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关键词:预应力技术;道路桥梁;施工技术
一、预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用领域
1、多跨连续梁施工中的应用
从结构层面上来看,多跨连续梁又分为正弯矩区和负弯矩区两种形式。通常来讲,跨中的为正弯矩,存在支座的为负弯矩。当多跨连续梁的抗剪承载能力和抗弯承载能力难以满足施工要求时,就必须应用预应力技术来做加固处理。
2、受弯构件施工中的应用
碳纤维的强度是比较高的,其施工的程度亦比较简单。正因为如此,应用碳纤维片材来对受弯构件加固问题进行解决就成普遍采用的一种方式。但因在加固受弯构件之前,结构混凝土就已经具有初始的拉应变和压应变了。故受压区内混凝土的压应变一旦达到混凝土极限压应变时,受弯构件也就达到了其极限承载能力。
3、加工施工中的应用
通常来讲,加固公路桥梁时都是通过应用预应力技术,来补强构件和改善结构性能,进一步提高或恢复公路桥梁承载能力的,从而延长公路强烈使用年限,满足当前对于交通运输的要求
二、预应力技术在道路桥梁工程应用中的问题
(一)曲线孔道竖向位置偏差
在多跨连续预应力混凝土桥梁中,曲线预应力筋的竖向坐标是以预埋的波纹管中心线为准。多跨曲线孔道竖向坐标的控制点;跨中点、反弯点及支座点在实际施工中,检查曲线孔道竖向坐标时经常遇到跨中处坐标偏高与支座处坐标偏低的现象,降低了预应力筋的有效高度,影响梁的承载力和抗裂要求。
原因分析:(1)控制曲线孔道竖向坐标的钢筋支托位置计算有误或安装不准。(2)设计图纸上所标明的曲线孔道在支座处的竖向坐标有时偏高,但在该节点处纵横钢筋较多,使曲线孔道难以安装到位。(3)在钢筋安装与绑扎过程中,操作工人贪图方便,没有严格控制钢筋位置,尤其在支座处对曲线孔道的竖向坐标影响较大。
防治措施:(1)在编制施工组织设计期间,应核对曲线预应力筋的坐标高度是否会引起波纹管与梁的钢筋相碰。如在内支座处遇到这种情况,应与设计人员商讨,能否调整钢筋的规格和排列方式,不得已时考虑降低波纹管的坐标高度。在跨中处也可参照处理。至于在其它部位,钢筋应避开波纹管,不得影响波纹管的曲线形状。(2)施工单位应分解绘制预应力筋曲线坐标图、支座(跨中)处钢筋与预应力筋孔道排列详图,并交待给有关操作人员。施工中加强督促检查,严格按图施工。(3)金属小组纹管可采用钢筋支托定位,钢筋支托可点焊在箍筋上,间距为0.5~1m,防止混凝土浇注后波纹管上浮。
治理方法:(1)金属波纹管的坐标高度超出允许偏差,但不大于10mm,可不必调整。(2)金属波纹管的坐标高度如超出允许偏差大于10mm,应局部拆开调整至允许偏差内。(3)金属波纹管的坐标高度超出允许偏差较大而无法调整的情况,应会同设计人员根据实际受力情况商讨解决办法。
(二)波纹管阻塞
波纹管堵塞堵管是指在混凝土浇筑后波纹管出现堵塞的现象。发生了堵管会导致后期预应力钢绞线穿束无法通过,或张拉预应力时钢绞线实际伸长值与设计计算值相差很大,给施工带来不必要的麻烦,即影响了工期,又耗费了人力。引起堵管的原因分析:首先,施工单位在施工过程中没有严格按照施工规范安装波纹管,出现波纹管定位不精确引起的弯折扭曲、套管接头松动,或者是在混凝士浇筑施工中,振捣人员在振捣混凝土时操作失误,造成波纹管局部的破裂,直接导致混凝土水泥浆渗漏到波纹管中造成堵管。其次,波纹管自身的质量缺陷引起漏浆堵管。
在遇到堵管问题时,要根据预应力筋曲线坐标,标注漏浆孔道堵塞的位置,在避开粱的主筋位置,采用冲击钻缓慢进行开孔,清除波纹管中的水泥浆块,使钢绞线能顺利穿过波纹管并能够自由伸缩;然后待张拉完毕后用高一等级微膨胀混凝土封堵孔洞。可采取以下预防措施:在施工下科前对波纹管质量仔细检查,对有缺陷的波纹管及早发现;在浇筑混凝土前检查波纹管的安装位置,固定好,检查套管接头连接是否牢固,密闭性是否达到要求;在浇筑混凝土过程中注意波纹管的保护,避免振捣棒碰坏波纹管。
(三)张拉过程出现纵向裂缝
