对公路的加固力量起着不可或缺的作用,这其中的技术原理更是需要从业人员必须掌握的。我们生活的地球的大地上,大地里面有一层叫做地下层,而这一部分的土质相对而言比较不够集中,这时我们就需要运用到钻孔这门技术把浆液加固在土质当中,而且必须要浆孔外张开,相似圆柱集合的形状,并挤压周围的土使之充填到钻孔里,另外,要将紧靠浆体的土体破坏和剪切掉,使之形成塑性变形区,而距离浆体较远的土体区域则发生了弹性变形,能够提高钻孔周围土体的密度。在进行灌浆的过程中,土体裂缝会随之发展而扩大,浆液因此能够慢慢渗透到地下层,桩柱体和压密的地基同形成了复合地基,一起作用来控制沉降,提高公路的承载力。
2灌浆施工
2.1按照技术人员设计的图纸进行实施
而其中的CAD图纸要经过监理人员的审查,监理人员审查通过才可以进行实施,所以,技术人员的对技术的掌握以及对图纸设计的合理性就显得尤为重要,按照技术人员已经通过审核的图纸进行定孔放样,之后可以开始利用钻机来实施成孔钻进,同样要经过合格的检验才可以能开始灌注浆液的步骤。
2.2强度控制和施工控制
现行规范中并未对道路注浆做明确规定,若是签合同时,只要在合同条款内规定对方必须遵循《公路桥涵施工技术规范》,并且要求注浆后道路弯沉值符合设计要求就行了,关于注浆材料流动度的要求是在《规范》的附录,灌浆后,应在7d龄期后,再次测量主点弯沉值和副点弯沉值。当主点或差异弯沉值均低于设计要求值时,可认为灌浆效果已经达到,灌浆完成后,杂填土的承载力标准值必须达到130kPa;淤泥或淤质土的承载力标准值保持在80kPa—100kPa;粉细砂的承载力标准值要大于110kPa;复合地基承载力标准值不能小于130kPa。
2.3灌浆孔的设计和布孔
布孔的形式主要有骑缝和斜孔两种,操作时应根据实际情况和需要加以选择,甚至在必要时可两者兼用。如果表面缝的缝隙不深,一般不提倡打孔,而是在缝面或漏水集中的地方采用粘贴灌浆嘴的方法,或者也可采用骑缝钻孔;如果表面缝的缝隙较深,并且裂缝的走向非常不规则,以做到全部“骑缝”,这时可以采用斜孔加以辅助;骑缝灌浆的方法一般用在深度比较大的裂缝中,沿着裂缝表面将混凝土凿成“V”形槽。在一般的情况下,打孔的实际方法应该可以根据施工条件的不同来决定。
2.4灌浆过程控制
灌浆的过程需要做到严密谨慎,做到丝毫未差才可以算是达到效果而且管理负责人员又进行系统的分工进行实施,各个技术岗位要明确时间和任务的工作量,尽量在成手人员下完成灌浆,新的员工要求老员工指导下完成灌浆,灌浆的流程也必须全面和具体,操作如下:对灌浆的检查务必全面有效,无论是丛技术还是速度方面,使机器能够正常有效的工作以便更好完成任务;在灌浆过程中,首先要进行灌浆方式的选择,根据裂缝的程度及情况进行选择。一般情况下,垂直灌浆方式应用在垂直的裂缝上,水平情况下则先采用由一个方向向另一个方向灌浆的方式。如果出现大范围的渗漏现象应该进行优先灌浆。
2.5灌浆结束的标准
如何确定灌浆是否达到饱和也是最后一步的实施,严格的把控标准是整个工程前提。在吸浆量和预先估计的浆液用量已经相差不多,并且吸浆量逐渐减小到0.01L/min,压力也比较稳定的情况下,再继续灌注3-5min就可以结束灌浆。
2.6灌浆质量的控制与检验
公路施工过程中最重要的部分无非是钻灌浆孔以及灌浆的部分,而无论是钻灌浆孔还是灌浆的部分,要求的质量检测员做到一丝不苟,有效地完成质量合格的检测,检查钻孔孔位的偏差度、孔径大小和灌段的长度也是必要的实施程序,材料的检验也要全部达标才方可使用,各个工程以及路段试行也都需要进行审批,在灌浆过程中应该考虑灌浆所受压力、灌浆孔体积大小、灌浆量进行掌握,并按照相应的比例进行调配。
3灌浆施工技术要点
3.1钻孔方式
钻孔工作的前提是将孔头与孔艳相对应吻合,用力钻入。;。
3.2安放灌浆管
灌浆管实施安放的时候,一定要严密谨慎的进行,以确保灌浆能够正常的实施,孔口封堵灌浆管的长度一定要在合理范围之内,花管孔径要下封,这一点也是非常的重要,要达到15%的孔隙率;为了避免流砂涌进花管阻碍灌浆的正常进行,可以在花管外壁包扎一层软橡皮,促进灌浆顺利灌入。在成孔达到预定深度后,再把灌浆管下放到位,并在孔中水稳层的底部放入水泥袋,使得灌浆管被完整包裹并接触孔壁,最后分层投入粘土确保夯实到孔口。
3.3灌浆方法
地脚螺栓锚固工艺要求如下:清理空洞→清除孔内积水→调整及固定螺栓(清除螺栓表面油污及铁锈)→浇注(拌和高强无收缩灌浆料)→养护→安装设备。地脚螺栓成孔时,螺栓孔的水平偏差不得大于5mm,垂直度偏差不得大于5°。螺栓孔壁应粗糙,应将孔内清理干净,不得有浮灰、油污等杂物,灌浆前用水浸泡8~12h,清除孔内积水。当环境温度低于5℃时应采取措施预热,温度保持在10℃以上。将拌和好的自密实混凝土灌入螺栓孔内时,可根据需要调整螺栓位置。灌浆过程中严禁振捣,可适当插捣,灌浆结束后不得再次调整螺栓。
4结语
(1)混凝土裂缝灌浆施工技术在水利水电工程基础建筑施工中的应用。混凝土裂缝灌浆施工技术是现代水利水电工程基础施工中最常用的技术之一,其原理是结合施工的实际需求,保证灌浆工程不仅能够有效的挡住泥土的压力,又能够有效的提高基础工程的防渗性能,更好的对水利水电工程的基础进行加固。该项基础灌浆技术最初应用在建筑物中,随着近几年的不断发展和完善,逐渐的在水利水电工程基础施工中得到广泛的应用,尤其是环氧灌浆施工技术在混凝土裂缝修复过程中的应用,具有良好的经济性。;其二,选用合理的灌浆材料,采用该项灌浆施工技术时,应该采用合适的灌浆材料,例如采用具有水溶性的水泥、水玻璃、丙烯盐酸、丙烯酰胺、聚氨酯等;其三,根据裂缝的类型采用相应的灌浆处理技术,例如针对网状裂缝,应该开凿V型槽,然后选用环氧树脂水泥进行灌浆,保证其完全的嵌入到裂缝中,以此保证其和混凝土结构形成一个整体。
