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摘要:本文从注浆技术原理展开,就高速公路桥梁施工中注浆技术分类及其应用需要注意的问题进行分析,进而探讨注浆技术如何有效地应用于高速公路的桥梁施工。
关键词:高速公路;桥梁施工;注浆技术
在高速公路施工过程中,桥梁工程是一个重要的施工环节。在进行施工时,要全面考虑高速公路和桥梁的整体性、耐久性和舒适性。而使用注浆技术可以保证桥梁结构的连续性,提高车辆行驶的舒适性,在高速公路桥梁工程中应用广泛。
1 注浆技术应用现状
目前我国高速公路桥梁施工中所应用的注浆技术是利用注浆泵将能固化的浆液注入桥梁桩体的空隙,运用喷射时能量大、速度快的特点,使注浆可以连续且集中作用在加固体上,在压力及其他因素的影响下,注浆在很小的区域内产生效应,运用冲击和搅动的作用对细粒土、碎石等进行固结、压实,从而完成施工。注浆技术是一种有效的施工技术,其效应可以高质量的建成公路桥梁,促使公路桥梁坚固、稳定、结实。
2 高速公路桥梁施工中注浆技术应用分类
对于注浆技术的应用分类有多种,如按照常规分类,可分为静压注浆和高压喷射注浆。高速公路桥梁施工中所应用的注浆技术,主要应用于预应力管道注浆、桩基旋喷注浆等。
2.1 预应力孔道注浆
后张预制梁终张拉完成后,宜在48h内进行管道压浆。预应力管道压浆应采用真空辅助压浆工艺。压浆机应采用连续式;同一管道压浆应连续进行,一次完成。管道出浆口应装有三通管,必须确认出浆浓度与进浆浓度一致时,方可封闭保压。
预应力孔道压浆可保护预应力筋免遭锈蚀,保证结构物的耐久性。预应力筋在高预应力状态下更易锈蚀;预应力筋通过灰浆与周围混凝土结成整体,增加锚固的可靠性,提高结构的抗裂性和承载能力。灌入孔道的水泥浆,既包裹预应力筋,又接触孔道壁,把预应力筋和孔道壁粘结起来,共同作用。
2.2桩基旋喷注浆
旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程,将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后,从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来,形成一股能量高度集中的液流,直接破坏土体,喷射过程中,钻杆边旋转边提升,使浆液与土体充分搅拌混合,在土中形成一定直径的柱状固结体,从而使地基得到加固。施工中一般分为两个工作流程,即先钻后喷,再下钻喷射,然后提升搅拌,保证每米桩浆土比例和质量。实践证明此法对处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果。
3 高速公路桥梁施工中注浆技术应用应注意的问题
在利用注浆技术进行高速公路桥梁施工的过程中,容易受多种因素的影响,促使注浆技术应用效果不佳,降低公路桥梁施工质量。为了避免高速公路桥梁施工受到不必要的影响,在应用过程中应当注意以下问题。
3.1 注浆浆液材料的选择
注浆浆液材料问题是决定注浆技术能否奏效的因素之一。目前,市面上销售的注浆浆液材料主要分为普通注浆浆液材料和化学注浆浆液材料两种,这两种注浆浆液材料的性质不同,但都受温度、成分、渗透时间等方面的影响。为了确保所应用的注浆浆液材料符合高速公路桥梁施工要求,在选购注浆浆液材料之前,应当根据高速公路桥梁施工要求及相关规范性文件,对工程性质、工程造价、施工要求、土质条件、注浆目的等方面进行分析,从而确定所需的注浆浆液材料。以此为依据,在建筑市场上选择价格低廉、质量达标的注浆浆液材料。
3.2 加强注浆工艺控制
注浆施工属于隐蔽性工程,在进行此项工程的过程中应当对每个施工环节予以有效监控,才能够保证注浆施工高质高效完成。目前,能够应用于高速公路桥梁注浆施工中的设施有电子仪器等自动化技术,其能够对注浆施工全过程予以半自动化或自动化的监控,掌握一个注浆阶段的注浆压力、流量浆液成分,从而为后续注浆施工工作,完成注浆工艺创造条件。
3.3 强化注浆工艺
注浆工艺施工是重点环节,应当注意强化注浆工艺要点,尽可能避免注浆工艺施工中出现质量问题,导致降低高速公路桥梁施工质量。注浆工艺控制的要点有:
