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【關(guān)鍵詞】樁基 溶洞處理 方案a 方案b施工方法
中圖分類號(hào):TU473.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
工程簡(jiǎn)介
大慶至廣州高速公路粵境連平至從化段S7合同段k43+353黃屋大橋、k48+805.5礁砍石大橋橋位位于丘陵區(qū),橋位區(qū)覆蓋層由第四系耕植土、沖積粉質(zhì)粘土、卵石、卵石夾塊石、礫砂、碎石、沼澤相淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、殘積粉質(zhì)粘土、粉土等組成,基底有泥盆系上統(tǒng)帽子峰組砂質(zhì)頁(yè)巖、砂巖、灰?guī)r、碳質(zhì)灰?guī)r及其風(fēng)化層組成。樁基202顆,樁徑1.5米,總長(zhǎng)3050.824米,樁徑1.6米,總長(zhǎng)1257.9米,樁徑1.8米,總長(zhǎng)688.5米。溶洞特征:由軟塑狀粉質(zhì)粘土全充填,漏水;由灰黑色,軟塑狀粉質(zhì)粘土全充填,微漏水;空洞無填充,漏水等。
溶洞分類
溶洞按其填充狀態(tài)可分為空的、半填充的和完全填充的三類:按其填充物的性質(zhì)可分為粘性土、砂礫和稀土三類;按其漏水情況可分為漏水和不漏水兩類。
溶洞處理方案
處理溶洞的走向與河流的流向相同。根據(jù)上述地質(zhì)條件,從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面經(jīng)過比較,選擇了靜壓化學(xué)灌漿法、套內(nèi)護(hù)筒法等施工技術(shù)配合使用處理溶洞,取得預(yù)期的效果,處理方式如下:
主橋樁基對(duì)溶洞的處理:主橋樁基精確放樣后,在樁基施工平臺(tái)上用地質(zhì)鉆于樁中心進(jìn)行超前鉆,必要時(shí)增加鉆位。根據(jù)超前鉆的結(jié)果,確定護(hù)筒的打入深度。有溶洞的樁位,護(hù)筒沉至風(fēng)化巖層,置于強(qiáng)風(fēng)化巖面上,這樣可穿過土洞。護(hù)筒的底部即為巖層或溶洞的頂部。沒有溶洞的樁,護(hù)筒沉放要穿過淤泥質(zhì)亞粘土、砂礫層,置于砂礫質(zhì)亞粘土層至少2m深。
根據(jù)溶洞的不同類型,最后決定兼用兩種不同的施工方案。方案a當(dāng)溶洞內(nèi)有填充物填滿或有流砂的,或當(dāng)溶洞為空洞或填充物不滿(水洞)且深度在3m以內(nèi)的,在鉆孔樁施工前先進(jìn)行預(yù)處理,采用靜壓化學(xué)灌漿法固填充物和流砂,或用此法填滿溶洞,在固結(jié)體達(dá)到一定強(qiáng)度以后再鉆孔施工。方案b當(dāng)溶洞為空洞,且深度在3m以上的,擬用套內(nèi)護(hù)筒法施工,即用內(nèi)護(hù)筒穿過溶洞的施工方案。
四、方案a、b施工方法
(一)方案a施工方法
1、方案a技術(shù)要求溶洞預(yù)處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間并達(dá)到一定的強(qiáng)度(20mpa以上),防止鉆孔樁施工時(shí)泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發(fā)生,保障成孔及水下混凝土澆注等一系列施工工序的順利完成。溶洞預(yù)處理施工,在鉆孔樁施工之前進(jìn)行,相當(dāng)于在樁基礎(chǔ)施工過程中,于鉆孔樁施工工序之前加入一道預(yù)處理工序,與樁基施工的各工序一起形成流水作業(yè)。
2、施工方案
(1)處理方法選擇由于溶洞埋藏較深,不能用爆破或填充混凝土等一般方法處理,有效的處理方法是灌漿法。而在眾多的灌漿法中,因溶洞的不規(guī)則性,決定了其處理的最有效和比較經(jīng)濟(jì)的方法是靜壓化學(xué)灌漿法。因此,采用靜壓化學(xué)灌漿法,同時(shí)也可兼用噴射灌漿法,促進(jìn)填充物強(qiáng)度的加強(qiáng)。
(2)靜壓化學(xué)灌漿的加固特點(diǎn)漿材可在幾秒或在幾十秒內(nèi)瞬間凝固,可控制漿液灌注在一定范圍內(nèi)且不流失,材料的利用率高,比較經(jīng)濟(jì)。漿材的結(jié)石率為100%,即1m3體積漿材可得1m3結(jié)石體。對(duì)溶洞中的砂、礫等土體,漿液是通過滲透作用板結(jié)砂和礫的;對(duì)于溶洞中的稀土、亞粘土等土體,漿液是通過劈裂、擠密作用加固土體的;對(duì)于無填充物和半填充溶洞的空間,漿液是通過充填作用填滿溶洞的。漿液在土體中的滲透擴(kuò)散方向是往小主應(yīng)力面方向,漿液固化后,小主應(yīng)力面得到加固,而原次小主應(yīng)力面變成小主應(yīng)力面。這樣,通過對(duì)小主應(yīng)力面反復(fù)不斷的加固,一方面滲透、擠密溶洞中的土體的空隙,充填溶洞的空間,在樁體周圍形成防水帷幕,防止流砂和保證護(hù)壁泥漿不流失;另一方面,提高溶洞中土體的承載力和抗剪力形成擋土墻,防止坍孔。靜壓化學(xué)灌漿的關(guān)鍵在于漿材的配方和工藝。材料:普硅425#水泥(新標(biāo)準(zhǔn)為普硅32.5mpa水泥)與化學(xué)漿。工藝:采用雙液灌漿系統(tǒng)進(jìn)行全孔灌漿,要求少量多次、反復(fù)灌漿。
3、主要施工機(jī)械設(shè)備主要機(jī)械設(shè)備有:bw250泥漿泵,bw150泥漿泵,100型鉆機(jī),泥漿攪拌機(jī)和貯漿槽,高壓灌漿管及其配件。
(二)方案b(套內(nèi)護(hù)筒)施工方法
1、內(nèi)護(hù)筒長(zhǎng)度的確定護(hù)筒長(zhǎng)度l=h+3(m)(h為地質(zhì)超前鉆確定的溶洞高度)
2、內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑的確定內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)大于φ220cm,同時(shí)外徑應(yīng)小于外護(hù)筒內(nèi)徑5cm左右,如果只下一次內(nèi)護(hù)筒(一層溶洞),內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑選用233cm,壁厚為1cm,則外徑為235cm(主橋外護(hù)筒內(nèi)徑為240cm)。當(dāng)遇到第二層溶洞時(shí),第二層溶洞的內(nèi)護(hù)筒(即第三次護(hù)筒)選用220cm內(nèi)徑。
