宋強
(河北通宇建筑工程有限公司,河北 張家口 075000)
橋梁工程的有效建設(shè),不僅能夠提高所在區(qū)域的交通運輸能力,對于區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展也有著非常重要的意義。但在對橋梁工程進行建設(shè)及使用的過程中,受到諸多因素的影響,往往出現(xiàn)各種各樣的病害問題,這些病害問題的存在,會對橋梁工程的整體質(zhì)量造成較大影響,并且會危及車輛的行駛安全。而想要對這種情況進行有效的處理,還需要相關(guān)單位結(jié)合實際,對各種加固施工技術(shù)進行合理的應(yīng)用,以此來保證工程的效用發(fā)揮。所以,針對灌漿加固技術(shù)的具體應(yīng)用加強研究是很有必要的。
所謂的灌漿加固技術(shù),實際就是應(yīng)用較大的壓力向建筑縫隙當中灌注固態(tài)漿液,實現(xiàn)建筑補強、加固的技術(shù)。因此,該項技術(shù)也被稱為壓力灌漿法。而對于橋梁工程來說,其病害問題經(jīng)常出現(xiàn)在橋臺以及橋墩等部位,會嚴重影響橋梁工程的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)性能。應(yīng)用灌漿加固技術(shù),可以將其中的病害影響有效清除,通過在橋墩、橋臺的縫隙當中注入漿液,能夠?qū)蛄汗こ踢M行有效加固,進而達到提高橋梁運行工況,降低交通風險的目的。
對于橋梁工程而言,砌石松動會對工程的承載能力造成直接的影響,甚至可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞的情況,導致橋梁無法正常使用,因此,必須要對這種問題保持高度的重視。而應(yīng)用注漿加固技術(shù)則可以對工程結(jié)構(gòu)強度進行有效增強,使其穩(wěn)定性得到進一步提升,從有效解決砌石松動問題。在此過程中,常用的注漿方法有兩種:鋼化管注漿和小孔注漿。
裂縫問題在橋梁工程中屬于較為常見的病害問題,其危害也相對較高,而這種病害問題具體可以分為兩類,一類是結(jié)構(gòu)性裂縫,另一類是非結(jié)構(gòu)性裂縫。而裂縫類型不同,其形成原因也會有所差異。
第一,結(jié)構(gòu)性裂縫。這種情況主要是受外部荷載問題影響造成的,而裂縫的分布也往往會受到荷載大小的影響。結(jié)構(gòu)性裂縫包含次應(yīng)力裂縫和直接應(yīng)力裂縫兩種,根據(jù)受力特性又可以將其分為扭轉(zhuǎn)裂縫、剪切裂縫以及彎曲裂縫等。其中,扭轉(zhuǎn)裂縫,是受到彎扭耦合作用影響,導致其保護層破損,形成的扭轉(zhuǎn)裂縫。剪切裂縫,是因為作用在混凝土構(gòu)件上的剪切力超出構(gòu)件自身的抗剪能力,進而形成的裂縫問題,這種病害通常在橋端支座部位出現(xiàn)。而彎曲裂縫則是由拉應(yīng)力影響造成的,一般在橋梁彎矩最大處出現(xiàn)。
第二,非結(jié)構(gòu)性裂縫。通常在結(jié)構(gòu)變形受到限制的情況下,其內(nèi)部產(chǎn)生一定的應(yīng)力作用,一旦這種應(yīng)力作用超過混凝土自身的極限抗拉強度,就會引發(fā)裂縫問題。能夠在混凝土結(jié)構(gòu)中造成應(yīng)力作用的原因為:一是結(jié)構(gòu)材料本身發(fā)生收縮徐變。二是受到溫度變化的影響。而常見的非結(jié)構(gòu)性裂縫主要有三種。
其一,收縮裂縫。在混凝土硬化期間,其中的骨料會形成一定的擠密和壓實作用,水分也會隨之不斷蒸發(fā),進而導致結(jié)構(gòu)整體出現(xiàn)收縮變化。而由收縮作用造成的混凝土裂縫問題主要出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)表面,由于混凝土當中的鋼筋具有一定的拉力作用,所以并不會在混凝土表現(xiàn)形成寬度較大裂縫,通常這種裂縫的寬度多處在0.05~0.2mm,在分布方面則沒有明顯的變化規(guī)律。這種裂縫問題通常不會對橋梁工程的正常使用造成較大安全隱患,但會對工程的外觀以及耐久性造成一定的影響。
