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【摘要】本文重点讨论了注浆固结技术在解决桥头跳车问题中的应用,分析了技术原理,详细介绍了技术方案、施工工艺及注意事项,以期为施工实践提供有价值的参考。
【关键词】桥头跳车;注浆固结;施工工艺;注意事项
桥头跳车问题是公路工程中普遍存在的一个问题,亦是道桥界一直着力解决的技术难题。桥头跳车容易造成车辆通过时发生颠簸、车速骤变,桥头两侧路段损毁较快,严重的还易导致交通事故。桥头跳车问题的发生,主要是桥台与相接路面产生了高差。产生高差的原因一般有填料、结构、施工等多方面因素,其中填料沉降是重要因素之一。笔者实践表明,注浆固结技术是解决因填料沉降而产生的桥头跳车问题较为合理可行的技术方案。
一、注浆固结技术的原理
注浆固结技术解决桥头跳车问题的技术原理很简单,就是先利用钻孔设备打眼,然后通过注浆设备将事先配制好的能与填料发生固化反应的浆液均匀注压入台背填料中,高压输送的浆液将填料中的空气、水分排出或渗透,将填料颗粒间隙填充或缩小,浆液与填料发生固化反应,进一步提高台背结构强度、整体性和稳定性,从而有效避免或延缓桥台处高差的产生,是解决桥头跳车较为有效的方法之一。
注浆固结技术要想获得较好的应用效果首要的是确保注浆质量,一般通过浆液浓度和注浆压力来实现。浆液浓度根据填料实际试验确定,浓度大小取决于填料材质、粒径和配合比等。注浆压力主要根据路基压实度、强度和初应力等因素通过计算、试验确定。浆液在土体中的流动方式由填料材质决定,根据填料的透水性,理论上把注浆方式分为渗透注浆法和劈裂注浆法。渗透注浆法应用于透水性好的路基上,像级配碎(卵)石、风化岩石土等填料路基;劈裂注浆法一般应用于透水性差的路基上,像粘性细粒土、粉质土等填料路基,这类土具有粒径细、塑性、流变性、低承载性、粘聚性等特点,渗透注浆法无法实现或者说效果不佳,往往选用劈裂注浆工艺,在该工艺注浆中,浆液不与填料颗粒充分混合,而是两相存在,通过填充、挤压、扩散、离子交换、化学反应等过程,使原路基填料进一步密实、强度增大、空隙减少、稳定性和整体性增强,从而达到固结效果。至于注浆量和注孔间距的确定,实践上一般采用理论数据(通过渗流理论或紊流理论计算得到,本文不再论述)为参考,现场选取有代表性的试验段试验取得。注浆用的浆液,目前一般选用水泥浆液或掺拌粉煤灰和外加剂的水泥浆液。基于上述原理,注浆固结法的应用领域比较广泛,还可以运用到普通路基或地基础加固,水泥混凝土面板沉陷路段的病害处治等方面。
二、注浆固结技术在处理桥头跳车问题中的应用
桥头跳车现象常常在交工通车一段时间后逐渐发生,并不断发展。注浆固结技术一般被应用在工后出现的跳车病害处治上,而在桥头路基修筑后,即进行注浆固结防御应用的情况较为少见。笔者通过工程实践发现,完成台背填筑施工后,随即进行注浆固结处治,能够有效预防工后桥头跳车现象的发生,是一种行之有效的施工工艺。
1、技术设计
为有效应对工后桥头跳车病害的发生,在台背填筑过程中,就必须严格按照相关施工技术规范和设计文件的要求进行施工,并做好相关的试验检测工作。填筑材料要求使用塑性指数不大于12的砂性土或级配碎石,最大粒径不得超过5cm。在达到最佳含水量±1%的情况下,分层填筑(每层松铺厚度应小于20cm)并有效压实,压实度不得小于98%,对于靠近构造物,压路机无法有效压实的区域,应使用小型压实机具处理到规定的压实标准。
桥台台背填筑完成后,即可进行注浆固结。注浆孔的布设常按梅花桩方式交错布置,相邻两孔间距2m,钻孔使用车载螺旋钻机完成。注浆过程中,为防止跑浆、返浆、注浆不均匀等影响注浆质量现象的发生,应按照先外围后内部、隔排隔孔的顺序进行。注浆材料要求:胶凝材料一般选用32.5级普通硅酸盐水泥,掺合料为细砂、粉煤灰或细砂和粉煤灰,掺合料使用量为注浆材料总量的30%,水灰比1:1。注浆时应根据理论和试验数据确定注浆压力,一般情况下,外围孔注浆压力为0.15MPa,内部孔压力为0.5MPa。