3、溶洞頂部沖孔根據(jù)超前鉆的資料,當(dāng)鉆孔施工接近溶洞頂部時(shí),提起鉆頭、鉆桿,移開鉆機(jī)(gps-30),采用沖擊鉆機(jī)ykc-30沖孔,沖孔鉆頭外徑235cm。用沖擊鉆沖孔時(shí),要求輕錘慢打,使孔壁圓滑堅(jiān)固,提升高度一般不超過50cm。所有卡扣及鋼絲繩必須先經(jīng)測(cè)試檢查,其它施工工藝及注意事項(xiàng)與常規(guī)相同。
4、內(nèi)護(hù)筒的沉放方法
(1)當(dāng)沖擊穿過溶洞頂部時(shí)要反復(fù)提升沖錘,在頂部厚度范圍上下慢放輕提,沖錘不明顯受阻礙,說明頂部已成孔并且是圓滑垂直的,此時(shí)用鋼絲繩活扣綁住內(nèi)護(hù)管,用吊機(jī)(或沖機(jī)自吊)把內(nèi)護(hù)筒放入外護(hù)筒內(nèi)至孔底。到孔底后,內(nèi)護(hù)筒不會(huì)靠自重沉到溶洞底部(因溶洞底有沉渣、沉淀物等)。此時(shí),gps-30鉆機(jī)重新就位。
(2)護(hù)筒沉設(shè)利用gps-30鉆機(jī)進(jìn)行,在鉆機(jī)的鉆桿上附加壓架,利用鉆機(jī)的鉆進(jìn)壓力和鉆桿、鉆頭的重量,使內(nèi)護(hù)筒隨鉆頭的鉆進(jìn)而下沉,直到溶洞的底部。
5、內(nèi)、外護(hù)筒間空隙及內(nèi)護(hù)筒與溶洞底部間空隙的處理
(1)在內(nèi)護(hù)筒底部及頂部100cm范圍內(nèi)回填砂、碎石,中部回填中砂。
(2)用高壓噴射灌漿法(施噴法)對(duì)回填體進(jìn)行灌漿處理。灌漿后,內(nèi)護(hù)筒上下兩端空隙被砂、碎石及漿液沖填固結(jié),固結(jié)強(qiáng)度要求達(dá)到30mpa,其抗?jié)B系數(shù)可達(dá)10-7m/s。灌漿處理后,即可重新沖孔。
(3)在內(nèi)護(hù)筒頂部及底部100cm范圍內(nèi)回填小碎石素水泥混凝土,內(nèi)護(hù)筒中部回填砂,同樣能起到堵塞空隙的目的。
(4)對(duì)于需要處理多層溶洞的樁基,一般仍采用上述灌漿法填充固結(jié)空隙進(jìn)行施工。目的是為了增加溶洞底部(同時(shí)有可能是下層溶洞的頂部)附近填充物的密度和強(qiáng)度,并且增加內(nèi)、外護(hù)筒間的膠合力。
(5)重新沖鉆,直至嵌入完整基巖。當(dāng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求時(shí),經(jīng)監(jiān)理工程師同意即可終孔,此樁即成孔。成孔后的工序工藝與常規(guī)相同,并不贅述。
五、結(jié)語(yǔ)
根據(jù)溶洞的不同類型,用方案a、方案b進(jìn)行分類處理,處理方法可靠,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)要求?;瘜W(xué)灌漿法對(duì)溶洞的預(yù)處理達(dá)到預(yù)期目的,有效防止了鉆孔樁施工時(shí)泥漿流失、流砂及坍孔現(xiàn)象,可保證成孔及水下水泥混凝土澆注等工序順利完成。套內(nèi)護(hù)筒法要求對(duì)施工過程的每個(gè)環(huán)節(jié)(從確定內(nèi)護(hù)筒長(zhǎng)度、內(nèi)徑到沉放方法乃至內(nèi)外護(hù)筒間空隙、內(nèi)護(hù)筒與溶洞底部間空隙的處理)都必須落實(shí)到位,便可順利成孔。只要對(duì)其施工過程嚴(yán)格把好技術(shù)關(guān),可有效縮短工期,保證了工程質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-2000).人民交通出版社,2000。
關(guān)鍵詞:灌漿技術(shù);橋梁隧道施工;應(yīng)用分析
中圖分類號(hào): U445文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
前言
近年來,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展,各類等級(jí)公路的建設(shè)進(jìn)行的如火如荼,這在很大程度中方便了人們的生產(chǎn)和生活,在公路施工的過程中,橋梁與隧道的建設(shè)是其中的重要組成部分,與公路路基相比而言,橋梁與隧道施工具有一定的特殊性,對(duì)于施工方法的要求也更高,如果未掌握好施工技術(shù),很可能導(dǎo)致公路在投入使用后出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量問題,提高橋梁與隧道的施工質(zhì)量也成為施工管理人員關(guān)注的重點(diǎn)問題,就現(xiàn)階段來看,灌漿法作為公路橋梁隧道中常見的施工技術(shù),能夠很好的防止橋梁隧道中各類病害問題的產(chǎn)生,下面就具體介紹灌漿法的類別及其具體的應(yīng)用要點(diǎn)。
一、灌漿技術(shù)相關(guān)介紹
1、灌漿技術(shù)又稱為壓力灌漿法,即利用壓力將固結(jié)漿液通過鉆孔注入建筑物裂隙與土體孔隙中,改善其物理力學(xué)性能的一個(gè)過程。灌漿在注入裂縫后,能夠以滲透、填充和擠密的方式擠出巖石和土體裂縫中的空氣和水分,這樣就能夠?qū)⒃人缮⒌耐馏w凝結(jié)成一個(gè)整體,達(dá)到提升其水穩(wěn)性和強(qiáng)度的目的。就現(xiàn)階段來看,灌漿法包括高壓噴射灌漿與靜壓灌漿兩種,高壓噴射灌漿時(shí)利用鉆機(jī)將注漿管鉆進(jìn)土層預(yù)定位置,再利用高壓設(shè)備將高壓流噴射出來,當(dāng)速度快、能量大的高壓噴射流超過土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí),土粒便會(huì)剝落,其他土粒會(huì)按照一定比例與漿液重新排列行為固結(jié)體,這樣就可以達(dá)到加固橋梁的作用。靜壓灌漿方式與之相比能夠很好的解決橋梁與隧道的加固問題,也能夠解決土體防滲問題,技術(shù)難度也較小,因此,在公路橋梁隧道的施工過程中,靜壓灌漿方式的應(yīng)用范圍更加的廣泛。
2、灌漿方法及應(yīng)用范圍
(1)對(duì)于工程大裂縫,其處理辦法往往為填充灌漿,因受荷載力作用的影響,橋梁隧道及地下溶洞等工程往往因此發(fā)生地質(zhì)坍塌事故?,F(xiàn)階段,在橋梁隧道工程施工中,填充灌漿法的應(yīng)用最為普遍。填充灌漿法的施工工藝:孔位放樣鉆孔(判斷脫空界面、觀察鉆孔時(shí)返水情況)安裝灌漿頭、試壓;配制漿液灌漿結(jié)束單孔灌漿封孔飽壓。
(2)對(duì)于隧道側(cè)壁維修及橋梁地基加固施工,滲透灌漿法的應(yīng)用最為普遍,實(shí)踐證明,其施工效果也相對(duì)更好。滲透灌漿法施工方法:借助滲透手段,將漿液填充至孔隙裂縫及巖土地層,待其凝結(jié)成為整體,巖土層使用強(qiáng)度便大幅度增加。