其二,塑性裂縫。在混凝土澆筑施工完成以后,其強度的緩慢提升會使骨料逐漸移動,進而引發(fā)塑性變形問題,這種裂縫問題在分布以及長度等方面沒有明顯的變化規(guī)律,大多會出現(xiàn)頂腹板交接處或者T 梁變截面等部位。
其三,溫度裂縫。橋梁結(jié)構(gòu)主要是由混凝土和鋼筋材料構(gòu)成,但兩者對于溫度存在不同的敏感程度,而一旦在混凝土內(nèi)部或者外部環(huán)境發(fā)生劇烈變化,就會在混凝土和鋼筋之間出現(xiàn)溫差,使結(jié)構(gòu)內(nèi)力出現(xiàn)變化,進而形成溫度裂縫問題(見圖1)。
圖1 溫度裂縫問題
而對于橋梁裂縫問題,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即處理,較為有效的解決方法就是灌漿加固技術(shù)。在對該項技術(shù)進行應(yīng)用的過程前,需要對裂縫位置進行準確的標記,并對裂縫形成原因及類型進行分析,完成相關(guān)工作以后即可對裂縫展開修補。
在橋梁工程中,混凝土表層病害主要包括剝落、空洞、蜂窩以及麻面等問題。剝落,主要表現(xiàn)為砂漿脫落,從而導致集料外露??斩词且驗榛炷谅{、振搗不到位以及配筋保守等因素造成的混凝土局部構(gòu)建缺失現(xiàn)象。蜂窩主要是由于混凝土離析、配比不合理,或者施工質(zhì)量不佳等原因,使混凝土結(jié)構(gòu)表面形成的一種蜂窩孔洞現(xiàn)象。麻面則是因為混凝土表層缺漿,這種病害的主要表現(xiàn)就是結(jié)構(gòu)表面較為粗糙,且未出現(xiàn)鋼筋外漏問題。以上病害,會對橋梁工程的外觀質(zhì)量、結(jié)構(gòu)強度以及耐久性造成不同程度的影響。因此,需要通過灌漿加固技術(shù)進行補強加固處理。
某地橋梁工程,因受到施工建設(shè)以及長期使用的影響,在工程中出現(xiàn)了多種病害問題,包括裂縫、混凝土表層病害以及砌石松動等。這些病害的出現(xiàn),不僅對該工程的外觀質(zhì)量造成了一定的影響,同時也對工程的穩(wěn)定性和安全性構(gòu)成了一定的威脅,導致工程綜合效用的發(fā)揮受到了較大限制。對此,相關(guān)部門決定應(yīng)用灌漿加固技術(shù)來改善該橋的使用工況,達到提高其耐久性、穩(wěn)定性和安全性的目的。
首先,要對工程中的病害問題進行全面的檢查,了解病害所處位置、主要類型、發(fā)展程度等情況,并對相應(yīng)的處置方案進行合理的編制。其次,準備相關(guān)施工材料及設(shè)備設(shè)施,且材料進入到施工現(xiàn)場前要充分落實好檢查工作,確保施工材料的質(zhì)量、數(shù)量以及型號能夠符合灌漿加固技術(shù)的實際需要,施工設(shè)備工況正常無故障。最后,在機械設(shè)備進入施工現(xiàn)場后,在正式應(yīng)用之前,務(wù)必進行二次檢查工作,確認無誤以后才能在工程當中進行具體應(yīng)用。綜上所述,無論是施工材料還是施工設(shè)備,對于灌漿加固技術(shù)的應(yīng)用、橋梁病害的處理都有著非常重要的影響,因此,必須要安排專業(yè)人員落實相關(guān)工作,避免對后續(xù)的施工質(zhì)量造成不利影響。
第一,設(shè)置相應(yīng)的灌漿標準。對于橋梁工程的建設(shè)而言,一般需要對以下標準加以落實。首先,整體施工標準,該標準主要以相關(guān)單位的橋梁施工質(zhì)量要求為基礎(chǔ)進行設(shè)置的,嚴禁私自更改。其次,灌漿強度標準。通常需要結(jié)合橋梁中的病害情況進行靈活掌握;倘若相關(guān)單位設(shè)有明確要求,則需要根據(jù)該要求落實控制工作。
第二,合理選擇施工手段。能否對施工方式進行合理的選擇,直接關(guān)系到橋梁工程的灌漿加固效果。因此,相關(guān)單位需要結(jié)合施工準備中的調(diào)查結(jié)果以及自身實際情況確定施工手段,如此才能保證灌漿施工的效率和質(zhì)量,從而滿足橋梁工程加固施工的相關(guān)要求。
第三,落實成孔作業(yè)。首先,需要結(jié)合工程實際做好鉆頭的選擇工作,在落實鉆孔施工的過程中,需要對周圍環(huán)境以及工程穩(wěn)定性進行實時的觀察,一旦發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定性不足的情況,應(yīng)該立即停止鉆孔作業(yè),將隱患問題解決之后,才能開展施工作業(yè)。其次,要加強鉆孔壁的保護力度,一般會在鉆孔當中設(shè)置導管實施孔壁的保護工作。最后,則要落實清孔操作,要有效清除鉆孔當中的雜物,確保鉆孔能夠正常的使用。