⑴钻孔放样工艺。钻孔放样工艺并不复杂,但在具体实施的过程中容易出现错误,一旦出现差错,钻孔放样效果不佳,就会影响注浆施工。所以,钻孔放样工艺施工中应当采用精确度较高的皮尺或钢卷尺,测量钻孔的位置,保证确定的钻孔位置与设计钻孔位置误差小于5cm。在钻孔位置上进行钻孔,并对每个钻孔进行放样处理,完成钻孔放样。
⑵压水试验工艺。压水试验效果好坏对后续注浆施工有一定程度地影响。为避免注浆施工受压水试验影响,在进行压水试验过程中,要按照规范的试验要求,进行堵水注浆试验、桩基底注浆试验、地基处理加固注浆试验。
4 施工中注浆技术的应用实践
4.1 工程概况
西山村高架桥6-4桩抽芯结果桩底持力层为中风化花岗片麻岩,根据冲孔记录表及钻孔地质柱状图XZK3,其在标高3.8m时已进入中风化岩层,现桩底标高为-3.0m,已嵌入该岩层超过2D,满足设计嵌岩要求,桩基超声波检测评定为Ⅰ类桩,抽芯显示桩底持力层存在缺陷,设计要求对6-4桩进行桩端后注浆处理,以提高单桩承载力。
4.2补强处理方法
根据成桩资料显示,桩底持力层岩层有裂隙,利用抽芯孔作为注浆孔,采用高压切割清洗,在气举清渣,使两个孔在孔底流通,在孔口埋设井口管,配置浆液,加压注浆,当压力达到要求的强度后,封口完成整个注浆过程。由于桩径较大,因此为了确保补强处理效果需要加钻2个孔作补强孔来确定缺陷的原因和准确部位(如钻孔平面示意图)。对6-4桩先采取高压清水旋喷切割,大排量洗孔及气举联合清渣,然后反压注浆及旋喷注浆,最后压力(压密)挤压浆的方法。要求补强后达到设计强度要求。
4.3施工工艺
4.3.1施工工艺流程
4.3.2施工方法及参数
钻孔:采用XY-1油压钻机,金刚石组合钻具钻孔,钻孔直径Φ91mm-Φ101mm,垂直度小于0.5%,孔深超过处理部位1m。一方面利用抽芯在桩身形成两个孔作为压浆孔,另一方面再在桩身上钻两个孔作为压浆孔,总共4个压浆孔。
高压清水切割:利用抽芯钻孔,将带有合金喷射器的组合钻具分别下入各孔,以高压注浆泵提供高压清水对各孔底缺陷部位进行高压切割。高压清水喷射压力25~28Mpa左右,排量80L/min左右,提升速度5-10cm/min,旋转速度18r/min。找准缺陷点(段),同时采用定点定段切割,尽量使桩底缺陷层剥落,反复多次直至返水较清为止。
气举清渣:用大排量清水注向孔内,同时利用相互连通各孔,采用空压机气举反循环清渣,空压机排量3.0m3/min,压力0.8Mpa,直至无渣无泥为止。
埋设井口管:井口管采用钢管,加焊钢筋用15cm厚水泥砂浆埋植井口,以保证5Mpa压力时不泄不漏。
配浆:采用高强度水泥,用造浆桶造出水灰比为0.7~0.5左右的水泥浆,分别对各孔缺陷段进行注浆及旋喷注浆,待各孔返浆后再造出水灰比为0.5左右的浓水泥浆以反推法换浆,至各孔内返出与注入浆浓度一致后,关井压浆。
旋喷注浆压力23Mpa,提升速度15cm/min,旋转速度18r/min。每孔上下反复旋喷几遍,并且各孔交替进行二至三次,同时各孔分别注压浓浆,以保证补强后浆体强度。
压浆:在以上工序完成后,关闭井口,用较浓(0.5水灰比)水泥浆向孔内静压注浆,以增加密实度,压力为1-3Mpa,稳压20分钟即可。如果存在地层裂隙漏浆无法加压,则采取间隙注压浆的方法,直至注浆量达到或超过理论浆量(缺陷空间)两倍以上可停止注浆。
5 结语
在高速公路越来越重要的今天,保证公路桥梁坚固、稳定、安全至关重要,但目前高速公路桥梁施工中容易受到多种因素影响,致使高速公路桥梁质量不高,不利于高速公路桥梁长久使用。注浆技术是一种高效的施工技术,将其科学、合理地应用于公路桥梁施工中,可提高高速公路桥梁施工质量,进一步增强高速公路桥梁的安全性、稳定性、应用性。
参考文献:
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[2] 于顺杰.高速公路桥梁施工中注浆技术的应用[J].河南科技,2014(4):153-154.
[3] 郝婷.高速公路桥梁施工中注浆技术探讨[J].科技资讯,2009(14):29-31.
论文作者:夏维欢
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/10
标签:注浆论文; 桥梁论文; 高速公路论文; 浆液论文; 钻孔论文; 技术论文; 预应力论文; 《基层建设》2017年第15期论文;