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桥梁隧道施工中灌浆技术的应用探讨

2014-08-08张路路

建材发展导向 2014年4期
关键词:应用施工

张路路

摘要:灌浆法由于施工简单,成本低,在包括桥梁隧道施工的各种工程中的应用非常广泛。介绍了灌浆加固方法以及灌浆材料的选择;结合某实际工程,重点对桥梁隧道施工中灌浆技术的应用进行了探讨,并阐述了灌浆的效果。

关键词:灌浆法;施工;应用

桥梁隧道施工过程中,灌浆法有着广泛的应用。灌浆法指的是利用气压,液压或者电化学的原理,对于桥梁的下沉的部分进行钻孔,钻孔的深度超过薄弱层,之后在地层中利用注浆管均匀注入浆液,在填料的空隙间,浆液通过渗透,充填等方式注入,通过人工的控制以后,在地层中将浆液均匀的注入,从而使得松散颗粒或者裂纹通过浆液胶结成一个整体,进而构成了具有化学稳定型腔,强度高,结构新,防水性能好的结石体,能够有效的降低或者防止桥梁隧道路基的再下沉问题。

1施工中灌浆加固方法及灌浆材料的选择

1.1灌浆加固方法概述。灌浆加固方法指的是基于气压,液压或者电化学的原理,利用较高的灌浆压力作用,在各种介质的空隙或者裂隙中注入某种能固化的浆液,对于地基的物理性能以及化学性能进行改善。实际上,灌浆加固主要目标就是利用水泥或者其他的浆液的渗透,压密扩展以及填充等构成浆脉,从而形成浆柱体。浆柱体利用和压密地基度的进一步的合成构成复合地基,浆柱体和压密地基通过相互作用使得地基的承载能力提高,能够有效控制地基的下沉。

1.2灌浆材料的选择。一般情况下,灌浆材料包括无机化学浆材,有机化学浆材,粒状浆材以及不稳定粒状浆材。粒状浆材一般用来进行软土路基的处理,粒状浆材是由粘土,硅酸盐水泥和粉煤灰构成,因此,其成本比较低,资源丰富,并且操作简单,在地基的加固灌浆中应用广泛,但是由于粒状浆材粒径比较大,可注性能不高,因此,在防渗和堵水等灌浆工程中不宜使用。化学浆材由于大部分都可以注入,因此,被用来进行工程的防渗和堵漏。水泥粉煤灰浆的主要成分为粉煤灰与水泥。在粉煤灰中加入普通水泥当做灌浆材料,由于粉煤灰可以增加浆液中酸性氧化物,可以和水泥中水化析出的一部分Ca(OH)2进行二次反应生成具有稳定性质的低钙水化合物,提高浆液抗溶蚀性能和防渗透性能,同时,使得水泥用量降低,从而节约成本。

2某桥梁隧道施工中灌浆技术的应用

2.1工程概况。某桥梁全长45米,桥梁的跨径是3×15米,桥宽为1.8米+12.5米+1.8米。该桥梁的下部结构属于柱式墩配扩大基础,桥梁的桥台是U型的桥台配扩大基础。该桥梁的桥墩和桥台都出现了自台帽中间位置开始到台身的裂纹,裂纹的长为3米,宽为2毫米。在桥台的端头出现了10毫米的裂纹,该桥梁桥墩的上游侧的防震挡块出现裂纹,桥梁砌石出现松动问题,桥梁桥台的锥坡出现了砌浆脱落的问题。通过实际考察分析,造成该桥梁墩台身出现裂纹的主要原因是墩台的不均匀下沉,基于此,通过灌浆法对于该桥梁的墩台基础进行加固。

2.2灌浆设计。

2.2.1灌浆的标准。灌浆的强制控制标准要求,进行桥梁的墩台基础灌浆以后,淤泥或者淤质土承载力的标准值满足80KPa-100KPa之间;粉细沙承载力的标准值要超过110KPa;杂填土承载力的标准值满足130KPa,复合地基承载力的标准值要超过130KPa。实际施工工程中,获得最佳灌浆效果的前提是制定合理的施工控制标准。

2.2.2灌浆段及浆材设计。由于造成该桥梁墩台身出现裂纹的主要原因是墩台的不均匀下沉,因此,将墩台基础四周作为灌浆段。该桥梁墩台基础加固灌浆材料使用水泥粉煤灰浆液,水泥和粉煤灰按照4:1的比例进行配比,浆液中水泥使用强度是32.5的普通硅酸盐水泥,水灰比在0.5-0.55之间。

