时间:2022-11-20 02:25:27
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇桩基础施工技术论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
【关键词】钻孔灌注桩;施工技术;桥梁工程
1引言
基础施工属于桥梁工程建设的主要构成部分,基于桥梁工程的特殊性,促使基础施工项目复杂程度较高,且工程量也相对较大,为确保整体施工质量,需要在施工技术选择、施工过程控制等几个方面加强管理。本文主要针对桥梁工程的钻孔灌注桩基础施工技术的应用进行了探究,钻孔灌注桩施工技术属于桥梁基础施工环节中常用技术之一,其优势体现在工艺流程简单、安全性高、承载力高等几个方面。
2钻孔灌注桩基础施工要求
钻孔灌注桩施工结构如图1所示,钻孔灌注桩基础施工的要求包括以下几个方面:(1)骨架存放与运输方面。钢筋骨架的存放需要确保施工环境的平整及干燥,在存放期间各加劲筋与地面接触位置均需要做好铺垫,且骨架各节需要依照一定顺序进行摆放,便于后期装卸。在运输期间,需要加强对骨架的保护,避免在运输过程中基于碰撞而出现变形情况。(2)护筒方面。护筒的埋设属于基础施工环节之一,需要确保护筒平面位置与垂直角度的准确性,同时还需要确保护筒周围与护筒底脚的紧密度及防水效果等[1]。(3)骨架起吊与就位方面。在骨架起吊与就位过程中,首先需要确保骨架不会受到损伤,其次为控制就位点的精准度。
3钻孔灌注桩基础技术在桥梁工程中的应用流程
3.1工程简述
以Y桥梁工程为例,整个桥梁长度约为15266m,为双向四车道,宽度约为25m。在基础施工过程中,选择钻孔灌注桩基础施工技术,实践证实对于此种技术的应用有助于对成本的控制,且技术的适应性较强,施工工艺较为简单。
3.2埋设护筒
一般条件下,护筒内径应大于桩径约30cm,且在护筒周围需要设置加劲筋,上端加设1道溢浆口。Y工程的护筒埋设施工环节中,结合工程需要,其深度需要控制在1.5m之内,顶部高出施工地面约0.3m,高出地下水位约1.5m。另外,施工期间需要维持护筒的垂直状态,其中心与设计中心桩基础中心偏差要控制在50mm之内,倾斜度误差控制在1%之内。埋设施工完成后,需要对护筒的角度进行调整,确保位置无误后进行回填及固定,避免后续钻孔施工期间护筒出现下降的情况[2]。
3.3钻孔施工
结合Y工程来讲,在钻孔施工环节中,Y工程选择泥浆护壁,泥浆构成材料为黏土、水、添加剂,依据一定比例进行配制[3]。钻孔实际施工之前,需要明确开孔位置,尽量以匀速缓慢钻进,开动泥浆泵同步循环钻进,钻进期间需要对钻进尺寸进行严格控制。钻进到护筒底部时,需要应用低档慢速钻进策略,在钻头或导向部位完全进入地层后,转变为快速钻进策略。
3.4钢筋笼安装
钢筋笼制作期间,需要将钻架高度及设计尺寸作为参考,选择分节、整体制作手段,在整个制作施工环节中,需要在清孔之前完成。钢筋笼分节制作可保障其不会出现变形情况,但各节之间接头需要错开。在钢筋笼外侧应设置垫块,结合实际施工情况,横向分布4个,竖向分布间隔距离为2m。若钢筋笼存在节点不良或是弯曲等情况,将会导致钢筋笼与桩孔的接触过紧,为此,需要在制作期间严格控制钢筋笼的精准度[4]。
3.5混凝土灌注
混凝土初次灌注期间,工程选择连续关注方式,具体操作为:混凝土到场后,结合预先设定的方案明确初次灌注质量,将充足的混凝土放置到漏斗中,快速打开阀门,促使混凝土能够快速下落,确保其可在压力充足的条件下将套筒中的水压出,且借助中和水的压力,确保混凝土顺利封底。初次灌注完成后,综合施工设备及施工环境条件等调节灌注,在混凝土初步凝固前完成整个灌注施工。
4结语
【关键词】高层建筑;桩基础;施工技术;结构性
随着城市化进程的不断加速,城市的人口数量得到了大幅增长,但由此也带来了相应的社会矛盾。有限的土地与不断增长的人口之间的平衡逐渐变得微妙起来,为了满足人们的正常用地需要,人么开始向空中或者地下进行发展,以图开拓出更充足的用地空间。在这样的大背景下,大量的高层建筑被建造出来。与此同时,现代科学技术的发展以及新材料、新工艺以及新设备的出现也为高层建筑的发展提供了重要的前提基础。当前我国高层建筑的基础通常会采用筏型基础、箱型基础以及桩基础等几类,其中又以桩基础的应用最为广泛。但是大多数的高层建筑都会设有地下室,所以在施工前应当做好基坑支护,以此来保证土方开挖以及地下室结构施工的正常进行。
一、施工前的准备工作
(一)施工现场以及周边环境的勘察
桩基础的施工方法包括预制桩和灌注桩两种。预制桩主要是通过锤击以及静压等方式将桩打沉入土。灌注桩则是就地成孔,然后于钻孔中放置钢筋笼、灌注混凝土成桩。桩基础的施工是一项较为严谨和复杂的工程,所以要做好施工前的准备工作。首先,就要做到对施工现场以及周围环境的仔细勘察,为后续的方案制定以及相关设备和工艺的选择提供重要的现实依据。对施工现场的勘察内容主要包括了现场的气候、地貌以及地形等相关自然条件,对成桩深度范围内的土层分布状况予以探清,还要对成桩区域中涉及的管线分布和距离的大小等各项细节性内容予以了解。
(二)技术准备
对施工现场进行了仔细的勘察之后,则要根据所得出的论据以及具体施工的特点来做好技术准备工作。要根据桩基础的相关状况来制定一套切实可行的施工方案,并对成桩的机械以及成桩的方法和施工的步骤、顺序等内容予以明确。与此同时,还要对施工的进度进行科学的规划,考虑到影响施工进度的各项因素,并做好意外情况的处理工作准备。最后,为了保证施工的质量还要对具体施工过程中的施工行为和相关的安全保障予以严格落实。
(三)现场准备
现场准备工作也是施工前准备工作的重要一部分,主要包含了清除现场障碍物以及场地的平整两大类。一方面,在施工前应对施工现场的场地进行相应的整理,对于不需要的或者是影响到了施工进行的障碍物予以清除,为成桩的施工提供一个良好的环境。另一方面,由于高层的桩基一般都是密集型的分布,所以为了能够保证桩基的垂直度,便于施工人员的走动,就要对整个施工空间进行平整。
(四)现场放线定位
桩基施工现场的轴线对于施工的质量具有重要的影响,因此要对轴线反复确认,以便于桩基施工作业时复核桩位。在定桩位的过程中,应当根据施工方格网实地定出控制线,而后依照所设计出的桩位图,把各桩进行标记,通过标记的不同来找到相应的桩位。在施放桩位时要注意观察桩位的尺寸,还应设置相应的样桩,来为桩机就位提供定位。同时,桩位的定量数据一定要经过反复核验,避免在定位步骤上出现失误。
二、 沉桩方法的选择
沉桩方法主要包含了预制混凝土桩和钢桩的沉桩以及关注成桩等几种。其中预制混凝土成桩和钢桩两类的沉桩方式大多采用锤击打入法以及静力压桩法等方法,有时也会根据施工的实际情况而选择震动沉桩方法。而灌注桩成孔方法则有泥浆护壁成孔、沉管成孔以及干作业成孔等几种方式。其中泥浆护壁成孔对于淤泥等土质具有很强的适应性;沉管成孔方式由于其操作方法的原因,会产生一定的噪音问题,所以在选择这类方法时要做到对环境的保护;而干作业成孔方式则可以根据土质的粘性和干燥度而细分出钻孔和人工挖空等两种方式。在这些沉桩方法中,灌注桩中的泥浆护壁成孔以及干作业成孔由于产生的不良影响相对较小,使得这两种方式广泛的应用在城市高层建筑中。
三、 桩基施工过程中所面临的质量问题
当前,由于许多施工方对于施工现场的勘察不到位以及具体施工方法不当等多种原因,使得我国城市高层建筑的桩基础施工面临着诸多质量问题。例如,由于打入预制混凝土桩时,会产生许多噪音问题和挤土现象,对环境造成一定的破坏。因此,许多施工方都会选用噪音等污染相对较小的钻孔方法。虽然钻孔方法在环保上具有明显的优势,但在具体的施工中却存在许多不足。钻孔灌注方法中的水下浇注混凝土的工艺性难度较大,且地下情况不易探清,故而极易在施工过程中产生技术上的误差,进而影响到桩基施工的质量。此外,造成桩基质量事故的原因还包含了测量放线错误、清渣不彻底以及灌注桩顶标高不足等多种因素。因此,相关的施工单位在桩基础的施工过成长,一定要对各项细节性工作予以把握,避免出现桩基础的质量事故。
四、 桩基事故的处理方法以及补救措施
为了更好地完成桩基础的施工任务,保证桩基础的施工质量,就要制定好桩基础事故的处理方法以及相应的补救措施。首先,这种处理方法应当具有事故分析处理的程序以及相对应的原则。在处理前应该对事故的性质和范围予以探明,做到有目的、有针对性的处理,并且要求参与处理工作的相关人员达成建议上的统一,为自身的建议负责。与此同时,事故处理中还应坚持时效性、安全性以及经济性等原则,根据事故发生的经验总结,避免日后再出现这类状况。而在事故处理方法的选择上,也可以根据事故的实际情况进行有针对性的选用。对于桩顶标高不足而产生的事故可以选用接桩处理方法;而对于钻孔距离过大,使得其承受能力不足以荷载时则可以选用补桩方法。这些手段只是在桩基础出现质量事故时而采取的紧急措施,为了最大程度上的避免出现质量事故,就要做到防微杜渐,对相关的员工予以充分的培训教育,通过人员素质的提升以及工程管理能力的提高来保证我国高层建筑的桩基础质量。
五、 结束语
建筑物的基础对于建筑的整体质量来说具有至关重要的影响,由于我国的国土面积颇为广阔,地质地形上的差异性十分巨大,所以在进行具体的施工时要选择适合实际情况的基础类型以及施工方法。此外,鉴于我国多数地区存在的地震危害,做好建筑物的基础工作显得更加重要。桩基础作为我国高层建筑的主要基础类型,其施工技术是否科学有效直接影响到了建筑的稳定性,对于维护我国人民的生命财产安全以及保证人们的生活质量都具有非常重要的现实意义。为此,一定要对高层建筑的桩基础施工技术予以充分把握,并随着社会的发展而予以不断完善。
参考文献
[1] 罗国露. 浅谈高层建筑结构转换层施工技术[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2011(08)
[2] 于志华,刘炎炎,宋建,荣晓洋,崔文艳. 钻孔灌注桩桩端后压浆技术及工程应用[J]. 水利与建筑工程学报. 2011(03)
[3] 芮勇勤,岳中琦,唐春安,杨天鸿,陆培炎. 隧道开挖方式对建筑物桩基影响的数值模拟分析[J]. 岩石力学与工程学报. 2003(05)
【关键词】公路桥梁;钻孔灌注桩;质量控制;要点
引言
钻孔灌注桩在各类土木工程中广泛应用,具有抗震性好、承载力大、施工噪音小、可以解决特殊地基沉载力等诸多优点。目前在国内公路桥梁基础工程领域中钻孔灌注桩基础已占据了重要地位,但灌注桩地下施工不可预计因素多,工程质量较难控制,桩基施工既有机械操作,又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作,工序种类繁多,影响因素多,水下混凝土施工要求严格,稍有不慎,就可能出现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等,可能造成质量事故,因此,施工中必须严格监管质量。
1.施工工艺流程及准备工作
1.1 施工工艺流程
施工前必须撑握钻孔灌注桩的施工工艺,现以反循环冲击式钻机成孔为例,其主要施工工艺流程为:平整场地测量放样埋设护筒钻机就位开钻成孔第一次清孔检孔吊装钢筋笼骨架安装导管第二次清孔水下混凝土灌注拆除导管成桩。
1.2 主要准备工作
