¿La aplicación de la tecnología de construcción de pilotes con inyección de lechada a alta presión en proyectos de refuerzo de estribos de puentes?
En los últimos años, el país ha seguido aumentando la inversión en construcción de infraestructura, y continuamente se han construido metros y edificios de gran altura en la construcción urbana. Debido a las diferentes condiciones geológicas en diferentes lugares, existen muchas opciones para los métodos de tratamiento de cimientos. La tecnología de construcción de pilotes con lechada por chorro de alta presión utiliza el método de lechada por chorro de alta presión para inyectar lechada de cemento o lechada compuesta para formar un condensado para fortalecer y prevenir fugas en los cimientos. En la actualidad, la inyección por chorro de alta presión se puede dividir en tres métodos según el tipo de tubería de inyección: tubería simple, tubería doble y tubería triple. Un solo tubo simplemente rocía lechada de cemento; un tubo doble envuelve una capa de aire a alta presión alrededor del chorro de lechada de cemento y lo rocía simultáneamente para destruir la estructura del suelo y completar el reemplazo y el llenado al mismo tiempo; flujo de agua a presión para envolver aire a alta presión para destruir la estructura del suelo, y luego lo reemplaza y lo llena con lechada de cemento. El proyecto de refuerzo del pilar del puente Jianbei que se analiza en este artículo utiliza principalmente tecnología de pilotes de inyección de lechada a alta presión de doble tubo.
II. Tecnología de la construcción
1. Principios de construcción
El método de inyección por chorro de alta presión utiliza un taladro para perforar un tubo de lechada con una boquilla en el suelo. posición de la capa, y luego use equipo de alta presión para convertir la lechada o el agua (aire) en un chorro de alta presión de 20 ~ 40 MPa y rocíelo desde la boquilla para perforar, perturbar y destruir el suelo. , la tubería de perforación se levanta gradualmente a cierta velocidad para producir la lechada y las partículas del suelo se fuerzan a mezclarse. Después de que la lechada se solidifica, se forma en el suelo un cuerpo cilíndrico consolidado (es decir, una pila de inyección de lechada), que desempeña la función de reforzar los cimientos o prevenir el agua y las filtraciones.
Método monotubo: Boquilla monocapa, pulverizando únicamente lechada de cemento.
Método de doble tubería: también conocido como método de inyección de aire y lechada, utiliza tuberías de lechada dobles para rociar simultáneamente lechada de cemento a alta presión y aire para causar impacto y daño al suelo. Bajo la acción combinada del lodo a alta presión y el flujo de aire alrededor de su anillo exterior, la energía para destruir el suelo aumenta significativamente y, en última instancia, forma consolidaciones más grandes en el suelo.
Método triple tubo: Es un método de lechada, inyección de agua e inyección de gas. Se utilizan tres tuberías de lechada para transportar agua, aire y lodo, respectivamente. Un flujo de aire cilíndrico rodea el flujo de agua a alta presión generado por dispositivos generadores de alta presión, como bombas de alta presión, de modo que el chorro de agua a alta presión y el flujo de aire son. rocíe coaxialmente, corte el suelo para formar grandes espacios y luego use lodo. La bomba inyecta lechada de cemento en la base cortada y rota a baja presión, y la boquilla gira y se eleva para permitir que la lechada de cemento y el aire fluyan.
4 Flujo del proceso
2. Análisis de la enfermedad del pilar del puente Jianbei y selección del plan de refuerzo
1. Análisis de la enfermedad del pilar del puente Jianbei
Jianguo. El puente North Road se construyó en 1988 y conecta Huancheng North Road al sur y Zhaohui Road al norte, cruzando el Gran Canal Beijing-Hangzhou. El sistema estructural es una viga continua de hormigón pretensado de sección variable, de doble cajón y de doble cámara. Los pilares son pilares de columnas con vigas de remate en la parte superior. Según el informe de inspección y la investigación in situ, hay muchas enfermedades en el pilar del puente. Las principales manifestaciones son: hay un espacio entre el pilar y el muro de contención en la parte posterior del pilar, el muro de contención se inclina hacia afuera. , el relleno del antiguo estribo no es denso y puede haber agujeros, lo que provoca que haya espacios entre la superficie de la carretera detrás del estribo del puente y la calzada, y el daño agravará el asentamiento de la superficie de la carretera. Esto tiene un gran impacto en la seguridad y usabilidad de la estructura, y puede causar fácilmente una serie de enfermedades tales como alteraciones y daños a los cimientos, asentamiento desigual del estribo del puente, hundimiento de la superficie de la carretera detrás del estribo del puente y saltos de vehículos. la cabeza del puente. Si no se toman medidas correctivas, el suelo detrás del estribo del puente seguirá perdiéndose debido a la filtración de la carretera, ahuecando directamente los cimientos debajo del estribo del puente, amenazando la seguridad del puente.
