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中图分类号:TE4文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010) 08-033-02
钻井废弃泥浆为泥状工业废弃物,经浸出液分析表明是有害工业固体废物。油田钻井作业过程中每年都有大量废弃泥浆没有进行彻底无害化处理直接埋藏在地下。钻井液在石油和天然气钻井过程中必不可少,现在为达到安全、快速钻井的目的,使用了各种类型的钻井液添加剂,而且随着钻井深度增加和难度加大,钻井液中加入的化学添加剂的种类和数量也越来越来越大。采用不落地方式处理废弃泥浆,通过无害化处理,从根本上解决含油泥渣无害化处理的难题,实现了危险废物处理的减量化、无害化和资源化,清除了污染源,有利于保护周围环境的土壤及地下水资源,缓解了因污染引起的工农矛盾。小型固化设备随钻固化施工,现场施工工艺简便,成本较低。
1现在施工作业弊端分析
(1)大庆地区现状是泥浆现在固化施工是在钻井施工结束后单独固化处理。
(2)原有固化方式是人工投掷药粉、挖掘机和推土机进行搅拌来施工,存在的弊端。
(3)施工人员劳动强度大,安全风险隐患大。
(4)设备动用量大,固化一个30m3大坑,至少需要12台挖掘机、推土机12台;燃油消耗量大,设备磨损严重,施工效率低,而且设备磨损造成的维护费用很高。
(5)药品搅拌不均匀,药粉成本投入大,固化效果不理想。
(6)废弃泥浆排放到泥浆坑内然后在集中处理,这种情况对环境已经造成了污染。固化不彻底导致土壤的板结(主要是盐、碱和岩盐地层的影响),对植物生长不利,甚至无法生长,致使土壤无法返耕,造成土壤的浪费,对地表水和地下水资源的污染。
从以上可看出现行固化施工比较原始,施工成本大,没有实现废弃泥浆不落地的施工标准,固化效率不高,土壤和地表水污染程度大。
2施工工艺改进
随着人们对环境保护意识的增强,各大油田废弃钻井泥浆无害化(固化)处理工作,取得了较好的社会效益,对保护我们生活的环境起到了非常重要的作用。现在钻井作业和废弃泥浆固化是两个独立的施工过程,钻机施工结束后有专门的固化队伍进行固化施工,这样施工投入大量人力物力。如果固化施工和钻井施工同时进行就可以提高效率、减少污染。
如果新型固化设备连接到现有的固控系统中,随着钻井施工过程就直接把废弃的钻井液固化,那么两个独立的施工过程合并在一起会节约很大的资金投入,把固化填埋工艺(图2)和钻井作业施工工艺(图1)合并到一起(图3)就是改进后的随钻固化工艺流程。
图1钻井作业时泥浆流程
图2废弃泥浆固化流程
图3随钻固化的流程
原有施工方式是用挖掘机搅拌,人员抛洒一定比例药剂到废弃泥浆坑中,搅拌混合均匀后候凝,候凝一段时间后,泥浆固化完毕,按照要求在固化体上层覆盖50-80cm的厚土层,完成固化过程。
随钻固化就在钻井施工过程中把振动筛、除砂除泥器排出的泥砂混合物以及完井后的废弃泥浆先经过固化设备处理然后在排到填埋坑。随钻固化施工时待处理废弃泥浆量测定要相对准确,以便确定合适的药剂加量,避免药剂加多浪费和药剂加少固化效果不好;废泥浆中有害物质含量的测量准确,根据有害物质含量不同配制不同的药粉,提高固化的效果,解决了普通人工固化导致土壤的板结(主要是盐、碱和岩盐地层的影响),对植物生长不利,甚至无法生长,致使土壤无法返耕,造成土壤的浪费问题。随钻固化提高了工作效率,废弃泥浆对环境的污染也得到有效控制。
经过工艺的改进实现了废弃泥浆的不落地固化处理,选用相应的固化剂(药粉)减少了以前的人工抛洒药粉固化施工对环境的污染,同时也减少了废弃泥浆坑的占用面积。废弃泥浆无害处理的原则:(1)阳离子沉淀剂是一种含磷酸盐的无机物,沉淀重金属离子,降低其活性,同时赋予固化物一定的肥效。(2)阴离子沉淀剂能将可溶性阴离子有机污染物变成不溶物,降低其毒性,并调节废弃物的PH值,同时与阳离子沉淀剂协同其破乳作用。(3)吸附剂具有很大的比表面积,可吸附有机物和金属离子。(4)硬化剂通过化学反应可形成立体构架的无机聚合物包裹和固定污染物,使其在外力作用下不能游离出来,降低其迁移能力,以提高无害化处理效果。固化处理后的废弃泥浆排放达能到国家相关标准,符合HES管理要求。
3固化装置
研制实验的小型固化设备具有操作简单、安装方便、维护简单等特点。整个固化系统装置大概由以下几部分组成:动力系统、吸入(输送)系统、药粉下料系统、搅拌系统、电控系统等。固化设备工作原理:
(1)钻进过程中振动筛、除砂除泥器排出的废弃泥沙混和物,使用螺旋输送器把废弃物输送到固化设备搅拌系统中和药物混合固化。
(2)完井后固控罐里的废弃泥浆被泵入到固化设备内,经过药粉泥浆的混合搅拌,固化排出。
新型的固化设备集成投料、搅拌系统能够充分混合固化剂和废弃泥浆然后排放到固化坑中填埋,这样既能保证废弃钻井液不落地,环保效果非常好,又简化固化施工流程,从而减小了施工投入。
4应用与发展前景
随着能源的不断需求,各大油田开发速度的加快,钻井技术的不断成熟,钻井速度也不断提高,废弃钻井液增加,所以为了减少对环境的污染废弃泥浆随钻处理还是很有必要性的。废弃泥浆随钻固化既减少了环境污染又节约了财力、物力,因此随钻固化施工值得推广。
近年来,随着中国经济的持续发展,城市化进程的建设步伐也随之加快,随着车流量等因素的增大,城市道路的新建、改扩建等工程也在加大,从城市主干道、次干道、区道到街巷小道,都在有计划、分期分批地进行新建和改扩建,在城市道路建设中,从环境的保护和投资方面、道路基层强度等因素考虑,使用土壤固化剂施工既环保又利用旧料节约成本,为了保证道路全年通车,提高行车速度,增强安全性和舒适性,降低运输成本和延长道路使用年限,使用土固精土壤固化剂施工流程简单,只需按照湖南路捷公司的施工工艺流程,施工流程、监理、检测标准、方法进行即可。
一、土固精土壤固化剂施工前期的准备工作
(1)固化土结构层施工采用路拌法和厂拌法。对于二级以下的公路或塑性指数较大的土质,基层和底基层可采用路拌法施工;对于二级公路,底基层宜采用稳定土拌和机路拌,基层宜采用厂拌法拌制混合料。对于高速公路和一级公路,基层必须采用厂拌法拌制混合料并宜用摊铺机摊铺混合料
(2)固化土结构层完成施工日最低气温应在3。c以上,宜经历半个月左右温暖和热的气候养生为最佳。多雨地区,应避免在雨季进行固化土结构层的施工
(3)在雨季施工固化土结构层时,应采取必要的防雨水措施,防止运到路上集料过分潮湿,并应采取措施保护石灰(或水泥)免遭雨淋。有条件的地方要做好基层用土的土场防雨,防止雨后土中水分过大,影响使用
(4)在固化土结构层施工时,应遵守下列原则:
a、细粒土应尽可能粉碎,土块最大尺寸不应大于15mm。
b、配料应准确,根据不同层次,采用0.012%-0.018%的比例稀释。
c、路拌法施工时,水泥或石灰应摊铺均匀。
d、固化剂剂量应准确,使用前摇匀,合沉淀充分溶解。
e、喷洒固化剂稀释液及拌和应均匀。
f、应严格控制基层的厚度和高程,其路拱横坡应与面层一致。
g、应在混合料处于最佳含水量或略小于最佳含水量(1%-2%)时进行碾压。
h、固化土结构层结构层应用18-22t以上的压路机碾压,最好采用重型压路机,以达到最佳的压实效果。每层的压实厚度可以根据试验适量增加。压实厚度过大时,应分层铺筑,每层的最小压实厚度为12cm,下层宜稍厚。对于固化土结构层,应采用先轻型、后重型压路机碾压。
