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關鍵詞:預應力技術;道路橋梁;施工技術
一、預應力技術在公路橋梁工程施工中的應用領域
1、多跨連續梁施工中的應用
從結構層面上來看,多跨連續梁又分為正彎矩區和負彎矩區兩種形式。通常來講,跨中的為正彎矩,存在支座的為負彎矩。當多跨連續梁的抗剪承載能力和抗彎承載能力難以滿足施工要求時,就必須應用預應力技術來做加固處理。
2、受彎構件施工中的應用
碳纖維的強度是比較高的,其施工的程度亦比較簡單。正因為如此,應用碳纖維片材來對受彎構件加固問題進行解決就成普遍采用的一種方式。但因在加固受彎構件之前,結構混凝土就已經具有初始的拉應變和壓應變了。故受壓區內混凝土的壓應變一旦達到混凝土極限壓應變時,受彎構件也就達到了其極限承載能力。
3、加工施工中的應用
通常來講,加固公路橋梁時都是通過應用預應力技術,來補強構件和改善結構性能,進一步提高或恢復公路橋梁承載能力的,從而延長公路強烈使用年限,滿足當前對于交通運輸的要求
二、預應力技術在道路橋梁工程應用中的問題
(一)曲線孔道豎向位置偏差
在多跨連續預應力混凝土橋梁中,曲線預應力筋的豎向坐標是以預埋的波紋管中心線為準。多跨曲線孔道豎向坐標的控制點;跨中點、反彎點及支座點在實際施工中,檢查曲線孔道豎向坐標時經常遇到跨中處坐標偏高與支座處坐標偏低的現象,降低了預應力筋的有效高度,影響梁的承載力和抗裂要求。
原因分析:(1)控制曲線孔道豎向坐標的鋼筋支托位置計算有誤或安裝不準。(2)設計圖紙上所標明的曲線孔道在支座處的豎向坐標有時偏高,但在該節點處縱橫鋼筋較多,使曲線孔道難以安裝到位。(3)在鋼筋安裝與綁扎過程中,操作工人貪圖方便,沒有嚴格控制鋼筋位置,尤其在支座處對曲線孔道的豎向坐標影響較大。
防治措施:(1)在編制施工組織設計期間,應核對曲線預應力筋的坐標高度是否會引起波紋管與梁的鋼筋相碰。如在內支座處遇到這種情況,應與設計人員商討,能否調整鋼筋的規格和排列方式,不得已時考慮降低波紋管的坐標高度。在跨中處也可參照處理。至于在其它部位,鋼筋應避開波紋管,不得影響波紋管的曲線形狀。(2)施工單位應分解繪制預應力筋曲線坐標圖、支座(跨中)處鋼筋與預應力筋孔道排列詳圖,并交待給有關操作人員。施工中加強督促檢查,嚴格按圖施工。(3)金屬小組紋管可采用鋼筋支托定位,鋼筋支托可點焊在箍筋上,間距為0.5~1m,防止混凝土澆注后波紋管上浮。
治理方法:(1)金屬波紋管的坐標高度超出允許偏差,但不大于10mm,可不必調整。(2)金屬波紋管的坐標高度如超出允許偏差大于10mm,應局部拆開調整至允許偏差內。(3)金屬波紋管的坐標高度超出允許偏差較大而無法調整的情況,應會同設計人員根據實際受力情況商討解決辦法。
(二)波紋管阻塞
波紋管堵塞堵管是指在混凝土澆筑后波紋管出現堵塞的現象。發生了堵管會導致后期預應力鋼絞線穿束無法通過,或張拉預應力時鋼絞線實際伸長值與設計計算值相差很大,給施工帶來不必要的麻煩,即影響了工期,又耗費了人力。引起堵管的原因分析:首先,施工單位在施工過程中沒有嚴格按照施工規范安裝波紋管,出現波紋管定位不精確引起的彎折扭曲、套管接頭松動,或者是在混凝士澆筑施工中,振搗人員在振搗混凝土時操作失誤,造成波紋管局部的破裂,直接導致混凝土水泥漿滲漏到波紋管中造成堵管。其次,波紋管自身的質量缺陷引起漏漿堵管。
在遇到堵管問題時,要根據預應力筋曲線坐標,標注漏漿孔道堵塞的位置,在避開粱的主筋位置,采用沖擊鉆緩慢進行開孔,清除波紋管中的水泥漿塊,使鋼絞線能順利穿過波紋管并能夠自由伸縮;然后待張拉完畢后用高一等級微膨脹混凝土封堵孔洞。可采取以下預防措施:在施工下科前對波紋管質量仔細檢查,對有缺陷的波紋管及早發現;在澆筑混凝土前檢查波紋管的安裝位置,固定好,檢查套管接頭連接是否牢固,密閉性是否達到要求;在澆筑混凝土過程中注意波紋管的保護,避免振搗棒碰壞波紋管。