2. Selección del esquema de refuerzo
La inyección por chorro de alta presión es un método de inyección por chorro de alta presión que impacta y destruye directamente el suelo y el lodo. y el suelo se reemplaza por la mitad o el reemplazo total hasta que se solidifique. En términos de método de construcción, calidad del refuerzo y ámbito de aplicación, no sólo es diferente del método de inyección de presión estática, sino que también tiene características únicas en comparación con otros métodos de tratamiento de cimientos. Las principales características del método de inyección por chorro de alta presión son las siguientes:
(1) Amplia aplicación. El método de inyección por chorro rotativo utiliza pulverización a alta presión para destruir directamente el suelo reforzado y la calidad del sólido reforzado mejora significativamente. Puede usarse no sólo antes de la construcción de un nuevo proyecto, sino también durante el proceso de construcción, especialmente después de la finalización del proyecto. Muestra la ventaja de no dañar la superestructura del edificio y no afectar la operación y uso.
(2) Construcción sencilla. Durante las horas de trabajo de la pulverización rotativa, solo es necesario perforar un pequeño orificio con un diámetro de 50 mm o 300 mm en el suelo y luego rociar un cuerpo de consolidación con un diámetro de 0,4 ~ 4,0 m en el suelo, para que pueda ser instalado cerca del edificio existente. Construya nuevos edificios donde haya cimientos. Además, se puede diseñar de forma flexible. Puede ser una consolidación columnar a lo largo de todo el pozo, o puede ser solo una sección, como en cualquier lugar en el medio del pozo.
(3) Se puede controlar la forma del cuerpo consolidado. Para satisfacer las necesidades del proyecto, durante el proceso de pulverización por chorro, se pueden ajustar la velocidad de pulverización por chorro y la velocidad de elevación, se puede aumentar o disminuir la presión de inyección, se puede cambiar la apertura de la boquilla para cambiar el caudal y el El cuerpo solidificado se puede utilizar para adquirir la forma requerida por el diseño.
(4) Tiene buena durabilidad. En general, se pueden esperar efectos de refuerzo estables y buena durabilidad en el refuerzo de cimientos blandos, y se puede utilizar para proyectos permanentes.
(5) Los materiales están ampliamente disponibles y son baratos. El hormigón proyectado se elabora principalmente a partir de cemento, complementado con materiales químicos. En proyectos de cimientos generales, además del uso de materiales químicos cuando se requiere un fraguado rápido y una resistencia ultra temprana, los materiales se usan ampliamente. Generalmente, se usa el cemento Portland ordinario 425 de menor precio. Si el agua subterránea fluye rápidamente o contiene elementos corrosivos, el contenido de humedad del suelo es alto o la resistencia de consolidación es alta, se puede agregar una cantidad adecuada de aditivos al cemento de acuerdo con las necesidades del proyecto para lograr un fraguado rápido, alta resistencia y resistencia a las heladas. y resistencia a los efectos de la lechada de cemento y a la corrosión.
Además, se puede añadir una cierta cantidad de cenizas volantes al cemento, lo que no sólo utiliza materiales de desecho, sino que también reduce el coste de los materiales de lechada.
(6) La lechada está concentrada y la pérdida es pequeña. Durante el proceso de pulverización de hormigón, a excepción de una pequeña cantidad de lechada que flota fuera del suelo a lo largo de la pared de la tubería debido a parámetros de pulverización inadecuados, la mayor parte de la lechada se concentra dentro del rango de daño del chorro, y es raro que la lechada fluir profundamente en el suelo.