(3)壓密灌漿法主要被應(yīng)用于隧道工程施工,其施工方法:借助高壓注漿的方式,將濃度較大的漿液灌注入巖縫內(nèi),與此同時(shí),灌漿管端應(yīng)該產(chǎn)生漿泡,此時(shí),漿液依托灌漿壓力的作用而進(jìn)入巖縫,壓密灌漿法灌注的漿液主要呈現(xiàn)出條狀或脈狀膠結(jié)層。
(4)電工化學(xué)灌漿法主要被應(yīng)用在橋梁基礎(chǔ)加固工程中,其施工方法:選定所需加固的巖層將正負(fù)兩極分別插入底層將帶孔金屬管與正極一端相連,用于灌漿將正極一端與電源正極相連將正極另一端與電源負(fù)極相連,以確保電滲方向與注入壓力方向一致。電動(dòng)化學(xué)灌漿法的作用在于降低通電區(qū)域中層含水量,并通過形成滲漿通道,以便降壓沿著滲漿通道流入地層深處,并最終形成結(jié)層。
二、灌漿技術(shù)在公路橋梁隧道施工過程中的應(yīng)用
1、灌漿方案的設(shè)計(jì)
灌漿需要按照地質(zhì)勘察、方案選擇、灌漿試驗(yàn)、設(shè)計(jì)計(jì)算、修改優(yōu)化的過程進(jìn)行,具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容要包括灌漿標(biāo)準(zhǔn)的確定、灌漿材料的選擇、施工范圍的確定、漿液影響半徑的設(shè)置、鉆孔的布置、灌漿效果的評(píng)估等等。在公路橋梁隧道的灌漿處理過程中,對(duì)于強(qiáng)度較低的底層可以使用壓密灌漿的方式進(jìn)行處理,對(duì)于硬質(zhì)的土層可以使用劈裂灌漿的方式進(jìn)行處理,對(duì)于砂礫層則可以使用滲透灌漿的方式進(jìn)行處理,灌漿方式能夠單獨(dú)使用,也可以組合使用。在灌漿順序的決定上,對(duì)于砂礫層較多的地層,一般使用分段式灌漿的方式來處理,對(duì)于軟弱地層,也可以使用以上的處理方式。
(1)灌漿材料通常分為粒狀漿材、無機(jī)化學(xué)漿材和有機(jī)化學(xué)漿材幾類。在軟土地基處理過程中,常用粒狀漿材,而對(duì)于防滲、堵漏的加固工程,一般都要注入化學(xué)漿材。在漿材材料的配比設(shè)計(jì)方面,一般應(yīng)該使用0.8:1-1:1水灰比的配合比漿液,對(duì)于漿液擴(kuò)散半徑的確定可以使用相應(yīng)的計(jì)算公式來計(jì)算,如果地基較為復(fù)雜難以計(jì)算參數(shù)時(shí),就要使用現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)的方式進(jìn)行確定。
(2)在灌漿壓力的確定方面,適度的灌漿壓力能夠有效提升土體強(qiáng)度、減少灌漿孔的數(shù)量,但是如果壓力過大,就有可能破壞地基結(jié)構(gòu),為了解決這一問題,必須確定好地基的允許注漿壓力。灌漿壓力與地層強(qiáng)度、密度、初始應(yīng)力等多種因素有關(guān),往往難以預(yù)測(cè)到所有的因素,此時(shí)必須要使用現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)的方式進(jìn)行確定。一般情況下,灌漿壓力的選擇應(yīng)該根據(jù)施工地區(qū)涂層埋深和性質(zhì)進(jìn)行確定,砂性土經(jīng)驗(yàn)數(shù)值約為0.2到0.5MPa,粘性土經(jīng)驗(yàn)數(shù)值約為0.2到0.3MPa,在由于環(huán)境因素、地基條件和灌漿目的不同難以確定參數(shù)的情況下,可以參考其他的施工工程進(jìn)行確定。
2、在橋梁隧道中使用灌漿技術(shù)的一般要求
橋梁隧道施工中使用灌漿法是非常復(fù)雜的,以隧道施工為例,隧道工程使用灌漿技術(shù)需要注意很多問題,如果操作好了,就可以有效提升隧道質(zhì)量,反之甚至?xí)绊懰淼赖氖┕べ|(zhì)量。在隧道施工中,總是會(huì)需要在同一個(gè)施工地點(diǎn)進(jìn)行不同的灌漿施工。在進(jìn)行注漿施工時(shí),一般會(huì)先進(jìn)行低壓力注漿操作然后再進(jìn)行高壓力注漿操作。在實(shí)際操作中,要注意以下幾點(diǎn):
(1)當(dāng)對(duì)隧道的襯砌部位進(jìn)行灌漿施工時(shí),一定要注意要首先進(jìn)行回填灌漿工序,然后才能夠?qū)鷰r進(jìn)行灌漿施工,以達(dá)到固結(jié)效果。
(2)當(dāng)施工的地方存在著帷幕灌漿或高壓固緒灌漿工藝時(shí),施工人員一定要先進(jìn)行回填灌漿工序,然后才可以驚醒帷幕灌漿或高壓固結(jié)灌漿。在這個(gè)過程中,一定要注意分層來搭設(shè)防滲帷幕。在完成水平的帷幕搭設(shè)后才能進(jìn)行垂直帷幕的搭設(shè)。要避免為了趕工期,加快施工進(jìn)度而不按施工順序操作的情況出現(xiàn)。這樣會(huì)對(duì)施工帶來非常大的危害,也會(huì)造成材料的浪費(fèi),對(duì)施工是十分不利的。
(3)當(dāng)隧道中需要使用鋼板的襯砌時(shí),一定要注意在完成混凝土澆筑施工環(huán)節(jié)后才能進(jìn)行。也正因?yàn)槿绱?,每一個(gè)施工環(huán)節(jié)都需要按照施工的順序以及施工規(guī)定來嚴(yán)格施工。此外,當(dāng)完成了鋼板襯砌時(shí),施工人員一定要注意在鋼板上預(yù)先留下灌漿工程的作業(yè)孔洞,從而為接下來的施工打下基礎(chǔ)。
(4)在對(duì)混凝土的襯砌以及圍巖之間進(jìn)行回填施工時(shí),要保證在襯砌混凝土強(qiáng)度的百分之七十后才可以進(jìn)行。在進(jìn)行計(jì)算時(shí),一定要在齡期的基礎(chǔ)上進(jìn)行。一般情況下,施工是在混凝土襯砌施工后14d進(jìn)行。必要時(shí),可以通過在襯砌混凝土中加入適量的早強(qiáng)劑來進(jìn)行施工,這樣就可以保證7d就達(dá)到28d的混凝土強(qiáng)度。施工單位一定要對(duì)襯砌混凝土的施工強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn),保證其可以滿足施工需要。
3、控制施工過程的質(zhì)量
(1)嚴(yán)格控制鉆孔之間的距離及鉆孔排之間距離,孔位和終孔深的誤差小于20mm。施鉆之前,若發(fā)現(xiàn)會(huì)和其他管線沖突,要設(shè)法避開其他管線;若不能避開,上報(bào)監(jiān)理并征得同意后,可移動(dòng)孔位,并記錄孔的實(shí)際位置。鉆孔的傾斜度要符合要求。
(2)根據(jù)施工技術(shù)參數(shù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制,并記錄好各項(xiàng)施工參數(shù),如,高噴灌漿各項(xiàng)參數(shù),漿液的材料和用量,以及故障的處理方法和結(jié)果。
