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探索于公路橋梁隧道工程施工中灌漿法與加固技術(shù)的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2014-08-03
摘要:本文作者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn),分析公路橋梁隧道施工中存在的一些理由和不足;利用灌漿法對(duì)公路橋梁隧道基礎(chǔ)進(jìn)行加固能夠有效改善上述理由,并顯著提升墩臺(tái)基礎(chǔ)的承載能力。同時(shí)對(duì)工程的各種加固措施、效果進(jìn)行闡述,并提出具體的施工策略。
  關(guān)鍵詞:灌漿法;公路橋梁隧道;加固;原理
  0 引言
  對(duì)墩臺(tái)裂縫的預(yù)防和治理是公路橋梁隧道施工中的重要工作內(nèi)容,而實(shí)際施工中,由于墩臺(tái)的不均勻沉降或墩臺(tái)自身裂縫等理由,橋臺(tái)、橋墩常出現(xiàn)不同程度的裂縫,對(duì)橋梁隧道工程的安全性能和服務(wù)性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。本文通過(guò)橋梁隧道施工實(shí)例證明:公路橋梁隧道施工中,利用灌漿法對(duì)施工中出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行修補(bǔ),能夠達(dá)到加固橋梁基礎(chǔ)的目的,使用效果較為理想,應(yīng)得到廣泛運(yùn)用。
  1 工程概況
  某公路橋梁隧道,橋全長(zhǎng)為42m,橋梁的跨徑組合為3m×14m,橋?qū)捊M合為1.5m +12.0m +1.5m。該橋梁隧道的下部結(jié)構(gòu)為柱式墩配擴(kuò)大基礎(chǔ),橋臺(tái)為U型橋臺(tái)配擴(kuò)大基礎(chǔ)。該橋梁隧道施工中發(fā)現(xiàn)以下理由:a)橋墩、橋臺(tái)存在裂縫,范圍是臺(tái)帽中間到臺(tái)身,寬度約為2mm,長(zhǎng)度約為3m;b)橋墩上游側(cè)防震擋塊開(kāi)裂;c)橋臺(tái)砌石出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。對(duì)上述理由的成因進(jìn)行分析,認(rèn)為裂縫的產(chǎn)生理由為墩臺(tái)不均勻沉降,以及墩臺(tái)開(kāi)裂。為了在施工過(guò)程中有效解決上述理由,及時(shí)制約裂縫的范圍和深度,保障公路橋梁隧道施工質(zhì)量,本工程采用灌漿法對(duì)橋梁基礎(chǔ)進(jìn)行加固施工。
  2 灌漿法加固的原理
  利用灌漿法加固橋梁基礎(chǔ)指的是運(yùn)用液壓、氣壓、電化學(xué)原理,在壓力作用下將漿液注入橋梁基礎(chǔ)的裂縫和空隙中,從而達(dá)到填補(bǔ)裂縫,加固基礎(chǔ)的目的。灌漿法的主要作用是通過(guò)灌漿來(lái)改善基礎(chǔ)的化學(xué)性質(zhì)以及物理性質(zhì),在灌漿過(guò)程中,漿液滲透到裂縫和孔隙中,并形成漿脈,進(jìn)而形成漿柱體,漿柱體與橋梁基礎(chǔ)結(jié)合后形成符合基礎(chǔ),從而有效提高橋梁基礎(chǔ)的承載能力,并減輕墩臺(tái)不均勻沉降的理由。
  3 灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)
  合理設(shè)計(jì)施工方案是保障灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)施工質(zhì)量的重要前提,灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)的方案設(shè)計(jì)應(yīng)包含以下幾項(xiàng)內(nèi)容。
  3.1 灌漿施工制約標(biāo)準(zhǔn)
  灌漿強(qiáng)度制約標(biāo)準(zhǔn):灌漿后,要求雜填土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)到130kPa,淤泥或淤質(zhì)泥的承載力標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)到80kPa以上,復(fù)合地基的承載力要達(dá)到130kPa以上。灌漿施工質(zhì)量制約標(biāo)準(zhǔn):灌漿施工的質(zhì)量制約標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)視橋梁隧道工程施工設(shè)計(jì)要求和施工制約標(biāo)準(zhǔn)而定,對(duì)于橋梁基礎(chǔ)的加固施工沒(méi)有特定的施工質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn),由于不同工程橋梁基礎(chǔ)的均一性、裂縫數(shù)量、裂縫程度和理論耗漿都不相同,因而對(duì)橋梁墩臺(tái)灌漿施工效果應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況制定一套科學(xué)的質(zhì)量制約標(biāo)準(zhǔn),從而保障灌漿加固施工的有效開(kāi)展。
  3.2 灌漿施工段的選擇
  結(jié)合橋梁隧道基礎(chǔ)的不均勻沉降程度、裂縫等病害的范圍和嚴(yán)重程度選擇灌漿加固施工段,本工程主要對(duì)墩臺(tái)基礎(chǔ)四周進(jìn)行加固。
  3.3 漿材配比