(7) El equipo es sencillo y fácil de manejar. El equipo de inyección por chorro de alta presión tiene una estructura compacta, tamaño pequeño, gran maniobrabilidad y tamaño reducido, y puede usarse para la construcción en sitios angostos y bajos. La gestión de la construcción es sencilla. Durante el proceso de inyección de doble tubo, al medir la presión de inyección, el volumen de succión de lodo y el volumen de fuga de lodo, podemos comprender indirectamente el efecto y los problemas existentes de la pulverización rotativa, de modo que podamos ajustar los parámetros de pulverización rotativa o cambiar el proceso en de manera oportuna y preste atención a la calidad de la consolidación. Al pulverizar varias veces, la forma y el tamaño del espacio se pueden conocer en la pantalla y luego llenarse con lechada, lo que es muy eficaz en la gestión de la construcción. Seguridad en la producción. Existen válvulas de seguridad o dispositivos de parada automática en los equipos de alta presión. Cuando la presión excede el valor especificado, la válvula se abrirá automáticamente para descargar el lodo y reducir la presión o se cerrará automáticamente para evitar accidentes de voladura debido a la obstrucción del pozo y al aumento de presión.
(8) Sin contaminación. Durante el proceso de construcción, la vibración de la máquina es muy pequeña y el ruido es bajo. No causará vibraciones, ruidos ni molestias públicas a los edificios circundantes, y no habrá problemas de contaminación de las áreas de agua ni envenenamiento de las fuentes de agua potable.
Entre varios métodos de refuerzo, la mayoría de ellos son difíciles de construir en la parte posterior del marco de la caja. También dañarán la placa inferior del puente del marco de la caja en un área grande y afectarán su capacidad de carga. , por lo que no se utilizan. El método de inyección por chorro de alta presión no solo no tiene las deficiencias anteriores, sino que también tiene las ventajas de un bajo costo de refuerzo, una tecnología de construcción simple, un progreso de construcción rápido, un transporte normal durante la construcción y una calidad y efecto de refuerzo confiables. -Se adopta una solución de pilotes de inyección a presión.
3. Alcance del tratamiento de la enfermedad del pilar
El tratamiento de relleno detrás del pilar está a 8 metros detrás de los pilares norte y sur, con un ancho de aproximadamente 23 metros. Forme una estructura en forma de "u".
4. Mecanismo de refuerzo
Debido a que la lechada por chorro de alta presión utiliza un taladro para perforar agujeros, inserte el tubo de lechada con una boquilla en la capa de suelo en una posición predeterminada y use alta -Equipo de presión para hacer que la lechada tenga una presión de 20Mpa. El chorro de alta presión anterior se expulsa de la boquilla e impacta y destruye el suelo. Cuando la presión del flujo del chorro pulsante de alta energía y alta velocidad excede la estructura del suelo, las partículas del suelo se desprenden del mismo. Algunos materiales diminutos del suelo emergen a la superficie con el lodo, y las partículas restantes del suelo se agitan y se mezclan con el lodo bajo el impacto del chorro, la fuerza centrífuga y la gravedad, y se reorganizan regularmente de acuerdo con una cierta proporción de lodo y suelo. Después de que la lechada se solidifique, se formará un cuerpo consolidado en el suelo y, junto con el suelo entre los pilotes, se formará una base compuesta, mejorando así la capacidad de carga de la base, reduciendo la deformación de la base y logrando el propósito de la base. reforzamiento.
5. Discusión sobre el valor de los indicadores de diseño Para evaluar la calidad de la construcción de pilotes de inyección de lechada a alta presión, se realizó una prueba central en el sitio. Los resultados mostraron que había una gran desviación entre los. valor de prueba y el valor de diseño. Con base en los resultados de las pruebas, se discuten los valores de los indicadores de diseño para pilotes de inyección de lechada a alta presión. De acuerdo con los requisitos de diseño, la prueba básica se realizará después de 28 días. Los resultados de las pruebas muestran que el índice cerca de la unión de la capa de suelo de relleno artificial y la capa de limo (capa de suelo de grava) está entre 4 y 5 MPa, lo que cumple con los requisitos de especificación de las regulaciones e indicadores pertinentes. El índice de resistencia a la compresión de la capa superior de limo es de sólo 0,2 ~ 0,4 MPa, que es mucho menor que la resistencia a la compresión promedio de diseño de 2,5 MPa.
Conclusión del verbo (abreviatura del verbo)
La práctica muestra que la tecnología de construcción de inyección de lechada a alta presión se ha utilizado ampliamente para el suelo y otras fundaciones y tiene buenos efectos de tratamiento. La selección de varios indicadores técnicos en la construcción de pilotes de inyección de lechada de alta presión es la clave para afectar la construcción y la calidad del proyecto.
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