本文作者:linbin123456

简阳水务2023年债权资产项目

linbin123456 2023-10-21 86
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浅谈桥梁钻孔桩坍孔的预防及处理

     关键词:坍孔,泥浆比重    随着桥梁建设的发展,桥梁钻孔桩已被广泛采用,由于桥址处的水文和地质条件复杂,桥孔施工普遍存在流砂层坍孔、卵砾石成孔与护壁困难,基岩钻进破岩效率很低,严重影响了桥梁钻孔的技术经济效益,在钻孔桩施工中工序较多,工艺流程互相衔接,主要工序都在水下及地下进行,不便监视,经常出现各种坍孔现象

    在此,对一些技术问题进行探讨

       一、坍孔的原因    1、钻孔中经过砂砾、卵石层等透水性强的土质,由孔内水流失而造成孔内水头高度不够引起坍孔

    硕士论文,泥浆比重

        2、泥浆比重不够及泥浆性能指标不符合要求,使孔内未形成坚实泥皮而坍孔

        3、护筒埋置太浅,下端孔口漏水,坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,由于冲击振动引起塌孔

        4、在松散层中钻孔,进尺太快,孔避周围不坚实而发生坍塌

        5、晴孔后泥浆比重、黏度等指标降低,孔内水位低于地下水位,清孔后停顿时间过久导致塌孔

        6、吊入钢筋骨架时碰撞引起孔避塌孔

       二、坍孔的预防   1、孔内水头不够引起砂层塌孔问题

       桥梁桩孔多数都不得不穿过厚度不同的河床砂层

简阳水务2023年债权资产项目

    这些砂层普通有松散、高孔隙比、高头水性、高饱和、内摩擦角很小、内聚力为零等特点

    所以砂层钻孔的重要问题就是不钻孔施工前必须详细了解掌握桥桩各孔的地质钻探资料,分析各种原因,根据力学原理计算,当护筒内支护力小于砂层侧压力时,可在筒内设置一定高度的水头

    构成对孔避的静水压力,这种静水压力连同孔避的园环作用,使水中的   钻孔避保持稳定不塌

    防止流砂塌孔

       2、泥浆比重不够引起坍孔问题

       钻孔时泥浆不仅可以保持孔避不塌,更重要的是在冲击成孔时,还有排渣的功能.如使用太稠的泥浆,会增大钻头的阻力,因而,影响钻进速度,而且增加孔避泥浆附着量

    对受力不利,同时还会增加清孔工作的困难,反之;如泥浆太稀,排渣能力会受到影响,护壁效果也同时降低,泥浆比重不够及泥浆性能指标不符合要求,会导致孔避未形成坚实泥皮而发生塌孔事故.    在砂性土、砂砾或卵石中钻孔,事先需要准备足的黏土数量一般约为钻孔体积的70%-80%

    在施工中应按土的塑性指数和粘粒含量来选择粘土

    通常选塑性指数大于25、小于0.05mm的粘土含量大于50%的粘土时,可掺入塑性指数大于25的粘土30%,另掺入碳酸钠0.3%-0.4%,一提高聚粘度

    采用冲击钻孔时,可根据钻孔的地层情况、钻渣大小、钻孔直径和深度等选用泥浆的比重和粘度

    硕士论文,泥浆比重

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    一般在粘性土中用比重1.0-1.3左右的泥浆,-可收到满意的效果

    但是在砂性土中,特别在砂卵石中,一般要用比重为1.2-1.6的泥浆

    比重过小的泥浆不能把较大粒径的钻渣浮起并排除孔外,因而将影响钻进速度或导致塌孔

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    因此,选择调制泥浆的比重和粘度在钻孔中起着重要作用

       3、护筒埋设深度不够引起塌孔问题

       在河床内护筒埋设深度是否合适,对桩孔施工有重要影响,埋设过浅容易产生流砂或管涌;埋设过深则会给沉入和起拔带来困难

    所以,有必要确定合适的护筒埋深

    桩孔内泥浆桩压力与孔壁外的静土压力所形成的应力分布为三个现代战争区

    在被动区、泥浆压力大于土压力,形成被动应力,随着钻孔加深,孔内外压力趋于平衡,并且在桩孔进一步延深,土压力渐大于泥浆压力,形成主动应力,进入塑性区

    根据土力学园环作用理论,钻孔深度增加时,半径向土压力虽也在增加,但是它的增加率则渐有减少,所以钻也虽深,孔壁仍可稳不定期不坍,但在过渡区,因也内外压力接近平衡,在此情况下,若工层的渗透压力等于其浮容重时,会出现流砂现象;若大于其浮容重,则会发生管涌现象