j、用于固化层的素土摊铺为要求压实厚度的1.5倍左右。
k、路拌法施工时,必须严密组织,采用流水作业法施工,宜边拌和边运至现场摊铺,防止混合料积存和堆底不净现象。尽可能缩短从加固化剂稀释液拌到碾压终了的延迟时间,此时间不应超过3-4h,并应短于水泥的终凝时间。
l、固化土结构层上未铺封层和面层时,禁止开放交通;当施工中断,临时开放交通时,应采取保护措施,不使基层表面遭到破坏。
i、固化土结构层作为沥青路面的基层时,还应采取措施加强基层与面层的联结。
二、土固精土壤固化剂在旧路改造的施工工艺流程
针对旧路改造给施工带来的不便和旧路改造综合处治方案设计时考虑,最好采取固化土厂拌法来施工
三、厂拌法的特点
(1)机动灵活。(可以分几个步骤施工、取土。晒土、保存、搅碎、拌合、摊铺、压实)
(2)施工时间短,摊铺后直接压实,不会引起半封闭路段堵车,特别是路窄,车流量大的道路
(3)粘性度大的土壤易被搅碎,土壤保持干燥
(4)适宜于变化多端的南方雨水天气
厂拌法要具有的条件:挖取土壤的特点,土壤的实验报告,最佳含水量的配比,晾晒土壤的场地,干土壤保存场所,挖土机,搅碎拌合机,运输车辆,平铺机(可用人工),压路机等设备,石灰或水泥,固化剂的准备,依天气情况进行施工。
制定合理科学的施工方案。
在施工现场提取具有代表性的样土做实验报告,落实取土地点,晒土场地。
拌合之前应充分了解天气情况,拌合时首先用搅拌机把现场土充分搅碎,然后依据实验报告按比例加入稀释的固化剂、水泥和石灰等进行拌合。
搅拌好的混合土应迅速运入路床进行摊铺,摊铺时做好路床两边路桩、放样、标高。混合料放入路面中要迅速摊铺。(摊铺20cm高的路基需铺30cm高的混合土)要求摊铺平整,厚度一致。
四、土壤固化剂厂拌法在施工过程中的注意事项
路床压实时:
(1)清除路床表层积水、垃圾及松软土
(2)控制路床平整度
(3)路床压实时,应先稳压后振动再碾压,压实度要达到检测要求
(4)压实后,如路床出现弹簧,应及时清理弹簧路床下的松软土或其他杂物,然后回填;路面开裂应及时翻晒,也可加适量的石灰或水泥搅拌;如果出现路床表面翘皮,首先清除表面翘皮部分,然后用旋耕机打毛表层,再加适量的灰土,再压实。
旧路在做路基处理时:
软路基一定要换填。
换填时,压实机一定要压实。
换填处不要用干土壤掺和,只能是碎石(或加入一点有固化剂的混合料)。
是老路基的,较硬部分不要再动,只要填平。
最好做厂拌法拌合混合料。
做样路时:
没有洒水车的,可以使用洗车机或者喷雾器。
没有中置式拌和机的,可以用20—30公分刀径的大型施耕机。
1. 土固精定义
“土固精Toogood”牌土壤固化剂是世界目前最新技术、最佳效果的万能离子类土壤固化剂,是一种无毒、无害、无污染的环保高聚类有机溶液,是由湖南路捷能源科技有限公司首席专家祁权教授在传统固化剂的基础上发明的第八代高分子土壤固化剂及固化剂施工技术。土固精广泛应用于道路基层建设等方面,施工简单易操作,且比一般原料更能取得好效果。
2. 土固精牌土壤固化剂的施工工艺
“toogood”的施工工艺有两种:路拌法和厂拌法。路拌法是指混凝土在出厂时即按比例调配完毕再运输的路上由搅拌车进行搅拌;厂拌法是指施工现场混凝土的搅拌。路拌法较场拌法方便但不适合长途的运输,但适合较为大型的施工。厂拌法则适合较为经济且适合小型施工。
2.1 路拌法施工工艺流程
2.1.1 路床压实
即在清除杂草、树木、树根等有机物和大石块后,用大型机械将即将使用的路基压实,防止底部松软。
2.1.2 素土准备
2.1.3 摊平
和“路床压实”的基本操作一致。
2.1.4 铺撒水泥或石灰
2.1.5 拌合
2.1.6 喷洒固化剂稀释液
通过一系列测量,要求按设计拌合剂量配制好固化剂,再用压力洒水车分次笨撒溶液。
2.1.7 再次拌合
此次拌一般使用专用拌合机(或农用旋转耕作机于多铧犁)紧跟在洒水车后面拌合土壤,做到随撒随拌。拌合深度应达固化层底面,并侵入下层5-10mm,一利于下层联结。最后还要及时检测拌合土含水量,及时补充使其达到工艺要求。
(注意:为保证拌合均匀,要以人工配合拣出其中超尺寸团粒,消除粗细克里“窝”调匀局部过湿过干区。)
2.1.8 排压再次刮平
拌合均匀后,立即用平地机进行初整形和细整形,达到规定平整度和路拱坡度。对于局部低洼处,应把表层耙松5cm后补料找平。
2.1.9 碾压
含水量检测合格后,先用轻型压路机配合重型钢轮和胶轮震动压路机按照碾压方案在结构层全宽内进行多次碾压,以达到设计压实密度。
在碾压过程中,稳定土表面保持湿润,必要时补洒少量的水。碾压结束前,用平地机进行终平,修整局部低洼不平处,达到顺适,符合设计要求即可。
2.1.10 覆盖养生
在工程结束后,对其覆盖,及时养生。
2.2厂拌法施工工艺流程
2.2.1 路床压实
2.2.2 稀释溶液
根据素土的含水率稀释好固化剂,使其浓度适当。
2.2.3 拌合
这要求采用厂拌的相关设备对其进行拌合
2.2.4 运输
即把拌合好的混合材料运输至施工现场。
2.2.5 摊铺
用摊铺机或者推土机进行摊铺覆盖路床。
2.2.6 排压
用推土机对摊铺好的材料进行排压实。
2.2.7 刮平
用平地机将排压后的路面刮平。
2.2.8 碾压
和路拌法的碾压不同的是:压路机可一次碾压成型,但一定要注意接缝和调头。
2.2.9 覆盖养生
3.土固精牌土壤固化剂的成功案例
土固精的两种使用的基本施工工艺是相当简便的,省时省力,而且还环保。因此,已经被国内外多处施工点广泛使用:法国卢浮宫前砂石路、208省道湖南韶山段、宁乡乡村公路、衡阳蒸湘路市政道路、彭水县乡村公路、黎平渠道防渗工程、鄢陵开发区园区道路、成都郫县市政道路、河北邯郸公主湖湖底工程等众多工程均采用的是该种产品。
208省道韶山段
衡阳蒸湘路市政道路
法国卢浮宫前的沙石路(1)
法国卢浮宫前的砂石路(2)
4. 结束语
“Toogood”在道路施工中的广泛使用及其简便的两种施工工艺,无不彰显着它的广泛实用性和巨大的经济和环境效益。土固精牌土壤固化剂和它的施工技术都是政府建设两型社会、倡导低碳经济值得采用的好产品、好技术,将来必将成为社会工程建设不可或缺的因素。
参考文献
1)
《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》
2)
《土壤固化剂城镇建设行业标准》
3)
《城市道路路基工程施工及验收规范》
4)
《GT土壤固化剂改良土的工程特征研究》方祥位、孙树国、陈正汉、申春妮、徐尔昌
5)
1 前言
环氧自流平地坪的原材料是无溶剂环氧自流平涂料,该地坪的特点是表面洁净光洁、整体性好、耐磨、耐腐蚀,这种地坪采用一次性涂覆工艺,无论有多大的面积,都不存在连接缝。环氧自流平涂料的成膜过程是一种化学成膜方法,首先将可溶性的低分子量的环氧树脂涂覆在基材表面后,分子间发生反应或发生交联而形成坚韧的漆膜。2 特点
2.1地坪特点:表面洁净光洁、整体性好、耐磨、耐压、耐腐蚀、寿命持久、使用持久,造价相对经济,无溶剂符合环保。
2.2工期短、无施工污染,机械化施工,平整度好,抗冲击强度高,耐压耐磨,水磨石的替代品,低廉持久。
2.3采用一次性涂覆工艺,无论有多大的面积,都不存在连接缝。
2.4适用范围广
3 适用范围