预应力梁板常在上表面或端头包括横肋端头和纵肋端头出现裂缝,板面裂缝多为横向在板角部位呈,端横肋靠近纵肋部位的裂缝,基本平行于肋高;纵肋端头裂缝呈斜向,此外预应力构件的端头锚固区,常出现沿预应力筋方向的纵向裂缝,并断断续续延伸,一定长度范围桁架端头有时还出现垂直裂缝,其中拱形桁架上弦往往产生横向裂缝。
这种裂缝产生的主要原因有:(1)后张法预应力构件,张拉后沿预应力筋孔道方向出现纵向裂缝,主要因为施工中预应力孔道定位不力或不准,孔道偏向一侧,当张拉时预应力筋会对孔壁产生较大的侧向分力,如遇砼较薄时就会沿孔道侧面出现裂缝,严重时会产生局部崩裂。(2)预应力板类构件的板面出现裂缝,主要因为预应力筋放张后,由于肋的刚度差,当控制力偏高时受压后产生反拱,使板面出现拉应力,加上板面与纵肋收缩不一致,也使板面受拉两种应力值叠加当超过混凝土抗拉强度,便会出现横向裂缝。(3)板面四角斜裂缝是由于端横肋对纵肋压缩变形的牵制作用,而在四角区出现对角线方向拉应力,加上收缩作用而引起裂缝。(4)预应力桁架托架等端头沿预应力方向的纵向水平裂缝,主要是构件端部节点尺寸不够和未配置足够的横向钢筋网片或钢箍,当张拉时,由于垂直预应力钢筋方向的劈裂拉应力而引起裂缝出现,此外砼振捣不密实,张拉时砼强度偏低,以及张拉力超过规定等都会引起这种裂缝出现。
预防措施:(1)先张法施工中:均匀放张,多根整批预应力筋放张,宜采用砂箱法或千斤顶法。用砂箱放张时,放张速度应均匀一致;用千斤顶放张时,放张宜分数次完成;单根钢筋采用拧松螺母的方法放张时,宜先两侧后中间,而不能一次将一根力筋松到位。严禁切割放张。(2)后张法施工中:梁端布筋设计应充分考虑张拉时产生的局部应力集中,增加横向分布钢筋数量或螺旋筋,适当增加封锚端和梁端混凝土的几何尺寸;预应力筋张拉顺序应符合设计要求,当设计未规定时,宜采取分次、逐级对称张拉。张拉时,均匀加载,不宜过快,以尽可能减小张拉过程出现局部应力集中;严格粱(板)混凝土浇筑时的施工控制,确保梁(板)混凝土浇筑质量,特别要加强对锚垫板后的混凝土振捣。张拉前,应对梁体进行检验,是否符合质量标准要求;张拉时,混凝土强度应达到设计要求;设计无规定时,以不低于设计强度值的95%为宜。
(四)锚固区混凝土爆裂
锚固区混凝土爆裂原因:由于预埋在混凝土中的锚垫板固定螺栓安装数量不够或受混凝土浇注振捣影响,造成锚垫板倾斜,并引起锚垫板与应力束轴线不垂直;锚下加固钢筋数量不足,位置不准确;锚下混凝土振捣不密实或混凝土强度未达到设计要求等几方面的原因,均可能使锚下混凝土在张拉过程中产生爆裂,造成返工损失或张拉事故,修补后的结构质量也会受到影响。因此张拉前要仔细检查锚垫板周边索混凝土是否有裂缝和架空现象,必须避免出现上述问题,产生爆裂后也必须采取妥善的办法进行补救。
预防措施:按图纸要求施工,保证锚垫板的位置和方向正确,锚固区加固钢筋网必须安放准确,绑扎牢固,螺旋筋的位置必须准确固定,防止振捣过程中移位或滑落。加强锚下混凝土的浇注、振捣质量,混凝土强度达到设计要求后才进行张拉施工。锚固区混凝土爆裂后,必须对松散部分混凝土进行彻底凿出清理,按设计要求进行恢复和固定。
三、预应力技术发展展望
预应力砼材料技术的发展从来都是预应力砼技术革命的先驱,预应力砼筋除了目前使用的高强度钢材外,未来新型预应力砼筋应是强度高、自重轻、弹性模量大的聚碳纤维、玻璃纤维和聚醋纤维类非金属预应力砼筋。
桥梁结构领域中,预应力技术既是一种结构手段,又是与施工方法结合形成一整套以节段式施工为主体的预应力施工工法或专利,主要有预应力悬臂分段施工技术、分段顶推施工技术、移动模架逐孔施工技术、块体节段拼装技术、大节段预制吊装技术等。这些施工技术与预应力技术是紧密相关的。现有桥梁的改造、加固技术亦是研究开发方向。
另外,在未来的发展中,设计理论将有重大进展,预应力混凝土结构的可靠性、耐久性和经济性更为协调一致;预应力工艺将进-步完善,专用产品质量提高;专业预应力砼工程公司将集团化、国际化,施工技术和管理水平大大提高。
结语
当前的预应力技术是比较成熟的一项工程技术,在今后的发展中,还将日臻完善。预应力技术以种种优势,在桥梁建设领域有着强大的生命力和竞争力,甚至在其还未完全占领的领域仍然具有强大的发展力。
参考文献:
[1]白青峰,程戈.对桥梁施工中若干预应力技术的研讨[J].山西建筑,2010(14).
