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灌漿法論文實用13篇

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灌漿法論文

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復合注漿法的特點如下:

(1)復合注漿法適用地層范圍廣,既適用于加固滲透性大的砂卵石層,又可適用于滲透性較差的粘土、粉土和粉細砂層及淤泥等軟弱土層,還可以用來加固巖溶地層的地下溶洞。

(2)復合注漿法漿液擴散范圍大,不僅對高壓噴射流噴射破壞土體的極限范圍之內土體進行轉換加固,而且對噴射破壞土體的極限范圍之外的土體以充填、滲透、擠密和劈裂等方式進行注漿加固,在成樁的同時對地基土有灌漿加固作用。

(3)復合注漿法能定向定位定深度,能形成連續的圓柱狀的旋噴樁體,旋噴樁體頂部無收縮,與樁砼結合緊密;能直接承受上部荷載,承載力較高。該法

注漿形成的固結體強度可根據設計需要進行調節,其強度范圍為5~30MPa,與只用高壓噴射注漿形成的固結體相比,復合注漿法形成的連續的圓柱狀的旋噴樁體,其各方面的性質都有了提高。

(4)復合注漿法鉆孔施工口徑較小,對既有建筑物基礎和地面損害和擾動小,可調節漿液的凝固時間,施工期建筑物附加沉降小。經濟可靠,耐久性好。

(5)復合注漿法施工簡便,施工機具適合既有建筑物狹窄和低矮的現場施工,施工時基本無噪音,材料對環境無污染,可滿足辦公和生活要求并保護環境。

2復合注漿法加固缺陷樁基的工藝技術

2.1施工工藝

復合注漿法加固缺陷樁基的施工工藝流程如圖1所示,具體技術措施如下:

(1)注漿鉆孔施工:對樁基的樁身缺陷或樁底持力層缺陷進行加固時,先采用地質鉆機在樁中進行鉆孔抽芯或在樁側進行鉆孔,對樁身缺陷加固時需在樁中鉆孔抽芯至缺陷位置以下1m左右,對樁底持力層缺陷加固時需根據設計樁底持力層要求從樁

中或樁側鉆孔抽芯至完整持力層以下3m左右。鉆孔孔徑一般開孔為110mm或101mm,終孔直徑為101mm或91mm,鉆孔垂直度保證<1%。

(2)建立孔口注漿裝置:注漿鉆孔施工完成以后,在注漿孔口建立注漿裝置。孔口注漿裝置采用預埋設的方式固定在樁頂注漿孔口,采用水泥漿或水泥水玻璃漿液將孔口裝置與鉆孔之間的間隙固定密封。孔口注漿裝置既要滿足靜壓注漿要求又要滿足高壓旋噴注漿管可以從其中下鉆的要求。

(3)采用高壓旋噴方式噴射清水進行沖洗擴孔:孔口注漿裝置埋設1~2天后,先采用高壓旋噴方式噴射清水對缺陷位置進行沖洗,噴射清水時需按設計規定的工藝參數(噴射壓力、提升速度、旋轉速度)進行噴射,將注漿管分段下入孔底,每段注漿鉆桿需連接緊密并采用麻絲密封。旋噴清水采用從下而上的方式。旋噴清水一般采用單管旋噴注漿方式,清水一般噴射1~3遍,經噴射清水后,可擴大噴射直徑和增加固結體的強度。

(4)采用高壓旋噴注漿方式進行注漿:按要求進行清水噴射洗孔和擴孔后,再采用高壓旋噴注漿方式進行旋噴注漿。將注漿管分段下入孔底后,從下而上進行旋噴注漿,旋噴注漿一般采用單管旋噴注漿方式。

(5)采用靜壓注漿方式進行注漿:高壓旋噴注漿結束后,利用孔口注漿裝置封住孔口進行靜壓注漿。靜壓注漿開始時采用較稀的漿液和較低的注漿壓力,隨后逐漸增加漿液濃度及加大注漿壓力,直至設計注漿量和注漿壓力為止。一般靜壓注漿在漿液終

凝前需進行2~3次灌注。靜壓注漿可以采用單液也可采用雙液注漿。

(6)封孔:靜壓注漿結束后,若注漿孔口冒漿,需對孔口進行封閉處理,防止漿液流出;若注漿結束后孔內漿液有流失,需補灌漿液到注漿孔內漿液飽滿為止。

2.2復合注漿法的漿液材料

(1)主劑:采用水泥漿為主劑,對既有建筑物地基加固注漿時水泥一般采用425#早強型硅酸鹽水泥。對樁基礎缺陷進行加固補強注漿時,為了獲得較高的固結體強度,采用高標號的525#普通硅酸鹽水泥。

(2)外加劑:常用外加劑為速凝劑、早強劑等。速凝劑常采用水玻璃,水玻璃加量一般為水泥用量的2%~4%。采用雙液進行靜壓注漿時,水玻璃用量可為水泥用量的10%~100%。早強劑為氯化鈣和三乙醇胺,用量一般為水泥用量的2%~4%。

2.3施工工藝參數

(1)旋噴注漿壓力:采用單管高壓旋噴法時:漿液或清水噴射壓力:20~30MPa;采用二重管高壓旋噴法時:空氣壓力為0.7MPa,漿液壓力為20~30MPa;采用三重管高壓旋噴法時:水壓力為:20~30MPa,空氣壓力為0.7MPa,漿液壓力為2~5MPa。在既有建筑物地基加固注漿時常采用單管高壓旋噴,其壓力常用20~25MPa;在對樁基缺陷進行加固補強注漿時采用單管高壓旋噴或三重管高壓旋噴,注漿壓力常用25~30MPa;

(2)噴射提升速度:10~20cm·min-1;在既有建筑物地基加固注漿時采用20cm·min-1;在對樁基缺陷進行加固補強注漿時采用10~15cm·min-1;

(3)噴射旋轉速度:20~40r·min-1;

(4)靜壓注漿壓力:在既有建筑物地基加固注漿時采用0.3~2.0MPa;對樁基缺陷進行加固補強注漿時采用0.3~5.0MPa;注漿壓力需根據每個工程的不同土質條件及注漿部位進行注漿壓力設計。

(5)漿液水灰比:旋噴注漿時采用1∶1~1.2∶1;靜壓注漿時采用0.5∶1~1.2∶1。

2.4加固效果的檢測復合注漿法加固缺陷樁基后的效果檢測,應主要以承載力檢測為主,因此檢測方法主要采用高應變法和靜載試驗法,抽芯法和低應變法主要作為直觀檢測方法。通過檢測經過加固后缺陷樁的主要缺陷是否已經充分注入水泥來判斷加固效果。

(1)高應變法:對于三級建筑樁基以及工程樁施工前已進行單樁靜載試驗的一、二級建筑樁基,可以采用高應變法對工程樁單樁豎向承載力進行檢測。高應變法還可直接反映樁身質量來判斷加固效果。檢測樁數不宜少于總加固樁數的5%,并不得少于5

條。

(2)靜載試驗法:一級以及地質條件復雜、樁的施工質量可靠性低、樁數多的二級建筑樁基,應采用靜載試驗進行。檢測樁數為總加固樁數的2%,且不少于3條。

(3)抽芯法:檢測樁數為總加固樁數的5%,且不少于5條。抽芯孔數:D<1.2m,每樁鉆一孔;1.2m≤D≤1.6m,每樁鉆二孔;D>1.6m,每樁鉆3孔。抽芯孔深度:每孔至少應有一孔鉆至設計要求的深度,如設計未有明確要求時,宜鉆入持力層3倍樁徑且不小于3m。

(4)低應變法:通過對比缺陷樁加固前后的波形變化,定性分析加固效果。低應變法應用的關鍵是缺陷樁加固前應進行檢測,以便進行加固前后的波形對比。低應變法的檢測數量為加固樁數的100%。

3工程實例

廣州某辦公樓其基礎設計采用為沖(鉆)孔灌注樁,樁端持力層設計為微風化灰巖,樁徑為<1400mm,樁身砼設計強度為C30,設計單樁豎向承載力為1840kN。該工程樁施工完成后對6條樁進行了抽芯檢測,發現26#樁樁身局部有蜂窩及樁底存在溶洞及破碎灰巖。

經對高壓旋噴注漿法、靜壓注漿法、復合注漿法等各種樁基加固方法進行比較,本工程決定采用高壓旋噴法和靜壓灌漿相結合的綜合注漿法加固樁底溶洞及破碎巖層以及樁身蜂窩。具體施工工藝如下:

(1)進行抽芯校核及灌漿孔施工:對26#樁增加2個鉆孔進行抽芯校核并兼作灌漿孔,抽芯采用101mm雙管鉆具進行抽芯校核,以確定樁身砼質量情況以及樁底持力層質量情況,抽芯孔到樁底入微風化灰巖4m為止。5個加固孔呈對稱布置,盡量分布均勻。

(2)先采用高壓旋噴法加固樁底:先采用高壓旋噴法對樁底進行加固處理。方法為通過抽芯鉆孔下旋噴鉆桿鉆至樁底,以入微風化巖層3.0m為持力層,從樁底軟弱層下0.5m開始用高壓水旋噴,往上噴至樁底并與樁身搭接0.5m,復噴兩次;然后下到底部自下而上噴水泥漿,復噴一次。施工參數為:噴射壓力>30MPa;提升速度:噴水10cm·min-1,噴漿10cm·min-1(復噴為15cm·min-1);回轉速度為20~40r·min-1;旋噴水泥漿液水灰比為1∶1;采用水泥漿(水泥用525#)復噴一遍,水泥用量600kg·m-1左右。根據溶洞的范圍、高度不同,水泥用量有很大差別。

(3)旋噴后再進行靜壓灌漿加固樁底及樁身:高壓旋噴結束后,將孔口封住,利用旋噴鉆孔對樁底進行靜壓灌漿。漿液以525#高標號水泥為主劑。施工參數為:灌漿壓力為1.0~5.0MPa,灌漿漿液水灰比為0.7~1.0。經靜壓灌漿后,能加固原來松散破碎的灰巖層,同時對樁身與灌漿鉆孔連通的蜂窩有灌漿加固效果。而且經多次靜壓灌漿,可以防止旋噴灌漿漿液收縮。施工結束后,經檢測單位對該樁進行高應變檢測表明,樁基承載力大幅度提高,加固后其承載力遠高于承載力設計值,加固效果明顯,完全滿足設計要求。

4結論

(1)復合注漿法充分發揮了靜壓注漿法和高壓旋噴注漿法這兩種注漿加固方法各自的優點,克服各自的缺點,是一種新型的樁基加固技術。該法處理樁身蜂窩、樁底沉渣、樁底持力層存在相對軟弱的夾層、樁底溶洞等樁基質量問題安全可靠、經濟有

篇2

(2)分組討論:即將學生按座位分成四人一組進行閱讀、討論、老師有重點地指導,討論后抽一組,推選一人上講臺講課。

(3)學生講述:學生在講課中,教師除對某些實驗和難點進行輔導外,最好不要講話,而是注意全班同學聽課情況、講課同學的思路和存在問題。

(4)補充答疑:教師要及時補遺答疑,強調重點和要點。

二、指導講課法

一般分為三個階段循序漸進:

(1)開始階段:教師在開始階段不能馬上指導學生講新課,教師可上完一部分課后,再按照基本操作過程指導學生復習提問,使學生初步掌握講課的技巧。

(2)第二階段:教師要指導學生講要點。即在開始階段討論基礎上,老師可在黑板上寫出若干問題,請學生討論講解。

(3)第三階段:指導學生講課。教師應要求學生做好充分預習,自己列出題綱,經過小組討論后進一步完善。對于其中的實驗,教師可帶部分同學共同準備,由學生完整講述新課內容。

三、有利于培養學生多方面的能力。

(1)可以訓練學生表達能力:通過講課,給學生提供了較多的當眾表達機會。由于是講課,學生不僅要大膽地說話,還要清楚、簡潔、有層次,讓人聽懂。這種登臺表演極易形成良好的競爭意識,表達能力得到極好訓練。