(1)首先必须预审施工组织设计根据业主、设计要求施作钻孔灌注桩超前地质钻探,进一步探明地质状况,补充完善地质钻探资料,调整变更设计桩长及嵌岩深度,保证桩基工程质量。
(2)测量定位要求准确,测量定位是保证成桩质量的前提,关系到孔位的准确性及钻孔的垂直度。施工中须严格执行三检制,与监理方复核、验收相结合,控制偏差在设计或规范允许范围内。
(3)护筒、钻机安装准确、稳固。根据桩顶设计标高及自然地面高程,用人工配合机械平整场地,按钻孔平面布置修筑钻孔机械进出场道路。场地面积要满足摆放钻机、摆设泥浆池及沉淀池的位置。
护筒有桩位固定、钻孔导向、保护孔口土体坍塌和隔离孔内外表层水的作用。
护筒要求坚固、耐用、不漏水、装卸方便和能重复使用等功能。一般采用钢质护筒,由3-5 毫米厚钢板制作,在护筒外侧加焊劲肋增加刚度,防止变形。埋置时应保证平面位置正确,偏差不得大于5cm,且高出施工最高水位1.0-2.0m;在水下埋设的护筒应沿着导向架借助自重、射水、震动或锤击等方法将护筒下沉至稳定深度。
钻机是钻孔、吊放钢筋笼、灌注混凝土的支架,要安装稳定、安全。施工中成孔中心必须对准桩位中心,钻机架必须保持平稳,不发生位移、倾斜和沉陷;安装就位时,详细测量后底座用枕木垫实塞紧,并在钻孔过程中经常检查,保证转盘面水平、机架垂直,进而确保桩身的垂直度和孔径。
2.公路桥梁钻孔灌注桩施工技术要点
公路桥梁钻孔灌注桩施工非常重要,直接关系着桥梁建成后的质量和使用寿命,因此必须要抓住灌注桩施工技术中的各个要点,确保钻孔灌注桩的施工进度及质量,保障公路竣工后正常使用。本文就从如下几个方面分析施工中的技术要点。
2.1 清孔
为了彻底清除孔底的沉渣,就必须要采用清孔,避免孔底有沉渣而影响到灌注桩的承载能力。而清孔主要是利用了泥浆流动之时具备一定动能,利用该动能来冲击孔底部沉渣,将沉渣中砂粒、岩粒等成为悬浮状态,再采用泥浆胶体具备的黏结力将沉渣随泥浆循环带出桩孔,最后把桩孔中沉渣全部清除,起到清孔与排渣作用;从钻孔灌注桩的清孔与护壁来看,对泥浆实施制与清孔是确保灌注桩具有优质质量之关键环节。在施工技术中对泥浆控制指标做了相应规范:黏度的测定时间为17 到20min、含砂率小于6%、胶体率要超过90%等,在施工技术中都要作为要点来严格控制,施工之时不能够就地取材,必须要使用专门的泥浆制备,采用高塑性的粘土或者膨润土,拌制泥浆要依据施工工艺、机械以及施工土层来实施,设计好配合比。
2.2 钢筋笼的制作与吊放
在制作之前要检查钢材的质量,合格之后才能依照设计与施工的要求验收钢筋长度、直径、数量、规格及制作质量。验收之时,还必须要注意钢筋笼的吊环长度是否达到设计的标高,其长度应该依据底梁的标高变化而变化;在吊放钢筋笼的过程中,还要逐节检查连接缝的焊接质量,对于不符合要求的焊缝及焊口都要及时补焊。还要注意能够顺利将钢筋笼下放,严禁强制性将钢筋笼下放,这样有可能造成钢筋笼变形、坍孔等现象,遇到不能下放就要立即停止并查出根源,比如没垂直吊放导致不能下放、成功偏斜等,这些都需要纠偏,重新验收之后确保无误才能吊放钢筋笼。接长之时要快速焊接,尽量降低沉放时间。
2.3 做好灌注水下的混凝土前泥浆制备
在灌注水下的混凝土之前要制备好泥浆,而且在第二次清孔灌注桩到设计标高时,应该采用钻杆原位实施第一次清孔,一直到孔口的返浆比重低于1.00 到1.20;如果孔底的沉渣厚度低于50mm,就要抓紧时间沉放混凝土的导管与吊放钢筋笼;在沉放导管之时要检查导管连接是不是密实与牢固,防止漏浆漏气影响到灌注。在灌注混凝土之前还要使用导管做第二次清孔,确保孔口返浆比重以及沉渣厚度合符规范要求。一旦各项指标达到要求,就要及时灌注水下混凝土。
2.4 灌注水下混凝土
对于水下钻孔灌注大都使用导管灌注,必然存在混凝土离析现象,因此就要采用良好配合比来降低离析的成都。当然现场配合比并不是一沉不变,而是要随着水泥品种、石料规格以及含水率、中粗砂之变化而调整,并要确保每根桩的配合比准确无误,搅拌混凝土之前要对配合比进行复核校验其准确性,严格测试管理与计量,并填写好各种原始计量与制作试件。同时对于钻孔灌注桩施工中,还要将水下灌注的砼性能参数作为技术要点,做好砼的灌注操作技术。
3.常见故障处理
在钻孔灌注桩施工中往往会遇到坍孔、卡管等故障,一般可分别采用回填重钻、淤泥吸拔等方法解除故障。下面将浅谈卡管及导管进水处理:
3.1 卡管处理
在灌注过程中,混凝土在导管中下不去为卡管,有两种情况:初灌时隔水栓卡管,或由于混凝土本身的原因,如坍落度过小,流动性差,夹有粒径较大碎石,拌和不均匀以及运输途中产生离析,导管接缝处漏水,雨天运送混凝土未遮盖等,使混凝土中的水泥浆被冲走,粗集料集中而造成导管堵塞。处理办法:可用长杆(可采用ф25 以上的钢筋)冲捣管内混凝土,用吊绳抖动导管,或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落,如仍不能下落时,则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔,进行清理修整,重新吊装导管,重新灌注。机械发生故障或其他原因使混凝土在导管中停留时间过长,或灌注混凝土的时间过长,最初的混凝土已初凝,增大了导管内混凝土下落的阻力,混凝土堵在管内。其预防方法是,灌注前检查设备性能,准备备用机械,发生故障时,立即调换机械,同时采取措施,加速混凝土灌注,必要时,可在首批混凝土中掺加缓凝剂,以延缓混凝土的初凝时间。
3.2 导管进水处理
导管进水一般是首批灌砼量不足或导管口提升过高以至无埋深或误测导致导管提升至砼面外。其处理办法:①第一种原因进水,用导管作为吸管,用空管吸泥的方法将孔内混凝土吸出,重新灌注;②第二种原因进水,若表面砼没初凝,可将导管重新插入砼中,用泥浆泵抽出管内的泥浆,重新浇灌砼;若表面砼已超过初凝时间,则作为废桩。
4.结束语
在灌注桩施工过程中,严格按施工实施细则要求,按工序进行质量控制,坚持每道工序实施检查验收许可制、成桩辅以适当的检测方法,就能保证属于地下隐蔽工程、施工难以控制的混凝土灌注桩质量达到设计要求。
参考文献
[1]吴成海桥梁钻孔灌注桩施工过程中质量控制[期刊论文]-科协论坛(下半月) 2008(9)
关键词: 《建筑施工技术》 教学内容 教学方法 考核方式
一、引言
《建筑施工技术》是一门综合性很强的课程,其设计的知识面广、实践性强,而且由于建筑工程施工技术发展迅速,因此其时效性较强。在现代高等教育中,在教学过程中最重要的工作是培养学生多方面的能力,这不仅包括学生的学习能力、实践能力、创造能力、创业能力,而且包括交流沟通与团队协作能力等。我通过在教学过程中教学内容、教学方法等方面的探索,简单讨论《建筑施工技术》这门课程在教学工作中需要注意的问题。
二、在教学内容上的探索
从教学内容上来说,《建筑施工技术》主要是以建筑工程施工中不同工种的施工为研究对象,根据其特点和规模,结合施工地点的地质水文条件、气候条件、机械设备和材料供应等客观条件,运用先进技术,研究建筑工程不同工种的施工原理和施工方法、施工质量验收标准与安全技术措施等。通过对这些内容的研究,最终选择经济、合理的施工方案,保证建筑工程能够按质按期的完成,做到技术和经济的统一。本课程根据施工工种的不同可以分为土方工程、桩基础工程、地基处理与加固、砌筑工程、混凝土结构工程、预应力混凝土工程、结构安装工程、建筑防水工程、冬季与雨季施工等方面的内容。
三、在教学方法上的探索
建筑施工技术作为一门综合性很强的学科,其涉及的知识面广、实践性强,在实际工程中施工技术发展迅速,所以在教学过程中,教师要注意理论联系实际,为同学们补充大量的实际工程。从而让学生从实际中深刻地了解实际工程的施工工艺和施工流程。同时在条件允许的情况下,教师应带领学生参观实习。本课程第一章土方工程主要讲述了土的分类、性质和工程量的计算,以及土方施工机械化施工。在我校的校外有“育才新城”项目的土方工程的施工,教师可以带领学生到施工现场去了解情况,更深刻地理解课本上理论知识。第二章基础施工,在教学过程中除了给学生讲解桩基础施工工艺和流程外,教师还可以举例中国当代比较著名的建筑,比如:水立方、鸟巢、国家大剧院、中央电视台新台址及T3航站楼的建设过程的基础施工,使学生更深刻地明白基础的重要性。现代建筑发展方程越来越多,新材料、新技术的使用越来越广,教师一定要注意把实际工程引进到教学中来,使学生掌握更多的知识。在现代建筑结构中,钢结构应用越来越多,比如鸟巢和水立方,在教学过程中,教师应注意引导学生注意建筑结构在实际工程中的应用和施工技术的发展。
四、在考核方式上的探索
《建筑施工技术》作为一门和实际工程联系密切的课程,其考核方式不应该局限于传统的考试,所以在考核方式上我们通过以下两个方面的成绩来进行考查。
1.期末卷面考试成绩。试卷的成绩主要考查学生对课本的理论知识的掌握情况,以及平时上课过程中对本课程的态度,占总成绩的百分之六十。
2.课程设计。主要考查学生理论联系实际、语言组织能力等,占百分之四十。钢结构现在应用比较多,所以我们给学生布置一个关于钢结构施工技术的课程设计,使同学们全面了解钢结构在施工中需要注意的事项,以及新技术的使用,等等,全面提高学生的能力。
五、结语
《建筑施工技术》是土木工程和工程管理专业的一门重要的专业必修课程,更好地掌握其理论知识,了解其在实际工程中的应用是非常重要的。同时本门课程是《建筑工程概预算》等学科的前提知识内容,要求学生更好地掌握基础知识,从而为其他学科打下良好的基础。在学习过程中,同学们应掌握以下几点:
1.建筑施工技术与建筑材料、房屋建筑构造、建筑工程力学既相互联系,又相互影响。因此在学好建筑施工技术课的同时,还应学好上述课程。
2.必须认真学习国家颁布的建筑工程施工与验收规范,因为这些规范是国家的技术标准,是我国建筑科学技术和实践经验的结晶,也是全国建筑界所有人员应共同遵守的准则。
3.由于本学科设计的知识面广、实践性强,而且施工技术发展迅速,所以学生在学习中必须坚持理论联系实际的学习方法,并能应用所学施工技术知识来解决实际工程中的问题。
我主要在教学内容、教学方法和考核方式等方面进行了一定的探索,希望能为以后的工作提供更好的借鉴。
参考文献:
[1]杨嗣信.高层建筑施工手册.中国建筑工业出版社,1998.
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[3]王铁梦.工程结构裂缝控制.中国建筑工业出版社,2002.
[4]崔京浩.第十届全国结构工程学术会议论文集,2002.
[5]江正荣.建筑工程师手册.中国建筑工业出版社,1999.
关键词:桩基础; 缺陷类型; 处理方法
Abstract: the pile foundation in the construction and supervision process is often met foundation forms, known as pile foundation construction quality defects types and solve processing methods of ascension work quality is a great help, have to practice the operation value.