[2]王世昌,方梁斌.公路桥梁施工中预应力技术措施探讨[J].中国高新技术企业,2010(2).
关键词:道路桥梁工程;常见病害;施工处理技术
引言:质量可靠的道路桥梁工程施工建设是确保过往车辆与人流通行安全的基础与关键所在。但从大部分道桥工程的实际作业情况来看,依然存在较多的病害问题,对整体项目的施工效果产生严重的负面影响。与此同时,在天气与环境等外部因素的干扰下,道路桥梁很容易出现裂缝或沉陷等现象,掌握有效的施工处理技术对工程建设的顺利发展具有重要意义。
1 道路桥梁工程的常见病害
1.1 路面铺装层出现裂缝
在施工现场的环境温度出现明显变化或大幅落差时,道路桥梁的内部结构与材料会受到一定影响,从而产生大小不一、形状各异的裂缝。半刚性结构是现阶段我国大部分桥面铺装层的主要建造形式,有利于增强桥梁整体的承载性能,并使其保持持续的稳定状态。但温度等外部因素会对结构的实际应用效果带来干扰。以北方地区的道路桥梁工程为例,大幅度的气温变化显著增加了路面结构出现裂缝的几率。除此以外,在通行车辆逐渐增多的情况下,也会影响或损害道路桥梁质量,导致其出现裂缝[1]。
1.2 路桥地基不均匀沉降
路桥地基不均匀沉降的问题在道路桥梁工程项目施工过程中较为常见,主要是由于路面各部分的实际荷载或受力不均匀,受到外力作用,从而产生一定程度的沉降现象。除此以外,在铺设道路路面前,没有全面地勘察施工地质情况、未能合理地处理软土地基也是使得路基容易发生沉降的主要因素,技术工艺操作不规范、整平处理不到位均会为工程的建设埋下安全隐患,引发后续一系列的质量问题。不平整的道路路面不仅会大幅削弱车辆的行车舒适度,还可能发生桥头跳车等事故,严重时破坏路面与桥梁的连接部位,损害桥梁主体的内部结构。
1.3 桥头破损
在道路桥梁工程作业过程中,桥梁梁端发生形变是桥头破损的主要形式,属于常见的质量问题之一。破损的桥头使得桥梁梁端的应力结构发生改变,稳定性遭到破坏,不仅会对过往车辆的通行安全产生危害,还有可能威胁到行人的人身安全。使用质量不达标的施工材料、作业技术不规范是导致桥头出现破损的主要因素。在工程施工方案的设计阶段,选用符合质量标准的建设材料是首要前提,以提升桥头的抗冲击能力与承载性能。若材料质量存在缺陷,必然会使得桥梁结构的支撑性能被大幅削弱,从而引发桥身的破损与断裂[2]。
2 道路桥梁工程病害问题的施工处理技术
2.1 混凝土裂缝修补技术
在修补道路桥梁上的裂缝时,施工人员需首先考察裂缝的实际深度、宽度与影响面积,结合具体的作业环境与技术设备条件,选用适宜的处理方法。以低压注泵修补法为例,其一般用于处理路面铺装层的裂缝问题,利用混凝土或其他施工材料充分填补裂缝,修复破损路面。实际上,路面裂缝的程度不同,处理方法也存在一定差异。若裂缝宽度不超过2cm,只需暂时封闭相应的路面,采取针对性的技术手段修复裂缝即可。若裂缝宽度超过2cm,则可以采用灌注环氧树脂胶的作业方式,有效处理路面铺装层的开裂问题,逐步缩小裂缝的开裂程度与影响范围。
2.2 路基沉降处理技术
桥梁加固增强技术的合理运用能够有效处理路基沉降不均匀等质量问题,例如,将高强度的粘黏材料等覆盖在路基上,充分粘合路基结构的内部材料与外部材料。或者将路基的钢筋配比与横截面积等适当增加,使得桥梁基础更加趋于稳定。还可以优化道路桥梁的结构体系,使得混凝土路基的抗拉性更强,针对性地调整整体结构的应力状态。处理道路桥梁的沉降路基还需结合其实际的下沉程度,若路面属于高度沉降情况,尽量选择灌注或置换的处理方法,将水泥砂浆等材料填筑在路基基础内,将地下软土与混凝土材料充分融合并加固,最后进行压实作业,确保道路路基的稳定性有效增强。或者利用级配碎石与矿石等置换原有路基内的软质土体,此类材料具有更好的力学性能,能够切实强化道路基础的承载能力。在进行碾压作业时,需借助压路机等专业设备,针对重点的施工区域予以反复碾压。若道路桥梁的路基沉降程度较浅,在处理时只需采取普通的修补技术方法即可[3]。