环氧自流平地坪漆用于需要提供高度洁净、无菌无尘、耐污且优良的抗化学腐蚀、耐机械磨损且易于清洁的场所。环氧自流平地坪漆典型的用途包括电子产品厂、食品加工厂、GMP标准制药厂、医院、实验室、通道、公共建筑、烟草厂、学校、大型超市、公共场所和各类的工厂。
4 工艺原理
在打磨剖光除尘处理好的水泥地面上,采用环氧自流平漆做出坚韧的漆膜地面,满足工程的使用功能。自流平,故名思意,就是自动流平,涂料镘刮在地面上后,涂层自动流平。
5 施工流程及操作要点
5.1工艺流程
环氧自流平地面工艺流程(见图5.1-1)。
5.2操作要点
5.2.1环氧自流平地面在用于一楼或地下室地面,地面需已做好防潮、防水处理。
5.2.2 施工前地面含水率需在6%一下,一定要保持干燥。含水率的测定有以下几种方法::
(1)塑料薄膜法(ASTM4263):把45cm×45cm塑料薄膜平放在混凝土表面,用胶带纸密封四边16小时后,薄膜下出现水珠或混凝土表面变黑,说明混凝土过湿,不宜涂装。
(2)无线电频率测试法:通过仪器测定传递、接收透过混凝土的无线电波差异来确定含水量。
(3)氯化钙测定法:测定水分从混凝土中逸出的速度,是一种间接测定混凝土含水率的方法。测定密封容器中氯化钙在72h后的增重,其值应≤46.8g/m2。
5.2.3 素地处理
(1)清除表面浮浆:
(2)地面凸出物用砂盘机或刮铲磨平铲平,平整度偏差要求5M拉线±0.5mm
(3)地面裂缝需要预先用树脂材料补平
(4)对于松散水泥可根据需要使用喷砂机处理
(5)排水口及固定设施与待施工区域交接部分必须预先做好防护措施
(6)处理时需注意施工时所造成的粉尘污染,应使用吸尘器,必要时徐管制作业人员
(7)处理完成后须严格管制进出人员,非作业人员严禁进入管制区域
5.2.4 材料使用及混合
(1)材料场所必须预先用塑料布铺设,以确保施工现场环境的清洁及施工品质。
(2)搅拌使用的一般为20升圆形桶。
(3)材料开封后倒入拌料容器,固化剂先倒入桶内,再次倒入主剂并同时使用搅拌机充分混合。
(4)混合搅拌时搅拌剂应缓慢移动,使材料搅拌均匀,时间约3-5分钟。
(5)完成树脂材料混合后,依照施工骨料混合比例慢速添加并充分搅拌。
(6)已打开包装但未使用的主剂和固化剂必须密封保存并严禁使用烟火。
(7)材料搅拌区及存放区必须严禁烟火并加以警示。
(8)骨料等材料存放区需保持干燥并架高存放。
(9)各项材料主剂及固化剂需要加以严格分类,不可混合交叉使用。
(10)如水分浸湿骨料,绝对不可以使用
5.2.3 底涂层的施工
(1)施工前需要计算材料使用量,依照施工方向机区域选定材料搅拌区和材料配置。
(2)依照比例将主剂及固化剂搅拌均匀。
(3)将搅拌好的材料送至施工区域内。
(4)涂布底漆时采用毛刷及滚筒,将材料均匀涂布。
(5)搅拌的材料应在规定的时间内使用,以免材料固化。
(6)施工中发现砂粒或杂质应立即去除。
(7)施工涂布时应注意施工温度,施工温度5~35℃,低于5℃时环氧树脂不易固化。
(8)施工后以达到表面成膜为标准。
(9)施工期间及养护时间内管制人员进出,养护时间为48小时。
5.2.4 中涂层的施工
(1)施工前需要计算材料使用量,依照施工方向机区域,配合施工路径选定搅拌区。
(2)依照比例环氧树脂、固化剂与适量混合粒径的石英砂充分混合搅拌均匀,有时需要熟化。
(3)材料混合后,依照正确比例将精细粉料缓慢加入,并搅拌均匀。
(4)搅拌均匀的材料需尽快送至施工区域内,依照施工程序施工。
(5)涂布中涂料时,采用刮刀等工具,将材料均匀涂布。
(6)施工涂布时应尽量减少施工结合缝。
(7)施工涂布时应注意施工温度,低于5℃时环氧树脂不易固化。
(8)混合后的材料应在规定的时间内涂布完毕,并注意前后组材料的衔接。
(9)施工中发现杂质应立即清除。
(10)施工及养护期内管制人员进出,如施工时温度在10℃-15℃时,养护时间为24-48小时。固化后打磨,修整不平处,去除刀痕。
5.2.5 腻子层的施工
腻子层材料采用环氧树脂、固化剂、石英粉,依照比例搅拌均匀,腻子层的施工要点同中涂层相同。
5.2.6 面层
第一遍采用滚筒或毛刷等工具将环氧面油均匀涂布,第二遍用镘刀均匀镘抹环氧自流平漆一边。使其自流平,获得平整均匀的表面涂层。
5.2.7 清理现场、养护
(1)日常清扫可用柔软扫帚或抹布清洁。
(2)严重污垢时,使用中性清洁剂,用抹布水洗,然后用水清洗、充分干燥,打一层薄蜡。
(3)地面溅溢有酸、碱等化学药品时,应及时用水清洗,如果是调味料、油等则用抹布擦试即可。
(4)光滑的涂层可用亮光蜡定期保养,永葆美观。
(5)施工完毕后应严格管制人员进入,养护时间见表5.2.7-1。
表5.2.7-1
环氧自流平漆 +10℃ +20℃ +30℃
可步行 3天 1天 18小时
一、工程概况
山西省古交市第十中学校、第十小学校校舍安全工程建筑面积共12000平方米,均为3层。通廊外侧钢筋混凝土柱采用灌注型结构胶粘钢加固。
二、特点
1、采用灌注型结构胶将处理后的型钢粘贴在需要加固的混凝土构件表面,结构截面尺寸变化不大。与增大混凝土结构截面加固方法比,可节约使用面积;与拆除重建比,更经济。
2、灌注型结构胶具有双组分室温固化;触变型改性环氧;力学强度高的优点,工程质量易于保证。
3、工艺简单,施工速度快,具有良好的加固效果。
三、工艺原理
注胶粘钢加固钢筋混凝土柱施工主要工艺原理是在钢筋混凝土柱外用角钢与缀板焊接成钢骨架,用密封胶将钢骨架边缘进行封缝,最后注胶,固化后,使型钢与混凝土结构形成一个整体共同受力。
四、工艺流程及操作要点
1、施工流程
拆除结构表面界面处理定位放线型钢骨架下料型钢骨架拼装焊接钢骨架边缘封缝配制结构胶注胶固化养护质量检查面层防护
2、操作要点
(1) 拆除结构表面:拆除装饰面层,露出混凝土原表面,柱子四角凿成2-5cm半径圆角,增加粘结接触面。
(2)界面处理:将混凝土表面打磨除去浮浆、油污,用压力水冲洗,用灌浆料填补空洞和不平整的表面。钢板、角钢表面打磨除锈。加固之前对于表面应保持干燥,对于表面潮湿的构件应用碘钨灯对构件进行烘烤,或用吹风机将构件吹干,且保持构件表面的相对湿度不大于70%。
(3)定位放线:加固部分施工之前现用经纬仪和水准仪在原结构上标出原结构的结构轴线及标高,再按照图纸中要求标明各加固部位尺寸位置。
(4)型钢骨架下料:按设计要求,根据原柱实际尺寸+3-5mm注胶厚度进行下料。
(5)型钢骨架拼装、焊接:按设计要求规格和间距,将角钢与缀板进行临时点焊固定拼装,定位焊接后,校正焊接。
图(5)外粘型钢加固
(6)钢骨架边缘封缝:将钢板与混凝土接缝处封边并预留注胶孔预排气孔。用环氧胶泥将型钢周围封闭,留出排气孔,并在有利灌浆处粘贴灌浆嘴。间距2-3米。
(7)配制MS-202灌注型结构胶。按主剂:固化剂=2:1的比例将双组分分别称量后置于一容器内,用转速为100-300r/min的轴式搅拌5-10分钟后观察颜色均匀无结块即可,一次配胶量不超过10公斤。每次混合用量应该在适用期内用完,不得使用超过适用期的结构胶。
(8)注胶:待注胶嘴粘牢后,通气试压,即以0.2―0.4MPa的压力将灌注液从注胶嘴压入;当排气孔出现浆液后,证明胶液已灌满此段。停止加压,用环氧胶泥堵孔,再以较低压力维持10min以上方可停止注胶。注胶后不应再对型钢进行锤击、移动、焊接。
(9)固化养护:MS-202灌注型结构胶在不同温度下的固化时间不同,常温下(23℃)48小时可拆除夹具或支撑,4天后可受力使用。固化过程中不得对钢件有任何扰动。