(2)可以提高學生記憶能力:學生在課堂上“講課”,不僅要有說的能力,更要有內涵,經過積極預習準備和老師的指導可完全記往書本上的知識,提高記憶能力。

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一、江西農村職業教育發展過程中存在的問題

1.專業結構及課程設置難以適應新世紀農村經濟發展的需要。縱觀現在的一些農村職校,在專業設置上嚴重滯后于社會需求,專業陳舊,知識老化,學生高分低能,動手能力差。在專業設置上片面迎合學生的擇業觀念,不顧當地經濟發展的實際需要,爭開所謂的熱門專業。也即在專業設置上沒有考查當地的實際需要,更談不上專業設置的超前性、實用實效性。農村職業教育未能以變化快、周期短、知識新、形式活的辦學來滿足新形勢下對人才的需求。

2.農村職校培養目標定位不合理,教學內容、教學形式單一,教學環節脫離農業生產實際,不能有效地服務于當地經濟社會的發展。主要表現為:在辦學定位上,脫離了當地農村區域經濟特色;在教學內容上,脫離了農村經濟專業內容;在教學形式上,教學環節脫離實際。

3.農村職業教育的功能、辦學方向與職業教育的時代要求相背離。相當數量的學校以對口升學作為辦學的主要目的,這也成為大量學生接受職業教育的直接目的。這種做法與國家和社會賦予職業教育的任務嚴重背離,不僅無法發揮轉移農村富余勞動力、促進產業升級的功能,也給自己的辦學帶來了極大的負面影響。

4.農村職業教育辦學模式僵化,師資實踐技能缺乏,人才培養水平低。目前,雖然農村職業教育已開始面向經濟、面向市場,但其內部運行機制與計劃經濟制度下的學歷教育并無真正區別,從組織領導、辦學制度、教學管理制度到教材、教學活動等都還沿襲著計劃經濟體制下的學歷教育模式和應試教育模式,許多職業學校的教學仍是從書本到書本、從理論到理論,缺少與社會實踐的緊密聯系。農村職業學校的教師隊伍總體上數量不足,學歷層次低,素質不高,專業教師缺乏,專業課教師與普通文化課教師的比例失調。

二、江西農村職業教育發展問題的原因分析

1.經費不足與政策導向影響。經費不足是影響農村職業教育最重要的因素。此外,教育政策導向也直接影響著農村職業教育的發展。近年來,在國家政策的導向下,高等職業教育得以蓬勃發展,一是本科擴招;二是高職高專發展過快,高等教育大眾化的趨勢愈來愈明顯,加之城鄉差別的拉大和人們對農村職業教育認識上“重普教輕職教”,以及擇業觀念的陳腐,致使本來條件較差的農村職業學校愈加萎縮;三是高校擴招對就業產生極大的影響,使人才市場出現高學歷求職者“扎堆”的情況。

2.辦學條件與辦學定位影響。一是實驗設備條件不足,老舊的實驗設備不能得到及時更換,不能適應專業技能培訓的需要;二是“雙師型”教師比例不夠,課堂教學與實踐教學差異較大;三是教師待遇差,留不住人才。農村職業學校的辦學以學制性教育為主,忽視了對農村青年進行短期培訓。沒有把勞動力轉移和技能培訓作為學校的辦學定位,限制了農村職業學校的發展。

3.就業影響。畢業生出口不暢,就業率低,工作選擇面窄,是導致農村職業教育滑坡的重要因素。農民花錢讓孩子學習技術,最終目的是希望孩子有一個好的工作,但目前廣大農村職校畢業生由于多種因素未能找到工作或工作回報率低,導致農村孩子對上職業學校不感興趣。

三、江西農村職業教育的發展對策

1.整合教育資源,優勢互補,完善農村職業教育體系,做大做強職業教育。各級政府和教育管理部門要本著現實性原則和統籌性原則,打破部門之間、城鄉之間的界限,調整職業學校布局結構,優化資源配置,對那些規模小、效益低、質量差的學校進行合并,使閑置的教育資源得到充分利用,把那些辦學條件好、教育質量高的示范性職業學校不斷做大做強。同時,要進一步完善農村職業教育體系,要以大職教觀指導農村各類職業教育發展,健全適合農村實際的職業教育體系。在辦學上不局限于層次,為農村現代化培養高層次的技術人才。

2.科學定位、務實辦學,實現農村職教辦學形式的創新。首先要轉變觀念、科學定位,由面向農村辦學改為面向城鄉辦學,并把農村勞動力轉移作為職業學校的主要定位與辦學目標,人才流向不僅僅限于農村建設、農業生產,更為重要的是區域經濟建設。其次要由學歷教育為主轉變為學歷教育與職業培訓并重。教學與實踐相結合,理論課與實踐課之比以1∶1為好。改善實驗設備條件,突出技術操作性、職業技能性和教學實踐性,加深學生對專業知識的理解,培養學生的動手能力。進一步突出實踐性教學環節和教學內容,一方面要加強校內實習基地建設,另一方面要不斷擴大校外實習基地。

3.以就業為導向,改革人才培養模式。“以就業為導向”,試行多種人才培養模式,大力推行工學結合、校企合作,進一步推動職業學校與企業建立緊密的聯系。變“輸出地”培養為“輸入地”培養,依托企業發展職業教育,有效增強職業教育的實踐性和針對性,使職業學校學生更多地了解企業生產情況,畢業生就業也更加有保障。允許學生工學交替、半工半讀,以滿足特困學生的求學需求。將學校本位模式轉向與企業、社會有機結合的模式。

4.提高農村職業學校教學質量。加強職業教育的教師隊伍建設,合理設置各門課程。提高職業學校的教師素質,應從三個方面著手:一是加大對現有職業教師的培訓,制定切實可行的培訓計劃、措施和方案,注重對專業技術骨干教師的培養,建立激勵教師不斷加強業務、技術學習的機制;努力為教師創造進修和學習的條件,提升教師的知識水平、教學水平和實踐能力。二是優化職業教育師資結構,加強“雙師型”師資隊伍建設;積極培養“雙師型”教師,鼓勵教師到企業或其他單位進行學習和鍛煉。三是建立合理的人才流動機制,根據職業教育辦學規模和發展需要,不斷充實專業技術人才,逐步建立一支高水平的師資隊伍。

5.運用市場規律,實現江西農村職教體系的創新。創新農村職業教育體系,要創新管理體制,搞活辦學體系,給學校更多的辦學自主權,如專業設置、課程建設、用人機制、教學方式等。要鼓勵私人企業和社會力量辦職業學校,形成市場調節競爭的辦學機制。通過靈活多樣的辦學形式和教學方式,真正把江西農村職業教育辦實、辦活、辦大,辦出特色,走出一條農村職教新路,創建江西農村職教的新體系。

[參考文獻]

[1]郭召志.農村職業教育的現狀、問題及對策[J].教育與管理, 2007, (4).

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一、引言

隨著我國經濟的飛速發展,硬件物資的大量消耗和能源的逐漸緊缺,我國開始越發對自然能源開始進行合理的開發和利用,在此大環境下,水利樞紐工程、水電站等得到了快速發展。從21世紀之后,我國加大了對水利樞紐工程的建設投資規模,同時也新建、修筑了一大批的水電站。隨著水利工程建設規模的逐步擴大,水利樞紐工程的維護和保養工作也得到廣泛重視。另外,由于我國存在較多的古老水利工程,此類工程開始出現功能衰退,并呈逐步下降的趨勢。為了維護正常的水利功能,要對水利工程、水利樞紐、水電站進行維護保養,為此,大壩灌漿帷幕施工成為了水利工程日常維護的主要內容。大壩灌漿帷幕施工中,所面對的不確定因素較多,導致在施工中還存在一定的問題。

二.大壩帷幕灌漿施工。

根據防滲透帷幕的灌漿孔的排數,可分為多排孔帷幕和兩排孔帷幕。在大壩周圍的地質條件較為復雜,而地區內的水頭較高時,要盡量采用3孔以上的多排孔帷幕。按照灌漿孔的底部是否深入到相對不滲水的巖層中來進行區分,深入相對不滲水巖層的稱之為封閉式帷幕,而將未深入到滲水巖層的稱之為懸掛帷幕。

大壩灌漿帷幕施工時,混凝土的壩巖層基帷幕灌漿都要在兩岸的壩肩平洞和在壩體的內廊道的中部進行。大壩材料性質為土石壩的巖基帷幕灌漿,部分要在巖基頂面開始進行,之后在填筑壩體。在壩基內部和是在壩體內的廊道中進行,好處是大壩帷幕灌漿與壩體的填筑互不干擾,在竣工后,可以對大壩帷幕的灌漿情況進行檢測,同時可以對大壩帷幕進行補灌漿操作。大壩帷幕的灌漿鉆孔灌漿根據設計排定的基本順序,逐漸加密。在兩排孔或是多排孔的帷幕灌漿中,一般都采用先鉆下游排,再鉆灌上游排的方式來進行。

三.大壩帷幕灌漿施工中的常見問題。

1.防滲帷幕標準。

對于不同的水庫大壩,其因壩高和壩型不同而具有不同的幕體滲水性標準,在進行大壩的帷幕灌漿施工設計中,要將工程的取值選擇幕體的透水性能標準值的高值確定為衡量大壩的帷幕防滲性能。雖然工程設計時,基本上都這么要求,但在實際的施工過程中,都無法得到標準。在某地區的龍鳳山水庫的幕體內透水率為≤5Lu,其表層為1-2層的灌漿段。在大壩的安全檢查中,通過監控孔中所做的額壓水試驗表明,約有50%的部分,其試段內透水率均高于5Lu。雖然,該水庫已經安全的連續運行了15年,但并沒有發生滲水施工,因此,在進行帷幕灌漿施工時,要根據大壩的實際情況來靈活掌握,在某些特殊時候,可以適當的降低標準。

在不連續的進行帷幕灌漿施工中,由于單憑灌漿前的簡易壓水試驗,能達到和小于幕體內的透水性能標準,由于這樣無法形成完整的連續幕體,而是形成隱患。在某中型水庫中,在大壩維護灌漿之前,通過簡易的壓水試驗,只有14%的試段內的透水率能小于5Lu,在未進行大壩灌漿施工之前,在有的區段中只灌第一序孔,而沒有灌第二序孔。由于有的孔距多達16米以上,并且在有的孔段中的單位耗灰量較多。并且仍然沒有加密二序孔。在施工完成后,水庫的蓄水位上升到6米時,就發現了多處漏水點。產生此類問題的主要原因是灌漿施工沒有形成連續的防滲帷幕,施工中不得不進行二次帷幕灌漿。因此,在大壩帷幕灌漿設計中,要保證帷幕深度之內的孔段不參照透水率大小,都應該進行帷幕灌漿;在灌漿施工后,能保證防滲帷幕的整體性和連續性。

2.灌漿壓力。

在大壩的帷幕灌漿施工中,灌漿壓力時控制灌漿質量最為重要的因素。由于灌漿壓力過小,灌漿后無法將水泥的漿液壓入到巖石的裂縫中,無法形成連續的帷幕;灌漿壓力過大時,由于引起巖體的抬動變形,會導致大壩內部裂縫擴大,或是形成新的裂縫,相反的破壞了壩基中的巖石完整性。一般來說,能將灌漿的壓力控制好一點,壩基內深層的巖體完整性基本上都很好。在一些中小型的水庫中,在地基開挖后會在表層巖體中,基本上都為強風化和弱風化,其巖體呈破碎狀態,加上裂縫的發育,灌漿壓力無法達到工程設計要求。

間歇式灌漿方法,能在一定程度上提高灌漿施工能力。部分水庫由于施工時基層上的混凝土沒有蓋板或是蓋板較薄,加上表層的巖體由于壓重不夠,而無法施加壓力。為了提高灌漿的質量,在施工中要先灌漿后開挖,要設法增加蓋重,以此來提高灌漿壓力,同時要根據工程的重要程度,合理、適當的增加帷幕的排數,以此來彌補灌漿壓力過小而產生的缺陷。