(2)无塞灌浆施工技术在水利水电工程基础建筑施工中的应用。无塞灌浆施工技术同样是水利水电工程基础建筑施工中最常见的技术之一,其原理是采用自上而下灌浆的方式,这样不仅能够进行循环的灌浆,而且不需要等待凝固就能够节能型下一道工序的施工,因此该项灌浆技术被广泛的应用在现代水利水电工程基础建筑施工中。;②浆液的制备,无塞灌浆施工技术采用的浆液通常是由水、粉煤灰、水泥以及外加剂等混合制成的,在进行浆液拌合施工的过程中,应该严格的控制浆液的含水量,通常状况下,浆液的含水量控制在30%左右,当浆液制成之后还应该进行养护,以此保证浆液的保水性、可泵性以及和易性;③选择注浆管,无塞灌浆施工采用的注浆管通常为无缝钢管或者钻杆,然后将内壁和注浆管之间的空隙当作回浆管,用于灌浆的循环;④灌浆施工,当准备好上述所有的工序之后进行灌装施工,将回浆管插入之后进行灌浆,然后通过回浆管进行循环灌浆;⑤提钻施工,灌浆施工采用分段施工的方式,当一段灌浆施工完成之后,应该提钻并更换钻具进行下一个灌浆段的灌浆施工,在该过程中不需要等待浆液的凝固,能够有效的缩短施工时间,同时还能够提高灌浆施工的质量,致使其被广泛的应用在水利水电工程基础建筑施工中。
(3)诱导灌浆施工技术在水利水电工程基础建筑施工中的应用。诱导灌浆施工技术同样是水利水电工程基础建筑施工最常采用的技术之一。诱导灌浆施工技术的原理表现为:在施工的过程中,根据水利水电工程基础建筑施工现场的具体状况以及相关的要求,创造条件设计不但能够挡住泥土侧压力,又能够起到防渗漏作用的灌浆帐幕工程,同时设计控制浆液流动的防护工程,这样既能够控制灌浆施工的质量,又能够有效的对水利水电基础工程进行加固,该项技术在水利水电工程基础建筑施工中得到非常广泛的应用,并且随着实践应用和发展,还开发了许多全新的诱导灌浆技术,例如电渗化学灌浆施工技术等。
二、水利水电工程基础建筑灌浆施工控制的有效措施
(1)工程费用控制措施。基础灌浆施工费用控制的最终目标是做到净效益最大化,尽可能的降低是灌浆施工和其他工序的费用,同时尽可能的降低负效益。因此,应该根据施工现场的具体状况以及自然规律,综合考虑施工控制工艺以及方法,对整个灌浆系统进行合理的设计,同时结合最优化原则,尽可能的减少负效益,寻找最理想的运用方法,有效的控制工程费用。
(2)环境效益控制措施。;控制施工机械、爆破、运输等机械的噪声,避免对周边居民造成影响;在施工的过程中应该尽可能少的破坏周边植被景观,同时还应该考虑水利水电工程建成后长期对邻近建筑以及人类健康造成的影响。
(3)质量控制措施。灌浆质量要素包括灌入能力、强度以及可塑性,质量控制目标应该根据水利水电工程的性质以及设计施工要求而定,控制措施主要表现为:首先,根据吸渗反应定理、劈裂判别定理、劈裂定向定理等制定相应的质量控制目标;其次,根据制定的质量控制目标选择合适的灌浆材料,然后预测与协调材料性质、地质条件以及施工技术三者的关系;再者,当灌浆施工结束之后的28天内,重视后期的养护工作,全面的重视施工过程的质量控制,认真的做好压水试验,试验结果表明施工质量合格之后才算过关。
三、结语
关键词:顶管施工泥浆
若使刃脚比它相应于管子外径应有的尺寸稍大一点,就有可能降低管外壁摩阻力。这样能使上层不直接压在管体上。只要土层足够坚硬,这种方法就会取到预期的效果。而如果向管子和土层之间形成的空隙内压人支承介质,这种方法的效力更可以大大提高,并能维持一定的时间,从而足以顶进一段相当长的管路,再则,支承介质在起支承作用的同时,也可以作为剂起到减少摩阻力的作用。
对支承一介质的要求
对支承一介质的要求,可以根据摩擦定律推算出来。
摩擦定律概要
除了不在这里讨论的滚动摩擦之外,可将摩擦区分为:
a)粘附摩擦(与静摩擦相同);
b)滑动摩擦。
在粘附摩擦和滑动摩擦的情况下都存在如下的关系:
T=N·μ
式中
N——法向力;
T——切向力;
μ——摩擦系数;
摩擦系数μ是一个材料常数,与滑动面和滑动物体的表面性质有关,而却不以接触面积F的大小为转移。
无量钢系数μ在粘附摩擦的情况下,一般大于滑动摩擦时的数值,因为在粘附摩擦的情况下,表面会由于经常存在的不平度而被“楔紧”。
滑动摩擦又可分为:
b1)干摩擦;
b2)液体摩擦。
在干摩擦时,滑动体和滑动面直接接触,在液体摩擦的情况下,滑动体和滑动面则被介质隔开
在滑动摩擦的情况下。滑动体和滑动面之间存在相对速度。
在干滑动摩擦的情况下,摩擦系数μ与相对速度υ无关。
在液体滑动摩擦的情况下,视在摩擦系数μ则相随滑动体和滑动面之间液体的流动阻力而变化。流动阻力则取决于液体的运动粘滞度和流动速度。根据流体动力学可知,流动阻力与流动速度的平方成正比。
在两个互相接触的物体之间,起作用的是一个比压:
P=N/F
在液体摩擦的情况下,作用在液体上的是一个流动压力:
p’=f(υ2)
若p=p’,物体和介质便处于平衡状态。这时运动的物体就“漂浮”在滑动面上。
如p>p’,介质便会从运动物体和滑动面之间的缝隙中逐渐被挤压出去,直到液体摩擦转变为干滑动摩擦为止。液体摩擦的前提在于,无论物体和滑动面都必须是不透水的。如果介质能够渗人物体或滑动面,而又不以同样的数量给予补充,那么液体摩擦就会变成干摩擦。
从摩擦定律得出的结论.