2、施工工艺与注意事项
注浆固结技术施工工艺流程一般为:钻孔定位—钻孔—注浆管(孔)系统安置—配浆—注浆—养护—检验。
(一)钻孔定位。根据设计文件,运用全站仪进行定位放线,确保放样的精准性。
(二)钻孔。根据设计的注浆孔位置进行实地放线,确定钻孔施工方位。螺旋钻机校正后,准确定位,孔位偏差不得大于5cm,倾斜度不大于1%,钻孔深度根据基础地基地质情况实际确定,成孔深度不得小于设计深度。
(三)注浆管(孔)系统安置。注浆管系统包括注浆管、排气装置、管口封闭装置。注浆后,应保持注浆压力下,及时封口,避免浆液回流溢出,封口高度根据实际情况确定,一般采用浓水泥砂浆,亦可添加速凝剂等外加剂加速凝结。
(四)配浆。根据设计要求,严格控制组分材料用量,充分搅拌均匀,把握好注浆的凝结材料,确保在浆液初凝前完成封孔。
(五)注浆。注浆时应控制好注浆压力,按照先外围后内部、隔排隔孔的顺序进行,严密监控注孔作用半径范围内地面和邻孔有无异常现象发生,同时亦要控制好浆液流量,确保达到预定效果。
(六)养护与检验。注浆完成后,进对注浆路段封闭交通进行标准养护。养护结束后,为检验注浆效果,应进行注孔取芯检验,若达不到设计要求,应在查明原因进行补注,直到符合规定为止。
三、结束语
注浆固结技术是一种造价较低、工期较短、效果较好且简单易行的预防和处治桥头跳车病害的方法。笔者结合施工实践,对该方法进行了论述,以期为有关工程技术人员提供有价值的参考。
参考文献
[1]叶书麟.地基处理工程实例应用手册.北京:中国建筑工业出版社,1998.
[2]程骁,张凤祥.土建注浆施工与效果检测.上海:同济大学出版社,1982.
[3]郝哲.岩体渗透注浆的理论研究[J].岩石力学与工程学报,2001,20(4).
【关键词】桥头跳车;注浆固结;施工工艺;注意事项
桥头跳车问题是公路工程中普遍存在的一个问题,亦是道桥界一直着力解决的技术难题。桥头跳车容易造成车辆通过时发生颠簸、车速骤变,桥头两侧路段损毁较快,严重的还易导致交通事故。桥头跳车问题的发生,主要是桥台与相接路面产生了高差。产生高差的原因一般有填料、结构、施工等多方面因素,其中填料沉降是重要因素之一。笔者实践表明,注浆固结技术是解决因填料沉降而产生的桥头跳车问题较为合理可行的技术方案。
一、注浆固结技术的原理
注浆固结技术解决桥头跳车问题的技术原理很简单,就是先利用钻孔设备打眼,然后通过注浆设备将事先配制好的能与填料发生固化反应的浆液均匀注压入台背填料中,高压输送的浆液将填料中的空气、水分排出或渗透,将填料颗粒间隙填充或缩小,浆液与填料发生固化反应,进一步提高台背结构强度、整体性和稳定性,从而有效避免或延缓桥台处高差的产生,是解决桥头跳车较为有效的方法之一。
注浆固结技术要想获得较好的应用效果首要的是确保注浆质量,一般通过浆液浓度和注浆压力来实现。浆液浓度根据填料实际试验确定,浓度大小取决于填料材质、粒径和配合比等。注浆压力主要根据路基压实度、强度和初应力等因素通过计算、试验确定。浆液在土体中的流动方式由填料材质决定,根据填料的透水性,理论上把注浆方式分为渗透注浆法和劈裂注浆法。渗透注浆法应用于透水性好的路基上,像级配碎(卵)石、风化岩石土等填料路基;劈裂注浆法一般应用于透水性差的路基上,像粘性细粒土、粉质土等填料路基,这类土具有粒径细、塑性、流变性、低承载性、粘聚性等特点,渗透注浆法无法实现或者说效果不佳,往往选用劈裂注浆工艺,在该工艺注浆中,浆液不与填料颗粒充分混合,而是两相存在,通过填充、挤压、扩散、离子交换、化学反应等过程,使原路基填料进一步密实、强度增大、空隙减少、稳定性和整体性增强,从而达到固结效果。至于注浆量和注孔间距的确定,实践上一般采用理论数据(通过渗流理论或紊流理论计算得到,本文不再论述)为参考,现场选取有代表性的试验段试验取得。注浆用的浆液,目前一般选用水泥浆液或掺拌粉煤灰和外加剂的水泥浆液。基于上述原理,注浆固结法的应用领域比较广泛,还可以运用到普通路基或地基础加固,水泥混凝土面板沉陷路段的病害处治等方面。