    在埋设护筒时应加填粘土,并进行分层夯实,增加护筒的稳定性,防止坍孔

       三、坍孔的处理   1、在河床水位较深或汛期,严格控制护筒内水头高度,必要时应采取升高护筒,增加水头,确保水头相以稳定

       2、如果砂砾,卵石层发生孔内地主坍塌,应判明坍孔位置,回填土或黄土混合物到坍孔位置以上1.0m-2.0m

    严重坍孔应全部回填,待回填物沉积后,再进行钻孔,并掌握好泥浆比重和泥浆性能指标

       3、发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔

    认真确定护筒埋设深度,孔位附近要尽可能整平,避免靠近较大坡度的坡脚处钻孔,防止钻头碰坍孔壁

       4、在松散砂土或流砂中钻孔时,应控制进尺速度,选用较大比重、粘度胶体率的泥浆,投入粘土掺卵石,使粘土膏、卵石挤入孔壁起护壁作用

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       5、清孔时应指定专人补水,保证钻孔内必要的水头高度,供水管最好不要直接插入钻孔中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中,可避免冲刷孔壁,清孔后停顿时间不要过久,灌注混凝土速度要快,以防坍孔

       6、在清孔后吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入,防止碰撞孔壁,造成严重坍孔事故

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       总之,桥梁钻孔桩具有可靠的承载力和足够的刚度,结构设计灵活,适用于各种桥梁,在各种水文工程地质条件、水域都可施工

       相间分布,地势起伏大,形成复杂的地理环境,使得公路容易出现隧道多、桥梁多、下坡多、弯道多的特点

    很多行驶的车辆都配有刹车淋水系统,在加之部分区域降水充沛的特点,导致大量水进入路面结构层和路基中,使路面结构和路基处于潮湿或过分潮湿状态,在行车荷载作用下,致使公路路面出现早期破损

     (二)公路路面裂缝 首先,块状裂缝:路面上出现不规则的大网格式网状裂缝,这些裂缝之间的间距多较小

    沥青路面在出现这种裂缝后,在遇到雨水天气时,雨水沿着裂缝逐渐渗透进入到基层中,使得路径越来越软化,进而导致其承受能力越来越低,最终导致路面损坏程度更加严重

    为此,在遇到此种裂缝时,必须及时采取相应的修补措施,以免导致严重后果

     其次,纵向裂缝:导致公路路面出现纵向裂缝的主要因素较多,可以将其归纳为四个方面:第一,由于路基实度不均匀所致,例如:路基半填半挖处的通常会出现纵向裂缝;第二,在进行沥青面层吩分幅摊铺时,由于两幅对接处若处理不到位,当通行后非常容易无法承受荷载而出现纵向裂缝;第三,地下水位出现下降导致路基受到影响

    若某段公路在施工时,由于地下水位较高,为其保留了较大空间,但随着气候出现变化,气候干燥或降雨量逐渐减小等因素,使得地下水水位出现下降

    地下水位发生变化使得软弱土层及其它含水层的固结受到影响,进而发生地基下沉的现象,同时由于路径沉陷并不均匀,进而导致路面出现破损;第四,其沉重量超过了路面能够承受的范围

    长期承受超限重载车,使得轮迹处因此发生破损

    其次,横向裂缝:横向裂缝是沥青面层发生较多的一种破损烈性,根据相关调查资料了解到,基本上每一条沥青路面公路均会出现不同程度的横向裂缝

    导致其出现这种因素的主要分为非载荷性裂缝和载荷性裂缝

    其中出现载荷性裂缝主要是由于在对路面进行设计时,并未结合实际情况,进而出现设计不当或在施工质量不符合规定所致,或者长时间承受超重车辆运行,使得半刚性基层或沥青面层内部剪应力和拉应力长期疲劳使用,最终无法承受产生裂缝

    非载荷性裂缝是横向裂缝的主要表现形式,其可分为基层反射性裂缝和沥青面层温度收缩性裂缝两种情况

    其中沥青面层温度收缩性裂缝,由于沥青是一种对温度变化非常敏感的粘弹性材料,当温度出现变化时,沥青混合料也会随着温度的变化而发生变化,例如:温度出现下降时,沥青混合料也将随之变硬变脆,并出现收缩

    当沥青混凝土的抗拉强度无法承受收缩拉应力时,沥青路面的路面将因此出现拉裂,且发展越来越深,进而致使路面出现上宽下窄的横向裂缝

    而在气温寒冷的地区,冬季出现冰冻时,沥青路面的横向裂缝主要表现为两种情况:第一,在进入冬季时,由于气温大幅下降,使得沥青面层出现变化发生收缩裂缝;第二,气温变化致使沥青面层温度应力受到了极大的变化,再加之温度应力反复作用致使沥青面层因温度变化而出现裂缝

    而基层反射性裂缝,一方面发生在基层成型时,主要是由于基层材料失水致使其收缩而出现规律性较强的裂缝;另一方面则主要是由于基层材料因温度变化而出现变化所致,主要是温度下降出现收缩致使开裂

    上述两种情况均因收缩变形而致使沥青面层承受过大的拉力,当其无法承受过大拉力时,最终导致沥青面层底部因此出现裂缝,进而发生位移现象,并随着湿度和温度的变化以及超负荷称重长时间的作用,使得裂缝从底部延伸到路面,形成沥青路面横向裂缝