按照摩擦定律来考虑,对于顶管施工可以得出完全明确的结论如下:
a)为了保持较小的推顶力,干摩擦须以尽可能小的摩擦系数μ为前提。管子表面的光滑,能使摩擦系数降低。管子表面的机械加工和涂抹减摩剂,同样都能起到减小μ值的作用。
b)在干摩擦的情况下,管子表面在推顶过程中会被周围上层磨毛,因而使摩擦系数增大。所以在项管距离较大时,一般多采取液体摩擦的方式。
C)液体摩擦须以管子和土层之间存在介质为前提,也就是说,须将介质压人其间。
d)介质必须保持一定的厚度方能有效。
e)管子和土层间必须存在一定的空隙,也就是说,要留出一定的空隙,以便在压人介质后能够形成所需厚度的一个液体层。
f)管子和土层之间充满介质的空隙,在整个推顶过程中必须保持不变。要作到这一点,介质必须能够阻止土层落到管壁上,亦即介质必须承受着各种具体条件下起作用的上压力来托住土层。因此,在介质中必须经常保持相当于土应力的液压。这样,介质同时也起着支承介质的作用。交承压力的反作用力则由顶进管来承受。
g)为了形成管子和土层之间所需的空隙,刃脚直径的取值最好稍大于顶进管直径。
h)对粘性很小的土壤来说,推顶时在刃脚周围产生的松散地带便能形成管子和土层之间所需的空隙,因而不需要刃脚直径大于管径。
i)上层和管子之间既已形成空隙,就必须在土层落到管体一上以及土压力上升达到全值之前将支承-介质充入其中。事后再来克服土压力将土层从管壁上推开是不可能的。一旦周围土壤的某些颗粒接触管壁并被土层压附在管壁上,立即便会发生于摩擦,即使随后压人介质,情况仍然如此。
k)可以把顶进管看作是不透水的。管子接头在整个推顶过程中应保持密闭。
l)土层总是多少有些透水的。因此,支承一介质必须起到的另一作用,即在于封闭管子周围土层的空隙,以便在土层中造成一个不透水的环形地带,从而阻止支承-介质渗入土层。
m)为了能够封闭土层的空隙而又不致流失到土层中去,支承-介质必须具有足够高的运动粘滞度。
n)为了取得尽可能小的视在摩擦系数μ,又需要支承-介质的运动粘滞度较低一些。
o)支承-介质不得对顶进管材料(钢、钢筋混凝土、石棉水泥或塑料混凝土)和接头材料(钢和橡胶)造成侵蚀。
P)支承-介质不得污染地下水。
膨润土矿物悬浮液能够最充分地满足对支承-介质提出的一切要求。
作为支撑-介质的膨润土
10年,美国的福特·本顿首先发现了膨润上。它的主要成分和对于它作为支承一介质的性能起着决定作用的,乃是其中叫作蒙脱土的一种粘土矿物,这种矿物以其位于法国南方的蒙脱英里翁矿床而得名。在德意志联邦共和国的巴伐利亚,则有着大约一千万年前作为风化产物形成的一些酸性火山质玻璃凝灰岩矿可供这方面的应用。
蒙脱土是一种层状结构的结晶氢化硅酸铝。硅酸盐多层体是一种三层结构,其中包括一层SiO4四面体、一层氢氧化铝八面体和一层SiO4四面体。蒙脱土晶体即由许多这样的硅酸盐叠层组成。蒙脱土晶体遇水膨胀,与此同时水分子便渗入各个叠层之间。于是两个蒙脱土叠层之间的距离就加大了一倍。晶体内部膨胀现象的原因,则在于叠层内部电荷分布的不均匀。
我们可以设想,在静止下来的膨润上悬浮液中,薄片状的蒙脱上微粒形成一种纸牌房子式的结构,其中这些微粒以它们的角隅和棱缘彼此接触或互相支撑。一旦静止状态被扰乱,例如由于搅拌、振动或泵送等等,于是大多数的“纸牌房子”坍塌下来,因而在静止状态下凝结起来的悬浮液就会变成溶胶。当这种溶胶再次静止下来,薄片状的蒙脱上微粒又会彼此搭在一起形成纸牌房子式的结构,于是溶胶重新凝固。悬浮液每当静止便结成凝胶,一旦运动起来又变成溶胶,这种从静止状态到运动状态以及从运动状态又回到静止状态的结构交替,可以永无止境地重复下去,这样的特性便叫作触变性。
作为顶管施工中的支撑-介质,膨润土的重要特点即在于它的膨胀性能。这一点须取决于薄片状蒙脱俄土微粒的大小和数量。
膨润土主要有两类,即钙膨润土和钠膨润土上。
它们的区别在于起决定作用的蒙脱土是钙蒙脱上还是钠蒙脱土。
在膨润土含量相同情况下,钠膨润土悬浮液中所含极薄的硅酸盐叠层片的数量,约为钙膨润上悬浮液中所含数量的15到20倍。由于这种极薄的硅酸盐叠层片的数量大得多,便有利于蒙脱土微粒形成纸牌房子式的结构,因而亦有利于提高悬浮液的膨胀性能,这样既可改善悬浮液在溶胶状态下的流动性,也能改善悬浮液在凝胶状态下的固结性。所以钠膨润土比钙膨润土更适用于顶管施工。
而巴伐利亚矿层却只含有膨胀性能较差的钙膨润土。
但钙蒙脱土有一个特性,亦即其中化合的钙离子可以用钠离子来置换。通过这样的离子交换,钙膨润土的性能会有很大的变化,从而被赋予钠膨润上的优良特性。
由于销膨润土和通过钠离子置换而活化的钙膨润土——也叫作活性膨润土——能够最大程度地满足顶管施工中提出的要求,因而下面的讨论便以这两种膨润土为基础。
化学分析表明,膨润土中大约有56%的二氧化硅和20%的氧化铝,二者共同构成了蒙脱土上晶体的基本物质。与此相对应,矿物组成中也有75%的蒙脱土。筛分析也很值得注意,根据筛分析,膨润土中粒径小于0.025毫米的占55%。
膨润土加水搅拌即成悬浮液,这里对水质的要求和拌制混凝土时一样。判断膨润土悬浮液是否适于用作支承一介质的标准在于它的物理特性。而对后者起决定作用的,主要是悬浮液中的膨润土含量。表2中按照每立方米制成悬浮液中含有30、40、60和80公斤膨润上的四种情况,分别列出了各种悬浮液的主要参数。
首先从容重的数据中可以看出,膨润土含量对容重的影响不大。在我们所考察的试样上,容重大致变化于1020到1050公斤/米3之间,因此只是稍高于纯水的容重。所以膨润土悬浮液也可以在水下顶管施工中用作支承介质,无需顾虑悬浮液因容重不同而流失,故而对膨润土悬浮液来说,容重并不是一个重要的判断标准。
反之,流变极限测量结果都表明,无论在运动状态或是静置状态下,悬浮液中的膨润土含量都对流变极限有很大的影响。正如事先的考虑所预见到的,流限在运动状态下达到了下限值。观察表2可以看出,膨润上含量从每立方米30公斤增加到60公斤时,亦即在膨润上含量增大一倍的情况下,运动流限从22.4克(力)/厘米2上升到204克(力)/厘米2,因此也就是提高到大约9倍,当膨润土含量从40公斤/米3增加到80公斤/米3时,同样也是在增大一倍的情况下,可以看到大致相同的比率。这时运动流限从44.6克(力)/厘米2上升到439克(力)/厘米2,亦即增大到10倍左右。
静置一分钟后的比率也类似于流动状态下的情况。在这种条件下,当膨润土含量从30公斤/米3增加到60公斤/米3时,流限从42.8克(力)/厘米2提高到320克(力)/厘米2,即增大到7.5倍。当膨润土含量从40公斤/米3增加到80公斤/米3时,流限则以100:696—1:7的比例提高。
最后,在静置24小时的情况下,当膨润上含量从30公斤/米3增加到60公斤/米3时,流限比率为198:1265一1:6,80公斤/米3含量的相应数值则限于现有的测量技术条件而无法测出。
因此得出的结论是,膨润土含量增加一倍,可使膨润上悬浮液的支承作用提高到7至10倍。但是这也意味着,若膨润土含量减少1/2,支承作用就可能降低到1/10。所以,确定悬浮液中的膨润上含量,便有着如此重大的意义。
得到的另一个结论是,在从运动状态过渡到静止状态时,流限的增大须取决于悬浮液中的膨润土含量。
在每立方米悬浮液中含30公斤膨润土的情况下。静置1分钟后的流限以42.8:22.4=1.9:1的比率增大。在膨润土含量为40公斤/米3的情况下,静置1分钟后的增大比率已达100:44.6=2.2:1。然而在膨润土含量为60公斤/米3情况下,这一比值却降低到320:204=1.6:1,以及在膨润土含量为80公斤/米3的情况下,比率仍为696:439=1.6:1。
静置24小时后的流限与运动状态下的比率,在悬浮液中的膨润上含量为30公斤/米3时是22.4:198=1:8.8,在40公斤/米3的情况下是44.6:584=1:13.3,在60公斤/米3的情况下是204:1265=1:6.2,而对于80公斤/米3的含量,则已无法取得测量值。