Keywords: pile foundation; Defects types; Processing method
中图分类号:TU473.1文献标识码: A 文章编号:
桩基又叫桩基础,是工程建筑基础中的一种,由基桩和联接于桩顶的承台共同组成,桩基主要的作用是负责把荷载转给持力层。分为低承台桩基和高承台桩基;低承台桩基的桩身全部埋于土中,承台底面与土体接触;高承台桩基的桩身上部露出地面而承台底位于地面以上。建筑桩基通常为低承台桩基础。桩基础是一种深基础,它具有稳定性好、承载力高、沉降量小而均匀、良好的抗震性能、沉降稳定快等优点,因此在各类建筑工程中得到广泛应用,尤其在高层建筑中,桩基础应用广泛。
桩基有人工挖孔桩、机械挖孔桩、预制管桩、沉管静压灌注桩、钻孔灌注桩、锤击桩、水泥搅拌桩等。预制管桩、沉管静压灌注桩、钻孔灌注桩、锤击桩等都有各自的施工工艺,要熟悉它们的特点,适用性,从而进行有效的质量控制。必须在工作中认真学习,积累经验,多和同行探讨、向老师傅请教。
一、桩基工程施工中存在的主要问题及原因
由于桩基工程的施工工序较多,且工艺要求高,影响桩基质量的因素具有不确定性,在桩基础工程施工中主要存在以下的常见质量问题:
1.桩基出现缺陷主要有以下类型:
(1)桩基顶部缺陷。在水下浇筑混凝土时会有泥浆的沉淀,对于泥浆的厚度很难做到准确测定,如果超灌桩顶的混凝土不足,就会出现夹泥的现象而影响了混凝土质量;再者在浇筑混凝土完成后,因不均衡地用力或过度用力而对钢护筒进行预埋和拆拔,就会干扰到桩顶的混凝土,以至于破坏混凝土质量。在挖机开挖桩边土方时不小心碰撞桩头,引起质量问题。最后,因使用较大功率的风镐来凿除混凝土桩头,在一定程度上会扰动声测管周围的混凝土,对混凝土质量造成影响。
(2)桩基中部缺陷。在混凝土的灌注中可能会因勘探的失误造成因较差的地质条件而导致局部的发生塌孔,使混凝土的翻浆受到阻碍,以至于引起局部的缺陷。另外,如果过度的用力拆拔导管,混凝土受到连续性的扰动,混凝土质量也会受到影响。再者由于导管的气密性较差,在水下灌注混凝土时导管会插入到泥浆中,这就造成导管内外压强的不均衡,造成混凝土的质量的受到影响,更严重的可能使混凝土的下料受阻碍,不能正常进行翻浆,以至于引起断桩。导管拔起过高引起夹层断桩。
2.单桩承载力低于设计要求
单桩的承载力不符合设计要求主要是由于桩未达到设计的沉入深度;最终的贯入量过大以及桩的顶端未没有进入设计要求的持力层,但桩已进入到设计的深度;勘察报告所提供的地基承载力、地层剖面等数据与实际情况存在较大的差距,还有其他的原因如桩倾斜过大、断裂等也会导致单桩的承载力不能达到设计要求。
3.桩倾斜过大
由于预制桩的质量不符标准,导致桩顶面倾斜和桩尖的位置不正或者变形,从而造成桩倾斜;桩身、桩帽、桩锤的中心线偏离,导致锤击偏离了重心;桩机安装的角度不准确,造成桩架与地面的不垂直;桩端遇到坚硬的障碍物;桩距过小,错误的打桩顺序导致强烈的挤土效应产论文生;基坑土方开挖不当、测量放线错误等都会造成桩倾斜过大。
4.断桩
除了桩倾斜过大会导致桩断裂外,由于桩运输、起吊、堆放的吊点或支点位置出现偏差;在沉桩的过程中,因桩的质量或者障碍物的阻碍等原因导致桩身因过度的弯曲;。设计要求的桩锤击与设计的贯入度存在较大误差,以致于施工时锤击次数过多、锤击过度导致桩断裂。
5.桩接头断裂
在桩需要设计的较长时,在施工工艺上,桩采用分段预制、分段沉入的方法,各段之间用钢制焊接连接件进行连接。导致桩接头断离现象其原因主要是桩倾斜过大,另外桩上下节的中心线偏离,桩接头施工技术不达标、质量差也是重要原因。
6.桩位偏差过大
造成桩的位置偏差主要是由于测量放线的差错、沉桩工艺落后以及桩身倾斜、静压桩因挤土引起桩偏位等原因造成。
二、提高桩基工程施工质量的方法
1. 提高施工质量的管理方法
首先建立健全完善的施工质量管理体系。在管理人员上以项目经理为负责人,组建施工质量管理监督小组,组成人员包括安全负责人、测量工程师、工区质检员、试验工程师、技术负责人等。设定具体的质量监督标准由专职的质检人员进行质量检测监督,严格按照质量体系文件进行质量管理与控制,从工程投入和施工过程的控制上切实落实具体的管理制度并保证工程能够保证质量。在质量检查监督管理上要加强施工组织首先检查与监理工程师的质量检查二者的统一,特别是经后者的检查合格后才能够允许开展下一道工序的施工,对于检查结果不合格的工程应按照施工规范严格处理,特别是对于规避工程的检查验收,忽视质量的施工方应采取有关措施从严处理。
其次完善施工制度,从制度上保证施工质量。坚持联合审查图纸和技术交底制度,认真审查施工图纸,熟悉设计文件和施工规范,严格按照设计文件、施工图纸。在每一个进程开始之前的过程中,工程师负责工艺操作技术的解释,所有工作人员了解情况。每个过程中应严格的自检,互检和交接检验,及时通知监理工程师资格后,自我检查,检查签订的监理工程师签署,隐蔽工程施工前。坚持三级计量评审制度,认真保护测量桩点,特别是在施工过程中桩破坏。施工测量重复验证,确保中线,水平和结构尺寸和位置正确。严格执行质量事故报告制度,严格按照质量事故发生后,事故处理程序报告。关键工序的施工质量检验工程师,要全过程现场监督质量,解决施工中遇到的问题,保证了施工全过程处于受控状态。在项目管理,施工准备过程中,对于施工信息的原始数据,应及时收集,整理,确保施工过程可追溯,为工程技术交工验收提供数据基础。
2.技术方法上保证施工质量
针对建筑桩基工程施工中存在的普遍问题,在技术上已经有了普遍适用的技术方法来处理,这些方法主要有:(1)补沉法。主要适用于预制桩的入土深度不符合要求、打入桩因土体的隆起向上抬起的状况,(2)补桩法。主要桩基承台前补桩法。适用于当桩距较小时的情形;另一种是桩基承台或地下室完成再补静压桩法。它的最大好处是可以利用承台或地下室结构承受静压桩的施工反力,操作方便,不会拖延工期。(3)纠偏法。适用于桩身倾斜,未断裂的,且桩长较短,或因基坑开挖造成桩身倾斜,而未断裂的桩的情形。(4)扩大承台法。此法主要适用于原有的桩基承台不能满足构造要求或基础承载力的要求而需要扩大桩基承台的面积的情况。(5)复合地基法。此法是利用桩同作用的理论,对地基作适当的处理,以提高地基承载力,来分担桩基的荷载。此外还有一些其他方法也同样适用。(5)静压灌注桩还有复打法,可以有效增加桩身直径,以增加桩基承载力。
3.对于不合格桩基要妥善处理
对于不合格桩基的处理关系到建筑工程的整体的工期和整体进度,同时对于整个工程的投入和施工技术有重要影响,例如对于桩位超偏的处理 ,在桩基进行开挖的时候,要对现场加强巡视检查和实测实量工作,在发现桩位偏差超出了设计的范围时,要通过设计人员来确定合理的处理方案,其一般处理方法为局部加大承台截面。在处理过程中应做好旁站记录和隐蔽工程验收记录,并按规定留下影像资料。对于没有方法处理的桩基要分析造成的原因和责任的对象,以便日后总结和追责。
关键词:桥梁,发展,施工方法,桥梁施工技术
1桥梁施工技术发展简史
1.1桥梁施工技术悠久的历史
我国在桥梁建造技术上有着悠久的历史和光辉的成就根据史料考证,在三千年前的周文王朝代,就有在渭河上架设浮桥和建造粗石桥的文字记载。隋、唐时期,是我国古代桥梁的兴盛年代,其间在桥梁型式、结构构造方面有着很多创新,可谓“精心构思,丰富多姿”。宋代之后,建桥数量大增,桥梁的跨越能力、造型和功能又有所提高,在桥梁施工方面充分表现了我国古代工匠的智慧和艺术水平,成为我国桥梁建造史上的宝贵财富。解放初期,我国的公路、城建部门在恢复、改造和新建公路与城市道路上改建和新建了数量可观的桥梁,使通车里程比解放前有了成倍的增长。但由于起重设备的限制,装配式桥仅在简支梁桥上使用,其他类型桥梁的施工仍多采用土牛胎、竹木支架、拱架现浇或砌筑施工。随着科学技术的进步,施工机具、设备和建筑材料的发展,桥梁施工技术得到了不断地改进、提高。
1.2现代桥梁施工技术的发展促进了桥梁结构的迅猛发展
从武汉长江大桥到南京长江大桥,在桥梁工程技术发展上是一个大进步。在南京长江大桥桥梁施工中,通过试验研究并设计制造了一系列关键性的施工机具设备,创造了一些新的施工工艺,如管桩下沉、钻孔洗壁、循环压浆、悬拼调整、高强螺栓安装等,保证了工程按质量要求完成。60年代中期,悬臂施工的方法从钢桥施工引入到预应力混凝土桥施工以后,摆脱了建造预应力混凝土梁桥只能采用预制装配和在支架上现浇施工的单一局面,促进了预应力混凝土桥梁结构的发展,相继有预应力混凝土T型刚构桥、连续梁桥、斜拉桥等结构如雨后春笋般地在全国各地出现,从而使预应力混凝土桥成为我国桥梁工程的主要类型。
桥梁的其他施工方法,如转体法、顶推法、逐孔施工法、横移及浮运法等都在70年代中得到应用。90年代以来,我国的交通事业和桥梁建设出现了一个全新的时期,突出体现在高速公路建设和国道系统的畅通以及桥梁技术、桥型、跨越能力和施工管理水平的升华。
2桥梁施工方法概述
2.1桥梁基础施工
一般来说,桥梁基础工程发展到今天,己经不受水文、地质条件的控制,所重视的是工程结构本身和经济效益。目前国内己经拥有了合符我国国清的一整套施工工艺及相应的设备,而特大桥梁基础已经向“组合基础”发展。扩大基础、桩基和沉井在各自的发展中又彼此“联合”[1]。这种联合就是根据不同的水文、地质来发挥各类型式的特点而组成的一个整体,故出现了很多基础形式。桥梁基础工程由于在地面以下或在水中,涉及水和岩土的问题,从而增加了它的复杂程度,使桥梁基础的施工无法采用统一的模式。但是根据桥梁基础工程的形式大致可以归纳为扩大基础、桩和管桩基础、沉井基础、地下连续墙基础和组合基础几大类。
2.2桥梁上部结构的施工
桥梁上部结构的施工方法,70年代以后随着预应力混凝土的广泛应用,已经得到了迅速发展,并发生了重大的变革。在钢筋混凝土桥梁的时代,可以说主要是现场浇注的施工方法。由于桥梁类型增加与跨径增大,构件生产的预制化,结构设计方法的进步、机械设备的发展,由此而引起施工方法的进步和发展,形成了多种多样的施工方法。主要有:就地浇注法;预制安装法;悬臂施工法;转体施工法;顶推法施工;移动模架逐孔施工法;横移法施工;提升与浮运施工
3几项桥梁施工技术介绍
3.1预应力混凝土工程
《规范》12.6.6预应力筋编束规定,预应力筋由多根钢丝或钢绞线组成时,同束内应采用强度相等的预应力钢材。编束时,应逐根理顺,防止互相缠绕。钢筋的冷拉工艺采用控制应力或控制冷拉率的方法。从受力分析来考虑,编束时,梳理顺直,可防止钢丝或钢绞线在穿孔、张拉时由于互相缠绕紊乱而导致的受力不均匀现象。当受力不均匀时,将使有的钢丝达不到张拉控制应力,而有的则可能被拉断,造成预应力损失。论文参考。《规范》l2.10.3后张法张拉第2条规定,预应力筋的张拉顺序应符合设计要求,当设计未规定时可采取分批、分阶段对称张拉。主要从受力角度要求后张法多根(束)预应力筋张拉时,应使张拉的合力作用线处的构件核心截面以内,防止构件截面产生过大的偏心受压和边缘拉力。对称张拉可避免或减少偏心力矩,宜分批、分阶段对称地进行。论文参考。另外,按控制应力先张拉的预应力筋会因后批预应力筋张拉时所产生的混凝土弹性压缩而引起应力损失。综合考虑张拉力的影响,可减少预应力损失。预应力工程施工关键是如何正确地建立起设计要求的预应力(即结构的内应力),而其最大的影响因素就是应力松弛带来的危害。为保证施工质量,预应力张拉必须严格按照程序规定执行且张拉后立即做好灌浆的准备,这些对控制应力损失的减少都非常关键。张拉过程中不仅要控制好应力值,而且要随时抽查预应力筋的增长值,同时要按照对称、均匀的方法进行张拉,张拉完并封锚以后,即可开始灌浆的工作,灌浆不仅减少应力的损失,而且封闭孔道,减少预应力筋的损失,并且使其与结构共同作用,提高结构的抗裂性。
