广东河源
摘要:在城市规划建设过程中,城市基础建设至关重要,与人们的日常生活息息相关。而市政桥梁则是城市规划以及基础设施建设过程中非常重要的一部分,在现今的桥梁建筑的工程施工之中也出现了许多出色的施工技术,注浆施工就是其中重要的一项技术。加强对注浆技术在公路桥梁施工中的应用的研究,有利于提高公路桥梁施工质量,为人门提供一个安全的出行环境。本文结合自身多年的工程实践简要分析了注浆技术在公路桥梁施工中的应用,供各位同行参考,以促进我国的公路桥梁施工技术的发展。
关键词:桥梁;注浆技术;施工应用
前言
注浆技术在目前的桥梁工程施工中使用的十分频繁,是一个十分便利的技术,也正是因为此,我们需要对其进行更加深入的研究和分析,并将之推广起来,使得桥梁工程的安全性大大提升。注浆技术的原理是通过压送技术将浆液注入岩层或者裂缝土层中,通过一定时间的凝结使得其颗粒将裂缝塞满,使得土层更加坚固。出于安全性、舒适性以及稳固耐用的考虑,当下的公路桥梁普遍采用了预应力连续结构这一科学设计,与此同时,为充分发挥其结构效用,往往会在具体施工中选用注浆技术,以期紧密连接、压实填充桩体与加固体,从而改善公路桥梁整体性能。加强对注浆技术在公路桥梁施工中的应用的研究,有利于提高公路桥梁施工质量,为人门提供一个安全的出行环境。因此下面探讨了注浆技术的施工要点,希望对推动公路桥梁事业健康发展有所帮助。
一、注浆技术的原理与特点
近年来,随着预应力连续结构在公路桥梁中的广泛应用,注浆技术受到了越来越多的关注,而且科技的日新月异为其理论完善和技术创新注入了新的活力,如此一来,无论是注浆工艺,还是材料方法,均取得了质的飞跃,这无疑为公路桥梁建设带来了良好契机。而所谓的注浆技术主要是基于物理气压、液压或者化学原理,将具有固结岩土体作用的浆液注入至岩土体裂缝或缝隙中,因喷射速度较快,能量较大,故可增强效用的集中性与连续性,同时受压力、冲蚀等作用影响,浆液会在极小区域内发生实质效用,然后通过搅动、挤压微小细粒土和大颗粒碎石,促使灌入的浆液与破碎的加固体经相互凝结而形成新的固结体,从而起到改善岩土体强度、抗渗能力、稳定性能等物理特性以及提高公路桥梁施工安全系数的重要作用。
经不断发展而来的注浆技术种类繁多,形式丰富,如站在常规角度,其可分为高压喷射和静压注浆;若以地质条件、作用机理、替代方式等为划分依据,则包括压密注浆、喷射注浆、渗透注浆和劈裂注浆。考虑到压密注浆与渗透注浆在公路桥梁施工中较为常见,故在此加以重点分析。一般情况下,压密注浆技术常被用于地基土的固结或者抬升建筑物,即在钻孔的作用下将稠密的浆液挤入土体,待注浆位置出现球状浆泡后,浆液会经挤压扩散并渗透至周围土体,以此增强土体的密实性,以防出现水力劈裂,这也说明压密注浆技术难以在含水量较多或透水性较差的软弱土质中彰显效用;而渗透注浆技术则适用于砂性土壤。因为与压密注浆有所不同,渗透注浆无需较高压力便可将浆液注入岩石孔隙和裂缝中,然后排出的水分和气体则被浆液替代,所以其是在不改变原有土体结构、性质和体积的基础上增强土体固性与强度的,而且柱形和球形扩散原理取得了良好的应用效果。但值得一提的时,由于现实存在的土质并非均匀土质,故还需立足实际,因地制宜。
二、注浆技术在桥梁施工中技术应用
注浆技术通常在操作前对现场的地质条件进行勘察,不同的地质条件可以采取不同的注浆设施、工艺、材料以及监督、检测的方法。较为常见的注浆方法有纯静压注浆,当然,注浆方法的选择一般都要满足防冲刷的目的。根据实际情况选择合适的施工工艺并对技术参数进行分析计算,从而使注浆的质量满足规范要求,并且通过上述分析对大范围的注浆工程已于参考,最终保证工程的总体质量。注浆技术以静压注浆及高压喷射注浆两大类型为主。也可以根据地质条件的差异下,浆液与注浆压力同土体的综合因素相结合,对注入的浆液的运动方式及备用浆液的替换方式进而细分为渗透注浆、喷射注浆、劈裂注浆、压密注浆四种方式。接下来笔者结合自身经验对注浆技术中较为常见的渗透注浆及压密注浆进行逐一介绍:
1、渗透注浆
渗透注浆就是利用浆液的渗透能力,在未受破坏的地层土颗粒排列下,将浆液注入土颗粒的缝隙之间,从而使地层土颗粒形成一个整体。渗透注浆的主要理论分为球形扩散理论及柱形扩散理论两大点。两种理论所假设的条件部分相似,因而,两种理论也存在着相同的局限性。在浆液是牛顿流体时,且被注入的土层是均质的无勃性土,此时球形扩散理论更为适用。而球形扩散理论的局限性在于,在实际注浆时内部的浆液不可能完全的牛顿流体,而注入的介质也不可能全是匀质土。柱形扩散理论是以注浆管中的注浆为研究的基点,在注入时浆液整体呈圆柱状,且存在相同的局限性。
2、压密注浆
