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摘要:当在河道堤防附近修建桥梁时,桥梁基础可能对堤防的渗透稳定性产生不利影响,危及堤防安全,同时由于对渗流场分布及渗透稳定性的改变,反过来也将影响到桥梁基础本身承载力。利用灌浆法对公路桥梁基础及河道堤防周围土体进行加固能够有效改善上述问题,并显著提升墩台基础的承载能力。文章结合实例运用灌浆技术对临河桥梁防渗处理进行设计施工探讨
关键词:灌浆技术;桥梁;堤防;防渗;应用
0引言
渗透破坏是堤防最主要的破坏形式之一,也将对临河桥梁基础承载力产生不利影响。因此维护桥墩基础与河道堤防处的渗透稳定性是确保临河桥梁建设与运行安全的关键。因此,为了临河桥梁及河道堤防的稳定性及长期安全运行,有必要采用一定的工程措施来保障桥梁修建后河道堤防与桥梁基础的渗透稳定性。
高喷灌浆防渗是借助于高压水或高压水浆液形成高速喷射流束来冲击、切割破碎被灌地层结构,使水泥基质浆液与被灌地层土颗粒掺混,形成整体固结体而起到防渗作用。其施工简单,不需大型机械设备及专业施工力量,施工质量能够得到保证,施工进度容易控制。随着科学技术的发展,高喷灌浆技术已成为临河桥梁建设中经常使用的技术,广泛应用于临河桥梁建设中的防渗处理。
1 桥梁概况
某跨河大桥的主桥为预应力混凝土连续箱梁桥,跨径布置为42.0+3×60.0+42.0m。其主桥横跨河堤,在河道中有4个桥墩,两堤外侧分别有1个桥墩,即其中第1、2号桥墩与5、6号桥墩是在河堤的两侧,河堤夹于其间。这些桥墩的桩基和承台的施工对河堤将产生较大的不利影响,使其承受洪水冲击能力降低,若河堤破坏则将反向影响至桥梁基础,故需对桥墩与河堤范围内地层进行防渗处理。经过实地的考察结合技术研究,决定在该河大堤两岸桥墩的上下游100m的范围内利用高喷灌浆技术进行防渗处理。
2.高喷灌浆技术施工方法
该桥高喷灌浆施工需要的设备主要有XVL-50地质钻机、高喷台车、钻孔测斜仪、空压机、高压水泵和灌浆泵等。高喷灌浆的施工工序:对桥梁进行测量→布孔→安装高压喷射灌浆台车→试喷→下高喷灌浆三重管至设计位置→制、送浆→待返浆正常后静喷5min→按试验或设计确定提升速度,喷完全孔→浆液回填→封孔。
2.1布孔
按照设计孔的位置利用全站仪进行放线,注意孔位的误差要维持在2cm之内。
2.2 布置好XVL-50地质钻机
按照桥梁设计的施工图纸,在桩孔的位置,将钻机就位,钻杆头要对准孔的中心。同时要调整好地质钻机的位置,保证钻杆和钻孔的中心在一条线上。
2.3钻孔
河床砂砾层钻孔是该桥施工中的难点,参考类似工程经验,根据该工程的施工特点,采用XVL一50地质钻机进行钻孔。泥浆护壁合金钻头的钻孔的直径100mm。在施工中,按照先导孔,再按高喷灌浆孔逐渐加密原则进行工程施工。严格按照设计图纸的要求,使用全站仪进行放样,逐一定孔位,同时要用钢筋进行标记,并统一编号。确定孔位无误后,将钻孔机移到既定的孔位上,并对机架、机座校正,用水平尺对机身校正,确保钻杆轴线和钻孔中心保持在一条直线上,偏差要小于50mm。
2.4安装注浆管
按照施工图纸和施工方案要求将注浆管插到地层预设的深度,在安装注浆管的同时要射水,水压力一般小于1MPa,避免喷嘴被泥沙堵塞。
2.5浆液制备
水泥:采用强度等级为32.5的袋装水泥,运到施工现场后,妥善堆放,避免水泥受潮而结块。过4 900孔/cm2筛筛余量最多为5%,一旦水泥过期受潮,都一律报废,不能在用于灌浆。水泥需要分批堆放和使用。对水泥的相关技术性指标进行检测,杜绝使用不合格的水泥。
水:灌浆所用水要符合JGJ 79-91《建筑地基处理技术规范》规定的标准,拌浆水温度最高不能超过40℃。
外掺剂:外掺剂要根据施工现场材料进行试配并报监理工程师进行审批,之后才能投入使用。
浆液水灰比:l:1~0.8:l,浆液比重不小于1.6,浆液的存放时间不能超过4h。