3.灌漿漿材問題。

在目前的大壩灌漿施工中,常用的灌漿漿材為混凝土裂縫化學灌漿漿材,如改性環氧、甲凝、普通環氧和彈性環氧等,這些灌漿漿材要經過現場檢查和準確的配比試驗,在調配結果與設計要求相符合后,才能投入施工使用。在實際的施工過程中,由于施工現場的條件較為簡陋,施工工作環境要比室內差很多,這給材料的調配試驗增加了較大的難度。在沒批次的調配試驗中,容易出現調配結果和配漿比例精確不夠等情況,導致在后期施工中,未做好檢查就直接被投入生產過程中,最終導致施工后裂縫無法有效控制。

在選擇帷幕灌漿材配時,將出廠的產品直接采取雙組份,或者是三組份的方式。在材料運輸到施工現場后,要根據體積和重量的比值(一般要采用體積比),將材料合成使用,通過這種方式來簡化配漿實驗,來盡量消除配漿過程中的誤差,提高漿材的各項性能,確保穩定。

大壩的混凝土裂縫一般根據成因、寬度和深度進行分類,可分為活縫、增長縫和死縫;貫穿裂縫、干縮裂縫、溫度裂縫;貫穿裂縫、深層裂縫、表層裂縫。裂縫有深有淺,有寬有窄,既有濕縫,也有干縫。在進行灌漿施工時,要根據不同的縫隙類型,來選擇不同的漿材性質。無論是選擇柔性材料還是剛性材料,通常情況下是粘度越低越好,粘度越低,可灌性也就越強,同時也便于現場施工操作。但由于漿材的粘度越低,其漿材分子量越小,在固結后的收縮量會增大,因此在施工中,在雙組份和三組份漿材材料的基礎上,要對同一產品的粘度大小進行現場確認,并參考對應條件下的說明書和各項物理性能指標。

四.結束語

大壩帷幕灌漿施工是維護大壩安全的主要手段,在施工中要采用嚴謹的施工工藝,嚴格的施工質量來進行控制,避免出現帷幕灌漿施工后,新的灌漿內形成裂縫,導致無法修復,在實際操作中,一定要引起注意。

參考文獻:

[1] 王建輝 郭孝義 曹麗紅 小水庫除險加固工程大壩帷幕灌漿施工過程中常見問題處理——以金龍嘴水庫除險加固工程大壩帷幕灌漿施工為例 [期刊論文] 《科技信息》2010年24期

[2]邢艷霞 張洪澤 三道灣大壩帷幕灌漿施工及效果分析 [期刊論文] 《中國科技博覽》2011年12期

[3]邢艷霞 三道灣大壩帷幕灌漿施工及效果分析 [期刊論文] 《中國科技博覽》2011年27期

[4]蔡忠 淺論東風水庫除險加固工程大壩帷幕灌漿施工與質量控制 [期刊論文] 《科技咨詢導報》 -2007年30期

篇5

近年來,隨著國民經濟水平的發展,各類等級公路的建設進行的如火如荼,這在很大程度中方便了人們的生產和生活,在公路施工的過程中,橋梁與隧道的建設是其中的重要組成部分,與公路路基相比而言,橋梁與隧道施工具有一定的特殊性,對于施工方法的要求也更高,如果未掌握好施工技術,很可能導致公路在投入使用后出現各種各樣的質量問題,提高橋梁與隧道的施工質量也成為施工管理人員關注的重點問題,就現階段來看,灌漿法作為公路橋梁隧道中常見的施工技術,能夠很好的防止橋梁隧道中各類病害問題的產生,下面就具體介紹灌漿法的類別及其具體的應用要點。

1 灌漿法相關介紹

灌漿法又稱為壓力灌漿法,即利用壓力將固結漿液通過鉆孔注入建筑物裂隙與土體孔隙中,改善其物理力學性能的一個過程。灌漿在注入裂縫后,能夠以滲透、填充和擠密的方式擠出巖石和土體裂縫中的空氣和水分,這樣就能夠將原先松散的土體凝結成一個整體,達到提升其水穩性和強度的目的。就現階段來看,灌漿法包括高壓噴射灌漿與靜壓灌漿兩種,高壓噴射灌漿時利用鉆機將注漿管鉆進土層預定位置,再利用高壓設備將高壓流噴射出來,當速度快、能量大的高壓噴射流超過土體結構強度時,土粒便會剝落,其他土粒會按照一定比例與漿液重新排列行為固結體,這樣就可以達到加固橋梁的作用。靜壓灌漿方式與之相比能夠很好的解決橋梁與隧道的加固問題,也能夠解決土體防滲問題,技術難度也較小,因此,在公路橋梁隧道的施工過程中,靜壓灌漿方式的應用范圍更加的廣泛。

2 灌漿法在公路橋梁隧道施工過程中的應用

2.1 灌漿方案的設計

灌漿需要按照地質勘察、方案選擇、灌漿試驗、設計計算、修改優化的過程進行,具體的設計內容要包括灌漿標準的確定、灌漿材料的選擇、施工范圍的確定、漿液影響半徑的設置、鉆孔的布置、灌漿效果的評估等等。在公路橋梁隧道的灌漿處理過程中,對于強度較低的底層可以使用壓密灌漿的方式進行處理,對于硬質的土層可以使用劈裂灌漿的方式進行處理,對于砂礫層則可以使用滲透灌漿的方式進行處理,灌漿方式能夠單獨使用,也可以組合使用。在灌漿順序的決定上,對于砂礫層較多的地層,一般使用分段式灌漿的方式來處理,對于軟弱地層,也可以使用以上的處理方式。

在漿材材料的配比設計方面,一般應該使用0.8:1-1:1水灰比的配合比漿液,對于漿液擴散半徑的確定可以使用以下的計算公式來計算:

其中,k為砂礫土滲透系數;h為灌漿壓力水頭;t為灌漿時間;n為砂礫土空隙率;為漿液和水的粘滯比;R為漿液擴散半徑;為灌漿管半徑,如果地基較為復雜難以計算參數時,就要使用現場注漿試驗的方式進行確定。

在灌漿壓力的確定方面,適度的灌漿壓力能夠有效提升土體強度、減少灌漿孔的數量,但是如果壓力過大,就有可能破壞地基結構,為了解決這一問題,必須確定好地基的允許注漿壓力。灌漿壓力與地層強度、密度、初始應力等多種因素有關,往往難以預測到所有的因素,此時必須要使用現場灌漿試驗的方式進行確定。一般情況下,灌漿壓力的選擇應該根據施工地區涂層埋深和性質進行確定,砂性土經驗數值約為0.2到0.5MPa,粘性土經驗數值約為0.2到0.3MPa,在由于環境因素、地基條件和灌漿目的不同難以確定參數的情況下,可以參考其他的施工工程進行確定。

在注漿量的確定方面可以使用以下的公式進行計算:

其中,Q為每孔的注入量;A為漿液損耗系數;R為漿液有效擴散半徑;H為注漿孔深;k為孔隙率;為漿液充填系數。

2.2 灌漿施工操作方案

灌漿施工操作方案按照如下的流程進行:

確定灌漿孔深度、確定灌漿壓力、確定灌漿量、灌漿檢查,在確定灌漿孔深度時需要結合勘探資料;灌漿壓力則需要在施工現場根據實驗進行確定,一般而言,橋梁基礎灌漿加固灌漿壓力約為0.3到0.5MPa,如果在灌漿過程中遇到特殊情況則需要進行科學分析再調整灌漿壓力;灌漿量則根據上述計算公式可以得出;待整個灌漿過程完成后,需要進行檢測,孔段吸漿量小于0.6L/min,且延續30min方可結束進行下一階段的工作。在開始灌漿前,需要做好完善的施工準備工作,準備內容包括灌漿施工所用的機具設備、施工人員、技術人員等等。在具體的灌漿過程中,應該控制好幾項工藝,即成孔、安放灌漿管與封堵孔口、攪拌、灌漿、成孔。在成孔時,應該注意好地層的變化,在鉆頭鉆至粉性土時,應該先下導管護壁,再使用撈砂筒鉆至粘性土中;在安放灌漿孔與封堵孔口時,應該使用軟橡皮進行包裹,防止泥沙進入花管中;在攪拌時,需要先將一定量的水導入攪拌槳筒中,再使用攪拌機進行攪拌,攪拌完成后加入一定量的水泥,再攪拌3到5min過濾漿液后方可使用;當整個灌漿完成后,應該及時進行封孔,封孔完成的24h內還需要對孔口進行檢查,如漿液下沉則需要及時的進行補漿。

2.3 灌漿法在公路橋梁隧道施工過程的實際應用

以某地公路為例,公路中包含橋梁與隧道施工,基槽開挖深度為4m,由于施工條件具有一些限制導致回填料具有空隙率大、壓實不充分的情況,為了防止沉降變形情況的產生,必須做好加固處理工作。根據工程的具體情況,可以使用袖閥管法靜壓注漿方式進行加固處理,該種方式可以有效提高地基強度和填土密實度,減少沉降和變形情況的產生。

施工程序包括防線定孔位、鉆孔、下注漿、制漿、洗孔、補漿幾個方面,在施工前要準確的測量出涵管外輪廓線,并按照標準規定的要求進行定孔位和防線,設置好孔位的標志;在鉆孔時要固定好鉆機的位置,鉆進過程中,詳細的記錄好地層情況、異常情況、鉆孔深度、處理措施等等;制漿要嚴格遵照設計配合比,配置好的漿液要在4h內使用完;為了保證注漿效果,在每次注漿完都要進行洗孔,這樣才能保證下次注漿的順利進行。

在灌漿時,要將注漿壓力控制在0.2到0.4MPa,具體的壓力需要根據試驗結果進行確定,整個灌漿的程序分為二序孔,孔距灌漿遵循由稀到密的原則,第一序孔孔距為5.0m,第二孔序孔距為2.5m。灌漿使用自下而上的方式,每孔根據實際的情況灌漿2到3遍,鉆孔位置不得超過5cm,垂直度必須小于1.5%,沉渣厚度也要控制在20cm。據統計,此次工程共計220個孔數,單孔深為4m,使用該種灌漿方式取得了很好的效果。

3 結語

將灌漿法應用在公路橋梁隧道施工中能夠有效減少開挖工程量,同時,該種施工方式也不會受到天氣因素的影響,操作方式相對簡單,可以取得良好的社會效益,此外,經過造價比較,灌漿處理方式有著一定的資金優勢,值得在施工過程中進行推廣。

參考文獻:

[1]陳卓.灌漿法在公路橋梁隧道施工中的應用[期刊論文].交通標準化,2013,04(08)

[2]劉娟.公路橋梁混凝土施工質量控制[期刊論文].交通世界(建養.機械),2012(12)

篇6

水利工程在我國具有著發展速度快、發展空間廣闊的特點,但是需要我們引起注意的是,在我國水利工程獲得飛速發展的同時,國內可以用來建設水利工程的地基卻是越來越少,所以,基礎灌漿技術在我國獲得了在更大范圍上的應用同時,更加注重基礎灌漿技術與地質條件的適應性。在水利工程中,灌漿技術是進行地基處理中比較常用而且十分重要的工程措施,廣泛地應用于大壩壩體的加固處理與防滲工程中。水利工程的特殊要求使得它們的地基必須經過處理,才能達到水利工程必須有的防滲與穩定的各項性能要求。

也正是因為如此,基礎灌漿施工技術在水利工程的施工中有著非常重要的地位。目前基礎灌漿施工技術成為了水利工程施工中的重要研究課題之一。

二、基礎灌漿施工技術在水利工程中的具體應用

1.灌漿施工技術在巖溶地段施工的應用

巖溶發育地段的灌漿一般多憑經驗或參考同類工程的實踐和灌漿試驗成果進行。巖溶地段灌漿根據有無充填物采用不同的方法處理。但是有填充物施工更加困難一些。

面對有填充物的巖溶地段,應該以巖溶的深淺及大小來確定不施工技術。

1.1采用高壓灌漿進行巖溶地段的施工。處理巖溶的時候通常運用不沖洗高壓水泥灌漿,也就是為了達到使填充物擠壓密實的目的,采用比較的高灌漿壓力進行處理,借此提高其穩定性與抗滲性。除此之外,高壓灌漿還具有劈裂作用,能夠讓水泥以條帶狀向土體中穿插,并形成網格狀的包裹,大大提高了壩體的穩定性。