(三)張拉過程出現縱向裂縫
預應力梁板常在上表面或端頭包括橫肋端頭和縱肋端頭出現裂縫,板面裂縫多為橫向在板角部位呈,端橫肋靠近縱肋部位的裂縫,基本平行于肋高;縱肋端頭裂縫呈斜向,此外預應力構件的端頭錨固區,常出現沿預應力筋方向的縱向裂縫,并斷斷續續延伸,一定長度范圍桁架端頭有時還出現垂直裂縫,其中拱形桁架上弦往往產生橫向裂縫。
這種裂縫產生的主要原因有:(1)后張法預應力構件,張拉后沿預應力筋孔道方向出現縱向裂縫,主要因為施工中預應力孔道定位不力或不準,孔道偏向一側,當張拉時預應力筋會對孔壁產生較大的側向分力,如遇砼較薄時就會沿孔道側面出現裂縫,嚴重時會產生局部崩裂。(2)預應力板類構件的板面出現裂縫,主要因為預應力筋放張后,由于肋的剛度差,當控制力偏高時受壓后產生反拱,使板面出現拉應力,加上板面與縱肋收縮不一致,也使板面受拉兩種應力值疊加當超過混凝土抗拉強度,便會出現橫向裂縫。(3)板面四角斜裂縫是由于端橫肋對縱肋壓縮變形的牽制作用,而在四角區出現對角線方向拉應力,加上收縮作用而引起裂縫。(4)預應力桁架托架等端頭沿預應力方向的縱向水平裂縫,主要是構件端部節點尺寸不夠和未配置足夠的橫向鋼筋網片或鋼箍,當張拉時,由于垂直預應力鋼筋方向的劈裂拉應力而引起裂縫出現,此外砼振搗不密實,張拉時砼強度偏低,以及張拉力超過規定等都會引起這種裂縫出現。
預防措施:(1)先張法施工中:均勻放張,多根整批預應力筋放張,宜采用砂箱法或千斤頂法。用砂箱放張時,放張速度應均勻一致;用千斤頂放張時,放張宜分數次完成;單根鋼筋采用擰松螺母的方法放張時,宜先兩側后中間,而不能一次將一根力筋松到位。嚴禁切割放張。(2)后張法施工中:梁端布筋設計應充分考慮張拉時產生的局部應力集中,增加橫向分布鋼筋數量或螺旋筋,適當增加封錨端和梁端混凝土的幾何尺寸;預應力筋張拉順序應符合設計要求,當設計未規定時,宜采取分次、逐級對稱張拉。張拉時,均勻加載,不宜過快,以盡可能減小張拉過程出現局部應力集中;嚴格粱(板)混凝土澆筑時的施工控制,確保梁(板)混凝土澆筑質量,特別要加強對錨墊板后的混凝土振搗。張拉前,應對梁體進行檢驗,是否符合質量標準要求;張拉時,混凝土強度應達到設計要求;設計無規定時,以不低于設計強度值的95%為宜。
(四)錨固區混凝土爆裂
錨固區混凝土爆裂原因:由于預埋在混凝土中的錨墊板固定螺栓安裝數量不夠或受混凝土澆注振搗影響,造成錨墊板傾斜,并引起錨墊板與應力束軸線不垂直;錨下加固鋼筋數量不足,位置不準確;錨下混凝土振搗不密實或混凝土強度未達到設計要求等幾方面的原因,均可能使錨下混凝土在張拉過程中產生爆裂,造成返工損失或張拉事故,修補后的結構質量也會受到影響。因此張拉前要仔細檢查錨墊板周邊索混凝土是否有裂縫和架空現象,必須避免出現上述問題,產生爆裂后也必須采取妥善的辦法進行補救。
預防措施:按圖紙要求施工,保證錨墊板的位置和方向正確,錨固區加固鋼筋網必須安放準確,綁扎牢固,螺旋筋的位置必須準確固定,防止振搗過程中移位或滑落。加強錨下混凝土的澆注、振搗質量,混凝土強度達到設計要求后才進行張拉施工。錨固區混凝土爆裂后,必須對松散部分混凝土進行徹底鑿出清理,按設計要求進行恢復和固定。
三、預應力技術發展展望
預應力砼材料技術的發展從來都是預應力砼技術革命的先驅,預應力砼筋除了目前使用的高強度鋼材外,未來新型預應力砼筋應是強度高、自重輕、彈性模量大的聚碳纖維、玻璃纖維和聚醋纖維類非金屬預應力砼筋。
橋梁結構領域中,預應力技術既是一種結構手段,又是與施工方法結合形成一整套以節段式施工為主體的預應力施工工法或專利,主要有預應力懸臂分段施工技術、分段頂推施工技術、移動模架逐孔施工技術、塊體節段拼裝技術、大節段預制吊裝技術等。這些施工技術與預應力技術是緊密相關的。現有橋梁的改造、加固技術亦是研究開發方向。