在将膨润上悬浮液用作支承-介质的情况下,静止状态的流限值与运动状态的流限同样具有重要意义:
静止状态下的流限值决定着悬浮液是否适于用作支承介质,运动状态下的流限值则决定着悬浮液是否适于用作介质。
当运动流限与静止流限之比为1:6到1:10(最大1:15)时。膨润上悬浮液便完全能满足这两个方面的要求。
流限值适用于膨胀过程业已最后完结的悬浮液。这种膨胀过程的性质,在于水已渗入了构成蒙脱土晶体的硅酸盐叠片的晶层中。致使层间距离增大起来。水对微小蒙脱土晶体的渗透过程以及水渗入更小得多的晶层之中都需要时间。这就是膨胀时间,搅拌越充分.膨胀时间就越短,否则在水和膨润土的混合料未获充分搅拌的情况下,膨胀时间就会延长许多倍。搅拌取得良好效果的前提,是要有足够长的搅拌时间,至少要有半个小时,有时甚至可能需要若干小时。另一个前提是要求膨润土不留余渣地充分溶解在水中,尽可能使每一个膨润土颗粒都被水包围着。最后,在搅拌时不要让空气进入水和膨润土的混合料中,因为空气会妨碍水渗入蒙脱土晶体。再则,膨胀时间也会受到混合料温度的影响。高温(夏季温度)可使膨胀时间缩短,低温(冬季温度)则使膨胀时间延长。当温度低于零度时,膨胀过程即告中止,但混合料并不会遭到破坏。解冻后膨胀过程又会重新继续下去,在这种情况下,须将冻结的时间计入膨胀时间之内。
在搅拌效果良好的情况下,搅拌过程结束后即已能够达到80%左右的最终流限,而在搅拌效果不良的情况下,这一比值则降低到大约35%。由此可见,在搅拌效果良好和高温条件下,经过5个小时的膨胀时间后即已达到最终流限。反之,在搅拌效果不良和低温条件下,则需要24小时方能达到最终流限。
对于膨胀过程是否已经结束,需要仔细地进行观察,因为膨胀不充分的悬浮液一方面起不到支承作用,另方面也会由于随后的膨胀而引起膨润土管路的堵塞,并且引起顶进管与周围土层之间表观摩擦系数的上升,从而可能导致提高顶进阻力。
对充分膨胀的膨润上悬浮液来说,流限在静止状态下可达到上限值。如悬浮液变为运动状态,例如由于摇动、振动或泵送等等,立刻又出现流限的下限值,这便是流动状态下的流限,或者也可以说是运动流限。一且再次静止下来,流限又会升高,经过一定时间之后再次达到其上限值。
悬浮液经每次静止之后都可以达到流限的上限值。然而在达到最终流限之前,如果悬浮液又变为运动状态,那么流限的升高过程便也可能中断。
蒙脱土微粒在纸牌房子式结构上的变化,用我们的肉眼是看不见的,但却可以通过流限的变化测量出来,因此一种悬浮液的触变性也是可以为我们的感官所觉察的,而这种触变性作为悬浮波物相任意多次的转变,我们可以将它表示为
凝胶溶胶
膨润土悬浮液在疏松土层中的应用
在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中,例如在砂砾土中,若不采取其它辅助措施,土层由于本身极不稳定,以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说,膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用,先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮液在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗入土层的孔隙内,充满孔隙,并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性,同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达到相同的渗入深度,在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液,面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中,压浆压力随着渗人深度的增加而成比例地衰减,所以相应每一种压浆压力,都有一个完全确定的渗人深度。
为了便于了解渗入过程,可以把上层看作是一条条许多毛细管的总和。图7显示了一条圆形横断面的毛细管中的流动过程。
这样的一条毛细管必然会对其中穿流的流动介质、在这里即是对膨润上悬浮液产生一个阻力W。
W=τ·U·l=τ·2·r·π·l
为了克服这一阻力便需要一个压力:
P=p·F
=p·r2·π
只要P>W,毛细管中的介质便向前流动。一当流动阻力大到与作用于介质的压力P相等,即。
W=P
流动过程即停止。由此可知平衡条件为
τ·2·r·π·l=P·r2·π
或
(τ·2·l)/r=p
根据这一关系式可以算出流动长度,换言之亦即渗入深度
l=(r·p)/(2·τ)
由此可见,渗入深度与毛细管的直径和压浆压力成正比,与悬浮液的流限成反比。只要悬浮液在毛细管中流动,它便处于流动状态,因而对悬浮液起作用的便是运动流限。这时悬浮液便具有溶胶的稠度。
但一当悬浮液达到可能的渗入深度之后静止下来,只须经过一个很短的时间,它的流限便达到静止数值。于是悬浮液就变成了凝胶。
由于静止状态下的流限高达流动状态下的10倍,因而在这种情况下膨润土悬浮液便象泥浆那样地充满着土层的孔隙。
这样在管体四周的土层中就形成了一层密实而有承载能力的环套,其厚度即相当于悬浮液的渗入深度
现在,如果在这一环套和顶进管之间保持一个相当于土压力的悬浮液压力,于是悬浮液使承受着全部的土压力,致使土压力不再直接地,而是经由悬浮液间接地加荷于管壁。
作为使摩阻力降低到最小限度的先决条件,最佳支承作用的取得须具备下列前提:
1.在设计时以及在推顶过程中准确地查明土层情况,并根据筛分曲线详尽地掌握土层的颗粒分布;
2.计算出土压力,从而确定膨润上悬浮液的压人压力;
3.按基本粒径确定膨润土悬浮液的混合比,并经常进行检验,
4.正确地制备膨润土悬浮液;
5.保证在全部顶进管路上和全部顶进时间内都有膨润上悬浮液压入。
其中最重要的一点,是必须求得正确的混合比。
此外必须注意,悬浮液稳定极限大约是每立方米悬浮液至少含40公斤膨润上。这一理论计算结果在实际施工中须仔细加以核验。必须特别指出的是,膨润土含量过低、因而也就是流限过低的悬浮液起不到支承和作用,因为这样的悬浮液会毫无阻力地或只受到很小阻力地流散到土层中去,因而不可能在管体周围形成一个支承环带。
在基本粒径为10毫米的情况下,要求悬浮液的膨润土含量为60公斤/米3左右,在基本粒径为20毫米的情况下,要求悬浮液的膨润上含量为80公斤/米3左右,反之,在基本粒径为2毫米时。悬浮液的膨润上含量为40公斤/米3即已足够.但滑动阻力与运动流限成正比。
运动流限在每立方米悬浮液中含:
40公斤膨润上时为44.6克(力)/厘米2
60公斤膨润土时为204克(力)/厘米2
80公斤膨润土时为439克(力)/厘米2
这就是说,在每立方米悬浮液中含膨润土60公斤时,运动流限几乎为40公斤/米3情况下的5倍,而在每立方米悬浮液中含膨润土80公斤时,则已经高达含量为40公斤/米3时的10倍。
这就意味着,如果悬浮液中的膨润上含量在全部推顶距离上保持不变,那么对粗粒土壤来说,由于需要悬浮液的膨润土含量较高以保证支素作用,故而推顶阻力以及因之所需的推顶力就会比细粒土壤的情况下更大一些。
但孔隙~旦被膨润上悬浮液充满,并因而形成支撑环带时,于是粗粗土壤的状况也就无异于细粒土壤了。因而在这种情况下,为了在推顶过程中支承土层,悬浮液中的膨润土只需要达到稳定极限所要求的最小含量40公斤/米3即可。
因此,在粗粒土壤的情况下,只是直接在刃脚之后压入相应于基本粒径的高含量膨润上悬浮液,而在全部后续管路上则可使用稠度低得多的悬浮液。这样便可以大大降低推顶阻力,或者也可以说是在相同的推顶力下加长推顶距离。同时还可以借此节省膨润土,并减少中继顶压站的数目。
为此采用两套膨润土配拌设备附带两台压浆泵和两套管路所需的额外费用,在管径较大和推顶距离较长的情况下一般是值得的!
