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【摘 要】随着社会经济的快速发展,公路桥梁建设也越来越多。但是在目前的路桥建设中也存在不少问题,例如裂缝及浆脱落等问题,这严重影响了建筑工程的质量。文章探讨分析了灌浆法在公路桥梁隧道施工过程中的实际应用,希望能够为各位同行提供一定的参考与借鉴。
【关键词】灌浆法;公路桥梁隧道;施工
引言
近些年来,随着报纸以及新闻中不断被报道,说是出现了许多关于桥梁和隧道的安全事故,因此确保使用中的桥梁和隧道在发挥运输作用的时候,安全也成为另一项重要的指标,保证隧道和桥梁的工程质量,成为了广大社会群众非常关注的一个焦点问题。
一、灌浆法简介
施工工程中灌浆法是压力灌浆法的简称,主要操作过程是通过压力作用,将固结浆液通过合适大小的钻孔灌注到土体缝隙和建筑物的裂缝中,通过这个过程,能够实现建筑材料物理学性能的改善。
灌浆法可以通过渗析,填入和挤压的方式排出岩石和土块孔隙中的水分和气体,使之前呈散装分布的土体凝固结合成一个整体,并同时达到提高水稳性和材料强度的目标。
目前,成熟的灌浆技术有种,高压喷射灌浆法和静态压力灌浆法。高压喷射灌浆的关键是利用钻机的巨大压力将输浆管放置到土层中的预定位置,再通过相应设备产生的高压将液体流喷射出来,喷射出的液体流具有压力大,速度快,能量高的特点,当其遇到土质结构时,巨大压力使土粒脱落,而其他成分会填充孔隙重新组合为强度更高的固结体,从而起到对公路,桥梁,隧道的加固作用。
二、灌浆技术的基本原理
在当前的桥梁隧道施工当中,一个比较常见的质量问题便是在桥墩或者桥台位置,常常会出现各种大小不一的裂缝。
而这个部位出现裂缝的主要原因在于,桥梁墩身由于内部结构不稳定,其自身产生裂缝。这些裂缝的出现,严重影响了桥梁隧道的使用性能,所以必须采用一定的方法加以处理。
当前,处理这些裂缝常用的便是灌浆法。灌浆法在处理桥梁隧道裂缝方面具有较大的优势。在建筑体出现裂缝之后,把浆液灌注到裂缝中,把裂缝填平。这一个过程看似非常的简单,但是却不是简单的填充,不然的话无法起到加固的作用。在把浆液灌注到裂缝当中之后,还需要对其施加一定的压力,利用液压技术或者气压技术,并结合相关的化学原理,实现桥梁基础的加固。
灌浆法起到的主要的作用在填平桥梁缝隙的同时,可有效控制桥梁墩台的不均匀沉降,提高桥梁基础的承载能力。从上述分析中可以看出,灌浆法在被施加一定的压力,把浆液灌注到缝隙当中,在灌浆的作用下,桥梁的化学成分被改变,而在浆脉物理作用之下,便会形成浆柱体。
三、公路桥梁隧道施工中所出现的问题分析
1、裂缝问题
在公路桥梁隧道的施工中常见的裂缝问题主要出现在桥墩以及桥台位置,裂缝的最初阶段并不是十分的明显,因此在日常的桥梁隧道检查中常常容易被忽视,这就极大的增加了安全隐患,可能会在后期中导致裂缝加大,当裂缝的宽度达到2mm左右时,这就极容易被发现,但是如果此时仍然没有采取相应的有效措施对裂缝加以有效的修护和弥补,就极容易导致裂缝长度的延伸,严重的可能会导致桥梁承重力的下降以及平衡性的失调。
2、浆脱落问题
在桥梁隧道的施工中,砌浆具有十分重要的意义和作用。砌浆一方面可以有效将建筑墙体的粗糙面加以覆盖,提高其美观程度,另一方面,对于墙面的加固也有着重要意义。但是倘若砌浆脱落,就等于说其失去了一层较为良好的保护层,增加了危险指数。
为了有效对这些事故加以科学合理的规避和避免,防止此类安全事故的隐患可能会带来的巨大损失,必须采取相关的措施加以处理,诸如灌钢法的采用等,这样就一定程度的阻止了裂缝的进一步扩大,对其裂缝的深度和范围加以有效的控制。
3、桥梁墩台出现裂缝
由于墩台通常并不按照结构进行计算配筋,只采用对素混凝土进行设构造筋,或设计防裂钢筋,容易导致U形侧墙在斜方向出现裂缝,前墙在竖直、水平、墩帽及拐角处出现裂缝,多因混凝土早期温缩、干缩、沉降、模板变形、荷载或者地基沉降等因素导致。
4、石松动
在桥梁隧道施工中,如果桥台处的砌石出现松动,则桥梁外墙的墙皮便容易脱落,所以可以大于桥梁的承重力造成严重的影响。
四、灌浆法在桥梁隧道施工中的应用
1、灌浆施工前的准备