     最后,龟裂:出现龟裂的主要原因是由于基层质量不均和垫层质量差,这也是到指公路路面破损的主要因素

    基层作为确保水泥混凝土路面板始终均匀的支撑力量,对防止错台和唧泥有着重要作用,可以说是决定公路使用寿命的重要结构

    在公路使用过程中,路面出现龟裂现象是较为普遍的,且通常会在发生龟裂是伴随有唧浆现象

    例如:在出现沉陷和龟裂时,未得到及时的处理,经过雨水的冲刷、浸泡,使得这些破裂处出现坑槽,进而致使路面因此受损,为此,及时对龟裂路面进行修补,是避免损坏延伸的重要方法

    出现龟裂的主要原因为:第一,基层质量差

    由于二灰碎石半刚性基层的整体质量与所使用的材料、拌和、养生和摊铺等诸多因素均有紧密联系,无论任何环节出现问题均可能导致其整体强度下降,使得因基层质量问题而发生沥青面层开裂的现象,加之长时间的雨水渗透,使得基层表面逐渐变软,在无法承受行车负荷时,粉浆经过面层裂缝被逐渐压至表面进而发生唧浆,随着这种现象的演变,基层将逐渐被掏空,致使路面发生沉陷和龟裂,最终演变为坑槽

    导致这种现象的主要施工因素为,在施工的过程中,施工质量较差致使裂缝,尤其是各结构层的压实度起到了关键作用,压实度越好那么其避免裂缝产生的可能性就越高

    排水性也是关系裂缝产生的主要因素,同时面层接缝处理效果越好则效果越好,这些均是保证龟裂的重要因素;第二,汽车超载

    由于我国行车量越来越高,而公路作为重要的交通线路,其承受着巨大的行车量,加之行车量的增加,使得其路面负荷非常高,在长期超载负荷的情况下,使得路面无法负荷而出现裂缝;第三,其他因素

    由于沥青混凝土使用时间过长或收缩引起路面老化等情况,导致出现路面出现开裂最终发展成网裂

    (三)养护管理在目前的养护作业中,受压实设备没有配套,初压、复压、终压三个工序在养护实践中难以实现,达到压实混合料的必需的压实度的压实设备条件不具备,是造成路面修复损坏的一大原因

    同时,由于养护中施工面积小,难以碾压密实,空隙率更大,表面水容易下渗

    修补路面病害时沥青砼的拌合、压实难以达到要求,所以前补后坏现象是时有发生的

     二、解决公路路面破损的施工技术措施 (一)做好现场施工管理 对于公路路面的破损来说,也存在由于施工管理不当而造成路面破损情况出现

    因此,对于公路路面施工,我们也不能够忽视管理的重要性

    作为施工技术人员、监理人员,从公路施工之初直到路面施工,都需要做好现场的施工控制管理,也只有如此,才有可能将施工路面出现破损的几率降至最低,也只有如此,才能够确保公路路面质量不受到任何影响

     (二)具体的施工措施——混凝土板压浆处理 第一,压浆板块的取舍:在进行原混凝土板压浆时,往往需要结合板块裂缝以及压浆板块段落等方面的难易程度,再结合原混凝土板是否需要进行压浆,来确定是对原混凝土板进行压浆还是进行拆除;第二,钻孔孔位布置

    结合原混凝土面板裂缝和沉陷的具体情况来布置钻孔具体位置,但必须保证每块板至少有5个钻孔

    此外,在确定钻孔位置时,还必须确保其与裂缝边缘和板自由边缘有超过30厘米的距离

    第三,压浆材料要求及灰浆配比

    结合压浆施工工艺的特点,保证压浆混合料有较好的流动性,确保其能够能够输送到板底;成形后具有非常好的强度

    为此,选择压浆所使用的材料非常重要,且配合比也有具有非常关键的效果 (三)具体的施工措施——路面损坏养护 1、路面裂缝的养护 在行车荷载和雨水共同作用下裂缝处出现唧浆现象,水泥稳定碎石因水而脱落、松散、路面结构承载力不足,出现啃边现象,并可能发展成网裂或坑槽、沉陷等

    如果裂缝出现较多,宜采用乳化沥青稀浆封层

    由于基层强度不足而引起的网状裂缝,应将沥青砼路面铣刨处理基层后,再加铺筑沥青砼面层;其次在预防性养护中做好灌缝

     2、路面变形类的养护 沉陷主要指的是在公路路面的表面上出现了局部凹陷的现象,一般来说,都是由于路基出现了不均匀的沉降而造成的,抑或是在回填土开挖之后,没能够压实造成的

    随着公路路面的结构被破坏,如果不及时地进行修补,也能够导致路面病害持续的发展下去

    在养护中,一般来说是需要先进行沉降路基的处理,等到沉降趋于稳定之后,才能够利用铣刨机铣刨沉陷部位,并且采取分层铺筑的方式,确保路面能够恢复平顺的状态

     三、结语 对于公路路面的破坏情况,我们需要考虑到现场实际情况采取不同的方式来针对性的修补方案,懂得扬长避短,合理使用路面破顺补救方案,也只有如此,才能够在确保修补顺利的前提下,最大限度地节约成本,也能够尽快修补完成,确保公路运营不会受到太大的影响

    

简阳水务2023年债权资产项目

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作者:linbin123456本文地址:http://estem.org.cn/post/70588.html发布于 2023-10-21
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