(3)噴灌前要進(jìn)行嚴(yán)格的試驗(yàn)和檢查。并在孔口進(jìn)行試噴,符合工程設(shè)計(jì)的要求之后再進(jìn)行正式噴灌。
(4)為了保證高噴灌漿能夠順利的進(jìn)入管中,終孔完成之后需要用新漿液置換干凈孔內(nèi)巖粉。
(5)高噴灌漿完成或因故造成噴灌短時(shí)間內(nèi)中斷時(shí),要馬上拔管進(jìn)行清洗,避免漿液凝固造成無法拔管。
(6)由下而上進(jìn)行高噴灌漿,當(dāng)噴射注漿管的噴嘴抵達(dá)標(biāo)高時(shí),便可以進(jìn)行噴射注漿。為了保障凝結(jié)體的密實(shí)度和灌漿的整體性,每次卸管噴射管后,其提升搭接長(zhǎng)度要大于20cm。
(7)高噴灌漿過程如果沒有冒漿現(xiàn)象,則可能是由于地層存在空隙出現(xiàn)漏漿,為此需要在空隙大的地段灌注大量的注漿,確??障短顫M。待正常冒漿后,再按建筑工程的設(shè)計(jì)要求提升速度。
三、結(jié)語(yǔ)
灌漿技術(shù)的應(yīng)用在公路橋梁隧道施工中能夠有效減少開挖工程量,同時(shí),該種施工方式也不會(huì)受到天氣因素的影響,操作方式相對(duì)簡(jiǎn)單,可以取得良好的社會(huì)效益,此外,經(jīng)過造價(jià)比較,灌漿處理方式也有著一定的資金優(yōu)勢(shì),值得在施工過程中進(jìn)行推廣。
參考文獻(xiàn):
[1]陳卓.灌漿法在公路橋梁隧道施工中的應(yīng)用[期刊論文].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2013,04(08)
[2]劉娟.公路橋梁混凝土施工質(zhì)量控制[期刊論文].交通世界(建養(yǎng).機(jī)械),2012(12)
建筑物通常需要設(shè)置沉降縫的部位有:
1)建筑平面的轉(zhuǎn)折部位;
2)高度差異或荷載差異處;
3)長(zhǎng)高比過大的砌筑承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位;
4)地基土的壓縮性有顯著差異處;
5)建筑結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同處;
6)分期建造房屋的分界處。
許多建筑物基礎(chǔ)部分的沉降縫經(jīng)常發(fā)生滲漏水現(xiàn)象,其主要原因有:設(shè)計(jì)不合理、施工不規(guī)范、橡膠止水帶質(zhì)量不過關(guān)以及外力破壞造成等原因。
設(shè)計(jì)不合理包括:沉降縫位置未設(shè)計(jì)有能夠適應(yīng)建筑沉降的防水措施;
施工不規(guī)范:包括振搗混凝土?xí)r將橡膠止水帶振偏、固定止水帶時(shí)將止水帶穿刺及未按設(shè)計(jì)要求安裝橡膠止水帶;
橡膠止水帶質(zhì)量參差不齊,混凝土澆搗后發(fā)現(xiàn)止水帶斷裂等;
其它外力:包括沉降超出設(shè)計(jì)要求將止水帶拉裂、后期外力破壞等。
2、地下建筑物沉降縫部位滲漏實(shí)例
地下建筑物的沉降縫部位經(jīng)常發(fā)生滲漏水,現(xiàn)舉例說明:
某地下車庫(kù)主體建成后,地下水位上升,部分結(jié)構(gòu)頂板上方已經(jīng)回填800mm厚覆土層,另一部分未回填覆土層,作為施工用場(chǎng)地。由于配重和回填土不平衡,車庫(kù)上浮150~200mm,導(dǎo)致各施工段出現(xiàn)100mm以上垂直沉降落差,將沉降縫中雙層橡膠止水帶拉裂,沿沉降縫出現(xiàn)大面積滲漏水。(見圖一)
2.1防水堵漏方案設(shè)計(jì)
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際滲漏水情況,專業(yè)堵漏技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察,了解滲漏水產(chǎn)生的原因后,按照《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB50108-2001)及《地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50208-2002),結(jié)合以往類似工程實(shí)例,制定以下堵漏施工方案:
一般傳統(tǒng)表面堵漏的方法難以取得成效,必須按照“剛?cè)岵?jì),以堵為輔,以防為主,綜合治理”的原則進(jìn)行處理,所以采用了聚氨酯灌漿料與水泥灌漿料進(jìn)行化學(xué)灌漿堵漏和PU密封膠進(jìn)行柔性密封相結(jié)合的防水堵漏施工技術(shù)方案。
2.1.1結(jié)構(gòu)配重平衡
由于主體頂板覆土不平衡,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)主體上浮,將沉降縫部位的橡膠止水帶拉裂??偘l(fā)現(xiàn)問題后,及時(shí)將主體結(jié)構(gòu)頂板上的覆土回填,使結(jié)構(gòu)配重達(dá)到平衡狀態(tài)。
2.1.2堵漏
首先是堵漏,先將沉降縫部位大量涌水、漏水處用高壓化學(xué)灌漿堵漏方法進(jìn)行臨時(shí)堵漏處理。
混凝土建筑物裂縫是導(dǎo)致混凝土建筑物損壞的主要原因之一,這些裂縫引起的滲漏水解決起來很困難。一般傳統(tǒng)的堵漏方法,是將裂縫或滲水處鑿開進(jìn)行表面堵漏,結(jié)果是堵住這里那里又開始滲漏,因?yàn)榱芽p在混凝土內(nèi)部是無規(guī)則的,水可以在裂縫中自由串動(dòng),從相對(duì)薄弱的部位滲出。
化學(xué)灌漿是指將由化學(xué)材料配制的漿液,通過鉆孔埋設(shè)注漿嘴,使用壓力將其注入混凝土的裂縫中,使其擴(kuò)散、凝固,達(dá)到堵漏、防水的目的。常用于修補(bǔ)較深的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。根據(jù)灌漿的壓力和速度,可分為高壓快速灌漿法和低壓慢速灌漿法。前者用于混凝土涌水、漏水堵漏,后者適用于結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固,本工程適于使用高壓快速灌漿法。
高壓化學(xué)灌漿堵漏可利用灌漿機(jī)產(chǎn)生的持續(xù)高壓,將化學(xué)漿液灌注到混凝土內(nèi)部的縫隙中,并將縫中的水完全沿來水通道擠走,并與水反應(yīng)形成凝膠將原來滲水縫隙完全填充滿,達(dá)到止水目的(見圖二)。
這種灌漿方法的優(yōu)點(diǎn):
①壓力高,一般可達(dá)20Mpa,并能穩(wěn)定恒壓,能讓化學(xué)漿液完全進(jìn)入混凝土結(jié)構(gòu)縫內(nèi)部,止水效果好。
