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摘 要:桥墩施工技术有很多,帷幕灌浆技术是应用最为广泛的施工技术。通常情况下,当桥墩地质层中含有大量的砂卵石时,会选择应用帷幕灌浆技术。本文以某桥墩为例,首先对工程地质条件进行介绍,其次对帷幕灌浆施工方案进行分析,再次对施工工艺以及施工技术要求进行了阐释,最后对帷幕灌浆施工应注意的问题进行探讨,希望能够为桥墩施工技术水平的提高提供借鉴。
关键词:帷幕灌浆技术;桥墩;应用
帷幕灌浆技术简单的说,就是将水泥浆液通过相应的工具灌入到土层或者孔隙中,以此形成可以阻断水源的帷幕,这样就可以降低工程某部位的渗流量,减少工程某部位的渗透压力。帷幕灌浆技术通常应用在地质条件比较复杂的工程中,尤其是应用在孔隙比较大的地质层中。
1 工程概况
某大桥全桥共6个墩台,其中P3墩为主墩,位于距东岸50m的河道内。主墩基础采用钻孔灌注桩,上下游各26根,主墩承台亦为上下游2个,每个承台直径24m,厚6m。承台底标高为+140In,承台顶标高为+147m,位于最低水位以下0.6nI。墩位处的河床面标高为+142一+144nI。主墩基础钻孔桩施工时采用筑岛法施工,施工水位为+148in。岛面标高为+149m。
经过综合比选,该大桥主墩承台施工采用围堰法,为保障围堰的正常施工,须在围堰外围采用帷幕灌浆施工防水工程。
2 工程地质条件
墩位处地质情况上下游不同。上游的地质分层由上至下为:填土层,层底标高+145.3一+148.0nI;松散卵石层,层底标高+139.7~+143.7nI;淤泥质粘土层,层底标高+120.85~+137.0nI;再下为粘土层、粉细砂卵石、含卵石粉质粘土層和灰岩。上游的地质分层由上至为:填土层,标高+144.1一+148.0rn;松散卵石层,层底标高+134.5~+141.8nI;粉质粘土层,层底标高+134.8~136.1113;再下为稍密卵石层、粉细砂卵石和灰岩。
3 帷幕灌浆施工方案
帷幕灌浆施工之前,施工人员首先要进行试验,以此获得相应的参数,再结合工程实践经验,编制施工方案。因为本工程分布最广泛的就是砂卵石层,而砂卵石层结构十分松散,具有非常大的孔隙,透水性也非常强,因此不能应用单液灌浆的方法。这主要是因为单液灌浆需要加入一定量的速凝剂,而速凝剂的加入会延长胶凝的时间,会使得大量的浆液流失,施工人员不得不应用更多的水泥材料,这会增加施工成本。考虑到这些因素,施工人员最终决定选择应用双液灌浆法。
该工程主要是利用孔距、排距等方式来进行试验,无论是孔距,还是排距,距离都为80cm,扩散半径按照理论数值为90cm,进入弱透水层达到3.5m。施工人员通过粗略的计算,灌浆孔数共有436个,其中有218个为单墩,共需要1853t水泥。试验过程中,施工人员发现因为灌浆帷幕搭接比较大,而且需要进入到比较深的弱透水层,这就使得浆液会出现严重的浪费,而且需要大量的造孔,这就导致工程造价比较高,施工时间比较长,因此施工人员对原有的施工方案进行了优化。施工人员最后决定选择竖向双排双液灌浆截水帷幕施工方案。按照该工程的地质条件以及施工现场环境,施工人员通过详细的计算,最终在距离承台中心13.5、14.36m,按照孔距1m,排距0.86m来完成灌浆孔的施工,共340孔,分两排,每排170个。