压浆时须注意,压出的膨润上悬浮液要尽可能均匀地分布在整个管体,以便能够围绕整个管体形成所需的环带。因此,压浆赖以进行的注射喷口要均匀地配置在整个管壁圆周上。注射喷口的间距或数量须取决于土壤允许膨润上向四外扩散的程度。在渗透性很小的土壤中,例如密实的矿土和砂砾上,间距就必须缩小一些,在疏松的砾石土中,间距则可以相应地加大。注射喷管即可以在整个管壁圆周上与一条环管连接,也可以分组连接,在分组连接时,一般是上半固联成一组,下半圈另成一组。
为使膨润土尽快地起作用,应尽量靠近刃脚尾部进行压浆。所以压浆最好是直接从刃脚后的第一节管子中开始。但实践证明,在压浆压力较高的情况下,膨润土将均匀地沿着管子周围扩散,也就是说,即向后扩散,也向前扩散。因此便存在着膨润上悬浮液沿刃脚向前流动、并且又在切削刃上流出来的危险。
在纠偏量颇大的情况下,有可能造成刃脚和第一节管子之间的密封损坏,或者在刃脚分成两个部分情况下,则是造成切削段和顶压段之间的密封损坏,于是膨润上悬浮液就会从这些地方渗人工作空间。
根据这一理由,膨润上在刃脚后第二节管子中开始压入比较适宜。
膨润土悬浮液经由注射喷口压人的压力应相随所遇土层的压力而变化。在膨润土泵上,除了这一压力之外,还会受到一直通向注射喷口的膨润上管道的阻力。
膨润上管道中的压力损失,由于假设条件并不可靠而且经常变化,故而计算很难准确,因此,对于必须准确地与上压力高度保持一致的压浆压力,便有必要直接在注射喷口上进行连续的测量。
压浆压力调得过高可能是有害的。这时膨润上悬浮液会从注射喷口中涌出,在管口周围形成一个高度压缩区。这样就有可能形成栓塞,阻碍膨润上悬浮液的继续流出和扩散。
如果一次注入的膨润上能在管子周围的土层中保持不变,那么只要直接在刃脚之后注入一次就足够了。然而十分明显,在推顶过程中,膨润土由于流散到土层中去而有所消耗。鉴于此,对后续管路也必须补充压人膨润上,以使管子和上层之间空隙中的膨润上悬浮液压力能够在顶进管路的全度上保持与土压力一致。注浆孔的间距主要取决于土层的性质、膨润土悬浮液的流变特性、刃脚的控上量和推顶速度。在许多已完成的工程中,注射喷口的间距是2节管子到5节管子以上。注浆孔的实际需要数量,只有在施工中才能知道。为了确保即使在最不利的场合下亦能提供所需数量的注浆孔,似乎最好是尽可能每隔2节管子即留出一些压浆孔。另方面当然也要考虑到,所有注浆孔在顶管结束后必须拆除和封闭。这需相当大的一笔费用,所以一开始即应力求间距适当。这一点在很大程度上也取决于施工公司的经验。
膨润上的压人技术在很大程度上仍然要依靠经验,然而实际经验多半也是可以找到理论根据的。
尽管就某种场合来说,随着管子的推进同时在管子整个圆周上和管路全度上均匀地压浆证明是相宜的,而在另一些场合下,正确的方法则又可能是分段压浆。例如现已得知,在管子下半部,膨润土在顶进过程中比静止状态下更容易流出,而上半部的压浆则是在管路静止的情况下更容易进行。因此最好是将管子下半部的注浆孔和上半部的注浆孔分别组合起来。这种半侧压出的原因在于,静止状态的管道以其全部很大的重量沉落于底部。这样便在管道的顶部形成了小空隙,或者至少是形成了一个压力较低的区域。因而在这种状态下,膨润土在管顶处比在管底部更容易流出。反之,在顶压力和浮力同时作用下,管道有向上拱起的倾向。这时管道离地升起,于是管底下方便形成了一个低压区,致使膨润土更加容易渗入其中并均匀地散开。
如果顶进管路被中继顶压站分成若干段,那么每次总是只有一个管路段受到推顶,其余各段则保持不动。这时宜于仅向被推顶的管路段内压人膨润上悬浮液,而对于静止不动的管路段,则停止压送。此外,膨润土的压人要与中继顶压站的动作协调一致,这一点可以通过手动或远距离自动控制的方式来实现。
特别要注意的是,膨润土悬浮液沿着管壁运动的方向不得与管路推顶方向相反,否则,由于管子和悬浮液的逆向运动,悬浮液非但起不到介质的作用,却反而起了制动介质的作用。结果便会大大增加推顶阻力。如果只在顶进管路的前区压人膨润土,就会发生逆向运动,因为在这种情况下悬浮液便不得不向后流动。所以正确做法是,悬浮液的补压始终要保持从后向前的方向。
在无粘性的疏松土层中,例如对于有流动倾向的矿土以及滚动的砾石上来说,可能十分重要的是,在第一节管子推入土层后立即开始压人膨润土悬浮液,以便在管子周围形成支承环带,从而不引起干摩擦。同样重要的是,对所有后续的管子来说,一但管子离开顶压坑,都要补压膨润土。然而为使悬浮液不能立即又在进口处向外流出,便需要设置如图12所示的弹性滑动密封,否则悬浮液的流出不仅要弄脏工作坑,而且也会破坏支承压力的形成。
顶进管在膨润土悬浮液中受到的浮力
关键词:高压摆喷灌浆,防渗,应用
高压摆喷灌浆作为地基加固、基础处理广泛地应用在建筑领域,通过广大水利技术人员的辛勤努力,高压摆喷灌浆在复杂多变的水利工程中逐渐得到应用和推广,高压摆喷灌浆早期应用于水库的除险加固工程中,随着这项技术的逐步成熟,逐渐应用到河道堤防和灌区渠道的防渗领域中。通过对陆浑灌区总干渠蝎子沟填方渠漏水段的高压摆喷灌浆试验,体现高压摆喷灌浆在灌区渠道防渗中具有投资适中,防渗效果良好,施工条件要求较低等特点,我总结出一套在灌区填方渠道进行高压摆喷灌浆施工经验及故障问题解决技巧。
1、工程概况
河南省陆浑灌区工程始建于70年代,为浅山丘陵灌区,部分填方渠道为群众性大施工,填筑由渠道开挖的粘土、壤土、泥结卵石混合土质填筑而成,填筑质量较差、压实度较低,渠道通水期间,填方渠道坡脚处多处大面积渗水,浸泡群众庄稼,造成减产或绝收现象时有发生,群众怨言较多,群管关系紧张,同时已影响到填方渠道的安全稳定及正常运行。论文参考网。本次选取总干渠蝎子沟填方漏水段为高压摆喷试验段,总结和研究高压摆喷灌浆对灌区填方渠段防渗效果,摸索出渠道防渗的新思路和新办法。
总干渠蝎子沟填方渠段位于陆浑灌区总干渠16+727处,坝长222m,最大坝高7.1m,,渠道内坡比1:1.75,外坡比为1:1.5。
2、高压摆喷灌浆原理、施工工艺