(10)施工质量检查与验收:固化后用小锤轻轻敲击钢板,以声音判断粘结密实度。
(11)防护面层施工:根据设计要求进行防锈、防火处理或装饰面层施工。
五、质量要求
1 施工中严格执行有关规范、工艺标准、质量验收标准,严格按设计图纸进行施工。
2 施工阶段性质量控制,每个程序做到事前交底,事中控制,事后检查,并落实到人,使每道工序处于受控状态。建立质量保证体系和质量管理制度,实施工程质量责任制,设专职质量员,严格责任到人。
3 施工过程要做到坚持“三检制”:班组要设自检员,施工队设专检人员,每道工序都要坚持自检、互检、交接检,否则不得进行下道工序。
4 坚持质量一票否决制,管理人员所负责的质量方面出了问题,扣发奖金;施工分项没有达到规定标准,不拔付工程款、工程量不得确认;质量没保障,不得继续施工。
5 型钢采用现场机械加工,严格按图纸设计要求及实际测量的尺寸进行下料。
6 结构所用钢板、角钢、灌注型结构胶、焊接材料均有厂合格证及质量证明文件,并应符合有关现行国家标准的规定。
7 型钢拼接前,应清除结构表面的水、氧化皮、锈、油污等。
8 型钢校正使用的经纬仪必须由专业人员操作。
9 型钢焊缝质量满足三级焊缝质量要求,焊工应持有焊工上岗证。
10 加强型钢焊接的自检工作,主要包括:型钢的型号、规格、根数、间距和位置是否正确;焊接接头位置和数量是否符合规定。
11 灌注型结构胶必须在适用期内,并经试验合格;使用前,根据施工用量按1:2配合比严格计量,进行试配;施工环境温度符合产品说明书要求。
12 注胶完毕后,应适时固化养护,固化过程中不得对钢件有任何扰动。
六、结束语
在中小学校舍安全工程中,共对36根钢筋混凝土柱采用灌注型结构胶粘钢法进行加固。具有工艺简单,质量好,工期短,造价低等特点。经工程实践,证明本施工方法技术先进,经济实用,在缩短工期,保证工程质量、安全、节能、环保等各方面取得了良好的效果。为我们施工积累了宝贵的经验,也为同类型的工程建设提供了一个较为成功的典范。
参考文献:
1、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)
2、《建筑抗震加固技术规程》(JGJ166-2009)
3、《太原地区中小学校舍抗震加固工程施工质量验收办法》
作者简介
姓名:郝兴旺
(出生年月:1966.8)
性别:男
工作单位:山西省第五建筑工程公司
职称:工程师
职务:副经理
某水电站位于黄河干流上,属于一等工程,主坝是混凝土双曲拱坝,高度为245m,宽度为10m,是黄河上游建筑规模最大的水电站大坝之一。该水电站主要承担发电任务,电机装机容量为4200MW。双泄孔是该水电站泄洪冲沙的主体建筑物,进口高程为1045m,23#坝段泄槽边墩混凝土施工过程中出现裂缝,裂缝与坝底水流方向垂直,裂缝长度为7.8m,宽度在0.15mm-0.20mm之间,经声波测试发现裂缝深度在3.0~3.7m之间,而且上部裂缝比较明显,下部裂缝不明显。
2.化学灌浆在水利大坝混凝土裂缝处理中的可行性分析
混凝土裂缝包括干缩裂缝、沉陷裂缝、温度裂缝等几种,造成裂缝的原因包括施工操作、外界环境因素等,分析该水电站23#坝段泄槽边墩混凝土裂缝发现,裂缝基础约束大,主要原因为结构突变及施工养护不及时,加之冬季昼夜温差大,混凝土构件表面的干湿和温度变化较大,这也是造成裂缝产生和持续发展的主要原因。
针对混凝土裂缝问题,目前普遍采用的处理方法有填充法、表面处理法、结构补强法、水泥灌浆法等几种,结合该水利大坝施工项目的工程特点和现场施工环境,在总结以往工程经验的基础上决定采用化学灌浆方法进行处理。化学灌浆中所使用的化学浆液为均相液体,几乎接近水的粘度,可以快速渗入极其细小的裂缝,而且所用化学浆液具有较高的亲水性和固结强度,能够在较短的时间内实现结构加固的目的。对于双曲拱坝这种受力构件,应当采用最安全的裂缝处理方法以保证结构的完整性。鉴于该大坝出现的裂缝情况及工期要求,采用化学灌浆方法可以保证在次年的5月份下闸蓄水,避免影响正常发电。
化学灌浆施工效果受多种因素的影响,其中最主要的影响因素是化学浆液粘度和亲水性,目前所使用的化学浆液粘度与水基本一致,可灌性问题可以忽略不计,因此关键因素是化学浆液的亲水性。在PSI-CW环氧浆材固化剂聚酰胺中加入羟基可以大大提高浆材的亲水性,从而改善其固化性能,此外,由于合成后的混合物能够有效排除残留水分,因此可以有效减少和避免环氧浆材凝固时水分所带来的各种负面影响。
3.化学灌浆施工要点与工艺流程
3. 1施工要点
(1)合理布置灌浆孔
采用化学灌浆方法进行裂缝处理之前,首先要布置好灌浆孔,包括探缝孔、骑缝孔、浅灌浆孔、深灌浆孔这几种(如图1所示)。其中,探缝孔是在正式处理裂缝之前用于确定裂缝深度的孔,裂缝深度不同,所采取的具体处理方法也不同。裂缝深度探测完成后,就需要通过深灌浆孔和浅灌浆孔进行处理。骑缝孔是沿裂缝表面布置的孔,目的在于通过骑缝孔来排除缝隙内的气体,同时兼具屏浆作用。灌浆孔的疏密程度需要根据实际情况合理确定,既不能过于稀疏也不能过于紧密,太稀疏有可能造成漏灌的情况,而过于紧密又会增加工程施工成本。结合现场施工条件确定每一条裂缝不应当布置超过3组灌浆孔,且分别位于裂缝的两端和中间位置。
(2)保证钻孔清洁无污
灌浆孔布置完成后,应当采用高压水流仔细冲洗钻孔内部,并严格遵循自上而下的原则进行全面冲洗,直至回水清澈为止。钻孔清洗完成后还要用高压风去除残留的水分,避免残留的水分对环氧浆材的固化性能产生不良影响。
(3)科学计算环氧浆材配合比
环氧浆材的固化时间与现场试灌需要经过反复试验确定,而且还要结合施工时的温度确定,由于气温较高时化学反应速率更快,因此固化剂也就是B液的所需含量就相对较少,经过综合评估确定A液与B液的配合比应当为5:1。
(4)合理安排灌浆顺序
传统灌浆施工中一般采用分序施工方法,由于化学浆液的固结机理与水泥固结存在本质区别,因此需要重新安排灌浆顺序。如果在化学灌浆中仍然采用分序施工方法,就有可能造成I序施工完成后,II序和III序孔中的水无法正常排出,从而影响浆液的正常灌入,出现灌浆不彻底的情况,这样一来也就无法保证加固效果。
结合类似工程的成功经验,决定在本次化学灌浆施工中采用以下灌浆顺序:低位置灌浆高位置灌浆,即先灌注低位置的灌浆孔,再灌注高位置的灌浆孔,如果灌浆孔的高度相同,则先灌注深度较深或者中间的灌浆孔。此外,在灌浆过程中还要考虑灌浆孔的连通问题,不论裂缝情况怎样,都要避免采用分序灌浆方法。
3.2工艺流程
化学灌浆的工艺流程可以归纳为:搭设施工平台布置灌浆孔(探测裂缝深度、钻灌浆孔)清洁钻孔并进行通气试验封缝并固定灌浆嘴压力水清洗和驱水环氧灌浆处理表面现场清理和质检验收。
关键词:
桥梁工程施工;桩基加固技术;公路交通;路桥建设;不平衡下沉
伴着经济规模的扩大和经济快速发展的需求,同时也由于汽车制造技术水平的提升,持续增多的重型货车及私营运输车辆给公路交通设施带来了前所未有的压力,其重点表现在汽车载荷超重、外形尺寸超大,由此给公路及桥梁建设造成了更为严格及更高水平的性能要求。本着充分保障公路运输安全及满足汽车驾驶舒适度的要求,特别需要将现有的路桥桩基实施固化过程。重点是那些运营时间很长,并且严重地暴露出多种隐患及病害的老旧桥梁,要侧重地给予整体的加固与检修,从而能切实保障重载汽车在驶过桥梁时的安全性能。在此,笔者重点探讨了桥梁工程建设中桩基加固的工艺过程,且将微型桩基础固化工艺作为施工例证,阐释了桩基固化的作业流程。
