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本文作者:张弘南工作单位:北京铁建工程监理有限公司
影响铁路路基的因素
铁路路基工程在建设过程中非常容易受到各种因素的影响,给工程的进展造成很大的麻烦,那么铁路路基工程都会受到那些因素的影响呢,以下进行具体的介绍:(一)水分因素的影响在铁路路基工程建设中经常会受到水分因素的影响,例如在地质岩性比较明显的地段,由于土壤本身排水能力比较好,这时一旦出现大面积降水,则对铁路路基的排水影响是非常小的。但是如果铁路的周边土壤的地质条件岩性较弱,土壤过于松软,湿润性较强,则会直接影响到铁路路基的稳定性和安全性,对路基的沉降起到决定性的作用,对于水分较多土壤松软的地质,一旦发生强降雨,则十分容易将铁路路基两侧的土质冲刷掉,引发路基下沉,或者使路基的承受能力和牢固度受到较为明显的下降。(二)土壤性质因素的影响铁路建筑工程具有覆盖面积广泛,规模较为庞大,路线长等特点,所以在铺设铁轨过程中,会遇到各种各样的土壤地质类型,这些土壤地质类型情况各异,是造成铁路路基沉降的主要原因。例如,在黄土高原地区,因为黄土的湿润性比较好,且较为松软,所以很容易引发铁路路基的塌陷。(三)边坡因素的影响对铁路周边边坡的毁坏,直接影响到铁路路基的安全性,使路基的稳固程度难以受到应有的保证。影响边坡的原因很多,主要归结为两个方面,分别为降雨和风蚀等等。在铁路路基建设中,工程人员一定要设计出较为科学的边坡结构,做好边坡的维护保养工作,确保铁路路基不受损坏,同时还能够起到美化环境的作用。(四)路基工程的质量因素影响路基工程建设施工质量因素属于人为因素,施工质量好坏能够反映出路基的实际情况。因此在路基施工过程中,要做好路基材料的选取,填筑的厚度以及受压能力等等,最大程度的确保铁路运转的安全性。
铁路路基加固技术的探讨
在铁路工程建筑过程中,为了确保铁路路基的稳定性和安全性,必须对铁路路基进行必要的加固和防护措施。以下就目前几种常见的铁路路基加固措施展开讨论,具体如下:(一)加固的方式铁路路基在建设中加固的方式主要有两个方面,一方面为路基预加宽,另一方面为路基预加高。路基加宽的方式一般是从铁路下部开始,即和地面接触的部位。铁路下部路基的加宽过程,一般要求一次完成,并且按照层次分割明确。路基的预加高方式,一般是根据铁路边坡的稳定程度,由低处向高处,逐渐成收缩形状,在预加高的过程中,要求路基之间要搭接牢固,同时对铁路的界限要严格注意。(二)排水系统在铁路路基加固的措施中,排水系统是非常重要的一部分,路基工程必须要保证铁路四周排水系统的通畅。在路基加固中,应先建好延长涵洞,同时将沉降缝留出。(三)粘土固化浆液注浆加固技术粘土固化浆液注浆加固技术是目前铁路路基加固工程中使用较为常见的一种新技术,这种技术可以发挥其强大的防渗堵漏的特点,为土质松软的地区,进行铁路路基改良和加固。粘土固化浆液具有较强的吸水性和抗流变能力,它能够在地下水流动较快的情况下完成注浆过程。根据实验表明,粘土固化技术具有较强的抗震性能,很好的保证了铁路路基的稳定性和抗干扰能力。此外粘土固化浆液主要由十分细致的粘土颗粒组合而成,因此具有较好的渗透性,能够称帝深入到铁路路基的岩层中去,起到良好的加固作用。
1玉铁铁路工程简介与路基注浆加固技术施工要求
1.1玉铁铁路简介玉铁铁路工程北起黎湛铁路玉林站,终到铁山港,整体历程约为132km。由2009年12月28日施工,共通过21座隧道。其中,A路段主要经过风化岩层等复杂地貌,具有施工难度大、技术水平要求高等特点。
1.2路机注浆加固技术施工要求1)设计加固深度与范围。A路段加固范围主要为风化岩层区域,孔间距为1.5m,孔深分为2m、4m两种形式。采用先外后内的注浆顺序,形成“帷幕”;行“隔行跳打”施工工艺,先排为主、后排补注,避免出现冒浆、跑浆等现象[1]。2)施工设备。简单统计在A路段施工中的施工设备情况见表1。