高压摆喷灌浆是采用高压水或高压浆液形成高压喷射流束,冲击、切割、破碎地层土体,并以水泥基质浆液充填,掺混其中,形成扇形断面板墙状的凝聚体,起到对工程进行加固和防渗的作用。高压摆喷灌浆工艺详见下图:
高压摆喷灌浆工艺图
根据设计要求,沿坝轴线布置灌浆孔,孔距1300mm,分两序孔灌浆,同序孔间距2600mm,钻孔直径为98-118mm。首先根据设计文件,布置试验先导孔,采取芯样,校核地层,摸清填方渠段地层、土质等情况,确定各孔高喷灌浆孔深度。按照设计灌浆参数进行施工,随后开挖检查,根据实验校核孔距和灌浆参数。
2.1、高压摆喷墙型式
本工程采用三管法进行高压摆喷灌浆,处理长度250m,设计摆喷墙参数:喷射直径D≥1500mm,孔距1300mm、折角为25°,摆角为30°(±15°)、塔接长度≥200mm、防渗墙厚度150-300mm,平均厚度200mm。高压摆喷墙型式详见下图:
2.2设计灌浆参数:
(1)水:水压35-40MPa、流量70-80L/min、气嘴数量2个、喷嘴直径1.7-1.9mm。
(2)气:气压0.6-0.8MPa、气嘴数量2个,环状间隙10-1.5mm
(3)水泥浆:浆压0.3-1.0MPa、流量60-80L/min、浆液密度≥1.5g/cm3。
2.3、制浆:高压摆喷灌浆为水泥浆,采用42.5级普通硅酸盐水泥,水灰比1:1,浆液密度为≥1.5g/cm3。二级搅拌、二级过滤。一级搅拌时间不少于90s,经过滤后落入二级搅拌机,边搅拌边过滤边应用,过滤筛网眼尺寸为2mm。
2.4、高压摆喷灌浆:钻孔施工完成后,经施工队自检、监理抽检合格后进行。论文参考网。灌浆采用二序施工法,先灌Ⅰ序孔,后灌Ⅱ序孔。下喷射管前,应进行地面试喷,检查机械管路运行情况,并调准喷射方向和摆动角度;下入喷射管时,应采取措施防止喷嘴被堵塞。喷射管下到设计深度后,先送水泥浆液,再送水和气,按校正后灌浆参数进行喷射灌浆,待孔口泛出浆液浓度≥1.4g/cm3,再按设计提升速度提升喷射管。
2.5静压回灌:当提升管提至距孔口500mm时,停止水和气,再停水泥浆,孔内水泥浆液会产生析水、沉淀、固结,顶部会出现凹坑,需进行静压回灌处理。
3、高压摆喷灌浆的质量检查
根据《水利水电工程高压喷射灌浆技术规范》(DL/T5200-2004)规定,高压摆喷灌浆防渗性的常用的检查方法为围井、钻孔和其他方法,本工程由于受工程地形和场地,采用LTD-2100型探地雷达沿摆喷墙轴线对全段墙体进行连续测量,对怀疑有灌浆质量问题的部位进行开挖检查。经检测灌浆连续性较好,对怀疑的2处进行开挖检查,墙体比较连续和完整,没有出现灌浆不明显或灌浆不足的现象。
同时在施工过程还要原材料和各道工序质量的进行检测和检查。论文参考网。
4、施工过程中的问题处理
在高压摆喷灌浆施工过程会出现许多问题或异常情况,此时要仔细分析原因,采取不同措施冷静处理。常见的问题有钻孔和灌浆过程中的塌孔、漏浆、串孔、孔口不回浆或浆液密度变小、高喷墙因故中断等施工问题。
4.1塌孔:由于本段渠段内土体内含有较多的砂卵石层,在钻孔的过程中,多孔在钻孔过程中出现塌孔现象,主要采取的措施是采用泥浆护壁和套管护壁方法。
4.2冒浆:在灌浆过程中出现冒浆现象,采取的主要措施,加大浆液浓度,降低灌浆压力,间断性灌浆等。
4.3、孔口不回浆或浆液密度变小:孔口不回浆首先应停止提升喷将管、加大进浆量、观察相邻钻孔或边坡是否有漏浆部位。
4.4、高喷墙因故中断:高喷墙因故中断后恢复施工时,应对中断孔段进行复喷,搭接长度不得小于0.5m。
5、灌浆实验总结:
5.1优势:高压摆喷灌浆作为在渠道防渗的一种新型措施,具有加固填方渠道和渠道防渗双重作用,工程完成后隐蔽性较好,受外界侵害较少,耐久性较好;。
5.2、劣势:工程施工技术含量较高,工艺较复杂,对地层的使用范围有限。
6、结束语
高压摆喷灌浆随着它的技术逐步成熟,将会在更多的灌区渠道防渗中发挥更大的作用
【关键词】水库加固 堤坝防渗漏 防渗加固 稳固措施 水库加固 大坝防渗
中图分类号: P343.3文献标识码:A
一.引言。
我国的水利工程较多,诸多水利工程为除害兴利起到重要作用,同时也促进了我国国民经济的快速发展。在众多水利工程中,绝大多数为60年代至70年代所修建,时至今日,许多水库大坝开始出现不同程度的渗漏现象,严重威胁着水库安全,对下游居民形成重大安全隐患。为了避免出现安全事故,提高水库的经济效益,需要对大坝进行防渗加固处理。
二.水库大坝破坏的类型和原因。
从水库大坝的渗透发生机理上来说,水库大坝的破坏主要分为管涌、流土、接触流土和接触冲刷四类,水库坝体的主要病害都是通过渗透破坏和变形破坏等形式表现出来的。渗透破坏是由于坝基下的渗透水流造成岩土体中的颗粒成分、颗粒结构发生移动或改变;变形破坏是由于渗透水流作用于堤坝的抗剪强度降低,导致局部部位出现下滑、裂缝和不均匀的变形,最终导致堤坝的变形而受到破坏。水库堤防的渗透通常都是指在水体向维护区以外渗流而产生的水量漏失现象,水库大坝的渗透严重影响大坝的稳定性,过大的渗透造成坝基或坝体变形,造成重大破坏。
渗透变形对土石坝影响较大,根据相关资料显示,在已被破坏的土石坝中,约占40%-60%左右都是由于坝体土或坝基的渗透变形而造成的。另外,边坡的滑塌、防洪堤的滑塌、地表塌陷的形成、岩溶区覆盖土层中洞穴的形成、坝基排水孔和减压井的淤塞、地下工程和开挖基坑时遇到的流砂等都是由于渗透变形而造成的。在水库条石拱坝中,由于清基处理不彻底,导致在拱基下发生渗透变形,冲蚀了红色风化泥岩裂缝中的粘土,而在泥岩中形成一个冲蚀洞,造成大坝破坏。
三.水库大坝防渗加固技术。
水库大坝防渗加固重要是要控制坝基和地基的渗流,防渗加固的主要任务是:尽量减少渗漏量、提早释放渗透压力,确保水工建筑物和地基具有足够的静力稳定性、防止渗透破坏,确保渗透的稳定性。