1.2采用高壓旋噴灌漿進行巖溶地段的施工。高壓旋噴灌漿主要是利用鉆機把帶有特殊噴嘴的灌漿管鉆進至土層的預定位置后,用高壓脈沖泵將水泥漿液通過鉆桿下端的噴射裝置,向四周以高速噴入土體,借助流體的沖擊力切削土層,使噴流射程內土體遭受破壞,與此同時鉆桿一面以一定的速度旋轉,一面低速徐徐提升,使土體與水泥漿充分攪拌混合,膠結硬化后即在地基中形成直徑比較均勻、具有一定強度的圓柱體(稱為旋噴樁),從而使地基得到加固。[1]

1.3基礎灌漿施工技術在淺層含泥巖溶中的運用。淺層含泥巖溶主要表現為大規模的巖溶露出在周周或者埋藏較淺,這時候首先要把填充物挖出,而后將水泥進行回填,最后進行灌漿的處理。

1.4基礎灌漿施工技術在深層巖溶中的運用。如果巖溶埋藏超過50m,那么就屬于深層巖溶。對于深層巖溶來說,假如運用旋噴法或者花管法等類似的輔助措置都有困難的時候,我們可以采用灌漿技術在巖溶周圍進行灌漿,讓巖溶的填充物在水泥的作用之下逐步受到擠壓并最終固化,最后在巖溶的溶洞位置按照逐序加密的原則進行鉆孔灌漿作業。

2.水利工程中的大吸漿量情況的灌注方法

通常來說,在水利工程中的巖縫灌漿一般會在1-3h內結束,單位耗灰量也會小于或者等于120-220kg/m。這時候,只要按照正常的施工工序就可以。然而對于有時候會出現的巖縫大吸漿量導致灌漿難以結束的情況,需要采取相關措施來解決。出現這種情況的主要原因就是特殊的地層結構條件會導致水泥漿從附近的地表溢出或者沿著某一個固定的通道逐漸流失。

對于這種情況應該遵守以下幾個施工原則:

2.1采用限流措施。限制注入率不大于10-15L/min,以減小漿液在裂隙里的流動速度,促使漿液盡快沉積。待注入率明顯減小后,將壓力升高,使注入率基本保持在10-15L/min的水平,直至達到灌漿結束標準后結束灌漿。[2]

2.2采用降壓處理方法。采用降低壓力甚至是自流的方式來進行灌漿處理,等待漿體凝固并且不能流動之后在逐步恢復灌漿壓力,按照正常工序進行處理。  2.3采用多次灌漿的處理方法。多次灌漿也就是間歇性灌漿,即一定灌漿數量或者灌漿時間為標準,達到這個標準的時候便要中斷灌漿,在等待一定的時間后繼續灌漿。至于具體的灌漿間隔時間可以根據工程的要求、灌漿目的以及地質情況等視情況不同而設定,但是通常不要超過2-8h。

這種特殊情況的灌漿,結束時不一定要達到設計壓力;若無法在設計壓力下結束灌漿,可低壓結束灌漿,待凝一段時間后掃孔、復灌,復灌時爭取在設計壓力下結束灌漿。[3]

3.灌漿施工技術在嚴重漏水的情況下的運用

在水利工程施工中出現嚴重漏水的情況一般有兩個誘因。第一是水利工程的建設選址在可溶性巖石地區,這樣的地質條件極容易形成喀斯特溶洞以及溶溝,并出現嚴重漏水的情況。運用常規的灌漿手法不僅收效甚微,而且成本巨大,因此有必要采用其他的解決方法。

3.1采用模袋灌漿的處理方法。模袋是一種強度非常高的紡織品,其材料大多是尼龍、聚丙烯或者聚酯等,因而也具有非常好的耐磨性能。采用模袋灌漿,漿中的水分會在漿的壓力之下滲出,而漿中的沙石等顆粒卻會留在模袋中。這樣水泥的水灰比降低了,凝固時間縮短了,固結強度增強了。

除此之外,受到模袋的束縛,水泥在水下不具有流散特性,不會被流水沖走;模袋的“變形能力”可以使其適應多種的形狀的溶洞,有利于溶洞的堵塞。

3.2采用充填級配料進行處理。通俗來說,就是用比較粘稠的水泥沖灌礫石與粗砂,在礫石的沖灌過程中要注意礫石的使用直徑應該是從小到大的。假如在此之后仍然沒有很好地的收效,則可以用比較粘稠的水泥沖灌級配料。這時候的級配料應該包括:砂石、礫石以及土等具有粗細不均顆粒的混合料,可以形成自然的反過濾層。級配料灌入的數量應當靈活掌握,既可以是200kg,也可以1000kg。充填粒料的目的,主要是希望用某一級礫石在窄縫處形成“架橋”,迅速將縫隙在中途堵住,以便于形成反濾層,最后將通道堵死。[4]

三、結語

以上的各種基礎灌漿技術都具有顯著的優點和明確的缺點。比如,灌漿施工技術在巖溶地段施工中更多是要求經驗和對類似工程的借鑒;大吸漿量情況下的基礎灌漿技術雖然簡便,但是容易因為漿液的擴散造成浪費;嚴重漏水的情況下的基礎灌漿技術操作比較復雜,控制灌漿的核心思想既起到了很好的灌漿效果又在一定程度上節約了用料。我們在進行水利工程的基礎施工的過程中應該充分地揚長避短,爭取每一種基礎灌漿技術都可以發揮最大效益。

參考文獻

[1]許厚材. 水利水電工程基礎灌漿殊地層的灌漿方法[J]. 水力發電設計與施工,2005.09(09):36-38

[2]劉偉,金濤,楊曉娟. 淺議大壩基礎灌漿設計思想[J]. 水利科技與經濟,2005.07:151-153

篇7

高填方路堤由于施工和工程完成后在自然環境影響和汽車反復荷載的作用下,容易出現一些路基病害,引起路基的整體下沉和局部沉陷,邊坡坍塌,影響公路的正常使用,降低了公路的評定等級。因此,為了正常發揮公路的使用功能,對于路基出現的沉降問題必須采取行之有效的措施,使路基處于良好的技術狀態,工程中常采用的處置措施有:換土復填法、固化劑法、粉噴樁法和灌漿法。本文結合京承高速公路工程實踐著重介紹灌漿法的加固方法和技術要點。

2.灌漿法的原理

灌漿法是利用液壓、氣壓或電化學法原理,對下沉部分鉆孔,孔深應穿透薄弱層,然后通過注漿管將漿液均勻的注入地層中,漿液以充填、滲透和擠等方式灌入填料的空隙,經人工控制一定時間后,漿液均勻地注入地層中,漿液將原來松散的土粒或裂隙膠結為一個整體,形成一個結構新、強度大、防水性能高和化學穩定的“結石體”,防止或減弱路基的再下沉。

3.工程實踐運用

京承高速公路為新建公路,線路全長47.3m。K54+730~K55+050處為高填方路堤,深度超過20m,本標段全長1700m,主路路基以填方為主,公路建成使用后,在K54+730處和K55+050處均發現路基明顯沉降,為保證良好的通行必須采取措施進行治理,由于路基填方較高,填料為填石和土石混填,受壓實條件的限制,后期沉降是不可避免的,針對工程實際情況、可操作性、經濟性和處理效果分析,指揮部決定采用灌漿法進行路基加固。

3.1 壓漿材料介紹

一般工程中采用的水泥漿加添加劑,在實踐中普遍存在凝固時間不宜控制、和易性差和體積干縮等弊病。本工程采用河北省交通科研所研制的高水速凝材料,該材料由A/B兩種固體粉末材料組成,使用時與粉煤灰混合均勻加水攪拌,配合比為:高水材料:粉煤灰:水=1:3.5:3.5,A、B兩種漿液單獨放置24h以上不凝固,可以長距離、長時間輸送、存放,易于施工;材料的凝結時間也可以調控,兩種材料混合后,凝結時間可以控制在10~60min,早期強度高,2h后可達1.5Mpa以上;混合料凝固過程及凝固以后不收縮。這些優點非常適合壓漿技術的實現,有效地保證了公路養護的效果。

3.2 灌漿技術要點

(1)布孔

布孔原則:由于路基強度的要求,布孔要結合灌漿的特點、路基形態來考慮。既要充分發揮灌漿孔的效率,又能保證漿液灌充的路基加固范圍,防止留下空白區和跑漿,布孔應視路基實際情況而定。布孔方法:依據原路基施工時的原始記錄,估算路基孔隙率,通過試驗測定灌漿量,然后確定鉆孔數量。本工程采用梅花形布置壓漿孔,孔間距3.0m。

(2)鉆孔

鉆孔時,為確保原路基不受破壞,成孔的孔徑應盡量小,且必須采用干鉆法,嚴禁加水,否則路堤受水浸泡,路基原結構受到破壞,造成不必要的經濟損失,還會給注漿帶來不必要的麻煩,鉆孔深度視路基的高度和填料情況而定。

(3)灌漿

灌漿的主要技術要點是確定灌漿壓力、漿液濃度和操作規程。灌漿時,灌漿壓力是保證灌漿質量的重要因素。如果壓力過小,漿液流不到預計范圍內,擴散范圍小易形成空白區;如果壓力過大,則會損壞原路基結構,頂破路面或沖垮邊坡,致使漿流沿路基薄弱部位沖出路基,達不到灌漿的目的,因此注漿壓力應通過現場試驗而定。表1為路基實施灌漿的數據表。

表1 路基漿液數據表

3.3 灌漿效果

對沉降段實施灌漿加固技術后,該路段K54+730和K55+050處的沉降情況大為改善,沉降已不再發展,跳車現象也基本消除,為了反映灌漿的效果,特在灌漿處和附近未灌漿處設立沉降觀測點,對路基的沉降進行觀測,數據見表2、3。

表2 壓漿路面標高統計表

3 未壓漿路面標高統計表

通車初期路面標高

近期觀測標高

2005.7

-0.06792

-0.0831

表2、3的觀測數據表明,注漿后路面的沉降得到了很好的控制,一年后的累計沉降量不到2mm,而未實施注漿的路面沉降繼續發展,累計沉降量已達83 mm,對比結果說明灌漿法的加固效果明顯。

4.結束語

采用高水速凝材料的壓漿技術在京承高速公路工程中的運用取得了明顯的效果,并取得了許多的施工經驗。混合料需要一定的和易性,以方便施工,嚴格控制配比,以保證灌漿的混合料結硬后不能有多余水分,保證有一定的膨脹性。

參考文獻

[1]交通部第二公路勘察設計院。公路設計手冊。路基[S].北京:人民交通出版社,1997

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水工建筑物的基礎有兩類:巖基和軟基,其中軟基包括土基與砂礫石地基。由于受地質構造變化及水文地質的影響,天然地基存在不同程度的缺陷,需要經過人工處理,才能作為水工建筑物的可靠地基。水工建筑物的基礎處理,就是采用特定的技術手段來減少或消除地基的某些天然缺陷,改善和提高地基的物理力學性能,使地基具有足夠的強度、整體性、抗滲性及穩定性,以保證工程的安全可靠和正常運行。隨著水利水電建設事業的發展,對基礎處理的方法與技術提出了越來越高的要求。同時,地基處理屬隱蔽工程,要根據水工建筑物對地基的要求,分析水文、地質條件,進行技術經濟比較,選擇技術可行、效果可靠、工期較短、經濟合理的施工方案。