  本工程以水泥粉煤灰漿液作為灌漿材料,這種漿材所用的材料包括粉煤灰、水泥等,本工程施工中采用的水泥:粉煤灰比為4∶1;水灰比在0.5~0.55左右;水泥種類為普通硅酸鹽水泥,水泥的強(qiáng)度是32.5。
  3.4 擴(kuò)散半徑
  由于實(shí)際施工中墩臺(tái)基礎(chǔ)的地質(zhì)存在不同程度的差異,墩臺(tái)的孔隙率和滲透系數(shù)也存在一定的變化,因而不能以公式計(jì)算得到的擴(kuò)散半徑作為實(shí)際施工中的灌漿擴(kuò)散半徑。本工程施工中首先通過(guò)大量經(jīng)驗(yàn)將擴(kuò)散半徑確定為1.5m,實(shí)際施工中結(jié)合具體情況對(duì)擴(kuò)散半徑進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
  3.5 布孔
  灌漿施工的布孔分布、布孔位置是否合理直接影響著灌漿施工對(duì)橋梁基礎(chǔ)的加固效果,本工程的灌漿布孔采用梅花形分布,成孔直徑為9cm,孔深為5cm。
  3.6 灌漿施工操作
  本工程灌漿施工操作方案設(shè)計(jì)如下:
  a)灌漿孔深度 結(jié)合勘探資料將灌漿孔的深度范圍確定為3.5~6.0m;
  b)灌漿壓力 在施工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定灌漿壓力,一般來(lái)說(shuō)橋梁基礎(chǔ)灌漿加固的灌漿壓力在0.3~0.5MPa左右,灌漿過(guò)程中如遇到特殊地質(zhì)及其他特殊情況應(yīng)進(jìn)行合理分析再調(diào)整灌漿壓力;
  c)灌漿量 灌漿施工的最終要求是達(dá)到灌漿飽滿,使?jié){液充滿地基,因而無(wú)論是通過(guò)理論公式(即灌漿量為對(duì)象土量的20%)還是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)判斷,灌漿量的計(jì)量都應(yīng)以飽滿、填滿地基為準(zhǔn);
  d)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定灌漿壓力下,當(dāng)孔段吸漿量不大于0.6L/min 時(shí),延續(xù) 30min 方可結(jié)束灌注。
  4 灌漿施工
  灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)的具體施工策略如下。
  4.1 施工準(zhǔn)備
  進(jìn)行灌漿施工前首先要做好灌漿施工準(zhǔn)備,施工準(zhǔn)備包括以下內(nèi)容:
  a)準(zhǔn)備好灌漿施工所用的機(jī)具設(shè)備;
  b)準(zhǔn)備好灌漿施工所需的各種漿材;
  c)開(kāi)展灌漿試驗(yàn),通過(guò)試驗(yàn)確定合理的灌漿擴(kuò)散半徑、灌漿孔距等;
  d)施工現(xiàn)場(chǎng)組織到位,施工人員、技術(shù)人員就位,合理安排灌漿施工進(jìn)度,組織施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量制約和監(jiān)督人員。
  4.2 施工流程及施工工藝
  灌漿法加固公路橋梁隧道基礎(chǔ)的施工流程如下:道基礎(chǔ)灌漿施工應(yīng)按以下流程進(jìn)行:成孔→安放漿管和封堵孔口→攪漿→灌漿→待凝→成孔→安放灌漿管和封堵孔口→攪漿→灌漿→封孔。
  施工工藝:灌漿法加固橋梁墩臺(tái)施工中應(yīng)制約好以下幾項(xiàng)施工工藝
  a)成孔 采用直徑為89mm的鉆頭正對(duì)孔位鉆進(jìn),當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)至粉性土中時(shí),應(yīng)先下入導(dǎo)管護(hù)壁,再通過(guò)撈砂筒取砂成孔鉆至粘性土中;
  b)安放灌漿管和封堵孔口 將軟橡皮包裹在花管外壁來(lái)阻隔泥沙防止泥沙涌入花管;
  c)攪拌 將一定量的水導(dǎo)入攪拌槳筒,再用攪拌機(jī)攪拌,再加入預(yù)定量的水泥,繼續(xù)攪拌3~5min后過(guò) 濾 漿 液 備 用;
  d)灌漿 灌漿施工過(guò)程中應(yīng)按照自上而下的順序進(jìn)行孔口封閉純壓式灌漿,直至漿液飽滿,填滿基礎(chǔ),達(dá)到設(shè)計(jì)深度為止;
  e)封孔 當(dāng)灌漿施工達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行封孔操作,封孔過(guò)后24h還需要對(duì)孔口進(jìn)行檢查,當(dāng)漿液下沉后還需要進(jìn)行補(bǔ)漿,直至漿液達(dá)到頂面。
  5 結(jié)語(yǔ)
  綜上所述,灌漿法對(duì)于公路橋梁隧道基礎(chǔ)的加固效果理想,且施工流程較為簡(jiǎn)單,施工操作難度較低,經(jīng)濟(jì)可行,同時(shí)也避開(kāi)了傳統(tǒng)加固策略造成的浪費(fèi)和質(zhì)量隱患。今后的公路橋梁隧道施工中,如需對(duì)墩臺(tái)基礎(chǔ)進(jìn)行加固,應(yīng)首先考慮運(yùn)用灌漿加固法。此外,應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際不斷優(yōu)化漿材配合比、優(yōu)化布孔方案和改善灌注工藝,進(jìn)而更好地解決墩臺(tái)裂縫理由,顯著提升橋梁基礎(chǔ)的承載力。
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