②化學(xué)灌漿液生產(chǎn)技術(shù)成熟,品種齊全,基本上都已實(shí)現(xiàn)單組份成品化生產(chǎn),貯存穩(wěn)定性好,開桶即可使用,不需現(xiàn)場(chǎng)配制。漿液與混凝土粘結(jié)性能好,且對(duì)混凝土無腐蝕,固化后無毒環(huán)保,而且是柔性材料。
③施工工藝簡(jiǎn)單易行,施工速度快,止水效果立竿見影。工人勞動(dòng)強(qiáng)度小,施工效率高,比傳統(tǒng)作法快5-10倍。
④施工不受季節(jié)與天氣限制,可用于各種工程,包括新建與搶修工程,飲用水工程等。施工綜合費(fèi)用低,經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益均顯著。
本工程堵漏采用高壓化學(xué)灌漿方法進(jìn)行,施工人員全部受過專業(yè)培訓(xùn)且有專業(yè)施工經(jīng)驗(yàn),注漿設(shè)備采用美國(guó)原裝智能高壓注漿機(jī)及國(guó)產(chǎn)高壓洗縫機(jī)。
在施工前應(yīng)先將沉降縫部位進(jìn)行簡(jiǎn)單封堵,防止?jié){液反應(yīng)后溢出,造成浪費(fèi)。然后進(jìn)行以下工序施工:下管灌漿封管二次灌漿。(詳見施工工藝部分)。
2.1.3基礎(chǔ)底板加固
沉降縫臨時(shí)化學(xué)灌漿堵漏后,沉降縫兩邊混凝土底板的底部必須進(jìn)行水泥灌漿加固處理。
主移后,底板底部局部形成空腔。如不進(jìn)行回填灌漿處理,混凝土主體將始終處在不穩(wěn)定狀態(tài)。
為了保障主體結(jié)構(gòu)將來微量變形或相對(duì)變形較小,必須對(duì)底板進(jìn)行加固處理。在沉降縫兩側(cè)進(jìn)行鉆孔,安裝灌漿管,灌注水泥化學(xué)漿,使底板底部填充密實(shí)。
2.1.4制作止水帶
灌漿堵漏施工結(jié)束,漏水部位完全被堵住后,將沉降縫中央剔除干凈。待處理過的表面干燥后,用PU密封膠現(xiàn)場(chǎng)制作一道彈性止水帶,以替代已被破壞的橡膠止水帶,適應(yīng)建筑物沉降及拉伸(見圖三)。
2.1.5填充保護(hù)層
止水帶制作完成后,必須加以保護(hù)。本方案采用彈性防水卷材進(jìn)行粘貼,并留有伸縮量。對(duì)新做止水帶形成支撐和保護(hù)。同時(shí),能適應(yīng)混凝土沉降縫的伸縮和變形,然后嵌填密封材料(見圖四)。
2.2堵漏防水材料及施工機(jī)具
為確保工程質(zhì)量,所有材料均采用德美建材工程公司的系列產(chǎn)品。該產(chǎn)品全部采用美國(guó)技術(shù)生產(chǎn),技術(shù)含量高,性價(jià)比好,耐久性強(qiáng)。
本方案采用下列材料和機(jī)具:
2.2.1DM-400 抗?jié)B1號(hào)(防水型):單組份灰色粉體,強(qiáng)度高,不開裂,不燃燒,粘結(jié)力強(qiáng),抗?jié)B性好,防水、防滲、長(zhǎng)期耐水性能優(yōu)異。
2.2.2DM-410抗?jié)B1號(hào)(堵漏型):單組份灰色粉體,凝結(jié)固化快、小時(shí)強(qiáng)度高,無毒、無味、無污染、不燃燒,可帶水帶壓堵漏。
2.2.3DM-500 PU灌漿止漏膠(親水型):該材料屬有機(jī)化學(xué)灌漿材料,外觀為單組份透明粘稠狀液體,遇水反應(yīng),以水治水。灌漿膠與水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)后,借其緩慢膨脹及持續(xù)壓力,可將灌漿膠滲透至微細(xì)裂縫、蜂窩、孔洞及鋼筋四周,達(dá)到完全止水的功能。無毒、無味、無污染、不燃燒。專用于滲漏水、涌水、噴水等場(chǎng)合的快速止水。施工時(shí)需用專用高壓注漿機(jī)將灌漿止漏膠注入混凝土內(nèi)部。在潮濕狀態(tài)下,灌漿膠與混凝土的粘結(jié)性能優(yōu)良。它在縫中硬化后,因其優(yōu)異的粘結(jié)性能、彈性及延伸性不會(huì)因建筑物的變形而引起二次滲漏。該種材料固化后無毒,對(duì)環(huán)境無污染,對(duì)人體無害,可用于飲用水工程。
2.2.4DM-510 PU灌漿止漏膠(疏水型):具有良好的疏水性能,化學(xué)穩(wěn)定性高;耐酸、堿和有機(jī)溶劑,耐化學(xué)腐蝕性好;與混凝土基層及其它建材粘結(jié)性能優(yōu)異;與水泥混合使用可進(jìn)行各種場(chǎng)合的防水、補(bǔ)強(qiáng)、加固處理。
2.2.5DM-600密封者 PU密封膠:該膠具有優(yōu)異的粘結(jié)力,可與水泥、混凝土、木材、金屬等建材粘結(jié),彈性好,延伸率大,易彎曲,能承受接縫移動(dòng),密封性能好,耐老化、耐高低溫、耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕,施工操作簡(jiǎn)單,抗變形達(dá)600%以上。
2.2.6 DM-900 樹脂水泥防水材料:根據(jù)不同需要可用于建筑物的補(bǔ)強(qiáng)加固、嵌縫及涂層防水、防滲,固化后強(qiáng)度高,對(duì)建筑物加固補(bǔ)強(qiáng)作用顯著,與混凝土基層及其它建筑材料粘結(jié)性能優(yōu)異。涂層強(qiáng)度高,耐磨,不長(zhǎng)霉,防水防滲性能好。
2.2.7高壓灌漿機(jī)具的選用
本方案施工時(shí)化學(xué)灌漿采用美國(guó)原裝高壓灌漿機(jī)。該機(jī)具常用于大型堵漏工程,適于水利、隧道及地下工程灌漿堵漏。該機(jī)使用220V電源,機(jī)重18kg,可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用。
該機(jī)自動(dòng)化程度高,灌漿壓力可在4--23MPa之間精確設(shè)定,灌漿壓力可精確設(shè)定,持久平穩(wěn),開關(guān)閥門采用扳機(jī)式操作簡(jiǎn)便,省時(shí)省力工效高,堵漏效果好,該機(jī)經(jīng)久耐用,維修清洗方便,可自動(dòng)檢測(cè)故障原因。
水泥灌漿施工時(shí),采用DM-808手動(dòng)水泥灌漿機(jī)與電動(dòng)水泥灌漿機(jī)相結(jié)合進(jìn)行。手動(dòng)水泥灌漿機(jī)體積小,移動(dòng)方便,施工效率高,工作壓力為2MPa。電動(dòng)水泥灌漿機(jī)工作壓力為4MPa。
2.3施工工藝
2.3.1化學(xué)灌漿堵漏:
①清理:詳細(xì)檢查、分析滲漏情況,鑿除混凝土沉降縫中填充的部分木頭及表面突起及析出物,確定灌漿孔位置及間距。清理干凈需要施工的區(qū)域,確保表面干凈。