3.2临时支座的预制
在桥梁施工中,临时支座大多数采用预制的长方体混凝土块,在相应位置对称放置两块,待湿接头混凝土达到强度后,再凿除,这样施工由于预制的混凝土块薄厚不均,摆放位置错动,以及梁板本身制作尺寸的误差,容易把临时支座压坏、压碎、挤动,影响梁板的标高或造成梁板位置偏离[2]。有些临时支座由于梁板的拖动,紧靠在台帽里侧不易凿除,即使凿除后也不易清扫,给施工带来不必要的麻烦。临时支座的作用是减小和防止支架产生有害于施工的沉降。是否需要给支架设临时支座,一要看支架落地处是否坚实;二要看支架的荷载是否大;三要看施工的周期是否长。一般,雨天之后要检查支架、支座变形。这一点,常被经验缺乏者忽视。
3.3承台施工
为了开挖桥台基坑,必须选择有效的降水措施。根据市场的调研和现场的布设条件,采轻型井点降水措施是最经济最可行的办法。论文参考。因为实际中布设为分级井点,所以必须加以严密的计算。同时项目部准备了一套辅助方案,如果第一套方案有难度,那么准备在回填土的外侧再筑两道临时围堰,以降低水源方向水位的高度。施工流程为:测量放样→井点降水→基坑,开挖→浇筑垫层→承台钢筋制作→模板制作→混凝土浇筑→养护。根据施工的环境特点及设计图纸,结合以往的施工经验,决定对基坑开挖采用轻型井点降水方式。井点的平面布置主要取决于地下水的补给方式,基坑的平面形状和要求降水的深度。井点的平面布置形式有:单排布置、双排布置、环型布置和U型布置。
4结语
在桥梁建设中,我们应该根据实际情况来选择适宜的施工方法和技术。现代桥梁建设的施工技术发展突飞猛进,不断地涌现出了先进的技术、设备和高科技材料。当然在建设的过程中,我们仍会遇到各种新问题,这就需要我们不断探求新方法、新技术。
参考文献:
[1] 唐咸富. 桥梁施工技术[J].科技创新导报,2008.(04)
[2] 刘严才. 成都市三环路成绵立交桥施工技术[D].西南交通大学,2002
关键词:桥梁工程 施工技术 基础施工 悬臂施工
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)04(c)-0066-04
1 工程概况
新建渝怀铁路14标段下塘口乌江特大桥,全长703.95 m,横跨乌江,中心里程为DK238+294,共有18个墩台,桥跨布置为3×24 m预应力混凝土简支梁+3×32 m预应力简支梁+(72+128+72)m双壁墩预应力混凝土连续刚构+6×32 m预应力混凝土简支梁+2×24 m预应力混凝土简支梁。7#墩、8#墩为主墩,双壁式钢筋混凝土圆端形实体墩,位于主航槽内,常年通航,钻孔桩基础,乌江水位在汛期暴涨暴落,水位变幅可达30~40 m,施工时受水位影响大,主墩基础施工的最好时间为当年的11、12月份和来年的1、2、3月份,在一个枯水期内完成基础是前期施工的重点。最高墩53 m;双璧墩连续刚构梁体,箱梁顶宽11.0 m,箱宽6.3 m,梁高4.8~8.8 m,单箱单室箱梁,主跨为128m,这在我国双线铁路桥梁中属跨度较大者,工艺相对复杂,技术标准高。9、10、11#墩为薄壁空心墩,墩高分别为48 m、43.5 m和28 m,其余墩均为实心墩,墩高为6~22 m。总造价约4400万元,连续刚构梁体总造价2900万元,平均82031元/m。2001年3月5日开工,计划2003年9月全部完工。主要工程项目工期:主墩基础2001年10月5日开工,2002年3月12日完工,主墩2002年3月13日开工,2002年9月6日完工,0#块2002年9月7日开工,2002年12月25日完工,悬灌段2002年12月26日开工,2003年7月18日中跨合龙。
2 基础施工技术
下塘口乌江特大桥4、5#墩、17#为台明挖基础,0#台、1、2、3、6、14、15、16#墩为挖孔桩基础,7、8#墩基础原设计为嵌固桩基础,桩为3 m×12 m矩形,每墩2桩,7#墩桩长16 m,8#墩桩长21 m,在7#墩桩基开挖施工过程中遇到基础裂隙层,层厚30 cm,钻孔查探发现,裂隙层范围很大并伴有地下强承压水,嵌固桩施工受阻,设计补勘后,进行了设计更正,将嵌固桩基础更正为钻孔桩基础。9、10、11、12、13#墩为钻孔桩基础。4、5#墩和17#台为明挖基础。明挖基础、挖孔桩基础、钻孔桩基础施工为常规施工工艺,这里主要介绍8#墩基础施工工艺。
2.1 基础施工方案确定
8#墩为钻孔桩,26根,桩径1.5 m,桩长20 m,紧邻乌江主航槽,枯水期基础范围内水深0.5~3.5 m,墩位处河床上覆卵砾石,并夹有较大漂石,层厚3.0~4.0 m,下伏泥岩、砂岩夹页岩,岩面较平缓。在乌江桥基础施工是钻孔还是挖孔的方案选择上,首先是地质条件允许,覆盖层较薄,泥岩、砂岩透水性差,具备挖孔桩施工条件。二是工期的比较:钻孔的施工顺序应是先钻孔,再下沉套箱,然后施工承台;挖孔的施工顺序应是先下沉套箱,在套箱内挖孔,最后施工承台。二者都需下沉套箱和承台施工,决定工期的因素是钻孔和挖孔的施工周期。受场地限制,钻孔施工时按5台钻机同时施工考虑,26根桩需要6个循环,每循环10天,共需60天;而挖孔作业,可以26根桩同时施工,40天即可全部完成,比钻孔可提前20天。于是决定采取挖孔作业方案。实际施工情况是,7#墩26根桩钻孔施工一共用了75天时间,8#墩挖孔施工共用了40天时间。8#墩施工流程图见图1所示。
2.2 施工过程
围堰筑岛施工,8#墩桩基承台尺寸及标高见图2所示,根据2001年枯水季常水位标高结合施工水位选定片石笼围堰标高为200.6,岛面标高为200.2。围堰采用铅丝片石笼围堰,根据套箱面积和施工需要,套箱外每侧预留7 m道路,筑岛面积40 m×31 m,套箱面积25×15 m。围堰顶宽2 m,内侧坡1∶0.5,外侧坡1∶1。围堰筑岛施工方法是:于墩位上游自岸滩斜向江中用片石笼施作导流堤至墩位上游堤址,以降低墩位处水的流速,并隔阻行船时产生的水浪冲击。自岸滩向河内沿围堰设计外边堆放片石笼,形成围堰。围堰完成后,将以后要施工的薄壁套箱的韧脚放出并将点引到片石笼围堰上,再用挖掘机将围堰内河床中较大漂石捞出,并连同薄壁套箱钢韧脚内外1.5 m范围内的原状卵石层挖出,然后在薄壁套箱钢韧脚内外换填粘土,形成隔水层,其余部位用砂夹卵石回填。粘土回填有利于套箱下沉,并能起到防水作用,减少河水向套箱内渗透,为以后套箱下沉和挖桩施工提供条件。
2.3 薄壁套箱制作及排水挖土下沉
8#墩基础泥岩标高为194.9 m,套箱下沉后嵌岩至承台底以下50 cm,套箱顶标高为200.9 m。套箱高6 m,并预留接高条件,防止水情出现变化需要加高套箱时使用。套箱用C20钢筋混凝土制作,套箱分节制作,首节高3 m,首节下沉至顶面与岛面平齐时,安排加高节施工,加高节高3 m,首节壁厚0.8 m,加高节壁厚0.7 m。套箱横桥方向净空为25.1 m,顺桥方向净空15 m,按短边每边比承台大一米,长边每边比承台大1.2 m设计,防止套箱在下沉过程中歪斜或偏离设计位置,造成套箱侵入承台限界。为了使套箱能在自重下顺利下沉,套箱重量必须大于井壁与土体间的摩阻力。设计中使套箱自重G大于1.25的井壁总摩阻力。薄壁套箱制作,首先平整岛面场地,上铺30 cm厚的粗砂。由于套箱自重较大,韧脚踏面尺寸较小,应力集中,所以在平整后的砂子上套箱韧脚踏面位置处对称的铺满一层方木,以加大支承面积,定位垫木作出标记。然后在韧脚位置处放上韧脚角钢,绑扎钢筋,支立模板,灌注混凝土制作第一节套箱。抽出垫木是套箱下沉的开始,也是下沉过程中的重要工序之一。套箱混凝土在达到设计强度的80%后才能抽撤垫木。垫木抽出前要先清理现场,对垫木编号,并规定联络信号。垫木抽出要按一定顺序进行,以免引起套箱开裂、移动或倾斜,先抽短边垫木,后抽长边垫木。垫木抽出一定要对称同时进行。套箱定位垫木最后抽出。在垫木抽出过程中,要抽出一根后立即用砂土回填并塞实。
自制10 m长挖掘机前臂,改装普通挖掘机,制成长臂挖掘机,在套箱下沉时使用长臂挖掘机代替人工挖掘套箱内的土,可大大提高生产效率。垫木抽出后,在套箱旁修筑平台,长臂挖掘机站在平台上,进行挖土作业,下沉套箱。开挖时注意套箱四周要同时等速开挖,韧脚处附以人工开挖,防止套箱倾斜。为便于套箱下沉,采取了以下措施:(1)将套箱外侧制作成台阶形。(2)采用泥浆套外壁。具体做法是:在套箱下沉过程中,在台阶形成的空隙中注入泥浆,形成泥浆套。第一节套箱下沉到位后,在其上制作第二节套箱。开挖时,遇到的大孤石,均采用人工爆破解小予以清除。套箱下沉约4米处时,一度出现排水困难,分析原因是岛体换填是局部换填不彻底或坑槽壁有坍塌,现场发现位于围堰上游侧约2 m范围内有管涌现象,解决的办法是暂停排水,等堰内水位与江水持平后,在管涌处围堰外侧3 m宽范围内挖沟槽至基底,重新换填拈土,效果很好。套箱下沉至岩层时发现基岩面比较平整且透水性差,于是决定停止下沉。用长臂挖掘机配合人工将套箱韧脚处清理干净。为防止套箱下沉过程中出现较大的变形,造成套箱失稳,套箱长边支3道支撑。套箱下沉到底后,经测量套箱水平偏移10 cm,套箱歪斜8 cm,水平扭角40″,符合规范要求。
2.4 灌注封底混凝土
套箱下沉完成并将韧脚清理干净后,考虑到基础情况较好,取消了将套箱底面全部用混凝土封底的设计,仅在套箱内侧1 m范围内灌注混凝土补强韧脚,由此节约混凝土约500 m3。封底完成后进行挖孔作业和承台施工。
3 墩身施工及上部构造连续刚构施工
下塘口乌江特大桥墩身类型较多,1、2、3、4、5、6#墩为双线圆端形实心墩,9、10、11#墩为空心墩,12、13、14#墩为双线圆端形实心墩;15、16#墩为单线圆端形墩。7、8#墩为主墩,是双薄壁柔性墩,中间设两道横联。墩顶顺桥向为2 m,墩身纵坡1∶0;横桥向墩顶伸入梁体部分坡度采用1∶0,其下坡度采用50∶1。7#墩高51 m,8#墩为最高墩是,高53 m。
3.1 高墩翻模施工
翻模施工原理:每套模板分上、中、下三节模板,每节高2 m。施工时将三节模板按次序依次支立,然后灌注混凝土,首次混凝土灌注三节模板高度,即6 m。待混凝土达到拆模强度后,拆除下节模板并倒运至上节模板上形成第二循环的下节模板,然后加固浇注混凝土,混凝土灌注一节模板高度,即2 m。然后中节模板向上倒运形成第二循环的中节模板,下节模板向上倒运形成第二循环的下节模板,依次顺序向上倒用,完成墩身施工。模板系统由(内)外可调模板、支撑及固定装置等构成。每节模板由固定模板和抽动模板组成。由于墩所处的位置的不同,我们的翻模分两种情况,一种是受水影响较小或基本不受影响的墩,我们采用钢管脚手架平台;另一种是在河中间,受水影响较大的墩(8#墩),我们采用吊挂脚手平台,吊挂脚手的翻模。翻模由钢模板、支撑、拉杆及支撑杆、工作平台和安全设施等构成。首先进行模板安装,按照设计位置、尺寸校核、调整模板,固定。钢筋在墩位绑扎成型,接长采用搭接焊。混凝土采用泵送至墩顶,溜槽、串筒入模,插入式振动棒捣固。在混凝土顶面预留支撑工作平台的支撑杆。其后进行模板翻提升,解体后的模板用缆索吊机提升,按照安装模板相反的顺序,分组拆解对拉螺栓和模板,缆索吊机提升解体后的底节模板至第三节平台,对模板进行清洁和维修,涂刷脱模剂。于吊挂脚手上对混凝土表面缺陷修整,堵塞拉杆孔眼。最后工作平台提升2 m。