1 巖石基礎灌漿巖石基礎灌漿,就是將某種具有流動性和膠凝性的漿液,按一定的配比要求,通過鉆孔用灌漿設備壓入巖層的(裂)隙中,經過硬化膠結后,形成結石,以提高基巖的強度與整體性,改善基巖的抗滲性。基巖灌漿處理要在分析研究基巖地質條件、建筑物類型和級別、承受水頭、地基應力和變位等因素后選擇確定。

灌漿技術除運用于大壩的基巖處理,還廣泛應用于水下隧洞圍巖固結、襯砌回填、超前支護、混凝土壩體接縫以及建(構)筑物補強、堵漏等方面。

2 基巖灌漿的分類

水工建筑物的巖石基礎,一般需要分別進行帷幕灌漿、固結灌漿和接觸灌漿處理。

2.1 帷幕灌漿

布置在靠近上游迎水面的壩基內,形成一道連續的防滲幕墻。其目的是減少壩基的滲流量,降低壩底滲透壓力,保證基礎的滲透穩定。帷幕灌漿的深度主要由作用水頭及地質條件等確定,較之固結灌漿要深得多,有些工程的帷幕深度超過百米。在施工中,通常采用單孔灌漿,所使用的灌漿壓力比較大。帷幕灌漿一般安排在水庫蓄水前完成,這樣有利于保證灌漿的質量。由于帷幕灌漿的工程量較大,與壩體施工在時間安排上有矛盾,所以通常安排在壩體基礎灌漿廊道內進行。這樣既可實現壩體上升與基巖灌漿同步進行.也為灌漿施工具備了一定厚度的混凝土壓重,有利于提高灌漿壓力、保證灌漿質量。對于高壩的灌漿帷幕.常常要深入兩岸壩肩較大范圍的巖體中,一般需要在兩岸分層開挖灌漿平洞。許多工程在壩基與兩岸山體中所形成的地下灌漿帷幕.其面積較之可見的壩體擋水面要大得多。

2.2 固結灌漿

其目的是提高基巖的整體性與強度,并降低基礎的透水性。當基巖地質條件較好時。一般可在壩基上、下游應力較大的部位布置固結灌漿孔;在地質條件較差而壩體較高的情況下,則需要對壩基進行全面的固結灌漿,甚至在壩基以外上、下游一定范圍內也要進行固結灌漿。灌漿孔的深度一般為5~8m,也有深達15~40m的.各孔在平面上呈網格交錯布置。通常采用群孔沖洗和群孔灌漿。

固結灌漿宜在一定厚度的壩體基層混凝土上進行,這樣可以防止基巖表面冒漿,并采用較大的灌漿壓力,提高灌漿效果,同時也兼顧壩體與基巖的接觸灌漿。如果基巖比較堅硬、完整,為了加快施工速度.也可直接在基巖表面進行無混凝土壓重的固結灌漿。在基層混凝土上進行鉆孔灌漿,必須在相應部位混凝土的強度達到50%設計強度后,方可開始。或者先在巖基上鉆孔,預埋灌漿管,待混凝土澆筑到一定厚度后再灌漿。

長江三峽工程的部分壩基固結灌漿采取了澆筑找平混凝土的方法,找平混凝土的強度等級與大壩基礎混凝土相同.澆筑厚度一般為30~40cm,以填平低洼坑槽為主,待找平混凝土強度達到70%的設計強度后,開始固結灌漿作業。

黃河小浪底水利樞紐進水塔基巖進行的無蓋重固結灌漿在基巖面上澆筑了30~40cm的墊層混凝土,在墊層混凝土的保護下.先進行表層3m的固結灌漿,在基巖面形成蓋板后,再進行下部巖體灌漿。

二灘水電站拱壩壩基固結灌漿原則上由無蓋重灌漿開始,至有蓋重灌漿結束。無蓋重灌漿在巖石條件下施工,主要進行3m孔深以下巖體的灌漿,3m以上通過接管引至壩后集中地點,在澆筑壩體基礎混凝土后再進行灌漿。同一地段的基巖灌漿必須按先固結灌漿后帷幕灌漿的順序進行。

2.3 接觸灌漿

其目的是加強壩體混凝土與壩基或岸肩之間的結合能力,提高壩體的抗滑穩定性。一般是通過混凝土鉆孔壓漿或預先在接觸面上埋設灌漿盒及相應的管道系統,也可結合同結灌漿進行。接觸灌漿應安排在壩體混凝土達到穩定溫度以后進行,以防止混凝土收縮產生拉裂。

3 灌漿的材料

巖基灌漿的漿液,一般應該滿足如下要求:

3.1 漿液在受灌的巖層中應具有良好的可灌性,即在一定的壓力下,能灌入到裂隙、空隙或孔洞中,充填密實。

3.2 漿液硬化成結石后,應具有良好的防滲性能、必要的強度和黏結力。

3.3 為便于施工和增大漿液的擴散范圍.漿液應具有良好的流動性。

3.4 漿液應具有較好的穩定性,析水率低

鹽基灌漿以水泥灌漿最普遍。灌入基巖的水泥漿液,由水泥與水按一定配比制成,水泥漿液呈懸浮狀態。水泥灌漿具有灌漿效果可靠、灌漿設備與工藝比較簡單、材料成本低廉等優點。水泥漿液所采用的水泥品種,應根據灌漿目的和環境水的侵蝕作用等因素確定。一般情況下,可采用標號不低于C45的普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽大壩水泥,如有耐酸等要求,則選用抗硫酸鹽水泥。礦渣水泥與火山灰質硅酸鹽水泥由于其析水快、穩定性差、早期強度低等缺點,一般不宜使用。

篇9

水泥混凝土路面在使用期間, 不僅承受著數千萬計的輪載作用, 還經受著環境中溫度、濕度等周期性變化的影響, 最終導致各種損壞的出現。近幾年來, 隨著國民經濟的迅速發展, 交通荷載逐步向重型化發展, 不僅交通量大幅增長, 而且超載、超限現象日益嚴重, 導致路面加速破壞,水泥混凝土路面的養護任務日益艱巨。因此, 加強養護與維修, 延長水泥混凝土路面的使用壽命, 是公路養護部門面臨的一項刻不容緩的任務。

1 鹽凍破壞的影響

天津地處華北地區, 冬季下雪后, 為維持交通安全, 通常在路面上灑鹽融雪除冰, 結果對水泥混凝土路面造成了極其嚴重的破壞, 鹽凍破壞的主要形式是表面砂漿起殼、粉化、剝落或脫落, 并隨著鹽水滲透深度增加, 砂漿成粉酥化向混凝土內部發展, 破壞坑穴最深可達10cm,使路面橋面的平整度徹底損失,無法保證行車安全,并有礙路容美觀。在水泥混凝土所有耐久性破損問題中, 鹽凍破壞的速度是最快的, 比普通冰凍破壞的速度快約10倍。剛剛建成的水泥混凝土路面或表面結構物, 只要在初次降雪時灑了除冰鹽, 表面砂漿就會開始剝落破損。免費論文。

研究鹽凍破壞, 有助于解決我市混凝土路面的鹽凍耐久性, 提高使用壽命, 同時也是事關水泥路面在我市的推廣和應用, 因此具有重要的工程意義。

2 灌漿穩板技術

通常情況下水泥混凝土路面在運營3~5年后, 路基已基本完成固結沉降, 產生了差異沉降脫空;同時, 接縫填縫料開始老化、脫落, 使接縫失去防水功能。在重交通作用下產生唧泥、脫空等病害, 面板一旦脫空, 板內的荷載應力就會急劇增加, 經過少量的疲勞循環后, 很快就發生斷裂破壞。

為了減少水泥混凝土路面板的脫空破壞, 國內外的水泥路面養護規范都要求進行灌漿處理,并將灌漿技術作為斷板前積極有效的預防性養護措施來對待。在我國, 由于大多數水泥路面的養護管理單位對灌漿穩板技術不熟悉, 關鍵技術并未掌握, 加上目前非破損脫空檢驗技術上的困難,我國大多數水泥混凝土路面的灌漿效果并不理想。主要原因是脫空發現過遲, 灌漿時機偏晚, 水泥混凝土路面板的殘余疲勞壽命已經不多。其次是灌漿技術不過關, 一些關鍵的技術指標即使在《公路水泥混凝土路面養護技術規范》中也不明確, 灌漿穩板效果較差。甚至有些水泥混凝土路面在灌漿后, 并未使面板的疲勞壽命得到延長,反而加速了斷裂破壞。

因此, 必須對灌漿原材料、配合比、漿體與原基層的強度匹配關系、灌漿壓力等關鍵工藝指標和灌漿質量進行深入的研究。

3 斷板快速修復技術

水泥混凝土路面的快速修復, 是相對傳統的修復材料和修復方法而言的。采用傳統的修復方式,路面要經過長時間的養生才能開放交通, 在一些繁忙的交通要道, 這種修復方式已不能滿足要求。必須采用快速修復材料和快速修復工藝進行養護。針對這種要求,可以采取兩種方法進行試驗, 一是預制拼裝形式的斷板快速修復技術,即將板塊的澆注、養護等工藝放置后場完成, 現場吊裝并進行接縫處理就能開放交通; 二是采用特殊的材料在現場完成澆注、并進行短時間養護就能開放交通的快速修復方法, 以滿足12h 內達到通車要求。

4 新技術研究成果

4.1鹽凍破壞機理

試驗采用剝落量作為評定水泥混凝土抗鹽凍性的技術指標。當30次凍融循環的剝落量大于1.0kg/m2 時, 就判定該混凝土已嚴重剝蝕破壞, 為不合格;反之, 則判定該混凝土的抗鹽凍性為合格。

研究表明: 水溶液結冰產生的膨脹率和膨脹壓隨著鹽濃度的提高顯著降低。但在完全飽水條件下,溶液結冰產生的膨脹壓均非常高, 例如水和4%NaCl溶液的結冰壓分別高達40.3MPa和36.3MPa, 即使是高濃度溶液, 如10%NaCl溶液的結冰壓也有25.8MPa, 足以使高強混凝土解體破壞。根據溶液平衡結冰膨脹率、膨脹壓和毛細管平衡飽水度的數據綜合計算分析表明, 2%~6%中低濃度鹽溶液產生的結冰膨脹壓( 即破壞力) 最大。

鹽凍剝蝕最主要的原因是鹽使混凝土內部平衡飽水度顯著提高, 且鹽濃度愈高, 飽水度愈大, 這是除冰鹽引起混凝土破壞的最主要原因。

對處于高鹽或干濕頻繁交替環境的混凝土, 鹽結晶產生的膨脹也是其破壞的一個重要原因。NaCl除冰鹽一般無化學侵蝕問題, 但CaCl2除冰鹽在一定條件下可形成膨脹性的復鹽。處于( 10±5) ℃的20%CaCl2 溶液可形成新的水化產物: CaCl2·Ca (OH) 2·H2O復鹽(2.344, 3.144)。這類復鹽屬膨脹性產物, 加劇混凝土化學腐蝕破壞。

試驗顯示, 除Na2SO4 外, 各種融雪劑、NaCl、CaCl2、尿素和海水均有不同程度的融冰雪效果。不論其化學成分是有機物還是無機物, 只要具有融冰雪功能, 就會產生鹽凍剝蝕破壞, 融雪劑不可濫用。

摻引氣劑和降低水灰比是提高混凝土抗鹽凍性的最主要技術措施。建議在我市水泥混凝土的路橋施工時必須摻引氣劑, 按《公路水泥混凝土路面施工技術規范》( JTGF30-2003) 規定, 含氣量應控制在5.5%±0.5%的范圍內, 混凝土水灰比不大于0.40。

建議高抗鹽凍性能混凝土盡可能使用Ⅰ型硅酸鹽水泥或普硅水泥, 禁止使用高摻量磨細石灰石的水泥。除硅灰外, 應少摻或不摻礦渣和粉煤灰等各種摻合料。混凝土粗集料應選用碎石, 不宜用卵石。當骨料在24h 內的吸水率大于2%時, 不宜選用。