2.3 喷锚施工技术
喷锚技术是处理桥梁工程桥头破损病害问题的常用方法,相比与一般的加固技术,喷锚技术的实际应用效果更好。其主要采用模板加固的技术模式,借助喷射机等专业的喷锚设备,将适量的硅胶材料喷射到裂缝与桥头破损的部位,发挥材料的粘接作用,不仅能够在短时间内形成较高的粘黏强度,还可以有效提升内部结构的稳定性。硅胶材料在处理破损或裂缝问题上具有一定的优势特点,其柔韧性能更好、形成的强度与硬度较为适中,在粘接桥体时更简单易行。
结束语:城市现代化的发展进程不断加快,在一定程度上增加了道路桥梁等基础交通设施的使用负担。道路桥梁工程的建设质量和施工成效与人们的日常生活与出行安全紧密相关,为了有效地处理道路桥梁常见的病害问题,应全面分析并探究产生原因与潜在的影响因素,选用适宜的处理技术方法解决质量问题,提高道路桥梁工程项目建设的安全性。
[关键词]道路桥梁;路面沉降段;描述;市政道路;工程;路基路面;施工技术
文章编号:2095―4085(2017)04―0102―02
随着高速公路建设的迅猛发展,对于安全性和舒适性的要求越来越高,但桥梁本身也因为高速公路桥头跳车而严重损坏。例如普通路面伸缩缝损坏,可以加速车辆损坏等,这是不安全的。因此,本研究的主要目的是如何在正确的长度下实现桥梁之间道路和桥梁的沉降,避免不均匀沉降,防止碰撞现象的发生,保证行车安全和舒适性。
1路基沉降的原因。
1.1不合理的路基结构
在一般的道路路基工程中,所采用的材料大多都是钢筋混凝土、过渡板和加筋等,因此需要减少公路和桥梁之间的刚度变化差异和沉降不均匀,保持路基路面强度的平滑。市政道路和桥梁在桥梁与路基沉降方法中的分析结果表明,一条通道板是应用最广泛的结构,还经常出现桥头跳车现象。
1.2桥台背路堤
压实不能满足标准要求。在市政道路桥梁中,几乎所有的桥梁、通道都需要进行桥台背填土处理,是比较复杂的工艺,其中有很多影响工程质量的因素,如建筑材料、机械设备、施工顺序等。在实践中,往往充填后的地表压实度不符合要求,也是一个桥梁不均匀沉降路段产生的原因。同时,道路桥梁在日常通车过程中,由于载重压力大,使路面塑形发生变形。另外,受到自然因素如天气、气候等的影响,也容易产生沉降,破坏路面的平整度。
1.3不合理的结构设计
道路和桥梁桥之间的地基下沉,造成桥头跳车现象发生,其原因分析表明桥头软土是地基沉降的主要原因。在设计图纸布置以及钻孔的钻探深度等方面不符合要求,对软土的深度不了解,也不了解软土的性质,研究范围以及物理和机械性能,使桥头路堤在软土地基处理中采用了不适当的措施。另一方面,软土理论计算方法和计算系数与软土实际操作不相符,如果无法满足实际的需求,也能导致软土沉降,经过长期的侵蚀和雨水的流失,路基强度降低,这也是一个沉降的原因。
2施工技术
2.1搭板的设置方法
(1)路面的刚度和厚度:在施工操作中面临许多障碍,需要使板的表面平行,使板和车身的上表面一致。要维护正常的道路同行,需要考虑板表面高度之间的两个过渡与保持连接的高度板问题。施工中的原设计道路和端板与实际高度应大于目标值。采取逆向坡,在道路和桥梁沉降差的基础上确定倾向,要注意道路的轮廓应为路基沉降,确定对边坡保留;(3)锚板:应对最后端桥台台背与板块之间保持垂直状态,并进行水平拉锚,以确保板纵向滑动。钢筋间距为75 cm~80 cm。如果^在水平垂直的情况下被破坏,应保留和绘制边界,使位移的方向一致;(4)倒角:避免板旋转从而使路面结构破坏,以控制台上边缘的倒角;(5)顶部板与板的施工:混凝土板的施工技术标准应满足行业标准和国家标准,保证混凝土表面的平整度和坡度。