另外,在未來的發展中,設計理論將有重大進展,預應力混凝土結構的可靠性、耐久性和經濟性更為協調一致;預應力工藝將進-步完善,專用產品質量提高;專業預應力砼工程公司將集團化、國際化,施工技術和管理水平大大提高。
結語
當前的預應力技術是比較成熟的一項工程技術,在今后的發展中,還將日臻完善。預應力技術以種種優勢,在橋梁建設領域有著強大的生命力和競爭力,甚至在其還未完全占領的領域仍然具有強大的發展力。
參考文獻:
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關鍵詞:道路橋梁工程;常見病害;施工處理技術
引言:質量可靠的道路橋梁工程施工建設是確保過往車輛與人流通行安全的基礎與關鍵所在。但從大部分道橋工程的實際作業情況來看,依然存在較多的病害問題,對整體項目的施工效果產生嚴重的負面影響。與此同時,在天氣與環境等外部因素的干擾下,道路橋梁很容易出現裂縫或沉陷等現象,掌握有效的施工處理技術對工程建設的順利發展具有重要意義。
1 道路橋梁工程的常見病害
1.1 路面鋪裝層出現裂縫
在施工現場的環境溫度出現明顯變化或大幅落差時,道路橋梁的內部結構與材料會受到一定影響,從而產生大小不一、形狀各異的裂縫。半剛性結構是現階段我國大部分橋面鋪裝層的主要建造形式,有利于增強橋梁整體的承載性能,并使其保持持續的穩定狀態。但溫度等外部因素會對結構的實際應用效果帶來干擾。以北方地區的道路橋梁工程為例,大幅度的氣溫變化顯著增加了路面結構出現裂縫的幾率。除此以外,在通行車輛逐漸增多的情況下,也會影響或損害道路橋梁質量,導致其出現裂縫[1]。
1.2 路橋地基不均勻沉降
路橋地基不均勻沉降的問題在道路橋梁工程項目施工過程中較為常見,主要是由于路面各部分的實際荷載或受力不均勻,受到外力作用,從而產生一定程度的沉降現象。除此以外,在鋪設道路路面前,沒有全面地勘察施工地質情況、未能合理地處理軟土地基也是使得路基容易發生沉降的主要因素,技術工藝操作不規范、整平處理不到位均會為工程的建設埋下安全隱患,引發后續一系列的質量問題。不平整的道路路面不僅會大幅削弱車輛的行車舒適度,還可能發生橋頭跳車等事故,嚴重時破壞路面與橋梁的連接部位,損害橋梁主體的內部結構。
1.3 橋頭破損
在道路橋梁工程作業過程中,橋梁梁端發生形變是橋頭破損的主要形式,屬于常見的質量問題之一。破損的橋頭使得橋梁梁端的應力結構發生改變,穩定性遭到破壞,不僅會對過往車輛的通行安全產生危害,還有可能威脅到行人的人身安全。使用質量不達標的施工材料、作業技術不規范是導致橋頭出現破損的主要因素。在工程施工方案的設計階段,選用符合質量標準的建設材料是首要前提,以提升橋頭的抗沖擊能力與承載性能。若材料質量存在缺陷,必然會使得橋梁結構的支撐性能被大幅削弱,從而引發橋身的破損與斷裂[2]。
2 道路橋梁工程病害問題的施工處理技術
2.1 混凝土裂縫修補技術
在修補道路橋梁上的裂縫時,施工人員需首先考察裂縫的實際深度、寬度與影響面積,結合具體的作業環境與技術設備條件,選用適宜的處理方法。以低壓注泵修補法為例,其一般用于處理路面鋪裝層的裂縫問題,利用混凝土或其他施工材料充分填補裂縫,修復破損路面。實際上,路面裂縫的程度不同,處理方法也存在一定差異。若裂縫寬度不超過2cm,只需暫時封閉相應的路面,采取針對性的技術手段修復裂縫即可。若裂縫寬度超過2cm,則可以采用灌注環氧樹脂膠的作業方式,有效處理路面鋪裝層的開裂問題,逐步縮小裂縫的開裂程度與影響范圍。
2.2 路基沉降處理技術