2.6喷射灌浆
按照施工要求进行高压摆喷,单排孔之间的距离为1.5m,厚度为20cm。按照钻孔实际情况和桩底标高,严格控制高压喷管深入钻孔内的深度,进行供浆,同时要对各管路的封闭严实情况,水压力、浆液压力、气压力及其流量,喷管的喷射方向进行严格检查。启动喷射设备后需要等浆液返浆后,再按需要提升速度。当喷管到达钻孔孔底深度时,要及时制备好水泥浆液,并按照灌入水泥浆液、压缩空气和水,将喷杆提升使喷浆嘴抵达底线,当泵压压升到规定值且孔口回浆比为1.25以上时,停止喷射的步骤进行操作。
2.7浆液回填
高喷完毕后及时回填,避免高喷灌浆后由于地层中浆液析水致使上部土体产生空缺现象而影响质量。
2.8冲洗
当喷射提升到标高时, 结束喷射,此时需要立即冲洗干净注浆管等设备,避免管路被堵塞,可用水喷射地面,彻底排除泥浆泵等设备的水泥浆液。
2.9机具设备移位
完成1个孔的灌浆之后,再将设备转到下l孔位,按相同的工进行施工。
3.高喷灌浆施工质量控制
3.1控制施工过程的质量
1)严格控制钻孔之间的距离及钻孔排之间距离,孔位和终孔深的误差小于20mm。施钻之前,若发现会和其他管线冲突,要设法避开其他管线;若不能避开,上报监理并征得同意后,可对孔位进行微调,并记录孔的实际位置。钻孔的倾斜度要符合要求。
2)根据施工技术参数对施工现场进行控制,并记录好各项施工参数,如,高喷灌浆各项参数,浆液的材料和用量,以及故障的处理方法和结果。
3)喷灌前要进行严格的试验和检查。并在孔口进行试喷,符合工程设计的要求之后再进行正式喷灌。
4)为了保证高喷灌浆能够顺利的进入管中,终孔完成之后需要用新浆液置换干净孔内岩粉。
5)高喷灌浆完成或因故造成喷灌短时间内中断时,要马上拔管进行清洗,避免浆液凝固造成无法拔管。
6)由下而上进行高喷灌浆,当喷射注浆管的喷嘴抵达标高时,便可以进行喷射注浆。为了保障凝结体的密实度和灌浆的整体性,每次卸管喷射管后,其提升搭接长度要大于20cm。
7)高喷灌浆过程如果没有冒浆现象,则可能是由于地层存在空隙出现漏浆,为此需要在空隙大的地段灌注大量的注浆,确保空隙填满。待正常冒浆后,再按建筑工程的设计要求提升速度。
8)终喷后需要进行静压注浆,自流回灌的水泥浆液比重为1.65~1.75g/cm3,在孔内需要用长杆进行锤捣,直至孔口浆面稳定后停止。
9)因故如停電或机械故障,导致喷射中断但没超过2h,喷射恢复时,要将喷杆下放至喷射中断位置以下20cm再喷;若超过2h,恢复喷射时,要用钻机进行清孔,到中断面以下50cm,再将喷杆下放到孔底进行再喷。
10)严格按“三检一验制”原则,即班组初检、工区复检、项目部终检以及监理验收,对现场施工的质量进行有效的控制。
3.2控制施工后质量
1)检查桩位。工程完成之后,需要参照施工记录和工程图纸的设计要求对现场施工桩位进行检查,检查是否存在遗漏问题。
2)检查钻孔。从固结体中取样,并对样品的抗压强度、渗透比降和渗透系数进行检查,测试其是否达到设计要求。
3)检查开挖。完成高喷灌浆后,需要对每一个喷射点进行严格的检查,包括喷射灌浆是出现的故障问题,施工现场的地质问题等。当固结体达到一定强度时,可进行开挖检查。
4)检查整体防渗效果。该桥竣工投入使用之后,经过一年的雨季和洪训期的考察,该工程几乎不存在渗透现象,高喷灌浆防渗技术效果明显。
4.结语
总而言之,高喷灌浆技术是目前工程建设中经常使用的技术,在工程建设加固防渗处理中发挥了重要的作用,很大程度上提高了建筑工程的承载力,保证了工程的质量,提高了工程的经济效益。实践表明,高喷灌浆技术是建筑施工中十分重要的技术,相关的工程人员,要充分的了解该技术的特点,掌握高喷灌浆技术的设计施工要点,并加强研究完善,严格控制施工质量,从而提高我国建筑工程的质量。
参考文献
[1]李从德.公路桥隧施工测量放样应用技术[J].科技博览,2009,(35)