3.2 横联施工
横联施工与墩柱施工同时进行。原计划底层横联用万能杆件支撑在墩承台上,上层横联支撑在底层横联上,但8#墩在实际施工中,底层横联施工时遭遇洪水,支撑横联的万能杆件遭到洪水漂浮物的强撞击后发生移位。洪水期间,支撑无法恢复,于是改为悬吊施工,为防止类似情况再度发生,横联支撑体系做出调整,调整为横联下方相应位置埋设预埋件安装牛腿,搭设梁式脚手平台支撑横联。
3.3 上部构造连续刚构0#段施工
该大桥主跨为72 m+128 m+72 m三向预应力钢筋混凝土连续刚构,中跨支点处梁高8.8 m,跨中及边跨支点处梁高为4.8 m,梁底曲线为圆曲线,其中部分梁段(跨中和边跨支点处)底面为直线段。连续刚构采用悬灌法施工,每个T构对称悬灌16个梁段,其长度分别为:0#段13 m,其余梁段为3~4 m。梁断面为单箱单室变截面箱形,箱梁底宽6.3 m,顶宽11 m。梁体设计为三向预应力,纵向采用12或16束钢绞线,HVM型锚具,横向顶板采用4-7φ5钢绞线,HVM型锚具,竖向腹板采用精轧螺纹钢筋。梁体混凝土为C50级。悬灌梁工艺控制复杂,关键要控制以下几个项目:一是0#段施工,因结构设计上0#段较高,8.8 m,因此,混凝土供应、捣固等成为关键问题;二是梁部悬灌过程中的应力监测和线型控制问题;三是合拢和体系转换问题等。连续梁施工主要包括挂蓝设计安装、0#段及1#梁段施工、悬灌段施工、边跨段施工、合拢段施工及体系转换。
0#段是连续梁悬臂施工的基本梁段,是整个刚构施工的基础。梁顶宽11 m,底宽6.3 m,顺桥向长13 m,高8.8 m,有两道横隔板,混凝土方量525 m3,设计要求一次灌注,施工难度很大。为解决汛期混凝土的垂直提升问题,该桥采用泵送方案,设置栈桥的目的是为支撑混凝土泵的管道以及在汛期施工时的人员上下问题,本桥修建栈桥两处,考虑到汛期漂流物的影响,栈桥底面高于一般汛期水位以上1.5 m,怀化侧从11#墩至8#墩,修筑长度136 m;重庆侧从第六跨跨中到7#墩,修筑长度40 m(如图3)。
本桥采取墩旁托架施工。采用在已成型墩身上埋设预埋件,然后在预埋件上焊接承力托架,在托架上整体一次性立模浇注0#段混凝土。外模采用大块整体钢模板,内模和端模用组合钢模板托架采用2[20对焊,附着墩身高度2 m。根据托架布置形式,每个墩柱上竖向布置两排预埋件,每排六组,合计48个预埋件。预埋件采用20 mm厚钢板组焊。上预埋件面板上留有4根精轧螺纹钢孔眼,下预埋件留有8根精轧螺纹钢孔眼。埋在混凝土中钢板挖孔的目的是为了更好的和混凝土连接成整体。在预埋件外钢板上焊接由[20组焊的托架。在托架上即可进行布设分布梁、组装模板、绑扎钢筋、浇注混凝土等工作。
3.4 悬灌段施工
悬灌段系指中跨的1’~16’#和边跨的1~17#段,悬灌段是整个刚构梁的主要节段,占整个梁混凝土方量的87.3%。因此,悬灌段施工的速度和质量对于刚构梁来说是举足轻重。在悬灌施工中使用菱形挂篮,这种挂篮具有移动方便、作业空间大、模板支立快速等优点,因而大大提高了施工进度,保证了施工质量。0#段施加预应力结束后,在梁段上安装挂篮,然后将底模板、外模板悬吊于挂篮上,形成悬臂施工作业平台,即可在此平台上进行悬臂节段的钢筋绑扎、混凝土灌注、预应力张拉及压浆等工作。主墩顶部13 m梁段施工结束后,将挂蓝走行轨道安装并锚固在梁体竖向预应力钢筋上。同时在加工场地组装菱形挂篮,主要是完成挂蓝的横向连接及加强等工作。1#段及以后的梁段均采用挂篮悬臂灌注。除前面所述每个梁段的混凝土必须在最早灌注部分终凝前一次完成外,更重要的是要确保T构对称灌注。
3.5 预应力施工
预应力筋的下料、编束和穿束,下料前按国家通用标准对材料进行复试,复试合格后才能下料。预应力筋切割用无齿锯为主。钢绞线束不相互缠绕,每隔1~1.5 m用铁丝捆扎一道,距端头2 m范围内每隔0.5 m捆扎一道。编好束后将端头焊在一起,中间1根要长出48 cm,然后将端头打磨成卵形,以便穿入波纹管。穿束前用较预应力束直径大0.5~1.0 cm的通孔器疏通波纹管,再用高压风吹净管内的杂物。穿束时先将导线穿过管道与预应力束连接,然后牵引导线并辅之以推送,将预应力束穿入管道,使两端外露部分满足张拉要求。
钢筋采取梁上绑扎,两次成型。做法是:先绑扎底板、腹板钢筋,安装预应力钢束,待内模支立完成后,再绑扎顶板钢筋,相邻段搭接钢筋用点焊焊牢。在腹板钢筋绑完后,焊接定位网,每50 cm设一道,三维座标控制位置。波纹管的连接一律采用外接,接头必须旋紧、顶死,再用胶布缠绕,露出端模板的波纹管不得少于15 mm,在施工过程中注意保护,不能损坏。在悬灌段预应力施工过程中,由于全面按施工工艺要求张拉,严格进行质量管理,预应力质量得到可靠保证。
4 悬臂施工线形控制及中跨合龙段施工
4.1 大跨度桥梁悬臂施工线形控制技术
本桥属大跨度悬臂灌注施工,施工中梁体线形的控制不仅关系到桥型的美观,更关系到桥梁受力,因此,线形控制历来是悬灌施工的关键控制项目。线形控制技术复杂、难度大,影响因素多,需要考虑到诸如挂蓝弹塑性变形、挂蓝及梁体自重、施加预应力、混凝土收缩与徐变、温度应力、地基沉降、体系转换等各个方面,能否准确预计并及时调整,关系到施工的成败。
(1)墩顶段采用大型型钢组焊成的支架在加载后将产生弹性变形和塑性变形,直接影响梁段的高程,对其采取的控制方法是对托架进行等效预加载来消除其塑性变形,测定其弹性变形,在安装模板时,预抬高底模,抬高值与弹性变形值相等。为了减少托架的变形,我们的托架设计制作时不但保证了托架的强度,而且采用大型型钢,增加了刚度,减少了变形。
(2)对挂篮进行等效预加载消除其非弹性变形,测定其弹性变形,为混凝土灌注前的立模标高提供依据。
(3)严格控制混凝土质量及张拉质量。在预应力张拉过程中,严格控制预应力筋的材料质量,定期校正张拉机具,张拉时采用张拉力及伸长值双控。必须在混凝土达到张拉强度时张拉。在混凝土施工过程中准确控制混凝土的配合比和塌落度等技术参数,进而使混凝土的龄期强度、弹性模量符合设计要求,以保证实测各梁段挠度与理论值相符,以达到线型控制的目的。
(4)精确测量,科学分析。利用微机和线形控制软件对影响梁段挠度的有关因素进行计算作为线形控制的理论依据。用高精度水准仪进行连续刚构的水准测量,通过微机对测量值进行分析,按其分析结果进一步调整梁段的预留挠度值,使连续刚构的线形真正实现“动态”控制。
(5)线形控制软件采用铁一院设计的线形控制专用软件,通过对预应力混凝土结构进行弹性分析和时效分析,计算预应力混凝土箱形连续梁在悬灌施工中内力和变形。
4.2 大跨度桥梁悬臂中段跨合龙段施工技术
下塘口乌江特大桥连续刚构采用轻型菱形挂篮分段悬臂灌注施工,合龙顺序为先合龙中跨,然后向两侧悬臂灌注17#梁段,再在6#墩顶及9#墩顶搭支架灌注19#节段,合龙两边跨梁段形成连续刚构体系。7#敦悬臂施工16’#节段结束后,挂蓝必须后退,否则,8#敦挂蓝不能移动到施工16’#节段位置。7#敦挂蓝后退后,将其侧模拆掉并加工成端段施工用模板。拆掉底蓝并将底蓝后平台拆掉安装到8#敦挂蓝底蓝前横梁下,为中跨合龙段锚固底蓝提供施工平台。8#敦悬臂施工16’#节段结束后,挂蓝前吊杆除最外2根不拆外,其余全部拆掉,然后挂篮前移,带动侧模、底模一起前移,到达设计位置后,将侧模和底模固定到混凝土梁段上。比较合龙段相邻的两个梁端顶面标高误差和中线误差,如果其高差≤15 mm,则着手下一步施工,如果>15 mm,则运行线形控制软件,计算使≤15 mm时的水箱配重所需的重量及布置位置,按运算结果,调整,使其达到要求。经最后测量表明,中跨合龙段标高相对误差4 mm,中线相对误差2 mm,完全符合设计要求。
中跨合龙在夏季合龙,气温较高。合龙前需进行临时锁定。临时锁定为体外锁定,分两部分:一是预顶,二是预拉。预顶即用千斤顶将两个“T”构顶开。预顶锁定有顶推梁和锁定梁,顶推梁的作用是在千斤顶的顶推下将两个“T”构顶开,顶开的作用有两个,一是在夏季高温时刻,混凝土梁热胀冷缩,梁有所伸长,通过顶推将温度升高伸长部分抵消掉,防止温度降低时,混凝土受拉;二是由于梁带有齿块,T构两侧存在这不平衡重,跨中较重,使得梁向跨中侧有所位移,顶推的另一个目的是消除这一部分位移。两个“T”构顶开后再用锁定梁将两个“T”构锁定,然后卸下顶推梁。顶推梁全部在梁混凝土截面内,锁定梁在截面外,梁锁定后,顶推梁全部拆掉,只剩下梁体外的锁定梁,此即所谓体外支撑。预拉即张拉临时锁定束,防止中跨合龙混凝土施工过程中或施工完后,梁底板受拉。临时锁定束为顶板束2-N41,每束张拉力为400 kN,底板张拉束4-N42,每束张拉力为500 kN。2003年7月18日晚23:30开始灌注中跨合龙段混凝土,拌制混凝土时,将混凝土强度提高一个等级,并掺入微量铝粉作膨胀剂,以免新老混凝土的连接处产生裂缝。2003年7月19日早2:00混凝土混灌注完成。混凝土灌注完毕,顶面覆盖海面垫,箱体内外以及合龙段前后1米范围内,由专人洒水养护。中跨合龙段混凝土强度达到设计强度的80%时,预应力束按先顶板后底板、先短束后长束、顶板与底板交错进行、先张拉50%控制应力(预应力束剩余伸长量小于千斤顶最大行程)、第二次张拉至设计控制吨位的顺序和方法进行张拉。
5 结论
大跨度特长桥施工中在梁部开始施工节段,准备工作要充分,详细制定0#段施工作业指导书,从模板的支立到钢筋的绑扎,到预应力管道的埋设以及混凝土各位置的振捣,要统筹考虑,提前考虑。详细的对下交底,及时对施工操作人员进行培训。各种不利情况都要考虑周到,按最不利情况做施工准备工作,要准备双泵管以准备堵管,要准备备用方案以防止在混凝土输送泵施工中损坏等。在大跨径桥梁施工过程中,成立箱梁施工挠度观测组和施工标高控制组是十分必要的,可以系统的收集和整理挠度观测数据,研究规律,及时调整梁段施工标高,从而得到合乎设计要求的箱梁标高,提高箱梁的合龙精度。在各阶段观测的箱梁挠度中,温度的影响显著且不可避免,要观测不同悬臂长度时温度对挠度影响的大小和规律,并在温度影响较小的时间段内进行挠度测量。大跨度预应力连续刚构桥悬臂箱梁施工中,挠度变形有一定的规律性,应以施工阶段作为观测周期,对其进行详细不间断的周期观测,然后进行认真的分析各阶段挠度变形的规律及与设计值的差异情况,并据此进行施工标高的调整,只有这样才能保证成桥的线形。
参考文献
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关键词:旋挖钻桩;护筒;钢筋笼;质量控制
Abstract:Rotary drilling pile with pile forming quality, high bearing capacity, high work efficiency and other advantages in the construction engineering in a wide range of applications. Paper with a warehouse project pile foundation construction examples, mainly introduced the rotary digging drilling technology, and has carried on the research analysis, and discusses the quality control measures in the construction.