灌浆截水帷幕标高确定为146m,地面标高保持在134-138m之间,弱透水层厚度保持在0.5-1m,并且要求单孔灌注厚度不能超过8m,灌浆厚度达到10m。试验之后,施工人员通过计算发现水泥用量每米大约是470kg,灌浆量则为每米0.55m3。
4 帷幕灌浆施工工艺以及技术要求
4.1 施工工艺
首先,施工人员进行放样;其次,开始灌浆试验;再次,对帷幕灌浆效果进行检测;第四,效果检测的过程中,施工人员要确定压力以及相关配比;第五,有关施工材料以及机械准确就位;第六,开始造孔,制作灌浆材料;第七,开始灌浆;第八,效果检测。
4.2 施工要求
首先,施工人员需要依照相应的顺序进行施工,通常情况下,先施工下游,再施工下游,先施工外排再施工内排,应用二次加密施工方法;其次,钻孔的过程中,施工人员选择使用潜孔锤跟管钻进方法,孔位可以出现偏差,但是必须控制在2cm之内;第三,浆液水灰比为0.8,,水泥和化学剂之间的比例为3:1,水泥压力保持在0.5-2MPa之间,按照从下到下的顺序进行灌注,采取分段灌注的方式,每段灌注应该保持1m,搭接长度为20cm;第四,防渗的透水率不能超过10Lu;第五,施工人员应该运用先进的信息技术进行施工,并且按照钻孔的地质情况以及施工现场环境情况,对计算的灌浆量、配比等进行适当的调整;第六,施工之前,施工人员必须进行灌浆试验,并且对试验结果进行检测,以此保证试验数据准确,不会出出现严重的误差,只有如此,才能够为后续施工提供依据。
4.3 效果检测
灌浆法作为地基加固和地基防渗处理,灌浆效果的检查还没有比较合适的标准,但一般常用下列几个方法判断:浆液的灌入量同一地段的差异不是很大,可以根据各孔段的单位灌人量来衡量;设检查孔做压水试验,以单位吸水量值表示帷幕体的渗透性。
5 应注意的问题
在施工过程中由于某个环节控制不到位或地质因素,在基坑开挖时可能会发现局部有渗水较大现象,则应在附近位置采用双液注浆实施封堵,如果为水平渗漏水,采用将水引到围堰内,通过内部埋设水管,待砼达到强度后最后注浆将水管封堵。在砂砾石层灌浆中,对灌浆压力的确定,目前还缺乏统一的、比较准确的计算灌浆压力的公式。灌浆初期,也可先凭经验预估的压力灌浆,然后根据吸浆情况以及对地表的观察,视有无冒浆或抬动变形情况,再做压力调整。
灌浆孔距主要决定于地层的渗透性、灌浆压力、灌浆材料等有关因素,一般要通过试验确定,通常孔距为2-4m。如果在灌浆施工过程中,发现浆液扩散范围不足,则可采用缩小孔距,加密钻孔的办法来补救。一般情况下,帷幕深度宜穿过砂砾石层达到基岩,这样可以起到全部封闭渗流通道的作用。帷幕的厚度()主要是根据幕体内的允许坡降值来确定的。
灌浆的施工机具比较简单,可采用专用灌浆泵,也可以自行用普通的泥浆泵加设一个简单的搅拌器组成。对进浆量较小的粉砂层灌浆,也可以采用简单的手压注浆泵或隔膜泵来代替。
结束语
综上所述,可知本工程应用帷幕灌浆技术之后,孔隙率比较明显减少,而且由于施工人员不断的优化施工方案,使得水泥用量大为减少,施工时间也有所缩短。由此可见,帷幕灌浆技术值得推广应用到其他类似的工程中,只是在推广的过程中,需要施工人员结合工程实况。
参考文献
[1]朱建勇.注浆技术在公路桥梁施工中的应用研究[J].科技创新与应用,2014(8).
[2]周刚.结合工程实例浅谈桥梁工程钻孔灌注桩基础质量控制[J].中国水运(下半月),2013(8).
[3]吴尚德.高速铁路桥梁支座灌浆[J].青海师范大学学报(自然科学版),2012(4).