水库大坝防渗加固的处理原则为:“上堵下排”。采取“上堵”措施主要是防止水平和垂直的渗透。水平防渗主要措施有水下抛土和粘土铺盖等。垂直防渗主要有灌浆、人工连锁井柱(又称倒挂井)、截水槽回填粘土、混凝土防渗墙、高压定向喷射灌浆构筑防渗板墙、砂浆板桩等措施。“下排”主要措施有减压井降压导渗、堤坝背水坡脚开挖导渗沟、坝后盖重压渗等。通常来讲,采用垂直防渗处理能有效的解决坝基渗漏的问题。而采用水平防渗处理结合下游排水减压导渗虽然有利于提高坝基的渗透稳定性,但是仍然存在一定程度的渗透水量损失。在进行防渗处理时,无论是采用“上堵”还是“下排”或者是二者的结合,都应该按照经济合理、技术可靠的原则,结合实际情况,根据防渗的要求和条件,设计多方案并进行优化比较,来选择合适的防渗加固方案。
1.垂直防渗处理地基。
垂直防渗处理一般适用于地基隔水层较浅、透水层较薄的情况,可以利用封闭式防渗幕墙,来有效控制堤坝基础的扬压力和渗流量,从而实现根治堤坝基础渗透破坏的目的。采用封闭式防渗墙处理技术,通过墙体截断渗流的途径,具有较好的除险效果,但同时由于幕墙的增加,在一定程度上破坏了原有地下水环境和自然平衡关系,造成局部水环境受到破坏。在隔水层较深和透水层较厚的双层堤基中,采用封闭式垂直防渗墙,工程造价较高且施工难度较大,在施工前必须结合勘察资料,经过渗流计算并充分论证,确保切实可行才可采用。在施工时要布置堤顶靠临水侧和临水堤脚。设置垂直防渗墙时可以采用锯槽法、高喷灌浆、射水法和轮铣法等成墙技术来进行施工。
2.劈裂灌浆技术处理堤坝隐患。
劈裂灌浆技术适用于施工范围土质较差,碾压不密实的堤防防渗加固中,采用劈裂式帷幕灌浆法对防止堤身渗漏,加固堤身强度具有较好作用。劈裂灌浆利用水库坝体的应力分布规律,利用灌浆压力沿着水库坝体轴线方向劈裂,之后灌注合适的泥浆,通过这种方式形成铅直而连续的防渗泥墙,达到切断软弱层或堵塞漏洞裂缝的目的,以此来提高坝体的防渗能力。利用浆和坝的相互作用,将坝体内部的应力重新进行分配,提高了坝体的稳定性。;坝体碾压不实,密实度较差的松堆土坝;分期施工的土坝,在接头和分层位置存在透水层和软弱带;坝体不均匀沉降产生的裂缝;坝体存在腐烂树根及生物洞穴;坝体和闸墙及防水涵管的接合不好,存在接触冲刷或空隙。采用劈裂式灌浆施工时,造孔深度一般要超过隐患深度约2米至3米,设计的泥墙厚度根据碾压质量、堤坝土质、隐患性质和水库坝高情况来确定,一般可以采用5cm至20cm之间。采用劈裂灌浆法形成垂直连续的防渗帷幕,有效解决了坝体的渗透问题,通过浆和坝的共同作用和温化变形作用,重新调整坝体内部应力,使得浆脉两边约3米至5米范围内的土体得到密实,加大了防渗帷幕范围,提高了防渗效果。
3.滑坡体的清除。
水库堤坝的滑坡主要是由于内部渗水、水流淘刷、上部压载等原因所造成的,水库发生堤坝滑坡时,必须要立即采取前截后导的方式,遵循固脚压重和削坡减载的原则,想方设法增加阻力减少滑动力,加强堤坝的排水和防渗工作。对于深层滑动,一般要在挖除滑动体中的主滑体之后进行填筑,对于浅层滑动可以将滑动体挖除后,进行回填。另外,要稳定计算增加阻滑体的重量,加大阻滑力来提高堤坝的稳定性。
4.崩岸治理。
崩坝主要是由于土石组成的湖岸和河岸受到水流的冲刷,通过重力作用导致土石发生崩塌、崩落及滑坡等现象,一般的崩岸主要分为阶梯状崩塌、弧形坐崩和条形倒崩几种。崩岸继续发展导致河床产生横向的变形,危害较大。目前,采取的崩岸治理和抢险的主要方式为抛石防。在施工中,特别需要注意的是在抛石护岸等工程中,要在堤坝基础和抛石间铺设土工织物反滤层,对崩岸治理时,可以通过丁坝、石笼、顺坝、木桩、沉排和钢板桩来实现。
5.水库大坝上游下游的坝坡施工。
水库大坝上游的混凝土预制块护坡施工前,要对待施工坝坡进行修整。在砌筑混凝土预制块边坡时不能破坏垫层。铺筑沙砾石垫层前,要将草皮、乱石、树根、树木等全部清除,做好边坡洞穴的处理。在沙砾石垫层的填筑中,采用小型机械配合人工进行施工,对碾压合格的垫层要做好防护,若发生土料混杂,要及时清除干净。大坝下游坝坡施工前,要将下游的坝面呈阶梯形进行开挖,达到密实土层为止,之后采用分层碾压填筑坝坡的方式来施工。下游坝坡采用草皮护坡的,要选用耐旱、能蔓延、能生根的草类,在草皮铺筑后要洒水养护。
四.结束语。
水库大坝的防渗加固施工要因地制宜,结合实际情况,来具体对待。通过堵漏、补漏和防渗加固处理,提高坝体强度,确保水库的稳定和安全,提高水库的经济效益。
参考文献:
[1] 龙云 刘正信水库大坝防渗加固技术的探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年23期
[2] 王兵 小型水库大坝防渗加固技术的探讨 [期刊论文] 《中华民居》 -2012年1期
[3] 卓廷召 对水库大坝防渗加固技术的探讨 [期刊论文] 《沿海企业与科技》 -2010年12期
关键词:混凝土路面,病害,防治
0.前言
水泥混凝土路面以其抗压、抗弯、抗磨损、高稳定性等诸多优势,在各级路面上得到广泛应用,一些县乡公路普遍采用水泥混凝土路面,在高等级公路中所占比例日渐增多,在公路交通运输行业发挥着重要作用。论文参考。但水泥混凝土路面的病害普遍发生,影响了公路的使用状况。水泥混凝土路面的病害形成,主要原因是施工质量较差、基层和土基稳定性差、温缩裂缝、养护不到位等,在施工中严格控制,可有效的预防水泥混凝土路面病害的发生。
1.病害类型及其产生原因
1.1水泥混凝土路面病害类型
路面经受各种复杂的应力作用。有在轮载轴力作用下产生的荷载应力、有温度变化引起的温度应力、有湿度变化引起的湿度应力等。论文参考。假如各种应力的不利组合综合作用超过了混凝土的容许应力范围,路面就产生裂缝,并最终形成断板、沉陷、错台、板底脱空等病害。
1.2水泥混凝土路面病害产生原因
1.2.1水泥混凝土面层施工方面的原因:水泥混凝土面层施工,往往施工的厚度未达到设计要求,主要是基层施工标高控制不严所引起;由于施工的不均匀性、组成材料的质量不符合技术要求、施工工艺不妥、振捣不密实、过早通车、养护不规范、配合比不正确、施工时严重偷工减料等原因,往往实际的混凝土路面强度达不到设计强度。这样,势必影响混凝土板本身的质量,而造成损坏。气温的变化,使得混凝土路面的温度也随之产生周期性的变化,使混凝土路面产生收缩与膨胀等变形,路面板即产生裂缝或被挤碎而破坏。