[2]陈宏科.浅谈高压旋喷注浆方法在桥梁隧道基础加固中的运用[J].科学与财富,2012,(3)
[3]叶斌 李学武.高压喷射灌浆施工技术[J].西部探矿工程,2004,(10)
关键词:灌浆技术;桥梁;堤防;防渗;应用
0引言
渗透破坏是堤防最主要的破坏形式之一,也将对临河桥梁基础承载力产生不利影响。因此维护桥墩基础与河道堤防处的渗透稳定性是确保临河桥梁建设与运行安全的关键。因此,为了临河桥梁及河道堤防的稳定性及长期安全运行,有必要采用一定的工程措施来保障桥梁修建后河道堤防与桥梁基础的渗透稳定性。
高喷灌浆防渗是借助于高压水或高压水浆液形成高速喷射流束来冲击、切割破碎被灌地层结构,使水泥基质浆液与被灌地层土颗粒掺混,形成整体固结体而起到防渗作用。其施工简单,不需大型机械设备及专业施工力量,施工质量能够得到保证,施工进度容易控制。随着科学技术的发展,高喷灌浆技术已成为临河桥梁建设中经常使用的技术,广泛应用于临河桥梁建设中的防渗处理。
1 桥梁概况
某跨河大桥的主桥为预应力混凝土连续箱梁桥,跨径布置为42.0+3×60.0+42.0m。其主桥横跨河堤,在河道中有4个桥墩,两堤外侧分别有1个桥墩,即其中第1、2号桥墩与5、6号桥墩是在河堤的两侧,河堤夹于其间。这些桥墩的桩基和承台的施工对河堤将产生较大的不利影响,使其承受洪水冲击能力降低,若河堤破坏则将反向影响至桥梁基础,故需对桥墩与河堤范围内地层进行防渗处理。经过实地的考察结合技术研究,决定在该河大堤两岸桥墩的上下游100m的范围内利用高喷灌浆技术进行防渗处理。
2.高喷灌浆技术施工方法
该桥高喷灌浆施工需要的设备主要有XVL-50地质钻机、高喷台车、钻孔测斜仪、空压机、高压水泵和灌浆泵等。高喷灌浆的施工工序:对桥梁进行测量→布孔→安装高压喷射灌浆台车→试喷→下高喷灌浆三重管至设计位置→制、送浆→待返浆正常后静喷5min→按试验或设计确定提升速度,喷完全孔→浆液回填→封孔。
2.1布孔
按照设计孔的位置利用全站仪进行放线,注意孔位的误差要维持在2cm之内。
2.2 布置好XVL-50地质钻机
按照桥梁设计的施工图纸,在桩孔的位置,将钻机就位,钻杆头要对准孔的中心。同时要调整好地质钻机的位置,保证钻杆和钻孔的中心在一条线上。
2.3钻孔
河床砂砾层钻孔是该桥施工中的难点,参考类似工程经验,根据该工程的施工特点,采用XVL一50地质钻机进行钻孔。泥浆护壁合金钻头的钻孔的直径100mm。在施工中,按照先导孔,再按高喷灌浆孔逐渐加密原则进行工程施工。严格按照设计图纸的要求,使用全站仪进行放样,逐一定孔位,同时要用钢筋进行标记,并统一编号。确定孔位无误后,将钻孔机移到既定的孔位上,并对机架、机座校正,用水平尺对机身校正,确保钻杆轴线和钻孔中心保持在一条直线上,偏差要小于50mm。
2.4安装注浆管
按照施工图纸和施工方案要求将注浆管插到地层预设的深度,在安装注浆管的同时要射水,水压力一般小于1MPa,避免喷嘴被泥沙堵塞。
2.5浆液制备
水泥:采用强度等级为32.5的袋装水泥,运到施工现场后,妥善堆放,避免水泥受潮而结块。过4 900孔/cm2筛筛余量最多为5%,一旦水泥过期受潮,都一律报废,不能在用于灌浆。水泥需要分批堆放和使用。对水泥的相关技术性指标进行检测,杜绝使用不合格的水泥。
水:灌浆所用水要符合JGJ 79-91《建筑地基处理技术规范》规定的标准,拌浆水温度最高不能超过40℃。
外掺剂:外掺剂要根据施工现场材料进行试配并报监理工程师进行审批,之后才能投入使用。
浆液水灰比:l:1~0.8:l,浆液比重不小于1.6,浆液的存放时间不能超过4h。
2.6喷射灌浆