压密注浆即使用挤压的方式对浆液进行注射,压密注浆的浆液一般较为稠密,在通过钻孔时注射注浆时会在注浆口形成一个球形的浆泡,在浆液不断的扩散中,球形浆泡将对周围土体产生挤压力,因浆液的材质,又不会渗透到土体中,在这样的压力作用下,将使土体越发紧密,防止水力劈裂的问题产生,这也是压密注浆较劈裂注浆的区别。压密注浆对于固化结实地基土层、抬升建筑物的高度等方面其重要作用。但其缺点在于,对含水量较大及渗透性较差的软勃土效果不明显,这时可以通过劈裂注浆来进行防渗及加固的工程。
整个注浆的过程,都在地下进行,后续工程会对注浆工程的监控检测带来阻碍,基于此施工人员应对施工工程严格的监控,这也是对质量进行管理的方法。控制注浆主要通过压力控制与流量控制来实现,而压力与流量随着时间的变化,是两个变量,在控制注浆的过程中若仅单靠一个数值作为指标,那将是不合理的。随着时代发展,越来越多的新技术被人们使用,电子工程技术也在注浆工程中得到了广泛运用,一些发达国家对注浆工程的监控已经实现的自动化或半自动化。
3、注浆施工过程中格外注意的几个关键点
公路桥梁注浆的目的就是通过注浆将地层土体进一步的压密,提高土体整体的强度,使原本膨胀松散的土体铰接在一起,提高整个地层土体的承载能力,整个工程的施工要点如下:
(1)合理的进行注浆设计
公路桥梁施工的整个注浆设计主要包括三个方面:注浆液的浆液比、注浆液的注浆压力、注浆液注浆扩散半径。
(2)注浆液的浆液比例
根据工程实际要求,公路桥梁注浆所需浆液的强度不需要太高,水泥和粉煤尘的比例大致在3.5:1左右即可,所含水灰的量应大致相同,浆液必须具有较好的流动性,浆液的吸水率要尽量的小。
三、注浆技术的应用要点
1、加强注浆方案的优化设计
我们从公路桥梁建设标准和场地条件出发,做好下述几点设计:浆液配比,虽然注浆技术对具有填充土体孔隙作用的浆液强度没有作出更高的要求,但其析水率必须要小,流动性必须要大,因此建议尽量将浆液粉煤灰与水泥比控制在1:3左右,而水灰比适宜为1.0;同时实践证明,注浆压力应尽量处于0.8-1MPa之间,以免因压力过小或过大弱化注浆效果,并注意选用静压力减小对底层结构的影响[3];此外扩散半径的确定也不容忽视,此时要求我们基于公路桥梁场地的地质构造、浆体材料、设计压力等信息精确计算注浆半径,若相关参数不易选取或难以计算,则应借助必要的注浆试验予以确定,以便进一步提高注浆质量,降低工程造价。
2、注重注浆技术的规范施工
对于公路桥梁施工中的注浆技术来说,其施工操作是否科学规范、专业到位对注浆技术施工质量有着决定性的影响,所以规范施工是发挥注浆技术效用的关键所在,在此结合某公路桥梁工程中的压密注浆技术为例加以分析:首先是钻孔放样,该项工艺作为注浆技术的施工要点之一,起着关键的基础作用,此时通常以皮尺或钢卷尺作为放样测量工具,并尽量避开横向排水管、锚杆锚索等支撑设计,同时在于涵洞、桥台、通道、挡墙等保持合理距离的基础上,结合地质状况和扩散半径,准确而合理的明确孔数、孔距、孔深以及排数和排距,以此为提高成孔质量提供重要保障。其次是成孔注浆,针对成孔环节,建议以专用潜孔锤在桥面结构层、混凝土垫层、填筑体上进行钻进,而杜绝冲洗液水钻的使用,待铅垂置孔孔深接近设计要求且偏差率小于0.3%时,可适时插入钢管或作钢牵引孔使其达到设计深度,必要时可埋设一定的钢花管,在此基础上为成孔编号以便有序施工;而针对注浆操作尽量遵循由上而下的顺序,然后先在孔内插入注浆射管(直径为38cm),并分别用砂土以及粘土和麻丝填塞射管与套管之间的缝隙和地表缝隙,然后拔出套管,利用压降泵一次连续将浆液灌入注浆射管中,尽量避免出现中间停滞;同时为防止水泥浆发生外流,建议事先灌注外围的两排钻孔,以期使其发挥帷幕作用;结合进行跳注操作,并将相邻孔注浆的实际缝隙高度控制在
四、结束语
随着我国社会主义市场经济的快速发展,我国的各行各业得到了高速发展,我国市政桥梁业也进入了蓬勃发展的时期,我国的公路桥梁交通网逐渐完善,公路桥梁施工中的注浆技术是一种非常重要的施工技术,可以有效改善公路桥梁结构的耐久性、舒适性和可靠性,极大地提高了公路桥梁工程的施工质量,具有良好的经济效益和社会效益。本文分析了注浆技术的原理和类型,详细说明了在公路桥梁施工过程中压密注浆的实际施工工艺,对于公路桥梁施工作业来说注浆技术有着至关重要的作用。注浆技术在我国高速公路桥梁施工的应用中具有深远的意义,我们应该充分的了解它的重要性以及它所能给我们带来的经济效益,放眼未来,它定会带给我们一幅崭新的交通画面。
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