1.2.2路面基层强度与刚度不足:路面基层是为保证路面的整体强度,防止唧泥和错台,延长混凝土路面使用寿命的重要结构层。具有调节路面板与土基之间的关系,使路面整体结构比较经济、合理的功能。鉴于基层承上启下的重要作用,对基层提出的技术要求是刚度较大、强度足够,保证路面板得到地基紧密、均匀、坚强的支承。
1.2.3路基施工方面的原因:刚性路面之下土基承受的应力比较小,一般不会超过0.05MPa,因此混凝土路面无需对土基的强度提出过高的要求。然而,土基的稳定性差或不均匀时,在轮载的反复作用下,以及在周围水温变化的影响下,会出现较大的不均匀变形,仍将导致混凝土路面使用品质的下降和路面板的损坏、断裂。
2. 水泥混凝土路面病害的预防措施
2.1水泥混凝土面层施工方面
2.1.1严格控制施工质量:严格控制原材料质量。水泥、碎石、砂、水等原材料在使用前必须按规范规定,进行一系列的试验与检验,不合格的不得使用。进行配合比设计、并正确投料,粗、细骨料要根据筛分试验数据,结合规范控制级配合理。严格控制混凝土路面各工序的施工工艺质量,尤其要注意“振捣密实”。加强养护,防止在混凝土路面强度未达到设计强度时,开放交通。
2.1.2水泥混凝土面层施工中温度应力的控制:在施工时,应尽量控制工作温差,并按规定及时锯切缩缝,避免严冬上霜期施工,经验算,缩缝间距4—6米时,均能满足要求。
2.2路面基层施工方面
路面基层施工要严格控制施工质量,按规范要求选好合格材料,保证路面基层设计厚度及顶面标高,保证压实度;严格控制水泥剂量、含水量;减少混合料的离析;防止水分过分损失;要注意处理好混合料摊铺时的接缝;混合料的养生按技术规范养生期应不小于7d,在养生期间绝对禁止重型车辆行驶。
2.3路基施工方面
;软基处理要采用合理的施工方案和施工工艺;路基填筑过程中,要严格按规范要求选好填料,控制松铺厚度和粒径,控制压实含水量,每层填筑要用平地机等机械整平后压实,形成横向路拱,做好临时排水使路基干燥等。
3.水泥混凝土路面病害的处治措施
3.1断板的处理
3.1.1断板处理的技术要求:结合实际情况,对整块板断裂、错台较严重的情况采取将断板破碎后外运、清扫基层,然后用C10贫水泥混凝土修复基层,做基层的同时要振捣密实,及时检测水泥混凝土的各项技术指标,表面要预留一定的横坡度,表面要做成毛面,以便于混凝土面板充分结合,达到养护期后,就可以采用与原有水泥混凝土面板标号相同的混凝土进行补板,强度达到设计要求。
3.1.2断板处理应注意的问题:两侧模板支撑必须牢固、位置正确,控制好混凝土保护层。振捣:施工中不得任意加水,不得有离析现象,振捣用插入式和平板式同时振捣,保证混凝土浇捣的密实,并减少侧面气泡的产生;抹面:吸水完成后立即用粗抹光机抹光,边角等局部抹光机打磨不到之处可用微型手动抹光器抹光,将凸出石子或不光之处抹平,最后用靠尺板检查路面平整度,符合要求后用铁抹子人工抹光;压槽:抹面完成后进行表面横向纹理处理,现在通常采用刻槽机刻纹;养护:砼浇注完成12小时后,可拆模进行养生,养生选择浇水、覆盖草袋喷撒养生剂等方法;切缝灌缝:横向施工缝采用锯缝,缝深6cm,宽5mm,在锯缝处浇灌聚氯乙烯胶泥,灌缝前应清除缝内的杂物,缝顶面与路面平齐。
3.2板底脱空的处治
3.2.1板底灌浆的技术要求:常用的水泥浆材料包括:水泥、粉煤灰、水、外加剂等。浆体应具有良好的可泵性、和易性、保水性,浆体过稠不能均匀布满板底空隙,浆体过稀,干缩性大。论文参考。流动度是影响可灌性的主要因素,一般流动度越高,可灌性就越好。在相同水灰比情况下,流动性随着水泥与粉煤灰的比例产生变化。同时,粉煤灰比例也影响水泥浆的后期强度。在相同条件下,水灰比越大,则浆体的强度会逐渐降低,因此,不宜采用过大的水灰比。
3.2.2板底灌浆技术的实施:灌浆孔的数量应根据面板尺寸、脱空程度,结合灌浆试验及施工人员的经验加以确定。一般布2个灌浆孔为宜,孔的位置通过试验及施工人员积累的经验来确定。一般距接缝0.8~1.2m,对已产生断裂的板,可在断缝与两侧接缝中间部位钻孔效果更好。灌浆孔孔深只要穿透面板至基层内2~3cm即可(以恢复支承为目的),灌浆孔孔径以50mm左右为宜,只要能保证水泥浆顺利流畅,对水泥混凝土板整体性不致于造成太大影响。板底灌浆应选择气温相对较低时进行,以5~30℃为宜;板底灌浆宜选择在气侯相对干燥时进行;应控制灌浆压力,当不考虑板块抬升时,灌浆压力以不超过2MPa为宜。当观察到灌浆泵上的压力计压力升高并超过控制值时,应停止泵送,以免造成板体扰动;同时,压力过高易造成灌浆栓塞拔起伤人;当观察到浆液从一个孔流入另一个孔或浆液沿接缝冒出并不再延伸时,应视为注饱;灌浆后必须在水泥浆终凝前,及时清除接缝及裂缝中的残渣,以免诱发板块推挤破裂并在开放交通前,用合适的填缝材料重新灌缝。对灌浆孔,可采用标号不低于原路面设计强度的细石混凝土进行填补,再次灌浆应重新钻孔。
4.结语
。要做好水泥混凝土路面保证路面基层、路基施工的施工质量是前提,选择好进行路面施工的各种原材料,加强水泥混凝土路面施工的质量控制,保证砼面板的强度达到设计要求。在水泥混凝土面层施工时,应尽量控制工作温差,并按规定及时锯切缩缝。另外,在水泥混凝土路面病害的处治方面,断板沉陷的水泥混凝土板最好是铲除,用同标号的新混凝土进行修补;利用灌浆技术对水泥混凝土面板脱空进行处治能达到较好的处理效果。
【参考文献】
[1]李华.水泥混凝土路面修补技术.人民交通出版社,1999,12.
[2]山西公路局. 公路工程通病分析与防治. 人民交通出版社,1999,12.
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容
Copyright © 2019- huatuo9.cn 版权所有 赣ICP备2023008801号-1
违法及侵权请联系:TEL:199 18 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com
本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务