1桥梁工程施工中易出现的质量缺陷
1.1立桩基础下沉立桩基础区域沉入的工程废渣没有完全清除干净,沉渣层厚度过大,很可能导致立桩基础下沉。在立桩基础下沉过程还未造成顶部连续梁的断裂时,此时,因为桩基的承压能力不足以支撑上部梁体施加的重力负荷,故需要对桩基实施稳固化处理过程,从而抑制桩基连续沉陷趋势。在此基础上,还要上顶梁体使其完全复原到以前要求尺寸,完全消除因为桩基下沉引发出的施加于梁体本身的新生应力,以免出现梁体开裂事故,且有效保障工程的安全耐用。再有一种现象即为桩基起初设计结构不符合工程要求,在相同连续横梁下部选用了相异的桩基础结构,立桩基础的失均衡下沉状态极易导致施加于连续梁体的次生应力出现,而且可能在工程设计时将本施工区域地质岩体摩阻指数选取略大(选取规范中的最大数值),摩擦桩区段长度略短。
1.2施工中灌注桩易出现的问题在桥梁工程的施工作业中,采用灌注桩模式的桩基础构建方式系跨水桥施工过程中最为常用的施工模式,因而其最易发生的工程质量缺陷重点体现在水泥结构松散、出现蜂窝、产生气孔等不正常情况。在水泥灌注过程中立桩本体产生离析透气现象,水泥本体内部出现松散气眼、沙窝等不利情况。另外,立桩基础松软,沉淀层尺寸过大,桩基清孔不完全,软淤泥沉降物被掩埋在水泥构架下部,立桩端部不紧密坚实,刚度差;浇筑水泥到立桩顶部时,承载力不够,一些泥浆掺入或因为立桩顶部不坚实,进而导致立桩基础构建质量达不到设计标准。在实施水泥浇筑环节中,产生导管漏水、阻管、坍落气孔等异常情况以及水泥浇筑缓慢,致使起始浇筑水泥已发生初级凝固,因而其流动能力差,后续浇筑的水泥冲坏顶层而上长。浇筑过程中出现小部分区域塌壁现象,由此导致在两个水泥层间混有泥渣杂料,甚至使整个桩由于混有泥渣而出现断桩情况。
2微型桩固化工艺
桥梁施工作业中常用的微型桩是属于一类直径较小的钻空型立柱桩,其特点是能够完全满足于桥梁工程施工作业中的桩基加固过程。利用此类微型桩的桩基加固工艺是采用地质类钻探设备实施钻孔作业。参照相异的工程地质结构,适合运用干式钻孔或连续泥浆灌注护壁钻孔两种类型。如果运用连续式泥浆灌注钻孔模式,待其钻到预订深度值时,再利用冲水方式进行钻孔等清洗工作;如果运用干式钻孔工艺,那就必须重复提钻实施清孔过程。进行完清孔作业后,要马上装入设筋框架及灌浆引管。至于带筋钢笼应当参照拟定的不同用途而进行制作。当需用的孔眼直径较大时,应选取钢筋笼模式;在需要较小孔径的孔眼时,选用单条钢筋。在进行完上述作业程序后,实施压力型灌浆过程。适宜先往孔内放入直径为13厘米的碎石块,尔后往钻孔内浇筑均质水泥灰浆或混凝土砂浆,亦适合采用不往孔内投放碎石方式而单纯地往孔中依托外界动力压入方式浇灌混凝土砂浆。
3桥梁建设中微型桩加固施工工艺的特征
第一,采取微型桩加固工艺能够促使构建成特定模式的、呈现网状排列的微型桩模式,此类由数个微型桩构建成的作业模式,能够非常有效地增强桥梁桩基础的负荷功能,而且所有单桩都能同时负载施加于其的各类应力负载,且显现出理想的固化作用。第二,桥梁施工中的微型桩桩基固化工艺能够实现恰当的桩具排布作业,且工序过程比较简便、技术比较先进,作业过程中所利用的操作器具短小精悍,故其作业过程成本投入较少,而且适用范围广,在多类地质结构中的路桥桩基固化过程中均适合应用。第三,桥梁施工中微型桩基固化工艺在具体工程运用中所获得的固化效果极为明显,实施的桩基固化工序结束后,所构建桩基结构的负荷性能更加强势和优越。采用微型桩基固化工艺对桥梁项目建设工程的立桩基础实施固化过程,能够大幅度增强桩基的载荷性能,取得更为牢靠的固化质量。
4钻孔灌注桩加固原理及处理方法
4.1优化持力层条件、增强桩的承载力在钻孔灌注桩的施工作业环节中,桩底负荷、桩体表皮、土层移动均和桩基的负荷功能存在着极为密切的作用关系。而且要实现大幅度增强立桩的负荷功能,对其桩基的注浆过程即需要赋予超高的输送压能差,进而促使得浆料可以在振捣器附近区域将桩边土层实施泥土下压开裂、开裂缝隙渗氮、裂缝填充浇筑、桩边土层压实、桩土固结的过程,以便将桩基附近的松散的砾石、土壤颗粒都通过该方法胶结成为一片高强度的泥土,从而在提高桩基附近承载层自身的力学性能和物理性能的同时,也有效地提升了灌注桩的承重能力,保证了桩基的加固质量。
4.2增加桩侧摩阻力钻孔灌注桩以及灌注桩底部这两者之间所存在的差距,就是下桩侧模阻力大小的首要因素;装挡泥桩通过与桩体周围的土层结合,有效地降低了摩擦系数,同时也降低了桩侧的摩擦阻力。桩底的高压注浆以及浆液都是沿着桩土与桩体界面,不断进行扩散、填料,水泥综合影响等因素来置换并且填补两者之间的空白,使得桩侧的摩阻力有了极大的提升;浆料水平渗入到桩侧土之后,也能够起到极好的直径桩效应,极为有效地提升了桩体地层的应力效应以及荷载的传递特性。
4.3压浆参数的选取灌浆参数中主要包括水灰比、注浆压力、注浆压力终止等。在进行桩基施工的过程中,必须要结合以往的施工经验来进行参数的预设,之后再根据该预设参数设置,进行桩测试工作,桩测试全部完成之后,其数据都必要达到建造之初所设计的强度,并进行静载试验,最后测试各项参数。严格按照规范要求,进行水泥净浆配合比设计,确定理论配合比,并进行相关的检验。泌水率最大不得超过3%,拌合后3h的泌水率宜控制在2%,24h后泌水应全部被浆吸收。水泥浆液从拌制到使用的最长时间,应通过试验来确定,一般不得超过2~3h。
5运用微型桩固化工艺加固桥梁桩基结构时应关注的问题
在桥梁工程建设过程中,运用微型桩固化基础工艺实施桩基固化作业时,因为现时桥梁结构在以前较长时间服役过程中已出现了很多质量缺陷,因而在针对其实施固化工序过程时,应着重考量的关键事项必然是:怎样运用桥体桩基固化工艺来改善桥梁设施的总体品质及车辆运行承载功能。在此基础上,当运用微型桩固化工艺对路桥项目建设过程中的桥梁桩基实施固化作业时,即应充分关注如下四个关键事项:第一,在开始实施整体桩基固化工序作业之前,有关工程质量监督管理者应当仔细审查本工程项目的施工图纸,且完整交付给施工单位其所拟定的施工工艺方案,实施技术交底工作。第二,应切实保障在实施桩基固化工序过程中所用各种工程材料的质量和性能指标完全达到规定要求。第三,必须严格控制施工作业质量,把好工程材料的购入和验收关,对实施固化工艺作业过程中应展开对整个施工流程的监控,真正使施工作业过程达到工程建设标准要求。第四,应切实做好桥梁土建工程施工作业质量的监控工作,掌控好水泥配制的各种组分所占比例,确保浇注水泥施工过程的人机操作和维护工序能够安全进行且质量达标,保证工程建设材料的性能指标和内在质量,从而圆满实现整个路桥项目建设按施工质量要求顺利施工。
6结语
总之,桥梁工程桩基固化工艺是一种利用广泛、效果优良、操作简便的公路桥梁桩基加固工艺,其固化工序实施的效果好坏是决定桩基固化质量及路桥运营性能的瓶颈性因素。在公路桥梁项目的施工作业进程中,出于全面保障桥梁项目建设过程中达到桩基稳固的目的,确保工程设施的安全性,务必在整体分析各种相关质量因素的基础上,慎重选择科学、恰当的桩基固化工艺方案,以便实现优质的桩基质量,而且须大幅度增强桥梁的荷载功能,最后实现完善桥梁运营质量的目的。
参考文献
[1]李广涛.路桥施工试验检测技术的应用分析[J].信息化建设,2015,(10).