2.2基础重新设计的问题
正确处理桥头软土,使桥头沉降现象得到有效控制。应依据不同的混凝土施工,设计不同的施工方案,将原有的地基承载力性能提高,也大大提高了建设的质量,从而有效减少最大化误差,在软土厚度较大的情况下,减少路堤差异沉降的发生。高填方施工中的填充材料,可对软土基础两侧压力加大,此现象对桥台位移或旋转造成影响。这一现象往往会严重破坏甲板和上层建筑,也必然降低基础回填材料的刚性。
2.3后台填筑
桥梁基本体沉降和道路上的沉降变形主要有两种形式,前者通常是不考虑的,因为它没有太大的影响。沉降的主要因素在于影响材料的质量,通常在填充材料本身,轻型填充材料通常可以减少沉降,而减少压缩的填充材料,容易因反复荷载从而导致累积变形。总之,在建筑行业的平台中,选择材料和填料类型时必须谨慎。
3加强城市道路和公路桥梁在过渡段的有效策略
第一,避免过渡建设道路、压实道路和桥梁开挖。其中开挖中的过渡道路,通常主要包括全宽横向和纵向两个隧道,同时也可以两者结合。大坝建成道路之前彻底冲洗,然后开挖,根据地质的实际特点,进行分层和混合填料,确保描述的实际厚度和强度,土壤压实。路基压实,填筑与压实的方法,即交叉操作,较大的地区应适当增加加强压实,确保过渡桥梁与路面的强度和稳定性;第二,有利于路面过渡。过渡道路稳定水和强度下降的主要原因是路基路面排水,过渡路面设施通常要修建排水沟,雨水滴落到路面,再流到排水沟,排水沟的表面用瓦砾和石块铺平,沟槽中可以应用混凝土预制构件;第三,对路基过渡段进行维护。如果原来的路面因负荷过大被破坏也是不可避免的,因此需要维修公路和桥梁的坡度,以防止地表水对边坡岩土的风化侵蚀,维护与环境的协调,其中最常用的方法是岩石的保护方法,尤其是对边坡在不同倾斜角度的不同应用。路堤、边坡采用混凝土预制块护坡;在易风化岩石边坡采用高强塑料网格,使用混凝土或混凝土锚挂铁丝网保护策略,因为混凝土和砌石边坡的高成本和缺乏耐久性,因此,草坡是更广泛使用的方法;第四,加强软土的过渡。严格监控软土路基,通过沉降监测软土的强度和稳定性。软路堤中心沉降速率、施工必须符合设计要求和侧向位移小的原则,选择合适的充填材料。在软土路堤高度达到要求的前提下,重量压在路面之前必须得到加强;而监测软土路基的处理时间要双重标准,对建设结束后连续几个月进行沉降观测,沉降曲线允许值不超过6 mm。只有满足上述两个条件,才能够保证路面的使用性能,防止车辆碰撞的现象。
关键词:灌浆法;公路桥梁隧道;加固;原理
0 引言
对墩台裂缝的预防和治理是公路桥梁隧道施工中的重要工作内容,而实际施工中,由于墩台的不均匀沉降或墩台自身裂缝等原因,桥台、桥墩常出现不同程度的裂缝,对桥梁隧道工程的安全性能和服务性能产生严重的影响。本文通过桥梁隧道施工实例证明:公路桥梁隧道施工中,利用灌浆法对施工中出现的裂缝进行修补,能够达到加固桥梁基础的目的,使用效果较为理想,应得到广泛运用。
1 工程概况
某公路桥梁隧道,桥全长为42m,桥梁的跨径组合为3m×14m,桥宽组合为1.5m +12.0m +1.5m。该桥梁隧道的下部结构为柱式墩配扩大基础,桥台为U型桥台配扩大基础。该桥梁隧道施工中发现以下问题:a)桥墩、桥台存在裂缝,范围是台帽中间到台身,宽度约为2mm,长度约为3m;b)桥墩上游侧防震挡块开裂;c)桥台砌石出现松动现象。对上述问题的成因进行分析,认为裂缝的产生原因为墩台不均匀沉降,以及墩台开裂。为了在施工过程中有效解决上述问题,及时控制裂缝的范围和深度,保障公路桥梁隧道施工质量,本工程采用灌浆法对桥梁基础进行加固施工。