二、注浆固结技术在处理桥头跳车问题中的应用
桥头跳车现象常常在交工通车一段时间后逐渐发生,并不断发展。注浆固结技术一般被应用在工后出现的跳车病害处治上,而在桥头路基修筑后,即进行注浆固结防御应用的情况较为少见。笔者通过工程实践发现,完成台背填筑施工后,随即进行注浆固结处治,能够有效预防工后桥头跳车现象的发生,是一种行之有效的施工工艺。
1、技术设计
为有效应对工后桥头跳车病害的发生,在台背填筑过程中,就必须严格按照相关施工技术规范和设计文件的要求进行施工,并做好相关的试验检测工作。填筑材料要求使用塑性指数不大于12的砂性土或级配碎石,最大粒径不得超过5cm。在达到最佳含水量±1%的情况下,分层填筑(每层松铺厚度应小于20cm)并有效压实,压实度不得小于98%,对于靠近构造物,压路机无法有效压实的区域,应使用小型压实机具处理到规定的压实标准。
桥台台背填筑完成后,即可进行注浆固结。注浆孔的布设常按梅花桩方式交错布置,相邻两孔间距2m,钻孔使用车载螺旋钻机完成。注浆过程中,为防止跑浆、返浆、注浆不均匀等影响注浆质量现象的发生,应按照先外围后内部、隔排隔孔的顺序进行。注浆材料要求:胶凝材料一般选用32.5级普通硅酸盐水泥,掺合料为细砂、粉煤灰或细砂和粉煤灰,掺合料使用量为注浆材料总量的30%,水灰比1:1。注浆时应根据理论和试验数据确定注浆压力,一般情况下,外围孔注浆压力为0.15MPa,内部孔压力为0.5MPa。
2、施工工艺与注意事项
注浆固结技术施工工艺流程一般为:钻孔定位—钻孔—注浆管(孔)系统安置—配浆—注浆—养护—检验。
(一)钻孔定位。根据设计文件,运用全站仪进行定位放线,确保放样的精准性。
(二)钻孔。根据设计的注浆孔位置进行实地放线,确定钻孔施工方位。螺旋钻机校正后,准确定位,孔位偏差不得大于5cm,倾斜度不大于1%,钻孔深度根据基础地基地质情况实际确定,成孔深度不得小于设计深度。
(三)注浆管(孔)系统安置。注浆管系统包括注浆管、排气装置、管口封闭装置。注浆后,应保持注浆压力下,及时封口,避免浆液回流溢出,封口高度根据实际情况确定,一般采用浓水泥砂浆,亦可添加速凝剂等外加剂加速凝结。
(四)配浆。根据设计要求,严格控制组分材料用量,充分搅拌均匀,把握好注浆的凝结材料,确保在浆液初凝前完成封孔。
(五)注浆。注浆时应控制好注浆压力,按照先外围后内部、隔排隔孔的顺序进行,严密监控注孔作用半径范围内地面和邻孔有无异常现象发生,同时亦要控制好浆液流量,确保达到预定效果。
(六)养护与检验。注浆完成后,进对注浆路段封闭交通进行标准养护。养护结束后,为检验注浆效果,应进行注孔取芯检验,若达不到设计要求,应在查明原因进行补注,直到符合规定为止。
三、结束语
注浆固结技术是一种造价较低、工期较短、效果较好且简单易行的预防和处治桥头跳车病害的方法。笔者结合施工实践,对该方法进行了论述,以期为有关工程技术人员提供有价值的参考。
参考文献
[1]叶书麟.地基处理工程实例应用手册.北京:中国建筑工业出版社,1998.
[2]程骁,张凤祥.土建注浆施工与效果检测.上海:同济大学出版社,1982.
[3]郝哲.岩体渗透注浆的理论研究[J].岩石力学与工程学报,2001,20(4).