[2]夏信辉,官盛树.路桥施工中桥梁植筋施工技术的研究[J].黑龙江交通科技,2015,(10).
[3]滕卓然.路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用[J].科学中国人,2015,(35).
[4]刘红珍.浅析路桥施工的技术及质量控制措施[J].江西建材,2015,(5).
文献标识码:A 中图分类号:U443 文章编号:1009-2374(2016)09-0096-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.09.046
伴着经济规模的扩大和经济快速发展的需求,同时也由于汽车制造技术水平的提升,持续增多的重型货车及私营运输车辆给公路交通设施带来了前所未有的压力,其重点表现在汽车载荷超重、外形尺寸超大,由此给公路及桥梁建设造成了更为严格及更高水平的性能要求。本着充分保障公路运输安全及满足汽车驾驶舒适度的要求,特别需要将现有的路桥桩基实施固化过程。重点是那些运营时间很长,并且严重地暴露出多种隐患及病害的老旧桥梁,要侧重地给予整体的加固与检修,从而能切实保障重载汽车在驶过桥梁时的安全性能。在此,笔者重点探讨了桥梁工程建设中桩基加固的工艺过程,且将微型桩基础固化工艺作为施工例证,阐释了桩基固化的作业流程。
1桥梁工程施工中易出现的质量缺陷
1.1立桩基础下沉
立桩基础区域沉入的工程废渣没有完全清除干净,沉渣层厚度过大,很可能导致立桩基础下沉。在立桩基础下沉过程还未造成顶部连续梁的断裂时,此时,因为桩基的承压能力不足以支撑上部梁体施加的重力负荷,故需要对桩基实施稳固化处理过程,从而抑制桩基连续沉陷趋势。在此基础上,还要上顶梁体使其完全复原到以前要求尺寸,完全消除因为桩基下沉引发出的施加于梁体本身的新生应力,以免出现梁体开裂事故,且有效保障工程的安全耐用。再有一种现象即为桩基起初设计结构不符合工程要求,在相同连续横梁下部选用了相异的桩基础结构,立桩基础的失均衡下沉状态极易导致施加于连续梁体的次生应力出现,而且可能在工程设计时将本施工区域地质岩体摩阻指数选取略大(选取规范中的最大数值),摩擦桩区段长度略短。
1.2施工中灌注桩易出现的问题
在桥梁工程的施工作业中,采用灌注桩模式的桩基础构建方式系跨水桥施工过程中最为常用的施工模式,因而其最易发生的工程质量缺陷重点体现在水泥结构松散、出现蜂窝、产生气孔等不正常情况。在水泥灌注过程中立桩本体产生离析透气现象,水泥本体内部出现松散气眼、沙窝等不利情况。另外,立桩基础松软,沉淀层尺寸过大,桩基清孔不完全,软淤泥沉降物被掩埋在水泥构架下部,立桩端部不紧密坚实,刚度差;浇筑水泥到立桩顶部时,承载力不够,一些泥浆掺入或因为立桩顶部不坚实,进而导致立桩基础构建质量达不到设计标准。在实施水泥浇筑环节中,产生导管漏水、阻管、坍落气孔等异常情况以及水泥浇筑缓慢,致使起始浇筑水泥已发生初级凝固,因而其流动能力差,后续浇筑的水泥冲坏顶层而上长。浇筑过程中出现小部分区域塌壁现象,由此导致在两个水泥层间混有泥渣杂料,甚至使整个桩由于混有泥渣而出现断桩情况。
2微型桩固化工艺
桥梁施工作业中常用的微型桩是属于一类直径较小的钻空型立柱桩,其特点是能够完全满足于桥梁工程施工作业中的桩基加固过程。利用此类微型桩的桩基加固工艺是采用地质类钻探设备实施钻孔作业。参照相异的工程地质结构,适合运用干式钻孔或连续泥浆灌注护壁钻孔两种类型。如果运用连续式泥浆灌注钻孔模式,待其钻到预订深度值时,再利用冲水方式进行钻孔等清洗工作;如果运用干式钻孔工艺,那就必须重复提钻实施清孔过程。进行完清孔作业后,要马上装入设筋框架及灌浆引管。至于带筋钢笼应当参照拟定的不同用途而进行制作。当需用的孔眼直径较大时,应选取钢筋笼模式;在需要较小孔径的孔眼时,选用单条钢筋。在进行完上述作业程序后,实施压力型灌浆过程。适宜先往孔内放入直径为13厘米的碎石块,尔后往钻孔内浇筑均质水泥灰浆或混凝土砂浆,亦适合采用不往孔内投放碎石方式而单纯地往孔中依托外界动力压入方式浇灌混凝土砂浆。
3桥梁建设中微型桩加固施工工艺的特征
第一,采取微型桩加固工艺能够促使构建成特定模式的、呈现网状排列的微型桩模式,此类由数个微型桩构建成的作业模式,能够非常有效地增强桥梁桩基础的负荷功能,而且所有单桩都能同时负载施加于其的各类应力负载,且显现出理想的固化作用。第二,桥梁施工中的微型桩桩基固化工艺能够实现恰当的桩具排布作业,且工序过程比较简便、技术比较先进,作业过程中所利用的操作器具短小精悍,故其作业过程成本投入较少,而且适用范围广,在多类地质结构中的路桥桩基固化过程中均适合应用。第三,桥梁施工中微型桩基固化工艺在具体工程运用中所获得的固化效果极为明显,实施的桩基固化工序结束后,所构建桩基结构的负荷性能更加强势和优越。采用微型桩基固化工艺对桥梁项目建设工程的立桩基础实施固化过程,能够大幅度增强桩基的载荷性能,取得更为牢靠的固化质量。
4钻孔灌注桩加固原理及处理方法
4.1优化持力层条件、增强桩的承载力
在钻孔灌注桩的施工作业环节中,桩底负荷、桩体表皮、土层移动均和桩基的负荷功能存在着极为密切的作用关系。而且要实现大幅度增强立桩的负荷功能,对其桩基的注浆过程即需要赋予超高的输送压能差,进而促使得浆料可以在振捣器附近区域将桩边土层实施泥土下压开裂、开裂缝隙渗氮、裂缝填充浇筑、桩边土层压实、桩土固结的过程,以便将桩基附近的松散的砾石、土壤颗粒都通过该方法胶结成为一片高强度的泥土,从而在提高桩基附近承载层自身的力学性能和物理性能的同时,也有效地提升了灌注桩的承重能力,保证了桩基的加固质量。
4.2增加桩侧摩阻力
钻孔灌注桩以及灌注桩底部这两者之间所存在的差距,就是下桩侧模阻力大小的首要因素;装挡泥桩通过与桩体周围的土层结合,有效地降低了摩擦系数,同时也降低了桩侧的摩擦阻力。桩底的高压注浆以及浆液都是沿着桩土与桩体界面,不断进行扩散、填料,水泥综合影响等因素来置换并且填补两者之间的空白,使得桩侧的摩阻力有了极大的提升;浆料水平渗入到桩侧土之后,也能够起到极好的直径桩效应,极为有效地提升了桩体地层的应力效应以及荷载的传递特性。
4.3压浆参数的选取
灌浆参数中主要包括水灰比、注浆压力、注浆压力终止等。在进行桩基施工的过程中,必须要结合以往的施工经验来进行参数的预设,之后再根据该预设参数设置,进行桩测试工作,桩测试全部完成之后,其数据都必要达到建造之初所设计的强度,并进行静载试验,最后测试各项参数。严格按照规范要求,进行水泥净浆配合比设计,确定理论配合比,并进行相关的检验。泌水率最大不得超过3%,拌合后3h的泌水率宜控制在2%,24h后泌水应全部被浆吸收。水泥浆液从拌制到使用的最长时间,应通过试验来确定,一般不得超过2~3h。
5运用微型桩固化工艺加固桥梁桩基结构时应关注的问题