灌浆之前要通过试验的方法来确定相关数据的合理性,在灌浆施工之间进行施工准备,计算灌浆孔距、扩散半径等,这些数据目前为止还没有统一的标准,需要通过试验确定。灌浆施工之前做好施工管理预备工作,保证施工人员和专业技术人员工作到位,管理人员要掌握好进度,保障工程质量同时组织监督人员进行施工现场质量监督。
2、浆材配比
水泥粉煤灰浆液作为灌浆材料,这种材料包含粉煤灰、水泥等材料,一些桥梁灌浆工程中使用的水泥与浆液粉煤灰比例为4:1,水灰比为0.5~0.55,水泥为硅酸盐水泥,强度为32.5MPa。
3、扩散半径计算
实际施工中墩台基础地质不同,墩台孔隙率和渗透系数存在变化,不能把公式进行扩散半径的计算结果用在实际施工中。本工程根据施工情况确定扩散半径为1.5m,施工过程中根据扩散半径进行适当调整。
4、布孔
灌浆施工布孔分布和布孔位置的合理性影响着对桥梁加固的有效性。灌浆布孔宜采用梅花形分布。
5、灌浆施工操作
灌浆施工操作主要包括四個方面的内容,一是灌浆量;二是灌浆压力;三是灌浆孔的深度;四是灌浆结束的标准。
对于灌浆量来说,在实际的施工中,灌浆是要求达到饱和的,使浆液充满地基,所以可通过理论公式和经验来确定灌浆量。而关于灌浆的压力,一般情况下,灌浆的压力需要控制在0.3~0.5MPa的范围内,如果遇到比较特殊的情况,则可根据实际情况做一定的调整。对于灌浆结束的标准,在规定灌浆压力下,如果孔段吸浆量小于0.6L/min时,则在关注半小时即可结束灌浆。 6、灌浆法施工工艺与流程
6.1在桥梁隧道施工中应用灌浆法,其具体的施工流程是成孔—浆管的安装和孔口的封堵—搅拌浆—灌浆—浆液的凝固—安装灌浆管和孔口的封堵—搅拌浆液—灌浆—孔口的封堵。
6.2灌浆法的施工工艺。在公路桥梁施工中应用灌浆法,必须按照施工规范做好以下几项施工工艺:第一,成孔,必须严格控制钻头的正对孔进行钻进,如果在钻进的过程中遇到粉性土,则应首先下入导管来包括孔壁,然后通过打捞砂筒把钻机送到粘性土中;第二,灌浆管的安放和孔口的封堵,把软橡皮包裹在花管外壁上,以此来防止泥沙进入到花管中;第三,搅拌,往搅拌浆桶中掺加一定数量的水,然后用搅拌机均匀进行搅拌,直到搅拌均匀为止,然后在加入一定数量的水泥,再继续搅拌三五分钟即可停止搅拌;第四,灌浆,在灌浆法中,对于灌浆的顺序是有嚴格的规定的,必须按照自上而下的顺序进行灌浆,直到浆液饱满为止,填满基础,符合设计的要求。第五,封孔,灌浆完成之后便是封孔,封孔必须及时,而且在封孔之后的24h内,必须检查孔口,如果浆液下降,则需要补浆,直到浆液填充到顶面。
五、灌浆施工质量控制
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,可移动孔位,并记录孔的实际位置。钻孔的倾斜度要符合要求;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;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;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;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;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。
结束语
加强桥梁和隧道的施工质量,对于我国的交通道路安全有着十分重要的作用。灌浆法是现阶段我国在隧道和桥梁的施工中使用的十分广泛的方法,对于我国的桥梁以及隧道的质量有着非比寻常的帮助。所以在施工的时候,一定要充分的结合现场施工的特点,掌握好灌浆法的一些注意事项。只有这样,才能够保证施工的工程质量,保证好我国的桥梁和隧道的质量。
参考文献:
[1]南琛,张民庆.城市基坑工程注浆技术及其应用[J].铁道工程学报,20007年11期.
[2]徐明新.隧道初期支护安全性评价理论与方法研究[D].北京交通大学,2009年.
[3]王丽云;李建萍;黄志坚;;浅谈灌浆法在桥梁加固中的应用[A];广东省公路学会桥梁工程专业委员会学术交流论文集[D];2004年.