2 灌浆法加固的原理
利用灌浆法加固桥梁基础指的是运用液压、气压、电化学原理,在压力作用下将浆液注入桥梁基础的裂缝和空隙中,从而达到填补裂缝,加固基础的目的。灌浆法的主要作用是通过灌浆来改善基础的化学性质以及物理性质,在灌浆过程中,浆液渗透到裂缝和孔隙中,并形成浆脉,进而形成浆柱体,浆柱体与桥梁基础结合后形成符合基础,从而有效提高桥梁基础的承载能力,并减轻墩台不均匀沉降的问题。
3 灌浆法加固桥梁隧道基础方案设计
合理设计施工方案是保障灌浆法加固桥梁隧道基础施工质量的重要前提,灌浆法加固桥梁隧道基础的方案设计应包含以下几项内容。
3.1 灌浆施工控制标准
灌浆强度控制标准:灌浆后,要求杂填土的承载力标准值达到130kPa,淤泥或淤质泥的承载力标准值达到80kPa以上,复合地基的承载力要达到130kPa以上。灌浆施工质量控制标准:灌浆施工的质量控制标准应视桥梁隧道工程施工设计要求和施工控制标准而定,对于桥梁基础的加固施工没有特定的施工质量衡量标准,由于不同工程桥梁基础的均一性、裂缝数量、裂缝程度和理论耗浆都不相同,因而对桥梁墩台灌浆施工效果应结合工程实际情况制定一套科学的质量控制标准,从而保障灌浆加固施工的有效开展。
3.2 灌浆施工段的选择
结合桥梁隧道基础的不均匀沉降程度、裂缝等病害的范围和严重程度选择灌浆加固施工段,本工程主要对墩台基础四周进行加固。
3.3 浆材配比
本工程以水泥粉煤灰浆液作为灌浆材料,这种浆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:粉煤灰比为4∶1;水灰比在0.5~0.55左右;水泥种类为普通硅酸盐水泥,水泥的强度是32.5。
3.4 扩散半径
由于实际施工中墩台基础的地质存在不同程度的差异,墩台的孔隙率和渗透系数也存在一定的变化,因而不能以公式计算得到的扩散半径作为实际施工中的灌浆扩散半径。本工程施工中首先通过大量经验将扩散半径确定为1.5m,实际施工中结合具体情况对扩散半径进行适当调整。
3.5 布孔
灌浆施工的布孔分布、布孔位置是否合理直接影响着灌浆施工对桥梁基础的加固效果,本工程的灌浆布孔采用梅花形分布,成孔直径为9cm,孔深为5cm。
3.6 灌浆施工操作
本工程灌浆施工操作方案设计如下:
a)灌浆孔深度 结合勘探资料将灌浆孔的深度范围确定为3.5~6.0m;
b)灌浆压力 在施工现场通过实验确定灌浆压力,一般来说桥梁基础灌浆加固的灌浆压力在0.3~0.5MPa左右,灌浆过程中如遇到特殊地质及其他特殊情况应进行合理分析再调整灌浆压力;
c)灌浆量 灌浆施工的最终要求是达到灌浆饱满,使浆液充满地基,因而无论是通过理论公式(即灌浆量为对象土量的20%)还是通过经验判断,灌浆量的计量都应以饱满、填满地基为准;
d)灌浆结束标准 规定灌浆压力下,当孔段吸浆量不大于0.6L/min 时,延续 30min 方可结束灌注。
4 灌浆施工
灌浆法加固桥梁隧道基础的具体施工对策如下。
4.1 施工准备
进行灌浆施工前首先要做好灌浆施工准备,施工准备包括以下内容:
a)准备好灌浆施工所用的机具设备;
b)准备好灌浆施工所需的各种浆材;
c)开展灌浆试验,通过试验确定合理的灌浆扩散半径、灌浆孔距等;
d)施工现场组织到位,施工人员、技术人员就位,合理安排灌浆施工进度,组织施工现场质量控制和监督人员。
4.2 施工流程及施工工艺
灌浆法加固公路桥梁隧道基础的施工流程如下:道基础灌浆施工应按以下流程进行:成孔安放浆管和封堵孔口搅浆灌浆待凝成孔安放灌浆管和封堵孔口搅浆灌浆封孔。
施工工艺:灌浆法加固桥梁墩台施工中应控制好以下几项施工工艺:
