发表时间:2018-07-12T11:26:36.743Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第6期 作者: 敖意开
[导读] 本文主要介绍现代科技创新给堤岸加固工程带来的发展,希望能为以后的堤岸加固工程提供新的发展模式和启发。
摘要:跨水系的桥梁的建设,一定程度上改变了水流流态,会对桥墩周围及现有堤防、滩地造成冲刷,须采取必要的防护措施。随着时代的进步、经济技术的发展,新建桥梁堤岸加固技术也不再拘泥于过去传统的模式,植被、微生物等都被运用到了堤岸加固之中,新型加固技术兴起。本文主要介绍现代科技创新给堤岸加固工程带来的发展,希望能为以后的堤岸加固工程提供新的发展模式和启发。关键词:新建桥梁;堤岸;加固
跨水系的桥梁建设,一定程度上改变了水流流态,会对桥墩周围及现有堤防、滩地造成冲刷,须采取必要的防护措施。一般情况下,新建桥梁的堤岸加固工程是按水利部门的批复要求进行设计,并达到相应的防洪标准。本次是从技术角度讨论新建桥梁堤岸加固可采用的新技术、新方案。过去传统的加固技术不但耗时耗力而且作用效果不大,如今现代科技的出现给了工程人员一条新的发展道路。新型材料的运用不仅可以提高堤岸加固性能,而且绿色环保,符合环境友好、可持续发展的理念。随着科学技术的发展,也有许多创新技术脱颖而出。这些技术不但方便而且省时省钱,比起传统技术有很多优势和发展空间,这些技术的出现给了工程人员更多的建设方式和选择余地。 1.新型材料的运用
1.1植被根系对堤岸的加固 1.1.1 概述
植被加固技术就是将植被涵水固土的原理运用到堤岸加固中,是多门学科交叉综合作用的结果。此方法最早起源于日本,早在上世纪60年代日本就开始了绿化工植对堤岸加固的研究,并逐步推动了该技术的发展。此技术的运用不但可以增强堤岸加固的稳定性,而且有很好的防水土流失和环境美化作用,是现代科研人员争相研究的课题之一。 1.1.2加固原理
植被根系的加固受土层深度的影响,含植被根系土体随着土层厚度的增加其抗剪强度参数和内摩擦角逐渐减小,而裸露土体恰恰相反。其中原因在于植被根系的密度随着土层深度的增加而减小,导致对土体的加固作用也逐渐减弱,但深度的增加会影响上覆土重和土体,增大了抗剪强度参数。研究表明,在有植被根系的土体中,植被根系通过与土体结合的方式增强土体咬合力增大其抗剪强度,从而导致植被根系土体的抗剪强度参数明显大于裸露土体。也可以从中得知,植被根系对确实土体有加固作用。 1.2微生物灌浆对堤岸的加固 1.2.1概述
当前的堤岸防护很容易受到人为和自然的影响,经常因为受到损害而增加维护费用。新出现的微生物诱导碳酸钙结晶技术因为融合了生物与化学技术的优点从而具有了无污染、无残留的优点。此项技术因其既能攻克工程难题又不会给环境造成负担,备受工程人员的青睐。
1.2.2加固原理
微生物诱导碳酸钙技术的作用原理就是微生物矿化,最早是由于有人发现碳酸钙晶体在某些微生物的作用下能发生沉积效应后对其进行研究得来的。土壤中的微生物在适宜的环境下不断进行新陈代谢带动物理化反应从而改变土壤的渗透性、刚硬度等。碳酸钙在微生物的作用下会变成具有很强黏合性和填充性的胶状颗粒。碳酸钙晶体的诱导产物会沉积于土体缝隙之间,还会将土壤颗粒黏结在一起,这种方式不但将土体紧密连接起来,增加了土体密实性,而且令土壤颗粒之间的黏聚性增强许多。 2新型加固技术 2.1五绞网技术 2.1.1 概述
五绞网垫的运用涉及到很多方面和领域,如,各种防护工程、堤岸加固工程、改建防御工程等。五绞网被广泛应用是因为它是现阶段比较创新且处于领先阶段的技术,具有良好的环保、统一、持久、防水、柔韧等性能。而且其造价也很低廉,成本控制也十分简单,也不需要非常专业的技术操作能力,只需要将石头放入笼子就可以了。此外,五绞网的包容性也很好,在水利工程的很多方面都能够使用,所以五绞网技术逐渐运用在了堤岸加固等工程中。 2.1.2 制作样式