橋梁加固增強技術的合理運用能夠有效處理路基沉降不均勻等質量問題,例如,將高強度的粘黏材料等覆蓋在路基上,充分粘合路基結構的內部材料與外部材料。或者將路基的鋼筋配比與橫截面積等適當增加,使得橋梁基礎更加趨于穩定。還可以優化道路橋梁的結構體系,使得混凝土路基的抗拉性更強,針對性地調整整體結構的應力狀態。處理道路橋梁的沉降路基還需結合其實際的下沉程度,若路面屬于高度沉降情況,盡量選擇灌注或置換的處理方法,將水泥砂漿等材料填筑在路基基礎內,將地下軟土與混凝土材料充分融合并加固,最后進行壓實作業,確保道路路基的穩定性有效增強。或者利用級配碎石與礦石等置換原有路基內的軟質土體,此類材料具有更好的力學性能,能夠切實強化道路基礎的承載能力。在進行碾壓作業時,需借助壓路機等專業設備,針對重點的施工區域予以反復碾壓。若道路橋梁的路基沉降程度較淺,在處理時只需采取普通的修補技術方法即可[3]。
2.3 噴錨施工技術
噴錨技術是處理橋梁工程橋頭破損病害問題的常用方法,相比與一般的加固技術,噴錨技術的實際應用效果更好。其主要采用模板加固的技術模式,借助噴射機等專業的噴錨設備,將適量的硅膠材料噴射到裂縫與橋頭破損的部位,發揮材料的粘接作用,不僅能夠在短時間內形成較高的粘黏強度,還可以有效提升內部結構的穩定性。硅膠材料在處理破損或裂縫問題上具有一定的優勢特點,其柔韌性能更好、形成的強度與硬度較為適中,在粘接橋體時更簡單易行。
結束語:城市現代化的發展進程不斷加快,在一定程度上增加了道路橋梁等基礎交通設施的使用負擔。道路橋梁工程的建設質量和施工成效與人們的日常生活與出行安全緊密相關,為了有效地處理道路橋梁常見的病害問題,應全面分析并探究產生原因與潛在的影響因素,選用適宜的處理技術方法解決質量問題,提高道路橋梁工程項目建設的安全性。
[關鍵詞]道路橋梁;路面沉降段;描述;市政道路;工程;路基路面;施工技術
文章編號:2095―4085(2017)04―0102―02
隨著高速公路建設的迅猛發展,對于安全性和舒適性的要求越來越高,但橋梁本身也因為高速公路橋頭跳車而嚴重損壞。例如普通路面伸縮縫損壞,可以加速車輛損壞等,這是不安全的。因此,本研究的主要目的是如何在正確的長度下實現橋梁之間道路和橋梁的沉降,避免不均勻沉降,防止碰撞現象的發生,保證行車安全和舒適性。
1路基沉降的原因。
1.1不合理的路基結構
在一般的道路路基工程中,所采用的材料大多都是鋼筋混凝土、過渡板和加筋等,因此需要減少公路和橋梁之間的剛度變化差異和沉降不均勻,保持路基路面強度的平滑。市政道路和橋梁在橋梁與路基沉降方法中的分析結果表明,一條通道板是應用最廣泛的結構,還經常出現橋頭跳車現象。
1.2橋臺背路堤
壓實不能滿足標準要求。在市政道路橋梁中,幾乎所有的橋梁、通道都需要進行橋臺背填土處理,是比較復雜的工藝,其中有很多影響工程質量的因素,如建筑材料、機械設備、施工順序等。在實踐中,往往充填后的地表壓實度不符合要求,也是一個橋梁不均勻沉降路段產生的原因。同時,道路橋梁在日常通車過程中,由于載重壓力大,使路面塑形發生變形。另外,受到自然因素如天氣、氣候等的影響,也容易產生沉降,破壞路面的平整度。
1.3不合理的結構設計
道路和橋梁橋之間的地基下沉,造成橋頭跳車現象發生,其原因分析表明橋頭軟土是地基沉降的主要原因。在設計圖紙布置以及鉆孔的鉆探深度等方面不符合要求,對軟土的深度不了解,也不了解軟土的性質,研究范圍以及物理和機械性能,使橋頭路堤在軟土地基處理中采用了不適當的措施。另一方面,軟土理論計算方法和計算系數與軟土實際操作不相符,如果無法滿足實際的需求,也能導致軟土沉降,經過長期的侵蝕和雨水的流失,路基強度降低,這也是一個沉降的原因。
2施工技術
2.1搭板的設置方法