在桥梁工程建设过程中,运用微型桩固化基础工艺实施桩基固化作业时,因为现时桥梁结构在以前较长时间服役过程中已出现了很多质量缺陷,因而在针对其实施固化工序过程时,应着重考量的关键事项必然是:怎样运用桥体桩基固化工艺来改善桥梁设施的总体品质及车辆运行承载功能。在此基础上,当运用微型桩固化工艺对路桥项目建设过程中的桥梁桩基实施固化作业时,即应充分关注如下四个关键事项:第一,在开始实施整体桩基固化工序作业之前,有关工程质量监督管理者应当仔细审查本工程项目的施工图纸,且完整交付给施工单位其所拟定的施工工艺方案,实施技术交底工作。第二,应切实保障在实施桩基固化工序过程中所用各种工程材料的质量和性能指标完全达到规定要求。第三,必须严格控制施工作业质量,把好工程材料的购入和验收关,对实施固化工艺作业过程中应展开对整个施工流程的监控,真正使施工作业过程达到工程建设标准要求。第四,应切实做好桥梁土建工程施工作业质量的监控工作,掌控好水泥配制的各种组分所占比例,确保浇注水泥施工过程的人机操作和维护工序能够安全进行且质量达标,保证工程建设材料的性能指标和内在质量,从而圆满实现整个路桥项目建设按施工质量要求顺利施工。
6结语
总之,桥梁工程桩基固化工艺是一种利用广泛、效果优良、操作简便的公路桥梁桩基加固工艺,其固化工序实施的效果好坏是决定桩基固化质量及路桥运营性能的瓶颈性因素。在公路桥梁项目的施工作业进程中,出于全面保障桥梁项目建设过程中达到桩基稳固的目的,确保工程设施的安全性,务必在整体分析各种相关质量因素的基础上,慎重选择科学、恰当的桩基固化工艺方案,以便实现优质的桩基质量,而且须大幅度增强桥梁的荷载功能,最后实现完善桥梁运营质量的目的。
参考文献
[1]李广涛.路桥施工试验检测技术的应用分析[J].信息化建设,2015,(10).
[2]夏信辉,官盛树.路桥施工中桥梁植筋施工技术的研究[J].黑龙江交通科技,2015,(10).
[3]滕卓然.路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用[J].科学中国人,2015,(35).
[4]刘红珍.浅析路桥施工的技术及质量控制措施[J].江西建材,2015,(5).
粉喷桩施工工艺流程图
2粉喷桩的施工准备要求
2.1粉喷桩施工前先了解详细的工程地质勘察资料(包括加固范围内的土层组成及其厚度、软土分布范围、土的物理力学性质、有机质含量及地下水侵蚀性分析等)和粉喷桩的设计资料(包括平面布置、加固范围及加固后的各项技术指标)和设计要求的固化剂及掺入比,并向有关施工人员交底。
2.2进行施工场地平整,清除地下一切障碍。当表土过软时,应采取防止施工机械失稳的措施。在接近边坡施工时,还要采取保护边坡稳定性的施工措施。
2.3根据设计图纸进行桩位放样,桩位定位平面误差不得大于5cm。
2.4粉喷桩正式施工前应进行成桩工艺试验,以掌握对该场地的成桩工艺及各项技术参数。成桩试验须达到下列要求:
(1)满足设计要求喷粉量和工艺要求的各项技术参数(如钻进下沉速度、钻杆提升速度、搅拌转速、喷气压力、单位时间喷粉量等);
(2)搅拌的均匀程度;
(3)掌握不同土质条件下的钻进下沉及提升钻杆的困难程度,确定合适的技术处理措施;
(4)当采用不同的固化材料时,应重新做成桩试验;
(5)成桩工艺试验的桩数不宜少于10根,成桩试验结果经各方签认后方可进入正式施工。
3粉喷桩的施工要求
3.1施工所用的固化材料和外掺剂必须符合设计要求,并具有出厂质保单。
3.2根据设计的固化材料掺入量,施工单位须进行室内配方试验,以验证设计参数。
3.3为保证粉喷桩的垂直度,应注意钻机平面的平整度和钻杆对地面的垂直度,垂直度偏差不超过1.5%。
3.4施工场地应平整,清除地上地下的障碍物,并用素土填平后再行钻进。
3.5每一根桩凡开钻后应连续施工,严格控制起喷及停喷高程,不得中间间断,保证粉喷桩长度。
3.6如遇停电、机械故障等原因而粉喷中断,应及时记录中断高程,待恢复正常后必须进行复搅,复搅复喷重叠长度不得小于1m。如中间中断时间超过12小时,应采取补桩措施。
3.7施工中如发现喷粉量不足,应整桩复搅复喷,复喷的喷粉量仍应不小于原设计用量。
3.8钻杆上应标有观察钻入深度的明显标记,以便掌握钻入度,复搅或复喷深度,保证设计桩长。
3.9储粉罐容量内的储粉量应不少于一根桩的用粉量加50kg。当储粉量少于上述储量时,不得开钻下一根桩施工。粉喷桩机械必须有可显示喷粉量的计量装置。
3.10当钻头提升到地面以下≤50cm时停止喷灰,并用人工回填粘土、压实。
3.11在桩径变更时应对钻头直径进行复核。对使用过的钻头须随时检查,其磨损量不得大于1cm。
3.12当钻杆到达设计标高后,宜适当延长桩下端部的搅拌和喷粉时间,以保证桩的质量。
3.13粉喷桩施工时,施工单位应认真做好施工记录(包括钻进速度、提升速度、搅拌转速、气体流量、喷粉压力、喷粉量、钻入深度、桩底标高、复搅段长度、故障原因及中断位置,复打情况等)。施工记录深度误差不大于5cm,时间误差不大于5s。
4粉喷桩质量检验与验收标准
4.1成桩中应抽2%的桩进行质量检验。可采用岩芯钻深或从开挖桩体中取原状加固土样,直接测定桩身强度。
4.2有地质情况复杂变化或施工有问题的桩,应用荷载试验法检验桩的承载力。
4.3工程验收时,施工单位应提供下列资料:
(1)施工用材料出厂质量单及抽验报告,现场室内试验报告(包括参数、配量等)。
(2)施工记录及其汇总资料。
(3)施工质量检验报告。
(4)竣工图及竣工报告。
4.4质量标准及允许偏差
粉喷桩的质量标准及允许偏差见下表
序号 项目 单位 标准及允许偏差 检验频率 检验方法
1 桩平面位置
(纵横向) mm ±100 每根桩 用经纬仪量测或钢尺丈量
2 钻杆倾斜度 % 1.5 每根桩 用经纬仪检查或垂线量测
3 桩底高程 m 不高于设计标高 每根桩 喷粉前检查钻杆沉入长度
4 桩顶高程 m 不低于设计标高 每根桩 检查停止喷粉时的钻头高程
5 单桩喷粉量 % ≤5 每根桩 计量仪或现场计量检查
2性能试验
为了确定水泥和固化剂的具体用量,设计了两种级配分别进行击实试验和无侧限抗压强度试验。对于固化剂的用量,根据厂家的经验,推荐两种级配的固化剂用量都为0.015%。而水泥和山砂的比例分别为3.5∶96.5和4∶96。对山砂的选择,采用繁荣村的山砂,该山砂颗粒较细,粘土含量较高。在水含量较高的情况下,呈泥状。本次试验前,先将山砂烘干,以备使用。水泥采用水稳基层使用的金刚32.5普通硅酸盐水泥。固化剂则由厂家提供,现场使用前稀释。经过击实试验,得出两种级配的混合料的最佳含水量和最大干密度,具体击实试验数据见表2和图1。根据表1中数据,分别按照最佳含水量和最大干密度在96%压实度的条件下成型试件,在规范要求的标准养生条件下养生6d,浸水24h后分别进行无侧限抗压强度试验,具体试验结果见表2。由表3数据可知,在95%强度保证率下,水泥用量为4%组级配的7d无侧限抗压强度为2.1MPa,符合结构一和结构二对土基处理7d无侧限抗压强度大于2MPa的要求。故本次土基处理采用的级配为水泥∶山砂∶固化剂=4∶96∶0.015%(质量比)。