[4]麦荣强,曾宪斌.帷幕灌浆技术在桥墩施工中的应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2009(8).
[5]张伟.帷幕灌浆常见问题之分析[J].科技资讯,2009(20).
关键词:帷幕灌浆技术;桥墩;应用
帷幕灌浆技术简单的说,就是将水泥浆液通过相应的工具灌入到土层或者孔隙中,以此形成可以阻断水源的帷幕,这样就可以降低工程某部位的渗流量,减少工程某部位的渗透压力。帷幕灌浆技术通常应用在地质条件比较复杂的工程中,尤其是应用在孔隙比较大的地质层中。
1 工程概况
某大桥全桥共6个墩台,其中P3墩为主墩,位于距东岸50m的河道内。主墩基础采用钻孔灌注桩,上下游各26根,主墩承台亦为上下游2个,每个承台直径24m,厚6m。承台底标高为+140In,承台顶标高为+147m,位于最低水位以下0.6nI。墩位处的河床面标高为+142一+144nI。主墩基础钻孔桩施工时采用筑岛法施工,施工水位为+148in。岛面标高为+149m。
经过综合比选,该大桥主墩承台施工采用围堰法,为保障围堰的正常施工,须在围堰外围采用帷幕灌浆施工防水工程。
2 工程地质条件
墩位处地质情况上下游不同。上游的地质分层由上至下为:填土层,层底标高+145.3一+148.0nI;松散卵石层,层底标高+139.7~+143.7nI;淤泥质粘土层,层底标高+120.85~+137.0nI;再下为粘土层、粉细砂卵石、含卵石粉质粘土層和灰岩。上游的地质分层由上至为:填土层,标高+144.1一+148.0rn;松散卵石层,层底标高+134.5~+141.8nI;粉质粘土层,层底标高+134.8~136.1113;再下为稍密卵石层、粉细砂卵石和灰岩。
3 帷幕灌浆施工方案
帷幕灌浆施工之前,施工人员首先要进行试验,以此获得相应的参数,再结合工程实践经验,编制施工方案。因为本工程分布最广泛的就是砂卵石层,而砂卵石层结构十分松散,具有非常大的孔隙,透水性也非常强,因此不能应用单液灌浆的方法。这主要是因为单液灌浆需要加入一定量的速凝剂,而速凝剂的加入会延长胶凝的时间,会使得大量的浆液流失,施工人员不得不应用更多的水泥材料,这会增加施工成本。考虑到这些因素,施工人员最终决定选择应用双液灌浆法。
该工程主要是利用孔距、排距等方式来进行试验,无论是孔距,还是排距,距离都为80cm,扩散半径按照理论数值为90cm,进入弱透水层达到3.5m。施工人员通过粗略的计算,灌浆孔数共有436个,其中有218个为单墩,共需要1853t水泥。试验过程中,施工人员发现因为灌浆帷幕搭接比较大,而且需要进入到比较深的弱透水层,这就使得浆液会出现严重的浪费,而且需要大量的造孔,这就导致工程造价比较高,施工时间比较长,因此施工人员对原有的施工方案进行了优化。施工人员最后决定选择竖向双排双液灌浆截水帷幕施工方案。按照该工程的地质条件以及施工现场环境,施工人员通过详细的计算,最终在距离承台中心13.5、14.36m,按照孔距1m,排距0.86m来完成灌浆孔的施工,共340孔,分两排,每排170个。
灌浆截水帷幕标高确定为146m,地面标高保持在134-138m之间,弱透水层厚度保持在0.5-1m,并且要求单孔灌注厚度不能超过8m,灌浆厚度达到10m。试验之后,施工人员通过计算发现水泥用量每米大约是470kg,灌浆量则为每米0.55m3。
4 帷幕灌浆施工工艺以及技术要求
4.1 施工工艺