Key words:Rotary drilling pile; Protecting tube; Steel reinforcement cage; Quality control
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
随着我国基础设施建设及施工技术的蓬勃发展,旋挖钻孔施工是利用旋挖钻机钻杆和钻斗的旋转,以钻斗自重并加液压作为钻进压力,使土屑装满钻斗后提升钻斗出土。通过钻斗的旋转、挖土、提升、卸土和泥浆置换护壁,反复循环而成孔。旋挖钻机由于成孔作业速度快、质量好、效率高、泥浆污染少等优点,目前在国内桩基础施工中得到越来越广泛的应用。
1工程概况
某仓库建筑面积为1851.23㎡;檐高8.46m;基础为桩基础和独立基础;本工程处于软岩地基,地基采用桩基,桩基施工对软岩地基的扰动破坏不明显,设备基础很多且基础埋深高低不一,使得基坑内局部存在高差。持力层为粉砂岩,地基承载力特征值为280kpa;桩基嵌入持力层≥300mm;回填土压实系数≥0.94。夜间施工扰民不能连续施工。而在工期紧迫的市中心完成如此大的施工任务量,对施工方案及现场管理提出了更高的要求。经项目技术人员多次方案论证,聘请相关专家、设计师现场查勘。经设计师同意改为旋挖钻孔灌注桩。主体为钢结构;建成后主要用于储存工具、五金、管件、劳保、卫生用品等。
2旋挖桩施工工艺
旋挖钻进成孔工艺:旋挖成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层,可采用干式或清水钻进工艺,无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层,或有地下水分布,孔壁不稳定,必须采用静态泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。
1)场地硬化方案。由于场地表层土为耕植土,土的承载力较低,不能满足旋挖桩机安全可靠地进行施工及混凝土罐车进出场地,故在打桩前要对场地进行硬化处理。场地硬化处理采用三七灰土压实的办法。施工流程为:测量放线、场地整平、表层土翻松、布洒白灰、灰土搅拌、压实。
2)桩位轴线和高程控制。桩位放线,按“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样。采用全站仪将甲方指定的轴线控制点和高程控制点引测至施工现场。引测施工现场的轴线控制点时引测至用0.8m的木桩打入泥土内0.5m,在木桩顶面用钉子打入木桩内的钉子上。进行钻孔的标高放样时,应及时对放样的标高进行复核。采用全站仪准确放样各桩点的位置,使其误差在规范要求内。
3)钻机就位。钻机就位时,要事先检查钻机的性能状态是否良好。保证钻机工作正常。
4)钻孔施工。钻机成孔一般为清水施工工艺,无需泥浆护壁;若有地下水分布,且孔壁不稳定,可制作护壁泥浆或稳定液进行护壁。由于本场地7.0~11.0m深度以上为结构及稳定性较好的黄土及粘性土,故在此深度范围以内采用干作业钻孔,在砂层中采用泥浆护壁进行钻进。旋挖法钻孔的基本施工操作方法如下:
钻孔施工时,将钥匙开关打到电源档,旋挖钻机的显示器显示旋挖钻机标记画面,按任意键进入工作画面。先进行旋挖钻机的钻桅起立桅及调垂,即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置,旋挖钻机的显示器显示桅杆工作画面。从桅杆工作画面中可实时观察到桅杆的X轴、Y轴方向的偏移。在钻孔作业之前需要对桅杆进行定位设置,一般情况下,做直孔作业,所以需要对桅杆进行调垂。调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式。在桅杆相对零位±5°范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业;而桅杆超出相对零位±5°范围时,只能通过显示器上的点动按钮或左操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作。操作人员需要通过显示器上的自动定位按钮进行自设定零位,然后再进行相同的调垂操作。钻孔时通过显示器按钮直接进入主工作界面,然后进行钻孔作业。钻孔时先将钻斗着地,通过显示器上的清零按钮进行清零操作,记录钻机钻头的原始位置,此时,显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字,操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置,从而操作钻孔作业。在作业过程中,操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示一一动力头压力,加压压力、主卷压力,实时监测液压系统的工作状态。开孔时,以钻斗自重并加压作为钻进动力,一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度,长条形柱动态显示钻头的运动位置,孔深的数字显示此孔的总深度。当钻斗被挤压充满钻渣后,将其提出地表,操作回转操作手柄使机器转到土方车的位置,将钻渣装入土方车,完毕后,通过操作显示器上的自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置,或通过手动操作回转操作手柄使机器手动回到钻孔作业位置。
为了节约用地,不断有高层建筑出现在建筑密集地带。建设场区狭小,给工程施工留有的空间很小,在高层基坑开挖时,对周围建筑物的影响就必须给予更加重要的考虑。逆作法是一项新兴的基坑支护技术。实践证明,利用逆作法施工高层建筑多层地下室,和其他多层地下结构的具有良好的经济效益和社会效益。
关键词:高层建筑 逆作法施工施工技术
中图分类号: TU208 文献标识码: A
前言:
逆作法技术不是一项单纯的施工技术,它要求将地下结构设计与施工设计紧密结合在一起。本论文对逆作法施工工艺的具体应用进行了介绍,详细说明了逆作法的效果,重点研究了地下水平支撑体系和竖直支撑体系的设计与施工,在逆作法施工中,地下连续墙和支撑立柱共同构成了地下结构承载体系。地下连续墙和立柱,既是施工过程中的临时支护体系,同时又要作为地下结构的永久结构体系,因此逆作法设计不仅是施工设计同时也是结构设计,两者必须紧密结合。地下连续墙在逆作法施工中既是挡土墙又是结构墙和防水墙,“三墙合一”。
一、逆作法的分类
按挖方时是否同时浇灌地下室各楼层板,逆作法施工分为封闭式逆作法(全逆作法施工)和敞开式邀作法(半逆作法施工)施工两种。封闭式逆作法的施工按施工导柱及导柱基础的形式,可大致分成五类。
1、利用深基础的逆作法
利用深基础的逆作法就是先在导柱的位置挖桩孔,使之达到设计标高,然后利用提升钢模工艺,浇灌地下室混凝土导柱或在挖孔桩内插入钢结构导柱,并沿其向下逆作施工。为防止钢制导柱被压弯,可在导柱与深基础之间用沙子、砂砾和水泥拌合等填充。对于易产生隆起的软弱粘土,应尽量地避免采用此法。另外,因为作业人员要下孔作业,应对涌水、缺氧、有害气体等采取必要的防范措施。
2、利用大直径墩的逆作法
利用一台大直径钻机先在每根柱子下方施工导柱基础,然后插入钢结构导柱或用提升钢模工艺浇灌地下室混凝土柱,尔后向下进行逆作业施工。当采用钢结构柱时,可以在地面使用微调柱芯方向和高度的专用机具,以调整导柱的位置。
3、利用灌注桩的逆作法
利用与全套管灌注桩相同的施工工艺同时施工桩基和地下部分导柱,并将混凝土打到第一层楼板的一种方法。此法作业人员原则上可以不下到桩孔中,与深基础工法相比,安全性好,但是,难于在地面上确保导柱的垂直性,事后也难于修正。这一工法最具代表性的是预压桩柱工法。
4、承托主体结构的逆作法
该做法是完全将承托主体结构的支柱当作临时构件施工,主体的结构柱另行施工。支承主体结构的支柱一般设置在主体柱的对角线上。临时支柱可以根据结构规模、锚固部位的土质不同,分别采用工字钢、H型钢,现浇混凝土柱。
5、悬吊工法
该工法系利用在地下主体中临时拼装的斜撑,将上部结构荷载传至外侧的挡土墙,当不能单用挡土墙支承上部主体荷载时,可在中央部位架设支柱,本法可用于小规模的工程现场。
二、逆作法施工技术的历史与现状
随着国民经济的发展,我国一些城市高层建筑越来越多,建筑物基础也越建越深,对深基坑的开挖支护技术也提出新的要求。1990年以前高层建筑较少,基础开挖深度较浅,所以基坑支护多以放坡开挖或悬臂式支护为主。1990年以后高层建筑逐年增多,基坑开挖也逐渐加深,一般为2一3层地下室,这时基坑的支护再以放坡开挖或悬臂式支护已不再经济并难以满足要求,所以多以地下连续墙桩锚支护或墙锚排桩支护为主,桩锚支护或墙锚排桩支护在技术上虽然安全可靠,但工程造价较高。到了1994年以后,随着高层建筑的日益增多,对基坑支护技术的要求也越来越高。在技术上不仅要安全可靠,而且要求经济节约。从而出现了土钉和土钉墙加预应力锚索综合技术。土钉和土钉墙加锚索综合技术的出现为深基坑的开挖带来巨大的经济效益和社会效益。因为它不需要单独的施工工期,可以与挖土同步施工,所以施工速度快,而且经济。一般其单位工程造价仅为桩锚支护工程单位造价的1/2~1/3而且在技术上安全可靠。所以1994年以后在基坑支护工程中出现土钉支护已占主流,约占总基坑支护工程的70%以上。尽管土钉支护技术有很多优点,但是该项技术也有一定的局限性和适应范围,例如在淤泥、砂层以及地下水位较高的土层就不宜应用,否则就会失去该项技术的优越性。所以,在不同的工程地质及水文地质条件和不同周围环境条件下,选择不同的支护方案是重要的,不管是桩支护,还是桩锚支护,或是土钉墙支护都有它的优点和局限性,只有对这些技术的深刻理解及合理运用才会收到好的效果。否则就会犯原则性的错误,将会给工程造成不应有的经济损失。近年来随着深基坑开挖工程的逐渐增多,深基坑支护技术有了很大的发展,逆作法就是一项近几年发展起来新兴的基坑支护技术。
三、逆作法工作机理
逆作法施工是一个分步的施工过程,结构的主要受力构件兼有临时结构和永久结构的双重功能,其结构形式、刚度、支承条件和荷载情况随开挖过程不断变化,结构受力不仅与施工方法、开挖步骤和施工措施关系密切,而且荷载效应存在继承性,即这一施工过程在结构中产生的内力和变形,是前面各施工过程受力的继续,使用阶段的受力是施工阶段受力的继续。在逆作法中地下结构外墙同时作为基坑围护挡土墙,地下结构各层楼板结构同时作为水平支撑,地下结构的部分竖向构件(结构柱和桩)同时作为底板浇筑前的竖向支承构件。这三部分构件的共同作用完成了地下结构的逆作法施工。地下结构外墙作为施工阶段的挡土结构主要承受横向荷载,同时也承受水平构件传来的竖向荷载,横向荷载通过水平楼板结构承担,而竖向荷载在结构内部的竖向构件和外墙之间分配。在基础底板施工后,由于底板的调整分配作用,竖向荷载在外墙和桩基之间进行分配。地下结构水平构件作为支撑的设计,应充分考虑水平支撑在基坑开挖过程中的受力特点:在满足主体结构要求的同时,选择合理的结构形式;在保证竖向承载的同时,满足水平方向的承载能力。由于地下结构水平构件作为支撑的支撑刚度远大于临时支撑,逆作法的基坑变形较小,因此宜采用静止土压力设计计算作为支撑的水平构件。逆作法中竖向构件的设计应在主体结构竖向构件设计的基础上,满足在基础底板完成前上部结构的施工层数要求。由于基础底板尚未形成前,竖向构件均为单独受荷,因此应提高该阶段竖向受力构件的安全度。同时应注意在逆作法的基坑开挖和形成结构过程中,由于垂直荷载的增加和土体的卸载,将会影响边墙和内部一柱一桩等竖向构件沉降的差异,因此而产生的对结构体系的影响比顺作法严重得多。竖向支承系统过大的差异沉降,不仅会在水平构件中产生较大的附加应力,而且会给节点连接带来困难,设计中应给予充分考虑。在对逆作法主体地下结构与围护结构的结合进行整体分析的同时,应对逆作法中的施工问题给予充分考虑。
四、逆作法施工程序
逆作法的基本施工程序见图1,其具体过程为:
1、按基础面积,先施工四周的支护结构,支护体系采用地下连续墙或排桩支护,排桩采用冲孔桩、钻孔桩或挖孔桩等。
2、再施工挖孔桩。基础若是桩基采用上述排桩施工的方法,基础若是天然地基可采用挖孔墩。中间支承柱目前在逆作法施工时大部分是临时采用钢管柱或型钢柱(宽翼面工字钢)支承,挖土完成后再作外包混凝土。当采用挖孔桩时可支模采用钢筋混凝土柱。
3、利用地下室一层的土方夯实修正后作地模,浇灌地下室一层的顶层钢筋混凝土梁板,并在此层预留出挖土方的出土洞若干个。
4、进行地下室一层土方的推土、挖土和运土到室外卸土区。
5、重复程序3进行地下室二层梁板混凝土的浇筑,同样要在楼板中预留出土洞。
6、重复程序4进行地下室二层的土方外运。
7、重复程序3、5进行地下三层的梁板混凝上的浇筑。同样要在楼板中预留出土洞。.重复程序4、6进行地下室三层的土方外运。
图 1
采用逆作法施工工艺有两个最基本的特点:
1、其施工用的围护结构应该是永久性的(但也有采用临时性支挡结构),而且是作为建筑物主体受力结构的一部分,所以,一般是地下墙作围护,并于内部施工时再复以内衬,成为一共同受力的复合结构。
2、地下室工程由上而下进行地下工程的结构施工,同时,由下而上进行地上工程的结构施工,其作业程序见图1。但是各种逆作法的施工程序有所不同。
全逆作法可按下述步骤施工:
2.1、沿地下室四周用排桩或地下连续墙作围护结构;
2.2、当地下室底板是建立在群桩基础上时,先进行桩基施工
2.3、在地下室各柱子的截面中心处作支撑各层楼盖的临时立柱及其
基础;
2.4、利用地模或其他支撑方法浇筑地下一层的顶盖梁板混凝土,顶盖支撑于临时立柱上并通过边梁与四周的围护结构连结,形成第一道水平内支撑;
2.5、挖除顶盖下面地下一层的土方;
2.6、利用地模或其他支模法浇筑地下二层的顶盖梁板混凝土,顶盖支撑于临时立柱上,形成第二道水平内支撑;
2.7、若地下室仅两层,则浇筑底板混凝土,然后浇筑侧墙混凝土和
叠合柱子的外包混凝土,完成地下结构施工;
结束语:
总之,逆作法施工技术是一项全新的施工工艺,其节约施工场地、加快施工进度、降低工程成本,并且该技术对基坑以外的周边环境影响甚小。随着科学技术的进步特别是计算机技术的普及和发展,新的机械设备和仪器的广泛应用于工程项目上,施工能力和精度及施工组织协调能力大大提高,保证了逆作法施工技术日益走向成熟并得以大力推广。
参考文献
关键词:土木工程 施工技术
Abstract: This paper discusses the current situation of the development of civil engineering technology in China, the related technical problems in civil engineering is discussed, hoping to improve the technical level of civil engineering in china.