試驗表明: 由于鋼纖維的熱傳導性極好, 對氣泡結構有損傷, 鋼纖維混凝土的抗鹽凍性能較差。在相同的含氣量下, 混凝土的抗鹽凍性能隨鋼纖維摻量增加而降低。免費論文。

對于有抗鹽凍性要求的混凝土結構, 應盡可能采用自然養護。如果必須采用蒸養, 則蒸養溫度宜小于60℃, 蒸養前預養靜置時間大于10h。

非引氣的傳統快硬水泥和普硅水泥均不適合于作為鹽凍破壞路面混凝土的修補材料。而新型超快硬高強磷酸鹽水泥基材料具有非常高的抗鹽凍性能,適用于修補因鹽凍引起的道路破壞。

4.2板底灌漿技術

提出了板底壓漿施工前路面檢測的內容和方法,檢測內容包括板底脫空的判定、板體使用狀況調查、板縫彎沉檢測、高程測量以及鉆芯試驗。其中, 板底脫空的判定是調查的重點, 主要通過外觀判別法、彎沉檢測法和探地雷達法進行綜合判定。

從壓漿效果、施工可控性、應用經濟性等因素考慮, 通過配合比優化實驗, 確定混凝土路面板底壓漿漿液配比技術指標: 灌漿液水灰比≤0.45、豎直管流動度≤140s、水平管流粘度系數應≤49×10- 3Pa·s、灌漿液的泌水率應≤1.0%、灌漿液的膨脹率應≥3.0%的要求、根據強度匹配的試驗, 提出灌漿液的3d 強度應滿足≥10MPa。

提出了灌漿施工工藝要求, 包括制漿、布孔、壓漿、清洗、封孔、養生、灌縫、壓漿配套處治措施及安全施工的具體要求。

提出了壓漿后的評價指標, 主要有填充性指標、彎沉檢查指標、強度和膨脹性指標及耐久性指標。

填充性指標采用鉆孔取芯進行檢驗, 有條件的地方也可采用探地雷達進行論證。要求抽檢5%的壓漿板塊, 合格率應達到90%; 彎沉檢查: 壓漿處治7d 后測量板縫彎沉, 小于0.1mm 的彎沉值比例應大于90%;在壓漿施工過程中, 每公里取現場施工漿液做抗壓、泌水和膨脹3個指標的試驗合格;耐久性指標: 板底壓漿一年之內, 不發生唧泥現象,原有的路面板病害保持穩定不進一步發展。

4.3邊角快速修復技術

選用道橋修復材料( 超快硬修補水泥),快硬硫鋁酸鹽水泥及聚醋酸乙烯白乳膠, 分析了5 種不同配比混凝土的彎拉強度、劈裂強度和抗壓強度, 及新舊混凝土的粘結彎拉強度、粘結劈裂強度和粘結抗剪強度。研究了舊混凝土界面潮濕狀態和界面潔凈程度對粘結性能的影響。并結合路用特性, 比較不同修復材料的耐磨性。

研究表明: 道橋修復材和快硬硫鋁酸鹽水泥的早期強度都很高, 且強度發展快。特別是道橋修復材, 不僅快硬早強, 而且粘結性能優異。

在快硬硫鋁酸鹽水泥中摻入適量的乳膠, 除了可降低混凝土脆性、提高耐磨性外, 混凝土本身的強度和粘結性能都相應降低, 因此, 應慎用各類有機材料, 確實需要加入時,必須通過試驗確定合理摻量。本次試驗結果表明: 綜合考慮強度、粘結性能和耐磨性, 乳膠摻量不宜超過10%。

界面的干濕及潔凈狀態對粘結性能有很大的影響作用, 一般舊混凝土基體處于飽和態可提高粘結性能。舊混凝土界面干凈時粘結抗剪強度可比界面不做任何處理的高出55%, 粘結劈裂強度可高出15%。免費論文。

提出了適用于高等級公路和低等級公路邊角修復的膠凝材料類型和工程配合比。

4.4預制拼裝快速修復技術

從理論上分析了預制板彎拉強度和幾何尺寸的確定方法, 闡明了預制拼裝修復技術的各道施工工藝, 并對預制拼裝和現澆修復的經濟性進行比較。提出了預制拼裝修復技術應用建議。研究表明: 預制拼裝修復技術是目前所有快速修復技術中用時最短、占用道路面積最小、對道路交通影響最小的一項實用技術。路面修復時間從面板拼裝至重新開放交通不超過5h, 是真正意義上的無阻礙交通快速修復方法。路面修復后能達到新建路面的使用功能。

綜合考慮快速修復路面的使用性能和施工性能, 預制拼裝板的設計彎拉強度應不小于原路面結構的設計彎拉強度, 且宜采用2.5m×2.0m 的小板, 面板配筋量以滿足吊裝要求即可。為提高接縫傳荷能力, 減少熱變形破壞, 預制板塊厚度應與舊板厚度一致。

板間接縫采用碎石和環氧砂漿填塞, 頂面用TST改性瀝青粘結料密封, 既可實現良好的荷載傳遞, 又能防止雨水滲透破壞, 使用效果優異。

預制拼裝水泥混凝土路面的修復成本小于現澆快通水泥混凝土路面, 具有良好的經濟效益, 在養護修復工程中極具應用前景。

4.5現澆快速修復技術

可使用近幾年研究開發的SBT-K10快速修補劑,摻加了該修補劑的混凝土初凝時間略大于1h, 坍落度不小于3cm, 能很好地滿足施工要求。且具有早期強度發展快、后期強度不倒縮、脆性低的優點,混凝土在標準養護條件下12h 抗折強度超過4.5MPa, 抗折強度7d 后基本穩定,抗壓強度直至90d 齡期仍能持續增長。快速修補混凝土在早期具有微膨脹特性, 彌補了傳統快速修補混凝土收縮大的缺點。

SBT-K10型快速修補劑具有良好的耐久性, 用其配制的混凝土的抗滲、耐磨性能優于普通混凝土, 28d 碳化深度小于10mm; 抗凍性能滿足《公路水泥混凝土路面施工技術規范》( JTGF30-2003) 中嚴寒地區路面混凝土抗凍標號不宜小于F250 的要求。

工程應用結果表明, SBT-K10型快速修補劑與水泥具有良好的適應性, 用其修補路面可滿足10h開放交通要求,真正實現了“隔夜快通修復”的要求。

5 結束語

通過對鹽凍破壞機理的研究, 提出高抗鹽凍性水泥混凝土路面等的設計施工技術原則。這對大幅度提高我市水泥混凝土路面、橋面等結構物的耐久性和使用壽命, 降低維護費用,具有顯著的經濟效益和社會效益。

確定灌漿原材料的技術要求; 研究漿液配合比、可灌性; 分析漿體強度發展規律及其與原基層的強度匹配關系; 探索灌漿壓力等關鍵工藝指標和灌漿質量的關系等是灌漿穩板研究的主要內容。灌漿穩板是水泥混凝土路面預防性養護中的關鍵技術。是保持水泥路面結構完好、保證交通暢通、降低養護費用的必備養護技術之一。

采用快硬材料進行修復, 重在研究和挖掘。但特種快硬水泥材料在全國范圍內產地、產量有限,不易購買, 目前尚未大量普及應用, 且價格昂貴,修復成本較高, 因此僅能用于少量的應急修復工程。從施工性能及經濟性來看, 預制拼裝是水泥路面快速修復的發展趨勢。

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碾壓混凝土技術是采用類似土石方填筑施工工藝,將干硬性混凝土用振動碾壓實的一種新的混凝土施工技術。在混凝土大壩施工中采用這種技術,突破了傳統的混凝土大壩柱狀法澆筑對大壩澆筑速度的限制,具有施工程序簡化、機械化程度高、縮短工期、節省投資等優點[1]。

2. 碾壓混凝土施工工藝

碾壓混凝土施工普遍采用了通倉薄層碾壓連續上升的施工工藝。所采用的倉面平倉機、切縫機、振動碾、倉面吊及噴霧機、預埋冷卻水管的材料和方法、預埋件的施工工藝等也隨著碾壓混凝土施工技術發展而發展,設備性能均能保證高強度連續碾壓施工。

2.1 攤鋪及平倉、碾壓工藝

碾壓混凝土攤鋪一般采用自卸汽車卸料,推土機或平倉機進行平倉攤鋪。為減輕骨料分離,采用疊壓式卸料和串鏈攤鋪法,對局部出現的骨料分離,輔以人工散料處理,取得了較好效果。

2.2 薄層碾壓連續上升施工工藝

大朝山水電站上游碾壓混凝土拱圍堰施工時,采用連續上升的工藝,最大澆筑升層達21m,在兩個月施工期內拱圍堰全線升高40.5m,滿足了安全渡汛的需要。三峽三期工程上游圍堰堰高121m,僅4個月完成了110萬m3碾壓混凝土施工,充分體現了碾壓混凝土快速施工的優勢。索風營工程采用分塊連續上升工藝,設計配制了符合碾壓混凝土連續澆筑特性的連續翻升模板及下游面臺階模板,采取分塊平層連續上升的方式進行大壩碾壓混凝土澆筑,創下了在主體大壩中連續上升31m的記錄[2],其后大花水拱壩施工又創下了連續上升34.5m的新記錄,說明了在確保模板工藝、混凝土入倉、溫控技術及施工措施得當的情況下,可以進行碾壓混凝土快速施工,保證施工質量,縮短工程的建設周期,節約工程投資。

2.3 新的誘導縫、橫縫成縫方式,更有利于碾壓混凝土的快速施工

成縫方式:碾壓混凝土重力壩一般采用切縫機成縫或預埋分縫板成縫等。誘導縫成縫方式:普定等工程的誘導縫是采用誘導板成對埋設的方式形成,存在要挖槽埋設和不好固定的問題。為克服這些缺點,結合沙牌碾壓混凝土拱壩開展的誘導縫成縫機理,我們在沙牌碾壓混凝土施工中采用了重力式的混凝土預制件型式,誘導縫預制件成對埋設,并設有重復灌漿系統;同時沙牌拱壩橫縫也采用了重力式混凝土預制件,外形與誘導縫預制件稍有區別,且因橫縫灌漿的需要,每一條橫縫由4種不同的預制件組成。這種新的成縫形式比普定等工程有了較大改進,安裝更簡單方便,且結構更可靠,由于構造輕巧,適合人工進行安裝,已推廣應用于國內招徠河、大花水等工程。

2.4 變態混凝土使用范圍擴大到了岸坡建基面,進一步簡化了施工,加快了進度

變態混凝土是在碾壓混凝土拌和物中鋪灑一定量的水泥粉煤灰凈漿,用振搗器振搗密實的混凝土。在"八·五"攻關的普定碾壓混凝土拱壩施工中,已成功地將變態混凝土應用于振動碾碾壓不到的死角及模板周邊,為了進一步發揮變態混凝土的作用,在沙牌大壩的施工中,結合"九·五"攻關項目的研究,已成功地將與兩岸岸坡基巖面接觸的墊層混凝土和壩面上所需的常態混凝土絕大部分改用變態混凝土代替,整個大壩除了河床部位壩基墊層以及廊道底板為常態混凝土外,均不再澆筑常態混凝土。

2.5 墊層混凝土施工優化

早期大部分碾壓混凝土壩墊層混凝土一般采用常態混凝土澆筑,需配置專門垂直運輸設備進行常態混凝土分塊跳倉澆筑,通過施工實踐和研究,目前已經常用在基巖水平面上澆筑找平層后,直接澆筑碾壓混凝土,采用碾壓混凝土替代墊層常態混凝土,不僅有利于加快施工,同時也利于壩基強約束區混凝土溫度控制。