2.2.3确定浆液的扩散半径。该桥梁墩台基础的地质均一性能不高,渗透系数变化大以及孔隙率高,所以,当进行灌浆时,单纯的通过理论公式进行浆液扩散半径的计算不合理,基于实际大量工程经验数据,浆液扩散半径为1.6米。

2.2.4灌浆孔的孔深设计。按照该桥梁所处地质条件,结合工程勘察的有关资料,灌浆孔的深度设置为3.5米-6.0米之间,其平均孔深是4.5米,孔底到粘性土层是选择孔深平均值选择的依据。

2.2.5灌浆压力和灌浆量的设计。根据施工现场的实验确定灌浆的压力,一般情况下灌浆压力为0.3MPa-0.5MPa之间,实际灌浆过程中基于现场情况进行具体的调整。对于灌浆量而言,一般选择灌浆对象土量的20%,事实上,需要根据工程现场的实际情况进行灌浆量的调整,灌浆量的要求需要满足地基填满,灌浆饱满。

2.2.6灌浆完成标准。当基于规定的灌浆压力的标准,孔段的吸浆量低于每分钟0.6L,延续半个小时就表明灌浆结束;如果孔段的单位吸浆量比理论的估算值要高时,也表明灌浆工作完成。

2.3灌浆施工。

2.3.1灌浆施工准备。进行桥梁灌浆施工之前,确保材料和设备都准确到场,同时做好浆液扩散半径,灌浆压力的调整,孔距等灌浆之言工作,并需要把孔位及时放样到实地。

2.3.2灌浆施工技术要点。灌浆成孔。把直径是90毫米的钻头和准孔位对齐,利用成孔方法钻进。进行杂填土的钻进过程中,当孔壁出现不稳定现象时,需要采用护壁导管;进行淤泥,淤泥质土或者粉性土的钻进过程中,首先利用导管进行护壁,然后通过捞砂筒取砂成孔的方式进行钻进,一直钻到粘性土层。安置灌浆管。一般情况下,灌浆管的下端安置有0.7米-1.0米长度花管,花管的孔径为10毫米,下端封口,通常孔隙率是15%;为了预防流沙流进花管影响灌浆的顺利进行,通常在花管的外壁包扎软橡皮。搅浆及灌浆。在需要搅拌的管内加入预先设定的水量,将搅拌机开动进行均匀的搅拌,然后逐渐加进硬度是32.5的普通硅酸盐水泥,一直加到预先设计的量,然后通过5min左右的搅拌,把浆液利用过滤网进行过滤,然后送入到储浆筒为灌浆做准备。进行灌浆的实际操作过程中,通过自上而下孔口封闭的纯压式灌浆方法,一直灌浆到预先设计的深度。封口。当灌浆完成以后,必须及时进行封口,如果在封口24小时以后,砂液出现下沉,那么必须进行浆液的补充,补充浆液的水灰比是0.5,补充浆液要补充到顶面。

3灌浆效果

灌浆工程完成以后,需要通过工程设计的要求以及施工记录检查现场施工桩位,从而确保不会出现遗漏;同时,灌浆完成之后,严格检查每一个的喷射点,当固体强度到达一定要求时,需要进行开挖检查。通过本桥梁灌浆加固技术的应用实践表明,对于桥梁的墩台身裂纹问题能够给予很好的解决,从而能够为其他的工程的裂纹的加固治理提供参考和借鉴。为了保证灌浆的质量效果和加固下了,灌浆过程中的水灰比和注浆压力要进行严格的控制。

4结语

灌浆技术在工程建设中的应用非常广泛,对于桥梁隧道的施工有着非常重要的意义。通过灌浆技术能够使得桥梁隧道的承载能力大幅度提高,从而使得工程质量得到提高,工程效益显著。实践表明,灌浆加固技术和传统加固方法中中断交通开挖换填施工相比,操作简单,经济适用,质量可靠,因此,对于各种工程的加固施工,尤其是在对于沉降不均造成的桥梁裂纹墩台基础加固中,灌浆技术无疑有着非常重要的地位,应该优先考虑。

参考文献

[1] 赵文廷,袁军英.灌浆法处理地基施工工艺简介[J].中国建材资讯, 2007(2).

[2] 周利.灌浆法加固处理应用[J].公路交通科技,2006(8).

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