[4]秦翔,乔保国.大体积混凝土裂缝产生的原因及预防措施[A].河南省建筑业行业优秀论文集(2009)[C].2009.
【关键词】灌浆法;公路桥梁隧道;施工
引言
近些年来,随着报纸以及新闻中不断被报道,说是出现了许多关于桥梁和隧道的安全事故,因此确保使用中的桥梁和隧道在发挥运输作用的时候,安全也成为另一项重要的指标,保证隧道和桥梁的工程质量,成为了广大社会群众非常关注的一个焦点问题。
一、灌浆法简介
施工工程中灌浆法是压力灌浆法的简称,主要操作过程是通过压力作用,将固结浆液通过合适大小的钻孔灌注到土体缝隙和建筑物的裂缝中,通过这个过程,能够实现建筑材料物理学性能的改善。
灌浆法可以通过渗析,填入和挤压的方式排出岩石和土块孔隙中的水分和气体,使之前呈散装分布的土体凝固结合成一个整体,并同时达到提高水稳性和材料强度的目标。
目前,成熟的灌浆技术有种,高压喷射灌浆法和静态压力灌浆法。高压喷射灌浆的关键是利用钻机的巨大压力将输浆管放置到土层中的预定位置,再通过相应设备产生的高压将液体流喷射出来,喷射出的液体流具有压力大,速度快,能量高的特点,当其遇到土质结构时,巨大压力使土粒脱落,而其他成分会填充孔隙重新组合为强度更高的固结体,从而起到对公路,桥梁,隧道的加固作用。
二、灌浆技术的基本原理
在当前的桥梁隧道施工当中,一个比较常见的质量问题便是在桥墩或者桥台位置,常常会出现各种大小不一的裂缝。
而这个部位出现裂缝的主要原因在于,桥梁墩身由于内部结构不稳定,其自身产生裂缝。这些裂缝的出现,严重影响了桥梁隧道的使用性能,所以必须采用一定的方法加以处理。
当前,处理这些裂缝常用的便是灌浆法。灌浆法在处理桥梁隧道裂缝方面具有较大的优势。在建筑体出现裂缝之后,把浆液灌注到裂缝中,把裂缝填平。这一个过程看似非常的简单,但是却不是简单的填充,不然的话无法起到加固的作用。在把浆液灌注到裂缝当中之后,还需要对其施加一定的压力,利用液压技术或者气压技术,并结合相关的化学原理,实现桥梁基础的加固。
灌浆法起到的主要的作用在填平桥梁缝隙的同时,可有效控制桥梁墩台的不均匀沉降,提高桥梁基础的承载能力。从上述分析中可以看出,灌浆法在被施加一定的压力,把浆液灌注到缝隙当中,在灌浆的作用下,桥梁的化学成分被改变,而在浆脉物理作用之下,便会形成浆柱体。
三、公路桥梁隧道施工中所出现的问题分析
1、裂缝问题
在公路桥梁隧道的施工中常见的裂缝问题主要出现在桥墩以及桥台位置,裂缝的最初阶段并不是十分的明显,因此在日常的桥梁隧道检查中常常容易被忽视,这就极大的增加了安全隐患,可能会在后期中导致裂缝加大,当裂缝的宽度达到2mm左右时,这就极容易被发现,但是如果此时仍然没有采取相应的有效措施对裂缝加以有效的修护和弥补,就极容易导致裂缝长度的延伸,严重的可能会导致桥梁承重力的下降以及平衡性的失调。
2、浆脱落问题
在桥梁隧道的施工中,砌浆具有十分重要的意义和作用。砌浆一方面可以有效将建筑墙体的粗糙面加以覆盖,提高其美观程度,另一方面,对于墙面的加固也有着重要意义。但是倘若砌浆脱落,就等于说其失去了一层较为良好的保护层,增加了危险指数。
为了有效对这些事故加以科学合理的规避和避免,防止此类安全事故的隐患可能会带来的巨大损失,必须采取相关的措施加以处理,诸如灌钢法的采用等,这样就一定程度的阻止了裂缝的进一步扩大,对其裂缝的深度和范围加以有效的控制。
3、桥梁墩台出现裂缝
由于墩台通常并不按照结构进行计算配筋,只采用对素混凝土进行设构造筋,或设计防裂钢筋,容易导致U形侧墙在斜方向出现裂缝,前墙在竖直、水平、墩帽及拐角处出现裂缝,多因混凝土早期温缩、干缩、沉降、模板变形、荷载或者地基沉降等因素导致。
4、石松动
在桥梁隧道施工中,如果桥台处的砌石出现松动,则桥梁外墙的墙皮便容易脱落,所以可以大于桥梁的承重力造成严重的影响。
四、灌浆法在桥梁隧道施工中的应用
1、灌浆施工前的准备
灌浆之前要通过试验的方法来确定相关数据的合理性,在灌浆施工之间进行施工准备,计算灌浆孔距、扩散半径等,这些数据目前为止还没有统一的标准,需要通过试验确定。灌浆施工之前做好施工管理预备工作,保证施工人员和专业技术人员工作到位,管理人员要掌握好进度,保障工程质量同时组织监督人员进行施工现场质量监督。