Keywords: Civil Engineering Technology
中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:
土木工程施工技术的特点:
随着经济和科学技术的发展,新材料、新结构不断出现,大规模、技术复杂的土木工程结构也越来越多,施工技术也相应随之不断发展。我国正处在经济高速发展时期,工程建设数量多,规模大,促进了我国施工技术的发展。由于土木工程的特点,决定了其生产组织与一般的工厂生产组织不同,每项工程都需要根据工程性质和特点,单独进行施工组织,施工组织是否科学合理直接影响到工程项目的成败,一般来说,土木工程施工具有如下特点:固定性和流动性:流动性包括施工队伍的流动和在同一工程上工人在作业空间上的流动;多样性和单件性:工程各不相同,完全一样的工程几乎没有庞大性和协作性、综合性:需要建设、设计、施工、监理、材料供应商等多家不同单位配合协作完成;复杂性和易受干扰性:技术、管理复杂,易受气候、周围环境等外界因素干扰;投资大、生产周期长。
二 、熟悉土木工程施工管理.技术管理
(一)项目技术负责人,负责实施技术岗位责任制度和技术披露制度,每一个程序前必须进行技术澄清,填补了技术交底记录。
项目经理举办专业工程师完成施工日志。”项目经理应被记录并保存详细的日志,日志的建设包括以下几个方面:网站建设,网站的一些建筑,混凝土施工队伍,负责人在现场,建筑材料和设备,根据情况。操作方法或技术交底,气候,施工现场的检验和测试状态及建设中的问题。
(二)工程建设过程中,项目负责分配劳动力从现场,进度管理,使用机械和施工安全工作,并保存相关记录。项目经理是负责每周举行定期会议。总结上周的工作进度,发现实际进度与计划工程之间的差距,安排本周工作。项目总总结上周的施工质量。下一步,质量管理的建议和要求。
(三)在建设过程中,执行自检。互检。交接检验,检验的特殊系统,施工队质检员自检合格的每个程序,填写后自检表,由相关行业监测后认可的项目检查,审查,检查合格,执行程序。不合格的程序必须返工前再验收合格,可执行程序,该项目通过建立检查制度,完整的质量检查表,工程质量和加强控制混凝土浇筑混凝土施工,必须填写。
施工过程中的设计变更,由专业工程师负责。根据质量计划[合同变更管理”部分的规定,及时传达给各出口业务及相关建筑队。
三、施工技术分析与研究
施工技术无论是在设计阶段还是在施工阶段,都具有非常重要的作用,往往决定设计者设计思想的实现与否。就施工本身而言,任何一个工程项目,其施工过程都受到地质条件、材料性能、荷载条件、现场条件、资源状况和气候条件的限制。要想发展新型的施工技术,必须从这些限制方面着手,突破制约,实现优化。下面仅针对深基坑支挡技术新发展和新型预应力技术两方面进行探讨。
(一)、深基坑支挡技术发展。由于高层建筑的发展、抗震与人防的需要和地下空间利用的需求,再加上大型深埋设备基础的施工,深基坑支挡问题越来越多。在这些需求和障碍的促进下,深基坑支挡技术在下面两个方面得到了较大的发展,实现是施工技术的革新。
桩、桩———锚支挡体系。对于开挖深度大、坑壁土质差的情况,通常采用灌注桩———预应力锚杆体系。引进的套管水冲法成锚工艺适用于地下水位上下的各种类型的土层,但效率不尽人意。
支挡与承重结构一体化。用于临时支挡的桩或者地下连续墙和永久性的柱、地下室墙一体化后,施工速度得到提高,投资效果得到加强,资源得到节约,得到良好的技术经济效益。另外,钻孔灌注桩施工中更加先进的施工工艺———旋挖已经投入使用,使成孔质量得到保证,减小认为不确定因素对施工质量的影响。
(二)、新型的预应力技术。体外预应力作为后张预应力体系的重要分支之一,是预应力施工技术的发展和革新,是近年来的热点。体外预应力现阶段主要应用在特种结构、预应力混凝土桥梁和大跨度建筑工程结构中,形成了两种主要体系。体系一是有粘结体外预应力体系,优点是预应力摩擦损失小,因为孔道管在结构体外,容易检查和控制管道的铺设质量及其水密性; 体系二是无粘结体外预应力体系,优点是可采用单根张拉工艺,易于操作,且单根无粘结筋的摩擦损失极小。体外预应力相对于传统预应力体系有很多优点,对工程经济效益有积极影响。
(三)灌注桩施工与墩式基础施工
1、 灌注桩施工:用机械或人工在施工现场的桩位处进行成孔施工,然后将绑扎好的钢筋笼放入孔内,最后浇筑混凝土而成的一种桩基施工方法。其主要特点有: 施工时振动小、噪声低,且能较好地适应地层的变化,但对施工工艺要求较高,施工后混凝土需要较长的养护且不能立即承受荷载。
2、 墩式基础施工:因地形条件或桩径要求,使用人工或机械成孔后浇筑混凝土(或者放钢筋笼、浇筑混凝土)而成的大直径基础。目前,在我国该项多用人工挖孔,故又称大直径人工挖孔桩。其主要特点有: 岩石或坚硬土层为端部的直接支撑,桩身强度和刚度都很大,同时具有较大的承载能力。
3、沉井基础施工
沉井是由井壁(侧壁)、刃脚、凹槽、地梁等组成组成的呈矩形或圆形的半封闭式钢筋混凝土结构,多用于重型设备基础、桥墩、水泵站、超高层建筑物的基础等,施工过程:将位于地下一定深度的建筑物或建筑物基础,先在地面以上制作,形成一个上、下开口钢筋混凝土井状结构,然后在沉井内不断挖土,借助井体自重而逐步下沉,下沉到设计标高后,进行封顶,构筑井内底板、梁、梯板等构建,最终形成一个地下建筑物。
4、 预应力混凝土施工
预应力混凝土是为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现,充分利用高强度钢筋及高强度混凝土,设法在混凝土结构或构件承受使用荷载前,通过施加外力,使得构件受到的拉应力减小,甚至处于压应力状态下的混凝土构件。预应力混凝土结构的截面小、刚度大、抗裂性和耐久性好,能充分发挥钢材和混凝土各自的性能,在土木工程中得到了广泛的应用。其施工方法主要分为先张法和后张法。
4.1、先张法施工: 在浇筑混凝土构件前进行预应力钢筋张拉的一种施工方法。其主要施工过程为:浇筑混凝土构件前,对预应力钢筋进行张拉并将张拉后的钢筋临时锚固在台座或钢模上,然后实施混凝土的浇筑过程,待混凝土到达一定强度后放松预应力钢筋,借助预应力钢与筋混凝土两者之间产生的粘结力,到达产生混凝土预压应力的效果。
4.2、 后张法施工:是一种先制作混凝土构件后进行预应力钢筋张拉的施工方法。其主要要施工过程为:在浇筑混凝土构件时预留张拉孔道,待混凝土达到一定强度后将钢筋拉近孔道,借助张拉机具对预应力钢筋进行张拉,然后用锚具将预应力钢筋锚固在构件端部,最后进行孔道灌浆。
四、结束语
一项工程的顺利施工依赖于多种因素。在土木工程的施工过程中,加强深基坑支护技术、钻孔灌注桩基础技术、钢筋机械连接技术、高性能混凝土、计算机控制技术等技术方面要严格把控,才能够不断的提高土木工程的施工质量。总之,土木工程施工技术在近十年虽然有了飞速发展,但是土木工程施工至今仍以手工操作、半机械作业为主,劳动效率远低于其它产业部门,还属于劳动力密集型产业,现代土木工程施工技术的发展方向,除了要有满足当前土木工程建设需要而与之配套的施工技术,还要向高效率,高质量的方向发展。
参考文献
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[5]董定邦.加强建筑施工技术管理提高企业效益[J].岩土工程界,2005,(3).