②鉆孔:使用電錘等鉆孔工具沿沉降縫兩側(cè)鉆孔,鉆頭直徑14mm,鉆孔角度宜在30°±10°,鉆孔深度以穿過原有填充物為準(zhǔn),盡量不要打破原有橡膠止水帶,盡量讓出漿管口離原有止水帶最近;鉆孔間距約300~500mm。
③埋咀:在鉆好孔內(nèi)安裝灌漿咀(又稱止水針頭),并且用專用工具擰緊,使灌漿咀周圍與鉆孔之間無空隙,不漏水。
④洗縫:用高壓清洗機(jī)以2MPa壓力水向灌漿咀內(nèi)注潔凈水,觀察出水點(diǎn)情況;如縫隙部位已經(jīng)涌水時(shí),可不進(jìn)行本道工序。
⑤封縫:將沉降縫涌水的部位用抗?jié)B1號(hào)(堵漏型)進(jìn)行臨時(shí)封閉處理,以防跑漿。
⑥灌漿:使用電動(dòng)高壓灌漿機(jī)向灌漿孔內(nèi)灌注PU灌漿止漏膠(親水型)。立面灌漿順序由下向上,平面可從一端開始,單孔逐一進(jìn)行。當(dāng)相鄰孔開始出漿后,保持壓力3-5min,即可停止本孔灌漿,改注相鄰注漿孔。
⑦ 二次灌漿:第一次注漿結(jié)束后,根據(jù)實(shí)際情況可進(jìn)行第二次灌注施工,使裂縫中填滿PU灌漿止漏膠(疏水型);
⑧拆咀:灌漿完畢,確認(rèn)不漏24小時(shí)以后才可去掉或敲掉灌漿咀,并清理干凈已固化溢漏出的灌漿液。
2.3.2基礎(chǔ)底部水泥灌漿處理
①鉆孔:在沉降縫兩側(cè)間距1000mm鉆灌漿孔。
②安裝灌漿管,將制作好的灌漿管安裝牢固。
③灌注水泥與化學(xué)漿液的混合液,混凝土底板灌不進(jìn)水泥漿為宜。
④灌漿孔封堵。
2.3.3現(xiàn)場(chǎng)制作止水帶
重新清理沉降縫中央,深度為100mm。用DM-600密封者 PU密封膠進(jìn)行灌縫施工,厚度為50~60mm ,需分二至三次嵌填完成;施工完畢后,縫中形成一道厚質(zhì)型彈性止水帶,能長(zhǎng)期適應(yīng)建筑物沉降的拉伸,而且本材料的防水性能極佳;
2.3.4止水帶保護(hù)
①縫中央及縫兩側(cè)粘貼一層柔性防水卷材。
②嵌填密封材料,如:嵌縫油膏、止水條等。
關(guān)鍵詞:真空灌漿 水泥混凝土 公路路面 治理病害
水泥混凝土公路具有強(qiáng)度大、施工方便、使用年限較長(zhǎng)且成本較低等優(yōu)點(diǎn),為此,一直是公路鋪設(shè)方式中最常采用的一種公路形式。但是由于混凝土自身的一些特點(diǎn),再加上公路建設(shè)施工中的技術(shù)缺陷或操作方式不規(guī)范等因素,往往會(huì)使得混凝土公路路面質(zhì)量不能完全達(dá)到預(yù)期效果。裂縫、脫空、唧泥等常見公路病害一直是困擾公路施工技術(shù)人員的一大難題。而目前真空灌漿技術(shù)的應(yīng)用,很好的解決了這一技術(shù)性難題,對(duì)于水泥混凝土公路的發(fā)展具有很大的意義。
一、灌漿加固機(jī)理
灌漿法是指利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理,通過注漿把漿液均勻地注入地層中,漿液以填充,滲透和擠密等方式,趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置,經(jīng)一定時(shí)間后,漿液將原來松散的土?;蛄严赌z結(jié)成一個(gè)整體,形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度高、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體。
二、真空灌漿技術(shù)應(yīng)用中需要注意的問題
1、由于真空灌漿技術(shù)是一項(xiàng)新的公路施工技術(shù)方法,其施工工藝相對(duì)還不太成熟完善,因此,其應(yīng)用范圍比較小,施工技術(shù)的應(yīng)用也仍具有很大的發(fā)展空間。為此,在實(shí)際的公路施工中,采用真空灌漿技術(shù)時(shí),還需要技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際的施工條件,以及真空灌漿技術(shù)的原理特點(diǎn),通過合理的技術(shù)試驗(yàn),制定最佳的后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工方案,并且要保證其科學(xué)性和可行性,還要考慮到其成本的高低。在具體的操作中,要嚴(yán)格控制施工材料質(zhì)量,做好監(jiān)督管理,確保工程按照技術(shù)設(shè)定的施工順序進(jìn)行實(shí)施。
2、真空灌漿技術(shù)同時(shí)需要合適的灌漿材料,這是完成真空灌漿技術(shù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因?yàn)樵谕ㄟ^施工工藝排除90%以上孔道空氣的同時(shí),如何改善水泥漿的水灰比,減少由于水泥漿收縮而產(chǎn)生的孔道空隙就顯得尤為重要。因此,和易性好、空隙率低、滲透性小、具有較高強(qiáng)度和耐久性的灌漿材料,是我們研究的主要目標(biāo)之一。
3、編制相關(guān)的施工操作程序,以便于及時(shí)總結(jié),規(guī)范施工方法,以達(dá)到推廣先進(jìn)的施工工藝,提高工程質(zhì)量的目的。
4、根據(jù)真空灌漿技術(shù)的基本原理,經(jīng)過反復(fù)的分析比較,確定總體的施工方法為:真空真空+灌漿灌漿三步法不間斷施工工藝。
三、真空灌漿技術(shù)的基本流程
1、漿體配比設(shè)計(jì)
真空灌漿技術(shù)中的漿液配制相對(duì)于普通的水泥漿液配制方法來講,具有更多的性能要求。在原材料的配制比例方面體現(xiàn)在真空灌漿技術(shù)中漿體的配制比具有較低的水灰比和較多的成份這兩方面。這是通過具體詳細(xì)的試驗(yàn)所得出的結(jié)果,結(jié)果顯示,水灰比越小,其后期所形成的模型強(qiáng)度越大,性能越高。因此,在漿體的配制中,要結(jié)合實(shí)際情況,經(jīng)過試驗(yàn)得出最佳的配制比例,以保證真空灌漿技術(shù)的施工效果。
2、真空灌漿施工工藝
(1)預(yù)應(yīng)力筋成孔管材
預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中有采用直束、彎曲和u型束等的布筋方式,金屬波紋管在預(yù)應(yīng)力筋管成孔方面不能滿足小半徑的彎曲及u型束的布筋要求,故采用新型成孔材料——塑料波紋管。與金屬波紋管相比,在強(qiáng)度和耐腐蝕方面,有更好的保護(hù)作用。
(2)施工步驟
首先,要檢查確認(rèn)材料數(shù)量,種類是否齊備,品質(zhì)是否保證;檢查機(jī)具是否齊備、完好;檢查供水、供電是否齊全、方便;按配方秤量漿體材料,減水劑首先溶于一部分水,待用;按圖所示連接裝好各部件。