五绞网是一种五绞状、网孔为六边形的网片,是用抗腐蚀磨损性能高的镀锌低碳钢丝制成的。很多五绞网编织在一起还可以组成网箱、网袋等。
2.1.3 运用优势
五绞网技术在实际运用中的操作很简单,只要参考相关技术规范将五绞网组装成为一个有固定形状和重量的集合彻体就可以了。因其是用相同材质绞合在一起的,所以强度和稳定性都很高,在抵抗水流冲刷方面有很明显的效果。而且五绞网是由镀锌低碳钢丝制成的,抗腐蚀磨损能力很强,在水下工程中的使用寿命很长。五绞网还具有良好的生态环保性,其网格内的填充石料不会出现黏结的现象,因此石料与石料之间有很大的缝隙,而间隙之间填充的又是天然石料,植物可以在其间生长,保证了与周围环境的一体性。 2.2灌浆法 2.2.1 概述
灌浆法加固是指在勘测好地质条件后将浆液以特殊方式灌进底层加固堤岸地基,增强其抗变形能和强硬度。 2.2.2 加固机理
灌浆是以渗透、填充等方式将浆液灌进土层,然后逐渐形成浆脉。因为土层中的土体大多分布不均匀,浆液被钻孔加压灌入后会造成两种影响。第一种,钻孔不断向外扩张,灌浆随着孔的变化成圆柱状,此变化导致钻孔和浆体周围的土体有的不断被挤压有的被剪切发生
塑性变形,离的远的仅发生弹性变形,造成土体密度大大提高。第二种,浆液不断灌入时,土体裂缝不断扩大,浆液向各个方向渗透,导致浆体形成方向各不相同、形态各种各样,也造成浆脉硬化后土体接触更紧密,其间形成形状不规则、粗细不等的桩柱体。这两种影响综合作用,可以共同控制沉降,加强承载力。 2.2.3 施工要点
(1)在钻孔时要选择成孔钻头并且确保孔位对准,然后快速强力的钻进。当然钻孔时地质不同,钻孔方式也不同,要根据实际情况选择合适的方法。如,素填土钻孔时孔壁一般不够平稳,可以下放导管护住孔壁;遇到淤质土时,不但要放导管,还要以特殊方法下入到卧粘性土层。(2)要在灌浆管各端放置花管,为防止流砂对灌浆造成影响还要在花管外壁捆上软橡皮。(3)搅浆时先注水后开搅拌机然后再加硅酸盐水泥,搅拌一段时间后进行过滤准备待灌。(4)灌浆时要自上而下分段进行灌入,分段的含义就是从上而下钻了一段就灌一段,灌到指定位置时才可以停止。计算灌浆段的依据有很多,如,土质状况、流砂厚度等。而灌浆压力也根据不同的土质采用不同的方法,不过总的有二次或三次升压法。具体步骤是刚开始使用低压,遇到素填土时因吸浆量较大必须采用间歇灌浆的方法,当最终灌浇压力达到封顶时,要依照相关规定结束。(5)灌浆结束后不要忘记将孔堵住,再过半个小时后除去封堵物,并往孔内投入砂石经过24h后查看浆液状态。
2.2.4 特殊处理措施
(1)灌浆时如有浆液冒出可以采取下列措施:立即查看并减小灌浆压力,还可以采取投入流砂或水玻璃的方式来提高浆液浓度;控制灌浆的量,使其保持在30~40L/min的吸浆量范围内;必要时可以使用间歇灌浆的方式,一旦有浆液要冒出来的迹象立即停止灌入,等上一二十分钟后再继续。(2)灌浆时会有窜浆即浆液从其他钻孔冒出单的现象,这时可以使用如下方法:将每个钻孔之间的距离加大;还可以采用延长每个钻孔间隔时间的方法,等到前一个钻孔的浆液凝固或有一定强度后,再进行下一次的钻孔,并且要避免在同一钻孔;如果冒出浆液的孔是还没有灌浆的孔,可以使用并联灌浆的方式解决这个问题。 结语
21世纪是一个经济高速腾飞的时代,更是一个科技不断发展、技术不断创新的时代,这些发展和变化给了工程建设走向现代化的契机。新建桥梁的堤岸加固工程也追赶上了时代发展的潮流,各种新型材料和创新技术被运用在了堤岸加固中。这些新兴材料虽然不是有机合成的,但其加固性能却不逊色于任何一款合成材料,而且这些材料更倾向于原生态,具有无污染、绿色环保的优点。创新技术在堤岸加固的实际操作中也是占据了很多优势,这些技术在质量控制上、成本消耗上远胜于普通的传统加固技术。这个时代充满了机遇和发展,新建桥梁的堤岸加固工程只要能与现代科技不断交融就能获得巨大的发展。参考文献
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