按照施工要求进行高压摆喷,单排孔之间的距离为1.5m,厚度为20cm。按照钻孔实际情况和桩底标高,严格控制高压喷管深入钻孔内的深度,进行供浆,同时要对各管路的封闭严实情况,水压力、浆液压力、气压力及其流量,喷管的喷射方向进行严格检查。启动喷射设备后需要等浆液返浆后,再按需要提升速度。当喷管到达钻孔孔底深度时,要及时制备好水泥浆液,并按照灌入水泥浆液、压缩空气和水,将喷杆提升使喷浆嘴抵达底线,当泵压压升到规定值且孔口回浆比为1.25以上时,停止喷射的步骤进行操作。
2.7浆液回填
高喷完毕后及时回填,避免高喷灌浆后由于地层中浆液析水致使上部土体产生空缺现象而影响质量。
2.8冲洗
当喷射提升到标高时, 结束喷射,此时需要立即冲洗干净注浆管等设备,避免管路被堵塞,可用水喷射地面,彻底排除泥浆泵等设备的水泥浆液。
2.9机具设备移位
完成1个孔的灌浆之后,再将设备转到下l孔位,按相同的工进行施工。
3.高喷灌浆施工质量控制
3.1控制施工过程的质量
1)严格控制钻孔之间的距离及钻孔排之间距离,孔位和终孔深的误差小于20mm。施钻之前,若发现会和其他管线冲突,要设法避开其他管线;若不能避开,上报监理并征得同意后,可对孔位进行微调,并记录孔的实际位置。钻孔的倾斜度要符合要求。
2)根据施工技术参数对施工现场进行控制,并记录好各项施工参数,如,高喷灌浆各项参数,浆液的材料和用量,以及故障的处理方法和结果。
3)喷灌前要进行严格的试验和检查。并在孔口进行试喷,符合工程设计的要求之后再进行正式喷灌。
4)为了保证高喷灌浆能够顺利的进入管中,终孔完成之后需要用新浆液置换干净孔内岩粉。
5)高喷灌浆完成或因故造成喷灌短时间内中断时,要马上拔管进行清洗,避免浆液凝固造成无法拔管。
6)由下而上进行高喷灌浆,当喷射注浆管的喷嘴抵达标高时,便可以进行喷射注浆。为了保障凝结体的密实度和灌浆的整体性,每次卸管喷射管后,其提升搭接长度要大于20cm。
7)高喷灌浆过程如果没有冒浆现象,则可能是由于地层存在空隙出现漏浆,为此需要在空隙大的地段灌注大量的注浆,确保空隙填满。待正常冒浆后,再按建筑工程的设计要求提升速度。
8)终喷后需要进行静压注浆,自流回灌的水泥浆液比重为1.65~1.75g/cm3,在孔内需要用长杆进行锤捣,直至孔口浆面稳定后停止。
9)因故如停電或机械故障,导致喷射中断但没超过2h,喷射恢复时,要将喷杆下放至喷射中断位置以下20cm再喷;若超过2h,恢复喷射时,要用钻机进行清孔,到中断面以下50cm,再将喷杆下放到孔底进行再喷。
10)严格按“三检一验制”原则,即班组初检、工区复检、项目部终检以及监理验收,对现场施工的质量进行有效的控制。
3.2控制施工后质量
1)检查桩位。工程完成之后,需要参照施工记录和工程图纸的设计要求对现场施工桩位进行检查,检查是否存在遗漏问题。
2)检查钻孔。从固结体中取样,并对样品的抗压强度、渗透比降和渗透系数进行检查,测试其是否达到设计要求。
3)检查开挖。完成高喷灌浆后,需要对每一个喷射点进行严格的检查,包括喷射灌浆是出现的故障问题,施工现场的地质问题等。当固结体达到一定强度时,可进行开挖检查。
4)检查整体防渗效果。该桥竣工投入使用之后,经过一年的雨季和洪训期的考察,该工程几乎不存在渗透现象,高喷灌浆防渗技术效果明显。
4.结语
总而言之,高喷灌浆技术是目前工程建设中经常使用的技术,在工程建设加固防渗处理中发挥了重要的作用,很大程度上提高了建筑工程的承载力,保证了工程的质量,提高了工程的经济效益。实践表明,高喷灌浆技术是建筑施工中十分重要的技术,相关的工程人员,要充分的了解该技术的特点,掌握高喷灌浆技术的设计施工要点,并加强研究完善,严格控制施工质量,从而提高我国建筑工程的质量。
参考文献
[1]李从德.公路桥隧施工测量放样应用技术[J].科技博览,2009,(35)
[2]陈宏科.浅谈高压旋喷注浆方法在桥梁隧道基础加固中的运用[J].科学与财富,2012,(3)
[3]叶斌 李学武.高压喷射灌浆施工技术[J].西部探矿工程,2004,(10)