3现场施工
对于土壤固化剂处理山砂,其施工方法与水泥稳定土的施工较相似。但由于该土基处理属于高速公路,并且结构层位置较重要。故要求使用摊铺机摊铺,中心站集中厂拌[3-4]。其主要施工流程是:选择拌和设备现场配置固化剂稀释液拌和运输摊铺碾压养生。水泥固化剂综合处理土基的施工方法与其他水泥稳定类施工没有较大差异,但是在施工中应注意以下几个方面:(1)施工时间最好选择在春末和夏季,施工时的最低温度应该保证在5℃以上,且最好保持半个月左右的温暖气候来养生。此外,由于含水量对固化剂的浓度有重要影响,且含水量过高将直接影响路面的压实。因此,对于降雨量较大的天气,应避免施工,且应做好山砂的防雨措施[5-6]。(2)由于固化剂用量较少,仅为0.015%,故固化剂的稀释过程和添加的用量应严格控制,务必做到精确。(3)山砂开采过程中应去掉表层杂草等有机质,对于山砂中的大粒径颗粒应采取粉碎措施,应保证山砂尽可能细。(4)压实度对山砂后期强度和模量有着重要的影响。因此现场施工过程中应严格控制压实度,保证固化剂的性能最大程度的发挥。
1 概述
某核电循环水进、排水沟道采用玻璃钢管外包钢筋混凝土的设计型式,循环水泵房侧4路叉管规格为DN3000mm,2路母管规格为DN4000mm、汽机房两侧各6路支管规格为DN2700mm。玻璃钢管道在生产及施工时,因为尺寸调整、走向调整、管道连接、人孔或井位设置等因素影响,常常需要采用手糊的工艺实现。由于手糊口质量受人员、器具、原材料、工艺和操作环境影响较大,容易出现质量缺陷导致手糊口部位出现裂缝导致漏水,因而需要加强对手糊口现场施工的质量控制。
2 手糊口简介
手糊成型工艺是用增强材料浸渍树脂,采用手工铺层,并用压辊或毛刷排除气泡,以此重复多次,直至所要求的厚度,从而制成玻璃钢制品的制造方法。手糊成型是复合材料成型工艺中最早和应用相当广泛的工艺方法之一,至今仍是其他成型工艺所不能完全代替的[2]。
复合材料出现的初期都是采用手糊成型,手糊成型工艺具有以下优点:工具简单,操作方便,不受制品形状几何尺寸的限制,适合数量少、体积大、结构复杂、运输困难的制品,适合现场施工。
由于手糊成型工艺独有特点,玻璃钢管道生产中形状复杂的管道配件及现场施工需采用手糊成型。玻璃钢管道手糊接口主要是由于管道分段安装、管道高程差异、绕开障碍物、设置排污口、管道接口渗漏等因素,导致管道安装过程中需要手糊工艺成型。
3 手糊工艺流程及常见缺陷
3.1 手糊口工艺流程
手糊口施工的工艺流程大致包括以下步骤:1、人力组织2、原
材料准备3、表面打磨4、清理打磨表面5、树脂胶液配置6、固定点制作7、防渗层糊制8、结构增强层糊制9、糊制表面修理10、固化11、产品检验。
3.2 手糊口质量缺陷产生原因
现场手糊口施工过程中,常常会因为人员、工具、原材料、施工工艺、施工环境等方面的原因,导致手糊口产生质量缺陷。
(1)人员:操作人员不掌握手糊口操作工艺规程,糊制过程中不能按照工艺要求执行。(2)工具:脱除气泡的压辊和毛辊有异物,导致气泡脱除不完全,表面涂刷不均匀。(3)原材料:用于手糊口施工的原材料不合格,或者存储不当,受到雨淋、暴晒,导致性能降低。(4)施工工艺:树脂中各成分添加的量不同,树脂固化时间不同,凝固时间过短,放热集中,容易形成裂纹、烧白、炸裂等现象;凝固时间过长,树脂在重力作用下,容易形成流胶现象,导致接口上表面树脂流空,底部树脂堆积,形成接口渗漏。(5)施工环境:环境温度过高或者过低、空气湿度、风速过大都会影响树脂的凝固,影响手糊口的外观质量和性能,风沙过大会导致手糊口中杂质过多。
手糊口常见的质量缺陷有外观缺陷,如裂纹、分层、干斑、气泡、凹陷、表面不平整、杂质、树脂胶瘤等,手糊层厚度不够、手糊层硬度不够等。
4 手糊接口质量控制要点
手糊接口质量取决于原材料质量、操作人员的技术水平、操作环境条件、操作工具以及工艺过程控制,要控制好手糊口质量要做好以下几方面的工作。
4.1 操作人员技术水平控制
(1)在组织手糊接口人员时,要求操作人员必须有2年以上的手糊制品生产经验或获得行业手糊操作资质认证。低于2年或没有获得行业手糊操作资质认证的人员只能进行手糊操作的辅助工作。(2)在每次手糊接口前,应确立操作负责人,由专人负责指挥。(3)糊制前应由现场技术负责人组织所有参加接口操作人员进行技术交底。要求严格按工艺要求执行。
4.2 操作工具控制
由于手糊作业主要依靠人员和简单的工具,操作工具应保持干净,特别是脱除气泡压辊和毛辊,压辊和毛辊有异物,易导致气泡脱除不完全,表面涂刷不均匀。
4.3 原材料质量控制
(1)采购原材料应严格按照质量管理体系要求,选择合格分供方产品。(2)所有手糊原材料必须经公司质检部门检验合格。(3)所有手糊原材料应做好各种防护措施,防止雨淋、暴晒。同时注意防火、防爆。(4)由于手糊接口操作环境比^恶劣,为防止原材料力学性能下降,所有原材料应存放在阴凉干燥的环境中。(5)手糊原材料管理应采用少领多次的原则,领用原材料严禁退库,防止原材料污染。
4.4 手糊工艺过程控制
(1)手糊接口操作应严格按照规定的工艺操作规程及作业指导书执行。(2)严格控制树脂凝胶时间,为保证凝胶时间合理,每次胶液配制之前应做小样试验,以确定树脂配比。(3)驱赶气泡:每糊制一层应用压辊仔细将气泡脱除,气泡过多影响玻璃钢力学性能和防渗漏性能。糊制过程中应使增强材料浸透树脂,严禁在增强材料没有浸润的情况下,进行下道工序。(4)增强材料裁剪控制;增强材料裁剪应根据接口尺寸要求进行裁剪。保证糊制过程中层与层之间清晰,防止漏糊、多糊等现象发生,导致糊制接口表面不平整。(5)手糊铺层控制;手糊接口操作过程实际上就是手糊铺层过程,所以铺层工艺的控制对控制接口质量起到至关重要的作用。a.增强材料铺设过程中,严禁出现褶皱、重叠、卷曲等现象,应保证铺设增强材料平直。b.由于各功能层差异,应严格控制各功能层树脂含量。c.增强材料铺设过程中应保持一定的张力,防止纤维材料卷曲,提高接口的密实度。d.糊制过程中应防止异物(石子、泥土)进入,容易形成空隙,影响接口的力学性能。e.严禁使用已经沾染固化树脂的增强材料,容易形成架空、凸起等现象,导致管道接口力学性能下降。f.增强材料铺设过程中严格控制白丝、干布、干毡等现象。g.防止树脂流胶现象,容易导致接口渗漏。h.糊制尺寸一定要满足设计要求。幅与幅之间搭接位置应错开,防止局部堆积形成架空等现象,影响管道接口性能。
4.5 操作环境条件的控制