a)成孔 采用直径为89mm的钻头正对孔位钻进,当钻头钻进至粉性土中时,应先下入导管护壁,再通过捞砂筒取砂成孔钻至粘性土中;
b)安放灌浆管和封堵孔口 将软橡皮包裹在花管外壁来阻隔泥沙防止泥沙涌入花管;
c)搅拌 将一定量的水导入搅拌桨筒,再用搅拌机搅拌,再加入预定量的水泥,继续搅拌3~5min后过 滤 浆 液 备 用;
d)灌浆 灌浆施工过程中应按照自上而下的顺序进行孔口封闭纯压式灌浆,直至浆液饱满,填满基础,达到设计深度为止;
e)封孔 当灌浆施工达到结束标准后,应及时进行封孔操作,封孔过后24h还需要对孔口进行检查,当浆液下沉后还需要进行补浆,直至浆液达到顶面。
5 结语
综上所述,灌浆法对于公路桥梁隧道基础的加固效果理想,且施工流程较为简单,施工操作难度较低,经济可行,同时也避免了传统加固方法造成的浪费和质量隐患。今后的公路桥梁隧道施工中,如需对墩台基础进行加固,应首先考虑运用灌浆加固法。此外,应结合工程实际不断优化浆材配合比、优化布孔方案和改进灌注工艺,进而更好地解决墩台裂缝问题,显著提升桥梁基础的承载力。
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关键词:道路桥梁 地基处理软弱地基 处理措施
中图分类号:U41 文献标识码:A 文章编号:
基础建设中道路桥梁是一项重要的建设项目,因为基础建设的不断拓展桥梁建设的环境也随之多样化起来,尤其是软弱地基对桥梁的影响日益突出,软弱地基在桥梁的施工与使用过程中会造直接造成桥梁稳定隐患,不仅仅在施工中对桥梁质量产生影响,对竣工后的桥梁影响也十分明显。所以在施工中必须明确其特征并选择最佳方式加以处理,从而保证工程项目的安全。
软土地基的基本特征与处理思路
1、软土地基定性
通常在工程中将淤泥、软性粘土、淤泥质土、湿陷性黄土,或者由以上土质结合的地基称之为软土地基,从参数上看,天然空隙较大在1左右的土质就是软弱土质,其主要的特征是含水量大,天然承载力较低,压缩性高。软弱地基在外部因素发生改变的时候会出现明显的性状改变,出现大幅度的沉降、失稳等情况,对于桥梁工程而言影响较大,主要是桥梁自身的重量对软弱地基的干扰较大,加上后期活载的影响会导致桥梁出现沉降不均匀,甚至是失衡。
软弱地基的处理思路
在应对软弱地基的负面影响的时候,其主要是思路先利用天然措施进行处理,即材料回填,利用废弃的材料进行回填加固,然后才考虑利用人工技术措施进行加固。在道路桥梁中对于软弱地基的处理必须达到以下目标:有效甲固地基;提升其抗剪能力;改善软土的动力性能,控制其液化或者形变;有效降低其压缩性;提高其承载能力;控制其渗透性,防止渗流的影响。
软弱地基处理概况
软弱地基的情况是存在差异的,每个工程所面对的软弱地基都是不同的,当前在施工中主要面临的问题有,前期对软弱地基的勘测效果不够理想,因为地质结构的细致勘测是不能完全做到精确的,所以容易造成误导而影响措施正确。同时对已经勘测探明的软弱地基认识不足,不能采用合理的措施加以处理,从而影响其处理的效果而影响工程进度。在施工中对于选择采用的施工技术把握不够准确,没有对施工过程进行细致管理,从而造成人为失误或者其他误差,进而影响了工程施工措施达到效果不够理想,如在处理中不能安装逐层处理的思路进行,没有实现逐层碾压,导致处理效果差异较大。综合的看对于软土基础必须选择较为正确的处理方式并细化管理才能保证其处理效果。
道路桥梁中软弱地基的处理技术分析
换填技术
换填顾名思义就是利用其它材料对软弱地基的土质进行替换,主要是承载力高且透水性好的材料,如粗砂、水泥土等材料,施工时挖除软土换填为新的材料并压实,以此提高地基的承载力。其适应软土层较薄的地基,在施工中应控制其挖除的深度,避免超挖或者欠挖而影响工程的成本与质量。