2钻孔与注浆
2.1主要注浆材料主要采用P.042.5袋装水泥,根据相关标准进行水泥采购、入场与储存管理,保证水泥质量满足A路段施工建设的实际要求。水泥浆水灰比为1∶0.9。
2.2施工工艺A路段路基注浆加固工艺具体流程见图1。图1A路段路基注浆加固工艺流程
2.3主要施工工序在A路段施工过程中,其施工方法主要有以下几点。1)准备注浆、钻机设备。根据测量点位,当钻机准备就绪后,将钻机平稳安放,将水平钻头水平角度调整为垂直(参照钻机水平角度);注意注浆机、制浆机及其配套设施安置,固定注浆管线,通常情况下,注浆管线的长度应为(40±10)m,长度过长容易增加压力损失。现场准备拌合设备与材料,如粉煤灰、水玻璃等。2)钻孔施工方法。采用200型盘式钻孔机旋转钻进,使用50mm钻头,并依靠48普管护壁。整个钻孔过程严格采用干钻法,切忌在钻孔过程中加水[2]。3)浆液配置。按照上文分析合理配比水浆泥。根据制浆机容量取水;根据水灰比例选取相应重量的水泥,开启制浆机后边搅拌边添加水泥。通常情况下,搅拌时间可控制在(5±2)min(浆液无大范围沉淀即可),搅拌结束后将水泥浆置入储浆桶。水泥浆置入储浆桶后要不断进行人工搅拌,避免浆液沉淀。在A路段施工中,主要水泥浆配置原料为水、P.042.5水泥。先加水,后添加水泥与外加剂,拌合(15±5)min。水泥浆流过过滤筛后应过滤2~3边,再存入浆液池。4)注入压力。注浆压力与土质强度、重度有关,而这部分数值难以确定,因此在A路段施工中根据传统施工经验,将注浆压力控制为0.4MPa。5)终孔标准。采用压力-流量双控的方法控制注浆量,当注浆压力达到设计注浆压力并稳定时基本原则(稳定时间为4min)。注浆压力大于2倍设计压力并无法注浆可终孔。个别注浆孔注浆量偏大应停止注浆,分析注浆量偏大的原因后继续注浆。6)注浆结束封孔。注浆结束后,应立即拔出套管并用水泥将浆孔封堵。清洗制浆机、注浆泵后,移至下一处并施工。7)注浆效果检查。①注浆结束后,与物探结果资料进行对比,结合浆孔缝合效果,判断注浆效果。②注浆前后,对比钻孔注水实验单位吸水量,正常条件下,注浆后单位吸水量应略小于注浆前(约为5%),且未发现漏水现象。③钻孔效果检查,采取抽样检测方法,选取4%的注浆孔,根据芯浆情况判断注浆效果[3]。
3施工注意事项与常见问题处理
3.1施工注意事项在A路段施工时,为提高施工质量,主要进行以下几方面控制:①施工之前正确判断管沟具置。②在高压线下施工过程中,钻探机根据具体施工条件进行相应改装,并重视保护高压线路。③注浆孔应采取跳孔施钻的方式,切忌出现钻完全部注浆孔在注浆的情况,避免孔位串浆。注浆流程应按照“自路基坡脚向线路中心”的顺序,先两侧注浆再中间注浆,保证注浆质量。④注浆钻孔的孔位移动距离为0.5±0.1m,大于这个范围时必须进行处理。⑤注浆过程中,要重视地面观测记录;记录钻孔与注浆流程。⑥注浆过程应加强技术指导和基础数据统计工作,为日后进行数据分析提供具有参考价值的资料。⑦注浆过程中应加强环境保护,及时处理浆液废弃物。例如,在整理好场坪后,应在注浆场坪四周修建排水设施,保证污水能及时。⑧注浆结束后及时采用水泥砂浆、C15混凝土将注浆孔封填,并饱满至孔口[4]。
3.2路基注浆加固技术常见问题处理1)在A路段施工中,主要出现以下几点问题:①在注浆孔定位中,钻机受施工场地的影响,回转半径变小,定位速度减慢;同时钻塔较大,增加钻孔难度,经常出现钻孔偏离的现象。面对这一问题时,在钻孔过程中要尽量靠近最初的设计位置,对一些容易出现偏差的地形可进行简单加工后在进行处理。②由于A路段钻孔地层杂质较多,若钻孔振动较大可引发塌孔等现象,因此在施工过程中借助PVC管护孔,可有效避免塌孔等现象。③在注入浆液时,容易出现搅拌浆液不均匀与储浆桶内浆液沉淀现象,因此必须要紧抓搅拌环节,避免沉淀现象发生。④在注浆孔裂缝处理中,要不断观察裂缝变化问题,及时调整注浆压力值,必要时可停止注浆。2)要特别注意是注浆流程的连续性,若受外力因素而中断可采取一下措施进行处理:①应尽快恢复注浆,若注浆间隔时间过长应冲洗钻孔再进行注浆(若无法冲洗,应清理钻孔后再注浆)。②恢复注浆时,应继续使用同级水泥浆(注浆率与中断前相近即可),使用中断前同级水泥浆灌注最佳,注浆率与中断前相比减少较少则应使用加浓浆液灌注。③注浆后,若注浆率低于中断前且在短时间内停止吸浆,必须立即采取补救措施。例如,可增加相邻孔注浆压力或适当增加注浆孔数量。