(1)路面的剛度和厚度:在施工操作中面臨許多障礙,需要使板的表面平行,使板和車身的上表面一致。要維護正常的道路同行,需要考慮板表面高度之間的兩個過渡與保持連接的高度板問題。施工中的原設計道路和端板與實際高度應大于目標值。采取逆向坡,在道路和橋梁沉降差的基礎上確定傾向,要注意道路的輪廓應為路基沉降,確定對邊坡保留;(3)錨板:應對最后端橋臺臺背與板塊之間保持垂直狀態,并進行水平拉錨,以確保板縱向滑動。鋼筋間距為75 cm~80 cm。如果^在水平垂直的情況下被破壞,應保留和繪制邊界,使位移的方向一致;(4)倒角:避免板旋轉從而使路面結構破壞,以控制臺上邊緣的倒角;(5)頂部板與板的施工:混凝土板的施工技術標準應滿足行業標準和國家標準,保證混凝土表面的平整度和坡度。
2.2基礎重新設計的問題
正確處理橋頭軟土,使橋頭沉降現象得到有效控制。應依據不同的混凝土施工,設計不同的施工方案,將原有的地基承載力性能提高,也大大提高了建設的質量,從而有效減少最大化誤差,在軟土厚度較大的情況下,減少路堤差異沉降的發生。高填方施工中的填充材料,可對軟土基礎兩側壓力加大,此現象對橋臺位移或旋轉造成影響。這一現象往往會嚴重破壞甲板和上層建筑,也必然降低基礎回填材料的剛性。
2.3后臺填筑
橋梁基本體沉降和道路上的沉降變形主要有兩種形式,前者通常是不考慮的,因為它沒有太大的影響。沉降的主要因素在于影響材料的質量,通常在填充材料本身,輕型填充材料通常可以減少沉降,而減少壓縮的填充材料,容易因反復荷載從而導致累積變形。總之,在建筑行業的平臺中,選擇材料和填料類型時必須謹慎。
3加強城市道路和公路橋梁在過渡段的有效策略
第一,避免過渡建設道路、壓實道路和橋梁開挖。其中開挖中的過渡道路,通常主要包括全寬橫向和縱向兩個隧道,同時也可以兩者結合。大壩建成道路之前徹底沖洗,然后開挖,根據地質的實際特點,進行分層和混合填料,確保描述的實際厚度和強度,土壤壓實。路基壓實,填筑與壓實的方法,即交叉操作,較大的地區應適當增加加強壓實,確保過渡橋梁與路面的強度和穩定性;第二,有利于路面過渡。過渡道路穩定水和強度下降的主要原因是路基路面排水,過渡路面設施通常要修建排水溝,雨水滴落到路面,再流到排水溝,排水溝的表面用瓦礫和石塊鋪平,溝槽中可以應用混凝土預制構件;第三,對路基過渡段進行維護。如果原來的路面因負荷過大被破壞也是不可避免的,因此需要維修公路和橋梁的坡度,以防止地表水對邊坡巖土的風化侵蝕,維護與環境的協調,其中最常用的方法是巖石的保護方法,尤其是對邊坡在不同傾斜角度的不同應用。路堤、邊坡采用混凝土預制塊護坡;在易風化巖石邊坡采用高強塑料網格,使用混凝土或混凝土錨掛鐵絲網保護策略,因為混凝土和砌石邊坡的高成本和缺乏耐久性,因此,草坡是更廣泛使用的方法;第四,加強軟土的過渡。嚴格監控軟土路基,通過沉降監測軟土的強度和穩定性。軟路堤中心沉降速率、施工必須符合設計要求和側向位移小的原則,選擇合適的充填材料。在軟土路堤高度達到要求的前提下,重量壓在路面之前必須得到加強;而監測軟土路基的處理時間要雙重標準,對建設結束后連續幾個月進行沉降觀測,沉降曲線允許值不超過6 mm。只有滿足上述兩個條件,才能夠保證路面的使用性能,防止車輛碰撞的現象。
關鍵詞:灌漿法;公路橋梁隧道;加固;原理
0 引言
對墩臺裂縫的預防和治理是公路橋梁隧道施工中的重要工作內容,而實際施工中,由于墩臺的不均勻沉降或墩臺自身裂縫等原因,橋臺、橋墩常出現不同程度的裂縫,對橋梁隧道工程的安全性能和服務性能產生嚴重的影響。本文通過橋梁隧道施工實例證明:公路橋梁隧道施工中,利用灌漿法對施工中出現的裂縫進行修補,能夠達到加固橋梁基礎的目的,使用效果較為理想,應得到廣泛運用。
1 工程概況
