仝 剛
(匯通路橋建設集團有限公司,河北 高碑店 074099)
在高速公路的施工建設中,橋梁施工是一個重要的環(huán)節(jié)。橋梁注漿施工對提高橋梁的耐久性和舒適性發(fā)揮了重要作用。注漿技術在我國起步較晚,但是發(fā)展的速度非常快。在公路橋梁施工中應用注漿技術,不僅可以有效地解決公路橋梁施工中的技術難題,還可以有效地保證工程質量。
在高速公路橋梁的施工過程中,注漿技術就是利用注漿泵將可以固化的漿液注入到橋梁樁體的空隙之中。由于注漿噴射的過程中能量比較大,速度也非???,因此在其連續(xù)和集中作用于加固體上時,受沖蝕和壓力等多方因素的影響,即使在一塊很小的區(qū)域內,其也可以產生一定的效應。同時,對那些顆粒很小的細粒土和顆粒比較大的碎石而言,該技術可以起到很強的攪動和沖擊作用,以使注入的水泥漿和破碎的加固體凝結成新的固結體,然后對橋梁樁體起到滲透、填充、固結和壓密作用,以保證公路橋梁質量。
在公路橋梁施工前,準備采取注漿施工的工程也要同步做好準備。首先需要準備好一臺鉆機、一臺注漿機和一臺泥漿機,機械的安裝要符合要求。在水泥的選擇上,需要采用42.5普通硅酸鹽水泥。在準備好這些設備材料后,在施工前還需要根據場地和施工工藝的不同,對機械設備進行合理的配置,以保證設備的正常使用。同時,根據設計要求,對每根樁的提升速度、空壓機和高壓泵的使用參數、噴漿量等準確計算,在這些工作全部完成后再正式開工[1]。在施工的過程中,要保證施工中電和水的正常供應,特別是夜間的施工一定要做好照明工作。
在公路橋梁施工中應用注漿技術要從四個方面做好準備。首先,在施工前,項目經理要組織所有的人員召開會議,對施工圖紙、施工規(guī)范、注漿中相關技術文件和可能出現的問題進行分析,并制定好相應的解決對策。其次,在圖紙的會審階段,施工單位要與設計人員和監(jiān)理人員積極溝通,對圖紙設計存在的問題或有矛盾的地方及時做出修改和處理,并依照各項施工技術規(guī)范進行施工。再次,要做好測量放樣工作,技術人員對導線點、水準點等進行嚴密的復核與加密,并根據這些內容進行定線放樣,將軸線和樁的中心做好現場定位,然后上報監(jiān)理工程師審批。最后,根據該施工標段的現場施工情況,配備相應數量的技術人員及儀器設備,在施工的過程中如果遇到技術上的問題就可以及時上報與解決。
根據公路橋梁施工點和地質條件的不同,注漿技術有壓密注漿技術和滲透注漿技術兩種類型。其中壓密注漿技術也稱為擠壓注漿技術,就是指通過鉆孔將黏稠的漿液向土體的方向擠壓,在注漿處形成球形的漿泡,漿泡在漿液擴散作用的影響下就會對周圍的土體產生一種擠壓作用,進而對土體進行加固。滲透注漿技術是指在地層土壤顆粒的排列沒有被破壞的條件下,將漿液填充到土壤顆粒的空隙之中,以實現固結土層和固結土壤的作用。在公路橋梁施工中,壓密注漿技術的應用比較普遍,為此以下重點對壓密注漿技術的施工工藝進行分析。
在公路橋梁施工中,注漿技術的施工流程為:放樣、定位孔→引孔→下注漿管→封孔→注漿。
注漿施工具體的工作流程如圖1所示。
圖1 注漿施工工藝及操作流程示意圖
注漿過程需要根據公路橋梁的實際情況進行。受地理條件的限制,在公路橋梁的施工中必然會受到障礙物的影響,在采用鋼管及振動器壓入土層到設計深度時,若遇到障礙物可以采用鋼釬進行開挖看是否能夠解決,在不通的情況下再向附近移動一段位置重新進行。注漿的實施需要按照編號進行,鉆孔工作在實施完畢后,在孔內插入一個直徑為38mm的注漿射管,并在套管和射管之間用砂將其填塞,而地基表面的空隙則采用黏土和麻絲填塞,填塞工作完成之后將套管拔出,再采用壓漿泵將水泥漿壓入到注漿射管之中,在這個過程中需要注意水泥漿的壓入需要一次進行,在壓入的過程中不可中斷。