2.6 重復灌漿系統研究應用

碾壓混凝土拱壩在蓄水時一般尚沒達到穩定溫度,但為使拱壩成為整體受力,就需對橫縫或誘導縫進行灌漿。但隨著壩體溫度的下降,壩體收縮有可能使已灌漿的縫面重新拉開,故需進行第二次(或多次重復)灌漿。普定和溫泉堡等碾壓混凝土拱壩均采用預埋兩套灌漿管路的辦法來實現兩次灌漿。沙牌拱壩施工中,結合沙牌碾壓混凝土拱壩開展的誘導縫成縫機理、縫面構造尤其是拱壩接縫的重復灌漿技術的研究有了關鍵性的突破,解決了碾壓混凝土拱壩重復灌漿的技術難題。由于沙牌大壩誘導縫采用重力式預制件成縫,所以灌漿管路及排氣管的埋設十分方便,采用了更為先進的單回路重復灌漿系統,可實現大壩的多次重復灌漿。單回路重復灌漿系統具有構造簡單,造價低,安裝容易,可實現多次重復灌漿的特點,是碾壓混凝土拱壩接縫灌漿技術的重大突破,該成果填補了國內空白,達到了國際領先水平,并已推廣應用到國內其它拱壩工程[3]。

2.7 模板

模板是能否確保碾壓混凝土連續上升的關鍵之一。碾壓混凝土施工模板普遍采用了在普定拱壩成功采用的可上下交替上升的全懸臂鋼模板型式,其上、下兩塊面板可脫開互換,交替上升,滿足了壩體快速施工要求。在大朝山和沙牌、索風營、彭水、大花水等工程施工中,又在其基礎上進行了不斷改進和優化,同時在部分工程壩體碾壓混凝土連續上升過程中,采用連續上升式臺階模板,使溢流消能臺階一次澆筑成型。索風營工程采用分塊連續上升工藝,設計符合碾壓混凝土連續澆筑特性的連續翻升模板及下游面連續上升式臺階模板,采取分塊平層連續上升的方式進行大壩碾壓混凝土澆筑,創下了在主體大壩中連續上升31m的記錄。針對壩體體形復雜、曲率變化大的特點,招徠河拱壩工程施工中專門研制了收縫式雙向可調節連續翻升模板,為壩體快速施工創造了條件。

3. 研究展望

隨著我國各項科研工作的深入、設計理論的完善、施工方法的改進,碾壓混凝土筑壩技術取得了飛快的發展。就當前國內已建和在建工程而言,結合我國氣候特征及當前研究成果,仍有一些問題需要深入研究探索,部分工程技術問題需要解決。

① 碾壓混凝土裂縫是一個普遍性問題。在確定氣溫、大氣相對濕度、風速及太陽輻射等條件下,研究裂縫開展機理、發展規律及相應的解決方法將是未來的研究內容;此外由于碾壓混凝土壩的獨特施工方法,層間接觸面是壩體的薄弱環節,層間裂縫及滲水是關鍵問題,應從材料研究入手,解決新型材料、新老材料層面的粘結性、防滲性問題[4]。

② 針對嚴寒干旱地區的氣候條件及寒冷干旱地區碾壓混凝土壩特殊的施工方法,研究其溫度場及溫度應力的時空分布變化規律,就干旱條件下水分散失理論進行深入研究,以確定現場碾壓混凝土的各項指標(VC值、水膠比及單位用漿量等)滿足實驗室的設計要求。

③ 目前對碾壓混凝土壩施工期及運行期的溫度、徐變應力仿真計算研究的框架己基本建立,但仿真計算參數的選取存在不穩定性,尚待深入研究。

解決上述問題能為我國已建、在建碾壓混凝土工程提供可靠的理論支持和技術保障,是推動碾壓混凝土筑壩技術發展的重要內容。

參考文獻

[1] 蘇勇. 我國碾壓混凝土筑壩技術的發展及碾壓拱壩設計技術[C]. 中國水力發電工程學會碾壓混凝土專業委員會. 2004全國RCCD筑壩技術交流會議論文集, 2004.

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根據砼裂縫成因,采取適當措施進行預防要比事后補救有效的多。也就是說采取以防為主的方法,歸納起來。

1.采取適當以防為主措施的以下幾個方面

1.1設計

在設計上要注意到那些容易開裂的部位,如深基與淺基、高低跨處等,應考慮到由于地基的差異沉降或結構原因而引起的薄弱環節,在設計中加以解決。在構件截面允許、配筋率不變而且澆筑方便和條件下,鋼筋直徑越細、間距越小則對預防開裂越有利。

1.2施工方案

良好的施工方案與預防、控制裂縫有很大的關系。施工方案主要應確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構造、澆筑時間、運輸及振搗等。一次澆筑長度由垂直施工縫分割,最好是設置在變截面處或承受拉、剪、彎應力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外,分層位置即水平施工縫留設位置也應加以注意;一般來說,因盡量留在變截面處,或遠離受拉鋼筋部位而設在砼的受壓區,確定澆筑時間的原則應盡量避開炎熱開氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工,則應采取材料降溫措施來控制砼入模溫度。

1.3施工質量

由于施工質量原因而產生的裂縫發生率在95%以上。如果在施工階段控制住了裂縫,則在使用階段開裂的可能性就很小了。論文參考網。因此,施工階段是裂縫頸防的主要階段,在施工階段要注意以下幾個問題:首先砼要有合適的配比,選擇合適的配合比,不僅要滿足強度要求、施工要求,還要從防止產生裂縫的要求出發。適當地選擇好水灰比,在滿足強度要求的原則下,盡可能減少水泥用量。其次鋼筋的成型和模板安裝位置要準確、牢固,以免施工中變形。鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除,以免影響粘結力。第三是澆筑、振搗操作合理,特別是振搗操作技術,往往不被人們重視。過分地振搗對砼均勻性有害,振搗不足也不能保證砼應有的密實度,要恰到好處。

1.4養護

養護的目的是使砼正常硬化,強度增長,不受或少不受外界影響。技術關鍵是設法使砼溫度級慢慢下降到接近外界氣溫,縮小降溫過程中的溫差。以便減小溫度應力,陰力裂縫的產生。常規養護方法是噴水,對一般砼結構,減少表面收縮,防止龜裂是可行的。大體積砼由于塊體內外溫度不一致,強度增長不同,常常是在強度增長慢的表面開裂,其養護就不能只滿足于用常規方法。具體說,盡量晚拆模,拆模后要立即覆蓋或及時回填,避開外界氣候的影響。養護期間應以砼強度增長最快的階段為準,即7至28天,最好能長些。

2.混凝土裂縫的處理方法

2.1表面處理法。論文參考網。包括表面混涂抹和表面貼補法表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫,深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫,不漏水的縫,不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補(土工膜或其它防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。

2.2填充法用修補材料直接填充裂縫。一般用來修補較寬的裂縫,作業簡單,費用低。寬度小于0.3㎜,深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物,用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規模裂縫的簡易處理可采取開V型槽,然后作填充處理。

2.3灌漿法此法應用范圍廣從細微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。利用壓送設備(壓力0.2-0.4Mpa)將補縫漿液注入砼裂隙,達到閉塞的目的,該方法屬傳統方法,效果很好。論文參考網。也可利用彈性補縫器將注縫膠注入裂縫,不用電力,十分方便效果也很理想。

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1 工程實例

某水庫的攔河壩大壩基礎的砂卵石層具備的厚度為0.7米~ 6.3米,而砂卵石具有的最大粒徑大于100毫米,其含有較少的泥量,透水性為中等到極強之間,在進行帷幕灌漿造孔的過程中,大量孔段存在著嚴重的循環液損失現象,甚至有些全部沿著孔底段砂石層或卵石層存在的空隙而滲漏,通過壓水試驗可知,其具備的最大透水率已經達到了817.3Lu。

2 帷幕灌漿的施工工藝與其機理

根據壓水試驗與鉆孔可知砂卵石層具有的透水情況,用適宜的水灰比對水泥漿液進行配置,并通過合理灌漿壓力進行控制,從而讓漿液能在一定范圍內得到擴散,同砂卵石層共同凝結成防滲體,并利用孔序加密與孔段加深等,使壩體基層和壩體防滲體間能夠形成防滲帷幕。而壩基防滲的主要目的為對漏水量進行控制,使之保持在不能破壞壩基的范圍,從而保證水庫可以長期安全穩定的運行。基于大量的工程都是三級以下的堤壩,所以,防滲標準往往能夠對透水率進行確定,其透水率不超過10Lu。

2.1 施工參數

第一,段長與孔深。第一段需要進入到砂卵石層內1米~2米,而以下段的段長應該控制在2米~3米。同基巖進行接觸段需要進入基巖0.5米的距離,但不應該超過2米,能夠按照該段所含有的砂卵石層厚度進行確定。其基巖段灌漿需要根據相關的壩基巖石灌漿需求進行。

第二,孔距。按照防滲需求與在砂卵石層中水泥漿液的流動情況,其孔距應該為2米。

第三,排距和排數。灌漿排數需要按照壩基砂卵石層滲透性以及厚度,并通過試驗進行確定。如果單排灌漿未實現預期效果、覆蓋層厚度偏度以及透水性較強時,需要增加排數,其排距應該為1.5米。

第四,孔序與排序。對于雙排帷幕,應該先對下游側排進行施工,再對上游側排進行施工;而為了防止灌漿過程中相鄰的孔出現竄漿現象,每排灌漿可以分成三個序次進行鉆灌,先對一序孔進行施工,再對二序孔進行施工,最后對三序孔進行施工,如果前序沒有結束,則不能進行后序施工。

第五,控制壓力。對于土壩壩基,其一序孔與二序孔的最大壓力則是上部蓋重。因為心墻底部具有的土質往往較差,而接觸段含砂卵石與心墻土等介質,在進行灌漿的過程中應該嚴格的對壓力進行控制,避免出現心墻劈裂現象,所以應該按照先導孔試驗對適宜的灌漿壓力進行控制,往往采用0.8P。因為經過了一、二序孔的施工,可以適當的把三序孔灌漿壓力提高,而每段灌漿壓力也應該在一、二序孔灌漿的最大壓力前提下提升0.02MPa~0.05MPa,這樣的話更加的有利于漿液擴散,從而對灌漿效果進行保證。而對于石壩壩基與混凝土壩基,其一序孔灌漿的最大壓力應該為最大的設計水值,二、三序孔灌漿的最大壓力應該在一、二序孔灌漿的最大壓力前提下提升大約20%。

2.2 施工工藝

第一,造孔。其土壩造心墻的造孔主要選擇“干取法”、“干鉆法”與“干打法”,取土后需要保證套管能夠及時的跟進,從而實現止漿止水的作用;而砂石卵層的造孔主要選擇金剛石單管鉆頭清水鉆進,在造孔時的需要對進水量進行控制,從而避免孔周砂卵石出現塌落。如果出現塌孔,需要使用彈簧鉆頭對孔內掉塊進行打撈以及干鉆造孔,而如果經過多次打撈仍不能達到設計段長,則需要立即對此段進行灌漿處理,并且下第二層的套管。

第二,洗孔。砂卵石層段,如果存在回水情況,當回水逐漸清澈以后,需要再洗十分鐘才可以結束;如果無回水情況,也需要沖洗十分鐘再結束。

第三,壓水試驗。其每孔灌漿段都需要進行20分鐘的壓水試驗,其壓力需要是灌漿壓力的75%。如果每分鐘流量超過30升,則可以適當的使測試時間縮短。

第四,灌漿方式。帷幕灌漿往往選擇孔口封閉法,其自下而上分段與循環式進行,其射漿管與孔底間的距離需要低于50厘米。壩體混凝土與基巖接觸位置的灌漿段需要先單獨進行灌漿,并待凝。其接觸段在巖石內長度需要低于2米。

第五,封孔。所有孔灌漿完畢,待凝結束后,應該把其孔內積水掏盡,混凝土與基巖選擇濃水泥漿,而粘水心墻選擇粘土封孔。帷幕灌漿施工工藝流程如圖一所示。

3 灌漿效果分析

帷幕灌漿效果分析,采取各序孔與各排的灌漿前透水率以及灌漿材料的統計、蓄水后的壩基出現滲漏情況以及孔檢查壓水試驗等實施評判與分析。具體分析如下。

水庫總容量為1392萬立方米,其主壩是砂殼粘土心墻壩,其壩高為17米,而壩頂長為275米。壩體的加固防滲選擇套井回填粘土。由于壩基具備較強透水性的砂卵石層,進行套井施工的過程中,其底部有大量涌水出現,導致出現塌孔,從而使套井不能入巖同巖基形成有效的防滲閉合圈,所以需要使其維持在砂卵石層0.5米~0.8米的位置。此工程帷幕灌漿需要完成146個孔,而下游排為32個,上游排為114個,而砂卵石層一共灌漿320米,其基巖段灌漿為761米,總灌漿為425段。