其次,試抽真空:將灌漿閥、排氣閥全都關(guān)閉,抽真空閥找開;啟動(dòng)真空泵抽真空,觀察真空壓力表讀數(shù),即管內(nèi)的真空度,當(dāng)管內(nèi)的真空度維持在時(shí)(壓力盡量低為好),停泵約1分鐘時(shí)間,若壓力能保持不變即可認(rèn)為孔道能達(dá)到并維持真空。
(3)攪拌水泥漿
攪拌水泥漿之前需要加水空轉(zhuǎn)數(shù)分鐘,將積水倒凈,使攪拌機(jī)內(nèi)壁充分濕潤(rùn)。裝料時(shí)首先將稱量好的水(扣除用于溶化減水劑的那部分水)、水泥、膨脹水泥、粉煤灰倒入攪拌機(jī),攪拌2分鐘;將溶于水的減水劑倒八攪拌機(jī)中,攪拌3分鐘出料;水泥漿出料后應(yīng)盡量馬上進(jìn)行泵送,否則要不停地?cái)嚢?;必須?yán)格控制用水量,否則多加的水全部泌出,易造成管道頂端有空隙;對(duì)未及時(shí)使用而降低了流動(dòng)性的水泥漿,嚴(yán)禁采用增加水的辦法來增加灰漿的流動(dòng)性。
(4)灌漿
將灰漿加至灌漿泵中,在灌漿泵的高壓橡膠管出口打出漿體,待這些漿體濃度與灌漿泵中的濃度一樣時(shí),關(guān)掉灌漿泵,將高壓橡膠管此端接至孔道的灌漿管上,扎牢。然后關(guān)掉灌漿閥,啟動(dòng)真空泵,當(dāng)真空度達(dá)到度維持在-0.06~一0.09MPa值時(shí),啟動(dòng)灌漿泵,打開灌漿閥,開始灌漿,當(dāng)漿體經(jīng)過空氣濾清器時(shí),關(guān)掉真空泵及抽氣閥,打開排氣閥。觀察排氣管的出漿情況,當(dāng)漿體稠度和灌入之稠度一樣時(shí),關(guān)掉排氣閥,仍繼續(xù)灌漿2~分鐘,使管道內(nèi)有一定的壓力,最后關(guān)掉灌漿閥。
(5)清洗
拆下抽真空管的兩個(gè)活接,卸下真空泵;拆下空氣濾清器和灌漿膠管,清洗灌漿泵、攪拌機(jī)、閥門、空氣濾清器以及粘有灰漿的工具。
四、質(zhì)量控制要點(diǎn)
1、鉆孔定位。要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),盡量把孔位設(shè)在脫空深度最大處,每塊水泥混凝土板應(yīng)鉆4~5個(gè)孔。
2、灌漿。
嚴(yán)格控制進(jìn)場(chǎng)材料的質(zhì)量,確保達(dá)到要求;嚴(yán)格控制配合比,各種材料計(jì)量準(zhǔn)確.且拌和均勻,注重用水量;灌漿時(shí)若發(fā)現(xiàn)灰漿已從壓過或未壓過的孔溢出時(shí),應(yīng)及時(shí)用木塞塞緊,10mln后拔出木塞;灌漿機(jī)壓力達(dá)到015~110MPa或水泥灰漿從其它孔溢出或從邊縫、裂縫等處溢出時(shí),將自動(dòng)停機(jī)或人工停機(jī),視為壓滿。
3、交通控制。
為保證真空灌漿技術(shù)的質(zhì)量效果,在灌漿完成后的板塊需要當(dāng)?shù)亟煌ú块T實(shí)行禁止車輛通行政策,待灰漿強(qiáng)度大于3MPa以上時(shí),方可開放交通,允許車輛通行。
【關(guān)鍵詞】灌漿法;公路橋梁隧道;加固;原理
引 言
對(duì)墩臺(tái)裂縫的預(yù)防和治理是公路橋梁隧道施工中的重要工作內(nèi)容, 而實(shí)際施工中, 由于墩臺(tái)的不均勻沉降或墩臺(tái)自身裂縫等原因, 橋臺(tái)、 橋墩常出現(xiàn)不同程度的裂縫, 對(duì)橋梁隧道工程的安全性能和服務(wù)性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。 本文通過橋梁隧道施工實(shí)例證明: 公路橋梁隧道施工中, 利用灌漿法對(duì)施工中出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行修補(bǔ), 能夠達(dá)到加固橋梁基礎(chǔ)的目的, 使用效果較為理想, 應(yīng)得到廣泛運(yùn)用。
1 工程概況
某公路橋梁隧道, 橋全長(zhǎng)為42m, 橋梁的跨徑組合為3m×14m,橋?qū)捊M合為1.5m +12.0m +1.5m。該橋梁隧道的下部結(jié)構(gòu)為柱式墩配擴(kuò)大基礎(chǔ), 橋臺(tái)為U型橋臺(tái)配擴(kuò)大基礎(chǔ)。該橋梁隧道施工中發(fā)現(xiàn)以下問題: a)橋墩、 橋臺(tái)存在裂縫,范圍是臺(tái)帽中間到臺(tái)身, 寬度約為2mm, 長(zhǎng)度約為3m; b)橋墩上游側(cè)防震擋塊開裂; c)橋臺(tái)砌石出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。 對(duì)上述問題的成因進(jìn)行分析, 認(rèn)為裂縫的產(chǎn)生原因?yàn)槎张_(tái)不均勻沉降, 以及墩臺(tái)開裂。 為了在施工過程中有效解決上述問題, 及時(shí)控制裂縫的范圍和深度, 保障公路橋梁隧道施工質(zhì)量, 本工程采用灌漿法對(duì)橋梁基礎(chǔ)進(jìn)行加固施工。
2 灌漿法加固的原理
利用灌漿法加固橋梁基礎(chǔ)指的是運(yùn)用液壓、 氣壓、 電化學(xué)原理, 在壓力作用下將漿液注入橋梁基礎(chǔ)的裂縫和空隙中, 從而達(dá)到填補(bǔ)裂縫, 加固基礎(chǔ)的目的。灌漿法的主要作用是通過灌漿來改善基礎(chǔ)的化學(xué)性質(zhì)以及物理性質(zhì), 在灌漿過程中, 漿液滲透到裂縫和孔隙中, 并形成漿脈, 進(jìn)而形成漿柱體, 漿柱體與橋梁基礎(chǔ)結(jié)合后形成符合基礎(chǔ), 從而有效提高橋梁基礎(chǔ)的承載能力, 并減輕墩臺(tái)不均勻沉降的問題。
3 灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)
合理設(shè)計(jì)施工方案是保障灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)施工質(zhì)量的重要前提, 灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)的方案設(shè)計(jì)應(yīng)包含以下幾項(xiàng)內(nèi)容。
3.1 灌漿施工控制標(biāo)準(zhǔn)