某公路橋梁隧道,橋全長為42m,橋梁的跨徑組合為3m×14m,橋寬組合為1.5m +12.0m +1.5m。該橋梁隧道的下部結構為柱式墩配擴大基礎,橋臺為U型橋臺配擴大基礎。該橋梁隧道施工中發現以下問題:a)橋墩、橋臺存在裂縫,范圍是臺帽中間到臺身,寬度約為2mm,長度約為3m;b)橋墩上游側防震擋塊開裂;c)橋臺砌石出現松動現象。對上述問題的成因進行分析,認為裂縫的產生原因為墩臺不均勻沉降,以及墩臺開裂。為了在施工過程中有效解決上述問題,及時控制裂縫的范圍和深度,保障公路橋梁隧道施工質量,本工程采用灌漿法對橋梁基礎進行加固施工。
2 灌漿法加固的原理
利用灌漿法加固橋梁基礎指的是運用液壓、氣壓、電化學原理,在壓力作用下將漿液注入橋梁基礎的裂縫和空隙中,從而達到填補裂縫,加固基礎的目的。灌漿法的主要作用是通過灌漿來改善基礎的化學性質以及物理性質,在灌漿過程中,漿液滲透到裂縫和孔隙中,并形成漿脈,進而形成漿柱體,漿柱體與橋梁基礎結合后形成符合基礎,從而有效提高橋梁基礎的承載能力,并減輕墩臺不均勻沉降的問題。
3 灌漿法加固橋梁隧道基礎方案設計
合理設計施工方案是保障灌漿法加固橋梁隧道基礎施工質量的重要前提,灌漿法加固橋梁隧道基礎的方案設計應包含以下幾項內容。
3.1 灌漿施工控制標準
灌漿強度控制標準:灌漿后,要求雜填土的承載力標準值達到130kPa,淤泥或淤質泥的承載力標準值達到80kPa以上,復合地基的承載力要達到130kPa以上。灌漿施工質量控制標準:灌漿施工的質量控制標準應視橋梁隧道工程施工設計要求和施工控制標準而定,對于橋梁基礎的加固施工沒有特定的施工質量衡量標準,由于不同工程橋梁基礎的均一性、裂縫數量、裂縫程度和理論耗漿都不相同,因而對橋梁墩臺灌漿施工效果應結合工程實際情況制定一套科學的質量控制標準,從而保障灌漿加固施工的有效開展。
3.2 灌漿施工段的選擇
結合橋梁隧道基礎的不均勻沉降程度、裂縫等病害的范圍和嚴重程度選擇灌漿加固施工段,本工程主要對墩臺基礎四周進行加固。
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,水泥的強度是32.5。
3.4 擴散半徑
由于實際施工中墩臺基礎的地質存在不同程度的差異,墩臺的孔隙率和滲透系數也存在一定的變化,因而不能以公式計算得到的擴散半徑作為實際施工中的灌漿擴散半徑。本工程施工中首先通過大量經驗將擴散半徑確定為1.5m,實際施工中結合具體情況對擴散半徑進行適當調整。
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橋梁基礎的加固效果,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計如下:
a)灌漿孔深度 結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 在施工現場通過實驗確定灌漿壓力,一般來說橋梁基礎灌漿加固的灌漿壓力在0.3~0.5MPa左右,灌漿過程中如遇到特殊地質及其他特殊情況應進行合理分析再調整灌漿壓力;
c)灌漿量 灌漿施工的最終要求是達到灌漿飽滿,使漿液充滿地基,因而無論是通過理論公式(即灌漿量為對象土量的20%)還是通過經驗判斷,灌漿量的計量都應以飽滿、填滿地基為準;
d)灌漿結束標準 規定灌漿壓力下,當孔段吸漿量不大于0.6L/min 時,延續 30min 方可結束灌注。
4 灌漿施工
灌漿法加固橋梁隧道基礎的具體施工對策如下。
4.1 施工準備
進行灌漿施工前首先要做好灌漿施工準備,施工準備包括以下內容:
a)準備好灌漿施工所用的機具設備;
b)準備好灌漿施工所需的各種漿材;
c)開展灌漿試驗,通過試驗確定合理的灌漿擴散半徑、灌漿孔距等;
d)施工現場組織到位,施工人員、技術人員就位,合理安排灌漿施工進度,組織施工現場質量控制和監督人員。
4.2 施工流程及施工工藝
