是孔口向下进行倒浆,在灌浆的过程中万一回填工作发生中断,会导致灌浆孔被堵塞。对于这种情况,施工人员在进行灌浆的时候一定要做好施工的准备工作,尽最大的努力防止中断。如果出于某些原因发生了中断,施工人员要保证在30分钟以内进行恢复灌浆。在灌浆的过程中,如果桥梁隧道衬砌的部位发生变形或者灌浆的注入率忽然增强,长时间的大量吸浆,就有可能是桥梁隧道的衬砌部位发生了渗漏或变形,这时,要停止灌注浆液,及时的查明渗透或裂缝原因。在进行复浆之前要保证浆液待凝,在进行复灌的时候要采用低压、小注入率的慢速方式进行灌浆,并科学的对复浆进行观测。
七、结束语
灌浆法在公路桥梁隧道的施工中,一定要严格严格操作流程进行施工,相应的施工参数,施工工期要按照规定来执行,这样才能保证施工的质量。
参考文献:
[1]陈卓.灌浆法在公路桥梁隧道施工中的应用[J].交通标准化.2013
[2]许英杰.浅析化学灌浆法在桥梁结构深层裂缝中的作用[J].中国新技术新产品.2012
[3]张跃进.高压灌浆在基桩施工缺陷中的应用[J].国土资源高等职业教育研究.2005