第四,安裝灌漿管,封堵孔道。在完成上述相關(guān)工序之后,需要安裝灌漿管,同時將孔道封閉。通常情況下,將會在灌漿管下方0.6~0.8m 處的管道位置進行設(shè)置,進而完成管道下方的封堵工作。如果導管在封堵期間受到流沙的侵襲,為了避免流沙對外壁的影響,還需要對包扎工作加以落實,具體需要應(yīng)用一些具有良好柔韌性的橡皮材料進行包扎。需要注意的是,雖然這種方法能夠?qū)⒘魃城忠u問題有效解決,但如果包扎次數(shù)過多,會對工程的整體質(zhì)量造成一定的影響,因此,要盡可能做好施工管理工作。
第五,漿液攪拌。在對漿液進行攪拌的過程中,為了確保漿液的稠度以及均勻性,應(yīng)該對硅酸鹽水泥或者水進行適量的應(yīng)用。該項操作應(yīng)安排專業(yè)的施工人員進行,確保漿液拌制以及施工效率能夠滿足技術(shù)應(yīng)用的實際要求。而在此過程中,要對攪拌時間進行嚴格的控制,一般要控制在3~5min 以內(nèi);除此之外,為了避免雜物的摻入對灌漿效果造成不利影響,在攪拌成型以后,還需要做好漿液過濾工作,確保灌漿施工的順利進行。
第六,灌漿施工。在灌漿施工中,使用的灌漿方法種類繁多,所以在進行橋梁灌漿加固的過程中,還需要相關(guān)人員結(jié)合實際對灌漿方式進行合理的選擇。從漿液重復(fù)利用方面劃分,涉及的灌漿方式有兩種:循環(huán)式灌漿和純壓式灌漿。而根據(jù)灌漿順序進行劃分,則包含綜合灌漿法、一次性灌漿法以及分段灌漿法等等,灌漿操作則需要根據(jù)相關(guān)規(guī)定嚴格落實。案例工程主要按照從上到下的順序進行分段灌漿。在漿液灌注期間,要求相關(guān)人員實時觀察,在漿液飽滿溢出時應(yīng)該立即停止灌漿操作。
第七,孔口封堵。在上述施工完成以后,即可進行孔口的封堵工作。而封堵施工完成后,需要相關(guān)人員做好孔口的檢查工作。一般該項工作需要持續(xù)1 天左右,如果在檢查過程中發(fā)現(xiàn)漿液位置出現(xiàn)下降的情況,則需要對漿液進行及時的補充。
第一,針對裂縫所需灌漿量應(yīng)該提前進行計算,確保所需漿液能夠準備充足,確保漿液量能夠?qū)⒄麄€裂縫注滿,避免在施工期間出現(xiàn)漿液不足,影響注漿工作的持續(xù)性,進而對灌漿施工質(zhì)量造成不利影響。
第二,對于橋梁工程中的灌漿孔必須要進行詳細的檢查,并且要通過計算得出灌漿孔的深度,通常設(shè)計單位在該方面會設(shè)置相應(yīng)的要求,所以在具體施工中,需要根據(jù)設(shè)計單位的相關(guān)標準落實具體操作。
第三,在灌漿加固技術(shù)當中,漿液的初始狀態(tài)是流動性的,但由于漿液會在一段時間以后凝固,因此,在進行灌漿施工期間,必須要嚴格控制施工的順序,要按照先低后高、先兩邊后中間的原則進行施工操作,以此來保證灌漿施工的順利完成。
第四,在灌漿壓力保持正常的情況下,施工人員還要將施工操作多進行30min 才能停止,以此來確保施工的完整性。
對于實際操作而言,灌漿加固技術(shù)的操作本身具有一定的難度,因此,在落實施工操作期間,為了避免各種問題的出現(xiàn),需要施工單位結(jié)合實際做好應(yīng)急預(yù)案的編制工作,確保在遇到突發(fā)狀況時,能夠及時采取相關(guān)措施進行應(yīng)對。例如,當灌漿操作不到位需要落實回填操作時,需要盡快完成相關(guān)工作,各項操作最好不要超過20min。當然,為了避免在突發(fā)狀況時施工人員出現(xiàn)手忙腳亂的情況,還需要相關(guān)單位做好施工人員的培訓工作,使其綜合素質(zhì)能夠滿足工程施工的實際要求。
綜上所述,在橋梁工程當中合理地應(yīng)用灌漿加固技術(shù),能夠?qū)こ讨械牟『栴}進行有效處理,這對于橋梁工程的補強加固以及平穩(wěn)運行有著非常積極的作用。因此,相關(guān)單位應(yīng)該對該項技術(shù)保持高度的重視,要結(jié)合實際對其進行合理的應(yīng)用,使其能夠在橋梁病害處理中發(fā)揮更大的作用。