通過壓水試驗可知透水率,如表1。從表中可知,帷幕灌漿隨著孔序與排序的增加以及孔距的不斷加密,其中上游排透水率小于下游排,則表明實施下游排施工,其灌漿效果較為明顯。

4 灌漿過程中需要注意的問題

第一,加固防滲施工應該選擇枯水季節,在灌漿施工過程中,特別對一、二序孔施工的過程中,其水庫水位需要盡量保持低水位,從而使上下游水位差降低,并使壩基透水層具有的水流流速降低,從而使漿液流動不會對灌漿效果產生更大的影響。

第二,段長控制需要按照鉆孔情況及時的進行調整。在進行鉆孔的過程中,一旦發現塌孔較多以及循環液流失而大量涌水與難以成孔時,需要立刻停止鉆進,實施灌漿。如果僅存在少量滲漏,則能夠適當的把灌漿段延長;而如果鉆孔較為順暢,且滲漏較少,則能夠全孔一次灌漿,從而便于把主要時間與精力放在對強滲漏點進行尋找中。

第三,為了便于水泥漿液的加快凝固與擴散,灌漿適合選擇超過42.5級的水泥,如果有必要的話,還需要選擇使用超細水泥與地勘水泥等,或者是摻用水玻璃的材料。在同一個帷幕中,按照透水性的不同,還可以應用超細水泥、地勘水泥與普通的硅酸鹽水泥等所組成的灌漿。但是在灌漿前,需要在現場對各種水泥材料間進行對接試驗,以此對其具備的膠結可靠性進行確認,并確保強度滿足需求,從而避免由于水泥間脫開出現滲漏通道,并有效的避免壩基滲漏,從而使壩基滲透維持穩定,進而確保水庫能夠安全運行。

5 結語

綜上所述,帷幕灌漿技術作為水庫大壩基礎加固防滲的重要手段,是一種實用性很強,應用范圍較廣的工程技術,對確保水庫能夠安全運行具備著至關重要的作用。大量的工程實際應用的案例可知,通過對各道工序施工技術進行嚴格控制,其帷幕灌漿對于加固防滲具備著明顯的效果,使工程中存在的一些問題得到了很好的解決,并充分的對其自身具備的一些明顯的特征進行了體現。此外,在水庫大壩基礎內建造,能夠有效的避免壩基滲漏,從而使壩基滲透維持穩定,并確保水庫能夠安全運行。

參考文獻:

[1]李新社,劉勇.青海南門峽水庫左壩肩帷幕灌漿技術[A].水利水電地基與基礎工程技術――中國水利學會地基與基礎工程專業委員會2004年學術會議論文集[C].2004.

篇13

一.前言

近年來,人們對巖溶地質的研究一直未停止過。通過不斷的研究,人們已經對巖溶地質形成過程特點有了一定的認識。路基中的巖溶是造成路基不穩定性的主要因素之一。它具有極強的隱蔽性,即使經過詳細地勘察,很難準確的把握巖溶地質的發育形態和規模,因此在路基施工時可能會遇到一些無法預料的巖溶發育狀況,從而影響施工進程與路基穩定性。怎樣應對施工中的巖溶路基的危害,如何處理地基巖溶的不確定性,提高地基的承受力、確保地基的穩定性成為近年來研究的熱點問題。目前研究的一種新型的地基處理技術-灌漿技術,在建筑行業得到了較為廣泛的運用,采用灌漿技術處理地基巖溶是一種很有效的方法,不但可以不影響正常施工,節約成本、縮短工期,有可以有效的確保工程的質量。為此文中結合鐵路巖溶地基處理例,對灌漿技術在巖溶地基處理中的應用進行探討。

二.工程概況

在某鐵路線的路基施工中過程中,出現了很多的巖溶地質。施工路面下、存在大量的溶洞及地下暗河,造成了很大的施工難度,路基施工的可行性和穩定性也受到嚴重影響。因此,需要我們盡快查明巖溶發育情況,提出并采取什么措施來處理。根據詳細的地質勘察, 路基下面巖溶以石灰巖為主,形成于泥盤石炭時代,巖溶發育充分,洞穴裂隙發達,屬構造復雜地帶,上覆層為第四紀沖積和殘積成因的粘土和亞粘土。地基承載力大概是250 kPa~300 kPa,壓縮模量約為9 MPa~11 MPa,地基承載力能夠滿足設計的要求,但地質鉆探資料表明在12.5m-7.9m處各兩處地下溶洞,如果采取打開溶洞再回填的施工方法,會造成工期周期延長,成本加大。在參考有關資料和多方討論,最后決定采用灌漿處理此兩處溶洞。

三.灌漿技術及其發展

灌漿技術在中國經歷了60多年的發展。漿液技術、灌漿工法技術的研究取得了的較大的進展。目前灌漿技術主要有:超細水泥灌漿技術、膏漿及速凝膏漿技術、雙限壓力控制技術與GIN工法、壩基巖溶滲漏灌漿處理、砂礫石覆蓋層灌漿技術等。我國灌漿技術水平雖然和國際領先水平的國家相比某些方面尚有差距,灌漿效果的力學指標不確定性影響了設計人員的采用,但可以認為,在高質量的帷幕、巖溶防滲處理、在漿材的可灌性、大孔隙和動水下的灌漿技術等方面我國已達到了相當高的水平,和國際上也逐步接軌,并在某些方面有獨到之處。

四.灌漿技術在路基工程中的應用

1.主要技術參數

(一)灌漿材料。采用普通硅酸鹽水泥、粘土、粉煤灰。

(二)漿液配比。需要根據現場的鉆孔的可灌性來決定采用何種灌入材料及配合比。通常要考慮的幾個主要因素有: 巖溶的發育程度;巖溶的漏水狀況;巖土層的鉆進速度,會不會有掉鉆等;巖溶洞尺寸的大小,是否有充填物等情況。綜合考慮這些因素,決定采用水泥、 粉煤灰作為此次注漿材料,其配合比為3:7, 水料比范圍[0.5-0.55]。

(三)灌漿壓力。當灌漿壓力超過地層的壓重和強度時,極有可能會破壞地基結構,因此,選定灌漿壓力的前提是保證地基結構不會被破壞或者盡量局部少破壞的情況下,同時也應考慮漿液濃度對灌漿壓力的影響。根據地質巖溶的發育情況、灌漿方法及地基為回填材料的情況,采用[0.3Mpa-2.0Mpa]的灌漿壓力。

(四)漿液擴散半徑的估算。由于該工程的地質條件特別復雜,尤其是基巖裂隙發育的無規律性,因此很難準確的計算漿液擴散半徑。影響擴散半徑的因素有:巖溶洞隙的形狀、大小以及它們的連通性;灌漿充填材料的性質(顆粒大小、漿液濃度、漿液的流變性等)、注漿壓力、注漿流量以及注漿時間等。故按孔序注漿量的大小來控制擴散半徑。

(五)鉆孔深度。由于該工程回填土基本在10米左右,初步將鉆孔深度定為基巖以下4米到5米,必要是可以根據實際情況適量的加深。

2.灌漿施工工藝

灌漿的完成需要不同材料和多道工序。吃漿量會因為巖溶空隙、溶洞大小及充填物不同,也會有所不同。因此,先采取試探性灌漿,然后進行間歇式和交替式灌漿,最后進行加壓灌漿的方法。

(一)試探性。事先先配制好標準漿和稠漿兩種不同濃度的漿液。如果地基孔隙小,則用標準漿;如果地基孔隙大,那么采用稠漿。

(二)間歇式。采用間歇式復灌的條件時:當空隙過大且采用稠漿時,如果漿液未同步上升,這種情況下,在灌入一定的漿液后,可以過一段時間再灌漿,直到托底為止。

(三)交替式。就是當間歇式灌漿耗時很長的情況下,可以考慮用先灌漿液,再灌砂礫,然后在灌漿液,如此不斷的重復反復,托底即可。

(四)加壓。最后用標準漿進行加壓灌漿時,在壓力穩定前,需要嚴格控制灌漿的壓力,托底灌漿終孔。

3.灌漿技術要求

(一)在進行灌漿時,要明確孔的深度以及漿液面高度。投入的砂料應剔除礫石,只含中粗砂,同時下料要均勻,避免引起堵塞鉆孔,而且要控制用量。

(二)灌漿技術包括托底和靜壓灌漿。鉆孔如果要托底,那就不能先下注漿管封孔,等完成托底以后,才能采用下注漿管封孔進行靜壓灌漿。

(三) 間歇式靜壓灌漿。首先采用稠漿,控制灌漿時間半個小時,停12小時后,在用標準漿進行灌漿。如果半個小時仍不起壓,過6個小時后在進行第三次灌漿,如此類推,直到終孔為止。

(四)灌漿時,漿液壓力范圍維持在0.3Mpa到2.0Mpa,分不同的工序進行,同時根據土層來調整漿液壓力。

(五) 灌漿的厚度。灌漿的厚度控制在2到3米,這樣可以保證灌漿的質量。

(六) 進行沉降變形觀測, 掌握施工中要時刻注意觀察沉降變化,要及時監測灌漿對路面的影響。如果發現地面變形超過5 mm~10 mm,應該立即報告,采取措施糾正。

(七) 灌漿壓力保持一定值,穩定半個小時就可以。

4.灌漿效果分析

(一) 地質:采取對相同地質在鉆孔灌漿前和鉆孔灌漿后的聲波測試。通過測試在,巖溶不發育、巖石完整的聲波速度達到5000km/s, 灌漿前后差別不明顯。巖溶發育的鉆孔,在灌漿前聲波速度最低為3000km/ s, 加固后達到4500km/ s,加固效果十分顯著。

(二)測量: 由于工程處理前在相關位置埋設了沉降點, 定期觀測地面的沉降情況。通過在試驗和施工期間的觀察, 沉降量很小,正負不超過2毫米,說明灌漿施工對整體地基未產生影響。

(三)注漿:通過現場灌漿試驗, 一序孔吃漿量平均為11.92,最大為 28,最小3.64;二序孔吃漿量平均為5.65, 最大為9.67, 最小為2.6。說明5m的孔距太大,不能使巖溶洞隙得到較好的充填, 選用2.5m 的孔距能得到較好的充填,從檢查孔的吃漿量分析,均能滿足設計標準要求, 說明選用2.5m的孔距和壓力是適宜的。從灌漿孔吃漿量的不均勻性分析, 最大為28,最小為3.64, 反映了巖溶洞隙發育的可灌性和不均勻性。

(四)力學指標: 根據質量驗收標準,對檢查孔進行取芯漿柱體強度和抗滲試驗。力學性質指標均達到檢驗標準要求。

五.結語

實踐表明,通過灌漿技術的應用,不但有效地防止了地表水滲入和巖溶土洞吸蝕塌落,而且對地基安全穩定性也有了保障。通過采用優化灌漿技術,工程縮短工期進一個月,節約了成本上百萬萬元。理論和實際證明,采用灌漿技術處理地基巖溶是一種很有效的方法,不但可以不影響正常施工,節約成本、縮短工期,有可以有效的確保工程的質量,值得推廣和應用。隨著灌漿材料和工藝技術的進步,灌漿技術的應用范圍和領域將得到進一步的擴展。而工程應用范圍和領域的擴大,又必將促進灌漿材料和工藝技術的進一步發展。

參考文獻:

[1] 譚現鋒.巖溶地基的注漿加固[期刊論文]《西部探礦工程》-2006( 3):67 -68.