灌漿法加固公路橋梁隧道基礎的施工流程如下:道基礎灌漿施工應按以下流程進行: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施工中應控制好以下幾項施工工藝:
a)成孔 采用直徑為89mm的鉆頭正對孔位鉆進,當鉆頭鉆進至粉性土中時,應先下入導管護壁,再通過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阻隔泥沙防止泥沙涌入花管;
c)攪拌 將一定量的水導入攪拌槳筒,再用攪拌機攪拌,再加入預定量的水泥,繼續攪拌3~5min后過 濾 漿 液 備 用;
d)灌漿 灌漿施工過程中應按照自上而下的順序進行孔口封閉純壓式灌漿,直至漿液飽滿,填滿基礎,達到設計深度為止;
e)封孔 當灌漿施工達到結束標準后,應及時進行封孔操作,封孔過后24h還需要對孔口進行檢查,當漿液下沉后還需要進行補漿,直至漿液達到頂面。
5 結語
綜上所述,灌漿法對于公路橋梁隧道基礎的加固效果理想,且施工流程較為簡單,施工操作難度較低,經濟可行,同時也避免了傳統加固方法造成的浪費和質量隱患。今后的公路橋梁隧道施工中,如需對墩臺基礎進行加固,應首先考慮運用灌漿加固法。此外,應結合工程實際不斷優化漿材配合比、優化布孔方案和改進灌注工藝,進而更好地解決墩臺裂縫問題,顯著提升橋梁基礎的承載力。
參考文獻:
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關鍵詞:道路橋梁 地基處理軟弱地基 處理措施
中圖分類號:U41 文獻標識碼:A 文章編號:
基礎建設中道路橋梁是一項重要的建設項目,因為基礎建設的不斷拓展橋梁建設的環境也隨之多樣化起來,尤其是軟弱地基對橋梁的影響日益突出,軟弱地基在橋梁的施工與使用過程中會造直接造成橋梁穩定隱患,不僅僅在施工中對橋梁質量產生影響,對竣工后的橋梁影響也十分明顯。所以在施工中必須明確其特征并選擇最佳方式加以處理,從而保證工程項目的安全。
軟土地基的基本特征與處理思路
1、軟土地基定性
通常在工程中將淤泥、軟性粘土、淤泥質土、濕陷性黃土,或者由以上土質結合的地基稱之為軟土地基,從參數上看,天然空隙較大在1左右的土質就是軟弱土質,其主要的特征是含水量大,天然承載力較低,壓縮性高。軟弱地基在外部因素發生改變的時候會出現明顯的性狀改變,出現大幅度的沉降、失穩等情況,對于橋梁工程而言影響較大,主要是橋梁自身的重量對軟弱地基的干擾較大,加上后期活載的影響會導致橋梁出現沉降不均勻,甚至是失衡。
軟弱地基的處理思路
在應對軟弱地基的負面影響的時候,其主要是思路先利用天然措施進行處理,即材料回填,利用廢棄的材料進行回填加固,然后才考慮利用人工技術措施進行加固。在道路橋梁中對于軟弱地基的處理必須達到以下目標:有效甲固地基;提升其抗剪能力;改善軟土的動力性能,控制其液化或者形變;有效降低其壓縮性;提高其承載能力;控制其滲透性,防止滲流的影響。
軟弱地基處理概況
軟弱地基的情況是存在差異的,每個工程所面對的軟弱地基都是不同的,當前在施工中主要面臨的問題有,前期對軟弱地基的勘測效果不夠理想,因為地質結構的細致勘測是不能完全做到精確的,所以容易造成誤導而影響措施正確。同時對已經勘測探明的軟弱地基認識不足,不能采用合理的措施加以處理,從而影響其處理的效果而影響工程進度。在施工中對于選擇采用的施工技術把握不夠準確,沒有對施工過程進行細致管理,從而造成人為失誤或者其他誤差,進而影響了工程施工措施達到效果不夠理想,如在處理中不能安裝逐層處理的思路進行,沒有實現逐層碾壓,導致處理效果差異較大。綜合的看對于軟土基礎必須選擇較為正確的處理方式并細化管理才能保證其處理效果。
道路橋梁中軟弱地基的處理技術分析
換填技術