挤淤技术
此类技术对于淤泥质地基适用,主要思路就是将淤泥排挤出地基范围,主要是利用石质材料进行填充,然后铺上砂层在进行回填,这个方式对于软土基厚度较大的地区较为适用。抛石挤淤施工中应注意区分平坦路况和坡度路况,针对两种桥梁的地基处理是存在差异的,不能一概而论,在处理坡度较大的路基时应保证低侧的处理按照设计需求进行,控制其抛入石材的厚度,保证平整。
排水固结技术
该技术的思路就是利用挤压排水的方式降低软土地基的孔隙率和含水量,从而使之重新固结而增加其强度。实施中利用排水系统将软弱地基中的水分挤压出来,并集中排放,主要由排水和加压两个系统协调合作来完成该项处理技术的实施。施工中排水体存在差异,有砂井排水和塑料排水两种。排水固结技术主要针对的是含水量大的淤泥质土质,可以降低其沉降比例增加稳定性。实施中砂井排水主要是控制砂井的位置与间距,从而保证期排水效果,间距与砂井直径之间的比例必须保证合理,并配合含水量参数这样才能保证期处理效果,通常是砂井距离在2-4m,直径为0.2-0.3m,设置为梅花形。
塑料排水则是利用排水板进行挤压,其优势是滤水性高,排水通畅,效率高等。施工速度快且操作简答,工期短效率高。如每台插板机效率可达15000m以上,造价也相对砂井低。可以在超软弱地基上实现作业。但是塑料材料在反复使用中容易老化,所以在施工中应注意塑料插板的质量检查。同时控制其插板过程质量控制,保证透水层不受污染保证透水膜完整。在插板需要采用虑水膜内平搭接,长度不应小于200mm。
夯实技术
夯实技术主要是是强夯,及动力固结措施。强夯法应用较为广泛。强夯技术施工设备较为简单且周期与费用都不高。夯实技术主要针对的是素填土、沙土、粉质土、黄土、低饱和粘土等。其中软土地基如果饱和度较高的不应采用强夯的技术措施,如果软土中有沙层的话可以利用强夯,实施中应进行区域性试验确定强夯的锤重和变数。
预压技术
处理软土基时可以利用超载预压的技术进行处理,及对软土进行预压来降低其沉降的比例,从而达到稳定地基的作用。在实施中应注意对超载比例和时间的控制,这两个参数应根据实际的土质进行选择与配合,从而达到预压的效果。预压的本质就是固结,固结的时间越短对工程越有利,但是在实际的施工中应适当增加预压的时间来提高预压的效果,从而更大程度上消除软土基不规则沉降的影响。
灌注技术
灌注技术就是指利用化学泥浆等灌注到软土层中使之发生理化反应,而达到固结的目的。通常有粉喷、旋喷、电化学等灌注技术。其主要是利用泥浆渗透作用,使用的泥浆有水泥浆、水泥砂浆等。其中也会填充化学材料来加速作用。以粉喷法为例,其工艺较为简单,其施工中必须保证钻机的性能,同时位置设计准确,桩孔应保证与设计的误差在50mm之内。并控制桩孔的偏差不能出现倾斜,范围在1.5%内。同时严格的控制喷粉的时间,水泥量等,并控制其深度满足处理需求。在施工中还应重视对工作日志的记录,对深度、水量、位置等把控。同时还应注意地基土质的改变,针对不同的工程项目中出现的情况进行及时的处理,不能一味的按照实验室的方法进行,因地制宜的进行参数改进,并在现场进行测试这样才能保证技术措施的有效。
结束语:
在基础建设不断拓展的情况下,道路桥梁面对的地基情况也呈现复杂趋势,其中软弱地基对桥梁的影响最大。其严重的影响工程进度与施工质量,如果不对其进行谨慎处理会导致桥梁安全隐患加剧。通过上述分析,可以了解到道路桥梁的软弱地基处理方法很多,必须做出准确的选择并在施工中把握要点才能获得最佳的施工效果。
参考文献:
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