2、浆材配比
水泥粉煤灰浆液作为灌浆材料,这种材料包含粉煤灰、水泥等材料,一些桥梁灌浆工程中使用的水泥与浆液粉煤灰比例为4:1,水灰比为0.5~0.55,水泥为硅酸盐水泥,强度为32.5MPa。
3、扩散半径计算
实际施工中墩台基础地质不同,墩台孔隙率和渗透系数存在变化,不能把公式进行扩散半径的计算结果用在实际施工中。本工程根据施工情况确定扩散半径为1.5m,施工过程中根据扩散半径进行适当调整。
4、布孔
灌浆施工布孔分布和布孔位置的合理性影响着对桥梁加固的有效性。灌浆布孔宜采用梅花形分布。
5、灌浆施工操作
灌浆施工操作主要包括四個方面的内容,一是灌浆量;二是灌浆压力;三是灌浆孔的深度;四是灌浆结束的标准。
对于灌浆量来说,在实际的施工中,灌浆是要求达到饱和的,使浆液充满地基,所以可通过理论公式和经验来确定灌浆量。而关于灌浆的压力,一般情况下,灌浆的压力需要控制在0.3~0.5MPa的范围内,如果遇到比较特殊的情况,则可根据实际情况做一定的调整。对于灌浆结束的标准,在规定灌浆压力下,如果孔段吸浆量小于0.6L/min时,则在关注半小时即可结束灌浆。 6、灌浆法施工工艺与流程
6.1在桥梁隧道施工中应用灌浆法,其具体的施工流程是成孔—浆管的安装和孔口的封堵—搅拌浆—灌浆—浆液的凝固—安装灌浆管和孔口的封堵—搅拌浆液—灌浆—孔口的封堵。
6.2灌浆法的施工工艺。在公路桥梁施工中应用灌浆法,必须按照施工规范做好以下几项施工工艺:第一,成孔,必须严格控制钻头的正对孔进行钻进,如果在钻进的过程中遇到粉性土,则应首先下入导管来包括孔壁,然后通过打捞砂筒把钻机送到粘性土中;第二,灌浆管的安放和孔口的封堵,把软橡皮包裹在花管外壁上,以此来防止泥沙进入到花管中;第三,搅拌,往搅拌浆桶中掺加一定数量的水,然后用搅拌机均匀进行搅拌,直到搅拌均匀为止,然后在加入一定数量的水泥,再继续搅拌三五分钟即可停止搅拌;第四,灌浆,在灌浆法中,对于灌浆的顺序是有嚴格的规定的,必须按照自上而下的顺序进行灌浆,直到浆液饱满为止,填满基础,符合设计的要求。第五,封孔,灌浆完成之后便是封孔,封孔必须及时,而且在封孔之后的24h内,必须检查孔口,如果浆液下降,则需要补浆,直到浆液填充到顶面。
五、灌浆施工质量控制
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,可移动孔位,并记录孔的实际位置。钻孔的倾斜度要符合要求;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;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;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;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;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。
结束语
加强桥梁和隧道的施工质量,对于我国的交通道路安全有着十分重要的作用。灌浆法是现阶段我国在隧道和桥梁的施工中使用的十分广泛的方法,对于我国的桥梁以及隧道的质量有着非比寻常的帮助。所以在施工的时候,一定要充分的结合现场施工的特点,掌握好灌浆法的一些注意事项。只有这样,才能够保证施工的工程质量,保证好我国的桥梁和隧道的质量。
参考文献:
[1]南琛,张民庆.城市基坑工程注浆技术及其应用[J].铁道工程学报,20007年11期.
[2]徐明新.隧道初期支护安全性评价理论与方法研究[D].北京交通大学,2009年.
[3]王丽云;李建萍;黄志坚;;浅谈灌浆法在桥梁加固中的应用[A];广东省公路学会桥梁工程专业委员会学术交流论文集[D];2004年.
[4]秦翔,乔保国.大体积混凝土裂缝产生的原因及预防措施[A].河南省建筑业行业优秀论文集(2009)[C].2009.