從注漿的順序來說,注漿需要先注外圍2排孔來作為幕層,以此來防止水泥漿的外流,而注漿需要采取跳注的方式,為了避免孔間的竄漿,相鄰孔注漿的間隔時間不能短于3h。注漿的參數應按以下要求進行選擇,注漿的水泥量為65kg/m,水灰比取常用值1.0,注漿的壓力為0.1~0.3MPa,在注漿過程中,如果漿液出現不下沉的情況可以停止注漿,或者也可以逐漸地將壓力加到0.6MPa,漿液在10~15min內出現不下沉的情況再停止注漿。在注漿的過程中,漿液擴散的有效直徑為0.6~1.2m。為了防止漏注現象的發(fā)生,在注漿前需要按照順序對注漿孔進行編號,然后在施工過程中逐孔記錄。在注漿的過程中,如果注漿孔邊有水泥漿冒出,此時可以采用水泥袋將其堵住,冒漿現象比較嚴重的情況下停止注漿,在水泥漿逐步穩(wěn)定后再繼續(xù)注漿。在注漿工作完成后,拔出注漿管,并留孔,用1∶2的水泥砂漿來進行堵口。注漿是一項技術性非常強的工藝,為了更好地保證注漿技術在公路橋梁施工中的應用,注漿的實施需要先從稀漿開始,然后逐漸加濃。在壓漿時將注漿射管一次沉入到設計深度后,再自下而上的分段而又連續(xù)地進行注漿,一直拔管到孔口為止,而分段拔管一次的高度不能大于0.5m。在注漿的過程中,需要有專門的人員來對注漿的壓力、時間、水灰比等參數進行記錄,并及時報送監(jiān)理審核,以此來更好地確保工程質量。同時,壓漿最好的狀態(tài)是間隔進行,在第一組注漿孔壓漿工作完成之后再進行第二組注漿孔壓漿,然后按照這一順序依次進行下去[2]。
以京昆高速公路跨112線跨線橋為例,在注漿技術應用過程中,在設計好注漿的施工工藝和選擇好漿液的材料后,注漿還需要注意以下4個方面。
(1)孔位的布置
根據該公路橋梁工程的具體情況設置上、中、下三層孔道,總共設了45個孔道,并在橋梁的橋體頂部埋設了鋼化管。
(2)注漿的順序
根據橋梁土層的軟土性質采用從上到下的注漿順序進行了土層的注漿固結。注漿時,先將所有的初始孔道的密封蓋打開,然后從最上面的孔道開始注漿。要注意的是,在注漿的過程中,一方面要控制好漿液的水泥和粉煤灰的配比,另一方面,要控制注漿的壓力,該工程將注漿時的壓力控制在0.5~0.6MPa之間??刂谱{的壓力是為了避免注漿壓力過大或者過小影響施工的質量。
(3)控制漿液量
理論上的漿液量與土壤孔隙的體積相同,但是在實際的施工過程中,受到各方面的影響,使得漿液無法充滿孔隙,其中有一部分的土壤孔隙被土層中的水分占據了,因此,在具體的注漿過程中,漿液的控制量可以根據具體公式進行計算。
(4)保證注漿質量
注漿時要保證注漿的質量,即在確定了注漿施工的設計之后,先進行現場施工試驗,通過現場施工試驗選擇合適的施工工藝,再進行具體的注漿施工。另外,為保證注漿質量,漿液的取材、注漿的順序、注漿的壓力和漿液量都要嚴格按照實際情況進行。
綜上所述,注漿技術施工設備比較簡單,具有規(guī)模小、耗資少、施工靈活、工期短、見效快、易于控制和加固深度可深可淺的優(yōu)點。隨著注漿施工在公路橋梁施工建設中應用的不斷加深,注漿技術已經為社會帶來越來越多的利益。而在科學技術不斷發(fā)展的今天,注漿技術必將會在公路橋梁施工中得到更好的完善,發(fā)揮其更多更好的優(yōu)點,為我國公路橋梁建設服務。
[1] 廖成林,朱海亞,楊玉銀.超前探水預注漿技術在南水北調東線穿黃隧洞工程施工中的應用[J].四川水力發(fā)電,2010,(3):135-136.
[2] 李松報.基于橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的鄭州黃河公鐵兩用橋的橋梁養(yǎng)護管理體系的構建[J].鐵道標準設計,2009,(8):67-68.