換填顧名思義就是利用其它材料對軟弱地基的土質進行替換,主要是承載力高且透水性好的材料,如粗砂、水泥土等材料,施工時挖除軟土換填為新的材料并壓實,以此提高地基的承載力。其適應軟土層較薄的地基,在施工中應控制其挖除的深度,避免超挖或者欠挖而影響工程的成本與質量。
擠淤技術
此類技術對于淤泥質地基適用,主要思路就是將淤泥排擠出地基范圍,主要是利用石質材料進行填充,然后鋪上砂層在進行回填,這個方式對于軟土基厚度較大的地區較為適用。拋石擠淤施工中應注意區分平坦路況和坡度路況,針對兩種橋梁的地基處理是存在差異的,不能一概而論,在處理坡度較大的路基時應保證低側的處理按照設計需求進行,控制其拋入石材的厚度,保證平整。
排水固結技術
該技術的思路就是利用擠壓排水的方式降低軟土地基的孔隙率和含水量,從而使之重新固結而增加其強度。實施中利用排水系統將軟弱地基中的水分擠壓出來,并集中排放,主要由排水和加壓兩個系統協調合作來完成該項處理技術的實施。施工中排水體存在差異,有砂井排水和塑料排水兩種。排水固結技術主要針對的是含水量大的淤泥質土質,可以降低其沉降比例增加穩定性。實施中砂井排水主要是控制砂井的位置與間距,從而保證期排水效果,間距與砂井直徑之間的比例必須保證合理,并配合含水量參數這樣才能保證期處理效果,通常是砂井距離在2-4m,直徑為0.2-0.3m,設置為梅花形。
塑料排水則是利用排水板進行擠壓,其優勢是濾水性高,排水通暢,效率高等。施工速度快且操作簡答,工期短效率高。如每臺插板機效率可達15000m以上,造價也相對砂井低。可以在超軟弱地基上實現作業。但是塑料材料在反復使用中容易老化,所以在施工中應注意塑料插板的質量檢查。同時控制其插板過程質量控制,保證透水層不受污染保證透水膜完整。在插板需要采用慮水膜內平搭接,長度不應小于200mm。
夯實技術
夯實技術主要是是強夯,及動力固結措施。強夯法應用較為廣泛。強夯技術施工設備較為簡單且周期與費用都不高。夯實技術主要針對的是素填土、沙土、粉質土、黃土、低飽和粘土等。其中軟土地基如果飽和度較高的不應采用強夯的技術措施,如果軟土中有沙層的話可以利用強夯,實施中應進行區域性試驗確定強夯的錘重和變數。
預壓技術
處理軟土基時可以利用超載預壓的技術進行處理,及對軟土進行預壓來降低其沉降的比例,從而達到穩定地基的作用。在實施中應注意對超載比例和時間的控制,這兩個參數應根據實際的土質進行選擇與配合,從而達到預壓的效果。預壓的本質就是固結,固結的時間越短對工程越有利,但是在實際的施工中應適當增加預壓的時間來提高預壓的效果,從而更大程度上消除軟土基不規則沉降的影響。
灌注技術
灌注技術就是指利用化學泥漿等灌注到軟土層中使之發生理化反應,而達到固結的目的。通常有粉噴、旋噴、電化學等灌注技術。其主要是利用泥漿滲透作用,使用的泥漿有水泥漿、水泥砂漿等。其中也會填充化學材料來加速作用。以粉噴法為例,其工藝較為簡單,其施工中必須保證鉆機的性能,同時位置設計準確,樁孔應保證與設計的誤差在50mm之內。并控制樁孔的偏差不能出現傾斜,范圍在1.5%內。同時嚴格的控制噴粉的時間,水泥量等,并控制其深度滿足處理需求。在施工中還應重視對工作日志的記錄,對深度、水量、位置等把控。同時還應注意地基土質的改變,針對不同的工程項目中出現的情況進行及時的處理,不能一味的按照實驗室的方法進行,因地制宜的進行參數改進,并在現場進行測試這樣才能保證技術措施的有效。
結束語:
在基礎建設不斷拓展的情況下,道路橋梁面對的地基情況也呈現復雜趨勢,其中軟弱地基對橋梁的影響最大。其嚴重的影響工程進度與施工質量,如果不對其進行謹慎處理會導致橋梁安全隱患加劇。通過上述分析,可以了解到道路橋梁的軟弱地基處理方法很多,必須做出準確的選擇并在施工中把握要點才能獲得最佳的施工效果。
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