首先,施工人员进行放样;其次,开始灌浆试验;再次,对帷幕灌浆效果进行检测;第四,效果检测的过程中,施工人员要确定压力以及相关配比;第五,有关施工材料以及机械准确就位;第六,开始造孔,制作灌浆材料;第七,开始灌浆;第八,效果检测。
4.2 施工要求
首先,施工人员需要依照相应的顺序进行施工,通常情况下,先施工下游,再施工下游,先施工外排再施工内排,应用二次加密施工方法;其次,钻孔的过程中,施工人员选择使用潜孔锤跟管钻进方法,孔位可以出现偏差,但是必须控制在2cm之内;第三,浆液水灰比为0.8,,水泥和化学剂之间的比例为3:1,水泥压力保持在0.5-2MPa之间,按照从下到下的顺序进行灌注,采取分段灌注的方式,每段灌注应该保持1m,搭接长度为20cm;第四,防渗的透水率不能超过10Lu;第五,施工人员应该运用先进的信息技术进行施工,并且按照钻孔的地质情况以及施工现场环境情况,对计算的灌浆量、配比等进行适当的调整;第六,施工之前,施工人员必须进行灌浆试验,并且对试验结果进行检测,以此保证试验数据准确,不会出出现严重的误差,只有如此,才能够为后续施工提供依据。
4.3 效果检测
灌浆法作为地基加固和地基防渗处理,灌浆效果的检查还没有比较合适的标准,但一般常用下列几个方法判断:浆液的灌入量同一地段的差异不是很大,可以根据各孔段的单位灌人量来衡量;设检查孔做压水试验,以单位吸水量值表示帷幕体的渗透性。
5 应注意的问题
在施工过程中由于某个环节控制不到位或地质因素,在基坑开挖时可能会发现局部有渗水较大现象,则应在附近位置采用双液注浆实施封堵,如果为水平渗漏水,采用将水引到围堰内,通过内部埋设水管,待砼达到强度后最后注浆将水管封堵。在砂砾石层灌浆中,对灌浆压力的确定,目前还缺乏统一的、比较准确的计算灌浆压力的公式。灌浆初期,也可先凭经验预估的压力灌浆,然后根据吸浆情况以及对地表的观察,视有无冒浆或抬动变形情况,再做压力调整。
灌浆孔距主要决定于地层的渗透性、灌浆压力、灌浆材料等有关因素,一般要通过试验确定,通常孔距为2-4m。如果在灌浆施工过程中,发现浆液扩散范围不足,则可采用缩小孔距,加密钻孔的办法来补救。一般情况下,帷幕深度宜穿过砂砾石层达到基岩,这样可以起到全部封闭渗流通道的作用。帷幕的厚度()主要是根据幕体内的允许坡降值来确定的。
灌浆的施工机具比较简单,可采用专用灌浆泵,也可以自行用普通的泥浆泵加设一个简单的搅拌器组成。对进浆量较小的粉砂层灌浆,也可以采用简单的手压注浆泵或隔膜泵来代替。
结束语
综上所述,可知本工程应用帷幕灌浆技术之后,孔隙率比较明显减少,而且由于施工人员不断的优化施工方案,使得水泥用量大为减少,施工时间也有所缩短。由此可见,帷幕灌浆技术值得推广应用到其他类似的工程中,只是在推广的过程中,需要施工人员结合工程实况。
参考文献
[1]朱建勇.注浆技术在公路桥梁施工中的应用研究[J].科技创新与应用,2014(8).
[2]周刚.结合工程实例浅谈桥梁工程钻孔灌注桩基础质量控制[J].中国水运(下半月),2013(8).
[3]吴尚德.高速铁路桥梁支座灌浆[J].青海师范大学学报(自然科学版),2012(4).
[4]麦荣强,曾宪斌.帷幕灌浆技术在桥墩施工中的应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2009(8).
[5]张伟.帷幕灌浆常见问题之分析[J].科技资讯,2009(20).