灌漿強(qiáng)度控制標(biāo)準(zhǔn): 灌漿后,要求雜填土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)到130kPa, 淤泥或淤質(zhì)泥的承載力標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)到80kPa以上, 復(fù)合地基的承載力要達(dá)到130kPa以上。灌漿施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn): 灌漿施工的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)視橋梁隧道工程施工設(shè)計(jì)要求和施工控制標(biāo)準(zhǔn)而定, 對(duì)于橋梁基礎(chǔ)的加固施工沒有特定的施工質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn), 由于不同工程橋梁基礎(chǔ)的均一性、 裂縫數(shù)量、 裂縫程度和理論耗漿都不相同, 因而對(duì)橋梁墩臺(tái)灌漿施工效果應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況制定一套科學(xué)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn), 從而保障灌漿加固施工的有效開展。
3.2 灌漿施工段的選擇
結(jié)合橋梁隧道基礎(chǔ)的不均勻沉降程度、 裂縫等病害的范圍和嚴(yán)重程度選擇灌漿加固施工段,本工程主要對(duì)墩臺(tái)基礎(chǔ)四周進(jìn)行加固。
3.3 漿材配比
本工程以水泥粉煤灰漿液作為灌漿材料, 這種漿材所用的材料包括粉煤灰、 水泥等, 本工程施工中采用的水泥: 粉煤灰比為4∶1; 水灰比在0.5~0.55左右; 水泥種類為普通硅酸鹽水泥, 水泥的強(qiáng)度是32.5。
3.4 擴(kuò)散半徑
由于實(shí)際施工中墩臺(tái)基礎(chǔ)的地質(zhì)存在不同程度的差異, 墩臺(tái)的孔隙率和滲透系數(shù)也存在一定的變化, 因而不能以公式計(jì)算得到的擴(kuò)散半徑作為實(shí)際施工中的灌漿擴(kuò)散半徑。 本工程施工中首先通過大量經(jīng)驗(yàn)將擴(kuò)散半徑確定為1.5m, 實(shí)際施工中結(jié)合具體情況對(duì)擴(kuò)散半徑進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
3.5 布孔
灌漿施工的布孔分布、 布孔位置是否合理直接影響著灌漿施工對(duì)橋梁基礎(chǔ)的加固效果, 本工程的灌漿布孔采用梅花形分布,成孔直徑為9cm, 孔深為5cm。
3.6 灌漿施工操作
本工程灌漿施工操作方案設(shè)計(jì)如下:
a)灌漿孔深度 結(jié)合勘探資料將灌漿孔的深度范圍確定為3.5~6.0m;
b)灌漿壓力 在施工現(xiàn)場(chǎng)通過實(shí)驗(yàn)確定灌漿壓力,一般來說橋梁基礎(chǔ)灌漿加固的灌漿壓力在0.3~0.5MPa左右, 灌漿過程中如遇到特殊地質(zhì)及其他特殊情況應(yīng)進(jìn)行合理分析再調(diào)整灌漿壓力;
c)灌漿量 灌漿施工的最終要求是達(dá)到灌漿飽滿, 使?jié){液充滿地基, 因而無論是通過理論公式(即灌漿量為對(duì)象土量的20%)還是通過經(jīng)驗(yàn)判斷 , 灌漿量的計(jì)量都應(yīng)以飽滿、 填滿地基為準(zhǔn);
d)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定灌漿壓力下, 當(dāng)孔段吸漿量不大于0.6L/min 時(shí) , 延續(xù) 30min 方可結(jié)束灌注。
4 灌漿施工
灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)的具體施工對(duì)策如下。
4.1 施工準(zhǔn)備
進(jìn)行灌漿施工前首先要做好灌漿施工準(zhǔn)備, 施工準(zhǔn)備包括以下內(nèi)容:
a)準(zhǔn)備好灌漿施工所用的機(jī)具設(shè)備;
b)準(zhǔn)備好灌漿施工所需的各種漿材;
c)開展灌漿試驗(yàn), 通過試驗(yàn)確定合理的灌漿擴(kuò)散半徑、 灌漿孔距等;
d)施工現(xiàn)場(chǎng)組織到位, 施工人員、 技術(shù)人員就位, 合理安排灌漿施工進(jìn)度, 組織施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制和監(jiān)督人員。
4.2 施工流程及施工工藝
灌漿法加固公路橋梁隧道基礎(chǔ)的施工流程如下: 道基礎(chǔ)灌漿施工應(yīng)按以下流程進(jìn)行: 成孔安放漿管和封堵孔口攪漿灌漿待凝成孔安放灌漿管和封堵孔口攪漿灌漿封孔。
施工工藝: 灌漿法加固橋梁墩臺(tái)施工中應(yīng)控制好以下幾項(xiàng)施工工藝:
a)成孔 采用直徑為89mm的鉆頭正對(duì)孔位鉆進(jìn) , 當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)至粉性土中時(shí), 應(yīng)先下入導(dǎo)管護(hù)壁, 再通過撈砂筒取砂成孔鉆至粘性土中;
b)安放灌漿管和封堵孔口 將軟橡皮包裹在花管外壁來阻隔泥沙防止泥沙涌入花管;
c)攪拌 將一定量的水導(dǎo)入攪拌槳筒, 再用攪拌機(jī)攪拌, 再加入預(yù)定量的水泥, 繼續(xù)攪拌3~5min后過 濾 漿 液 備 用 ;
d)灌漿 灌漿施工過程中應(yīng)按照自上而下的順序進(jìn)行孔口封閉純壓式灌漿, 直至漿液飽滿, 填滿基礎(chǔ), 達(dá)到設(shè)計(jì)深度為止;
e)封孔 當(dāng)灌漿施工達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后, 應(yīng)及時(shí)進(jìn)行封孔操作, 封孔過后24h還需要對(duì)孔口進(jìn)行檢查,當(dāng)漿液下沉后還需要進(jìn)行補(bǔ)漿,直至漿液達(dá)到頂面。
5 結(jié)語(yǔ)
綜上所述, 灌漿法對(duì)于公路橋梁隧道基礎(chǔ)的加固效果理想,且施工流程較為簡(jiǎn)單, 施工操作難度較低, 經(jīng)濟(jì)可行, 同時(shí)也避免了傳統(tǒng)加固方法造成的浪費(fèi)和質(zhì)量隱患。 今后的公路橋梁隧道施工中, 如需對(duì)墩臺(tái)基礎(chǔ)進(jìn)行加固, 應(yīng)首先考慮運(yùn)用灌漿加固法。 此外, 應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際不斷優(yōu)化漿材配合比、 優(yōu)化布孔方案和改進(jìn)灌注工藝, 進(jìn)而更好地解決墩臺(tái)裂縫問題, 顯著提升橋梁基礎(chǔ)的承載力。
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