3.3施工质量控制与检验方法1)分期、分批供应符合设计要求的水泥与外加剂等材料,在每次原材料供给之前应及时检查验收,并做好管理、发放工作。水泥与中砂等施工材料必须接受检验,试验师检验合格后,方可用于施工。2)注浆后,对比钻孔注水实验单位吸水量,正常条件下,注浆后单位吸水量应略小于注浆前(约为5%),且无法发现漏水现象,若发现漏水情况,应立即进行处理。
4结语
建筑物由于功能转变,例如扩建、承载力加大等。或出现了质量问题,例如缺乏钢筋、灾后修理、混凝土强度较弱等,都需要有效加固,采取有力的措施确保建筑的安全使用,从而可以看出结构加固的技术使用范围广并要求高。因此,我们在建设过程中采取有效的加固及时对建筑结构实行加固,从而保证建筑满足使用需求和安全规定。
二、几种常见的混凝土加固技术
建筑工程加固的主要要求在于经过运用加固技术对房屋进行修补、增强承受力、提高使用作用、满足使用要求,所以,采取混凝土加固方案要围绕提高建筑质量为根本任务。选择不一样的加固方案就会有相应的施工方式和质量评定标准相对应。
混凝土加固技术主要分为直接加固和间接加固两大类,施工时主要按照实际的建筑条件和使用工恩呢该选择合理的方案及加固技术。
(一)直接加固技术
1、加大截面加固法
加大截面加固法也叫做外包混凝土加固方法,这主要是运用相同的材料(混凝土和一般的钢筋)对原来的建筑结构实行加固补强,经过加大混凝土和钢筋截面扥面积和一螳构造方法,将加固部分与原构件紧密的结合,共同发挥作用,从而增强截面承受能力和强度。加大截面的技术要点在于设计构造时必须切实处理好新加部分与原来部门的整体连接、共同承受等问题。该技术要求简单、适用性强,可普遍运用在柱头、墙面、屋架等房屋混凝土结构的加固。然而,改技术需要工程量大,修护实践长,在一定程度上影响了生产和生活,另外结构的截面加大后也会影响了建筑的美观和房屋整洁。
2、置换混凝土加固法
置换混凝土加固法是将以前结构承受力低、韧度小的材料换成承受能力强、韧度高的材料。该技术主要运用在建筑承受能力要求高的部分的混凝土强度度或有严重的破损的部分加固。此技术简单方便,耗费时间短,所占空间少,完全影响建筑的使用,而且造价比较低,经济实惠。
3、外包钢加固法
外包钢加固技术是将型钢(主要为角钢、槽钢)或者是钢板包于构件的四角或两角进行加固,运用此技术加固混凝土建筑构件时,必须使用环氧树脂胶粘剂进行灌注,将型钢和新加入的构架结合在一起,从而确保型钢和原构件共同产生强大的承受力。该加固技术属于比较先进的技术,承受能力强、加固效果好、所占空间少、施工简单、耗费时间少、工程量少、安全隐患低。
(二)间接加固法
1、预应力加固法
运用异型材料(高强钢筋或型钢),增加预应力来迫使新材料与原材料紧密结合,产生共同的承受力,从而达到对混凝土的加固。该技术拥有能够承受加固构建截面超重的能力、降低原构建裂缝宽度和绕度等特点。运用于要求增加构建承受力、刚度和抗裂度以及加固后占用空间小的混凝土受弯构件或变压构件,然而,这种技术不能运用于温度高于60℃环境下的混凝土,也不能使用与混凝土收缩变化大的结构。
2、增加构件法
在原来的结构的构件和构件中间重新增加一个构件,从而降低原来构件的负荷量,从而实现加固的作用。这一技术主要运用在单层工业厂房或者新增加构件后不会引起房屋质量的多层建筑的楼面梁、柱的加固,必须注意不能破坏原来的构造,保证建设安全。
3、增设支点加固法