【关键词】轨道交通;桩基;托换顶升;安全控制
引言
随着国内城市轨道交通工程的大力发展,工程实践中经常遇到轨道交通工程和既有结构物基础有影响的情况,必须采取合理可靠的技术措施[1-2]。其中基础托换作为一种科学经济的方法,在工程中应用越来越多[3-4]。论文将详细介绍实际工程中立交桥桩基础托换技术的实施方案、施工步骤、关键技术和施工监测等情况。
1工程概况
某轨道交通2号线紫阳站~五里亭站区间范围内,五里亭立交桥墩桩基侵入隧道范围,为避让五里亭立交隧道左右线分开,右线以R-350曲线下穿五里亭立交一处桥墩,后经R-450曲线接至五里亭站;左线以R-2000曲线下穿五里亭立交两处桥墩,后经R-2000、R-1200曲线接至五里亭站。调整后隧道和原五里亭立交桥梁桩基有3处需进行托换施工,需要对侵入隧道的3个承台进行托换,托换施工示意图如图1所示。在区间隧道外新建钻孔灌注桩及承台,利用搭设于新建承台(E匝道113墩需增设临时承台)上临时支撑体系实现体系转换,拆除原有桥梁下部结构,拔除障碍桩基,原状恢复下部结构(含承台后浇段),拆除临时支撑体系,完成整个托换施工。根据区域地质资料及勘察成果,场地附近存在前第四纪以来的不活动断裂和晚更新世的活动性较微弱断裂,场地为可液化场地,场地内存在地面沉降、地面塌陷发生的可能。地层从上到下主要为:杂填土、淤泥、淤泥夹砂、淤泥质中细砂、中细砂、粉质黏土、中粗砂、卵石(见图2)。
2桩基托换顶升施工过程及施工难点
托换施工的主要步骤如图3所示。本工程托换施工的主要安全风险为托换施工是否对现有桥梁造成损伤,故顶升、第一次体系转换和落梁、第二次体系转换的安全控制尤为重要,文中重点介绍顶升体系转换施工的安全控制。为保证地铁施工的同时立交桥正常使用,针对现场实际情况,结合被托换立交桥的设计,考虑到既有立交桥桥墩基础桩对变形要求较高,采取主动托换方式和门字架托换体系。
3顶升体系转化施工
3.1顶升设备1)主要设备控制系统。PLC同步顶升控制系统(见图4)由液压系统等几个部分组成。液压系统由计算机控制,可以全自动完成同步移位,实现力和位移控制、操作闭锁、过程显示故障报警等多种功能。2)位移控制及设定。针对桥梁情况,确定相对位移限值为2mm。3)千斤顶布置。千斤顶采用YZL150-100型自锁式千斤顶,行程10cm,最大吨位150t。每个桥墩采用4个千斤顶顶升,千斤顶支撑于桥梁斜腹板处,与箱梁间设置橡胶垫。千斤顶和临时支座布置示意图如图5、图6所示。3.2顶升体系转换流程整个顶升体系转换过程为:同步顶升至主梁脱空——利用自锁式千斤顶支撑梁体——安装临时橡胶支座(安全备用支撑)——既有桥梁下部拆除——拔桩——新建桥梁下部结构——安装永久支座——拆除临时橡胶支座——千斤顶回落——完成体系转换。3.3顶升施工3.3.1预顶顶升装置检验合格后,为了确保整个顶升施工系统的正常工作状态,正式顶升之前应进行预顶加载,千斤顶必须按设计的行程同步顶升,预顶按压力和位移双向控制,并以压力控制为主,同时观测梁体起顶高度和千斤顶的起顶力,起梁速度控制在每3min/mm左右。预顶为正式顶升提供梁体实际重量,结构位移等情况。为保证顶升过程的同步进行,在顶升前应测定每个顶升点处的实际荷载,称重时依据计算顶升荷载,采用逐级加载的方式进行,每一级加载,需对支架支承系统的沉降、变形进行检查和记录,对各个千斤顶的位置、支撑架、传力设施的固定和位置情况进行逐项检查,如有问题立刻调整,再重复上一步操作,直到支座不再受力,停止预顶。每一级加载,通过反复调整各组的油压,可以设定一组顶升油压值,使每个顶点的顶升压力与其上部荷载基本平衡,需用百分表测定其行程并判断梁体是否脱离支座,根据各个千斤顶的压力值计算得出梁体实际重量,将每点的实测值与理论计算值比较,计算其差异量。3.3.2正式顶升根据称重的结果,确定预设荷载,重新确定千斤顶的个数和吨位。按预设荷载进行加载和顶升,监测各观测点数据,比较实测数据与理论数据的差异,分析若有数据偏差,应及时进行调整。为消除新加托换桩的变形,并检验新建承台承载力及节点连接性能,对托换体系分级施加预顶荷载,分析同步监测数据,动态化指导预顶力的荷载施加。托换桩支架千斤顶同步,可分10级加载,每级加载持荷10min,预顶力达到设计值后稳压30min,并打紧钢楔,同时监测托换体系构件的变形。预顶施工完成,由监测数据确定托换体系稳定后方可抽出原有支座,并落梁至临时支座[5]。3.4安装临时支座顶升完毕后,关闭千斤顶锁定阀门,安装d400×69橡胶临时支座。在安放支座前,还应对支座位置进行十字定位,保证支座更换后位置准确。3.5回落新的永久支座安装完成后,控制顶升系统逐渐下落,落梁控制与顶升相同。打开千斤顶锁定阀门,同步缓慢回落梁板至安装好的支座,详细检查垫石及支座,确认压紧密贴、位置正确后,撤除顶升系统。在各部工序中,应派专人对起顶梁体等有关构件进行观察,发现任何异常,均应立即停止操作,找出原因并解决问题后方可继续操作。
4顶升过程安全监测
实时监测是保证桥梁结构安全的重要环节,监测工作要贯穿于顶升、持荷和落梁的整个施工过程中。根据设计要求,桩基托换过程中监测的主要内容有:被托换桩上部桥梁线型监测;托换梁应力及挠度监测;被托换桩上部桥墩竖向位移监测;新桩与托换梁之间位移监测;桥墩倾斜监测。4.1监测项目的警戒值匝道桥连续梁桩基沉降值≤5mm,同一跨相邻桩基的沉降差≤2.5mm,相邻桩基沉降差≤4mm;沉降速率≤2mm/d,同一跨相邻桥桩基沉降速率差≤1mm/d。4.2监测点布设根据既有立交桥的结构特点,主要监控内容如下。1)各顶升点处梁体的竖向位移及纵向位移和横向位移;2)各主梁端部,横隔板顶面,底面及桥面板的应力;3)梁肋竖向裂缝及梁端附近斜裂缝的发展情况;4)对伸缩缝、桥面铺装进行外观检查,并观测伸缩缝的伸缩变形情况;5)对于已建成的桥梁,各跨梁体在同步顶升抬高过程中,必然会对如伸缩缝、管线、防撞护栏等构造物产生影响,因此在顶升之前需要详细调查、确保施工工程和结构的安全;6)千斤顶预顶过程中,加强对原桩、托换桩及高架桥的沉降监控和托换梁变形、裂缝发展情况的监测。4.3监测频率对托换基坑正常情况下监测的频率:2次/d;预顶过程中4次/d;特殊情况下连续监测。托换完毕一年后,仍对桥墩进行沉降监测。第一周,监测频率为每天一次,第二周为每两天一次,直至沉降稳定,监测数据及时反馈。4.4监测结果监测结果表明:立交桥监测项目均控制在设计允许范围内;桩基托换完成后立交桥的检测结果为:该桥工作状态正常,技术等级评定为“合格级”,桩基托换施工前后无异常状况[6]。
5结语
托换技术是对既有结构的一种局部改造,实施过程中应最大限度地降低对既有结构的影响,本工程在关键工序的施工中,认真组织,顺利完成了这一技术含量高、风险大的转换施工,监测反应各项监测项目警戒值均在受控范围,确保了地铁2号线按计划施工,也为今后类似桥梁结构托换施工起到指导和借鉴作用。
参考文献
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【关键词】桥梁基础;地基承载力;管柱基础; 沉井基础
【正文】
1、 地基承载力的探讨
在任何情况下,基础的破坏及失效都是不允许发生的。相反,盲目保守加大费用也是不能接受的。因此,基础的设计基础类型选择最基本的准则就是科学地最大限度地谋求安全、适用、经济三者矛盾统一。 基础设计是一项含有地基岩土变形的结构设计。它与一般结构设计的不同之处表现在地基与基础的共同作用问题上。即基础的应力与变形的大小,不仅随着上部结构所传来的荷载的大小、方向与性质而变,而且还随地基的反力分布、沉降大小、均匀与否而改变。所以,从理论上说,地基和基础应视为一个共同作用的整体,不能分割孤立的进行设计。但工程实践也证明,多数的情况下,把地基与基础分开来计算并不会带来不能接受的误差。因此,现行的设计准则为:若非特殊要求,均可认为,将地基与基础分开来计算是允许的。但对它们之间的互相作用影响关系,则必须予以考虑并加以正确处理。
2、 明挖基础
又称为扩大基础或直接基础。明挖基础多以石砌、混凝土或钢筋混凝土建造。其平面形状分为圆形、矩形、圆端形、八角形、T形和U形等等。明挖基础的厚度除了要求保证地基有足够的承载力以外,还要求基础底面低于冲刷线和土壤冻结线,以保证桥梁不受冲刷及冰冻害影响。地质良好的无水地段,可采用除去表土,整平地基的方法,以便于修建基础;有水地段可以根据水的深浅,分别采用土、草袋或者打桩等办法,筑成围堰,然后抽去积水,以便修筑基础。地质不良地段可采用更换填土,或者用物理、化学方法加固地基。明挖基础由于施工简便,传力作用明确并且能直接观察到地基原貌,因此不但用于中、小桥梁,而且正在逐步用于一些大桥,并在施工技术上有了许多发展。
3、桩基础的概述及其适用条件
桩基础是指桩体外壁与其周围土壤的摩擦力或桩尖的承载力来传递力的基础。这种基础主要由承台和桩群组成。
3、1预制钢桩的特点
钢桩重量轻、强度大、能经受锤击等重压,但在水中和地基内容易腐蚀。钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩使用较为广,截面形状也有多种,最常用的是空心圆形桩。这种桩直径小的可称为管桩,直径大的可称为管柱。预应力混凝土桩较钢筋混凝土桩强度更高,受锤击不容易开裂,水密封性好,能够防止钢筋生锈,且能够最大程度节约钢材。近几年来,出现了用空心圆形桩建造桥墩。这种桥墩是把部分空心圆形桩埋入地基,部分伸出地面作为墩身,然后在桩柱顶上修筑承台,直接支承桥的上部结构。采用这种桥墩的桥梁不仅外形轻巧美观,且较传统重力式桥墩节约圬工量60%。
3、2桩基础施工方法的选择
打桩施工方法有很多,常用的有震动法、锤击法和埋入法。我国大多采用震动法,即用震动打桩机进行打桩,同时在空心圆形桩的管壁内外采用射水、吸泥等措施辅助钢桩下沉。埋入法就是先钻孔或挖孔,然后埋桩。就地灌注桩也称为钻孔桩。就地灌注桩的基本施工方法是先钻孔或挖孔,待孔成型以后,下钢筋笼和灌注混凝土。这种方法施工快、造价低、设备较简单。
4、管柱基础的应用
直径较大的空心圆形桩柱称为管柱,用管柱修建的桩基础,称管柱基础。管柱基础适用于深水、无覆盖层、厚覆盖层、岩面起伏等大的桥址条件。管柱能够穿越各种土质覆盖层和溶洞,支承于较密实的土上或岩石面上。一般采用预应力混凝土管柱。
管柱通过覆盖层下沉到基本岩层,然后再在管柱内用大型钻机钻岩达到必要的深度后,放置钢筋骨架,灌注水下混凝土,使管柱在岩壁中锚固。管柱基础能够达到气压沉箱所不能达到的水下施工深度,可避免在水下和高气压条件下作业,有利于工人健康,而且不受洪水季节的影响,可以常年施工。因此管柱基础应用更为广泛。
管柱基础的结构构造示意图
5、沉井基础
又称开口沉箱基础,由开口的井筒构成的地下承重结构物。多为深基础,适合用于持力层较深或河床冲刷较严重等水文地质条件,具有很高的承载能力和抗震性能。这种基础系由井筒、封底混凝土和预盖等组成,其平面形状可以是圆形、矩形或圆端形等等,立面一般为垂直边,井孔可分为单孔或者多孔,井壁为钢筋、木筋或竹筋混凝土,甚至由刚壳中填充混凝土等筑成。
若为陆地基础,在地表建造,从取土井排土来减少刃脚土的阻力,一般借自重下沉;如果是水中基础,可采用筑捣法,或浮运法建造。在下沉过程中,如果侧摩擦阻力过大,可采用高压射水法、泥浆套法或井壁压气法等加速筒体的下沉。 沉井基础的采用十分广泛,它可以贯穿各种土层,并将井底落于岩层或承载能力稍高的硬层。施工机具并不复杂。
优点在于:①沉井制造是在地(水)面以上进行,结构的质量能保证;②结构的整体性高,刚性大,若遇船舶撞击,桥梁不易损坏。
缺点在于:①工程数量较大 ②灌注水下混凝土时,清基工作较难保证③施工中纠偏难度较大,费工、费时
5、1筑岛沉井
在水深和流速都不大的地方,可以在水中直接用沙土(或者在草袋围堰内)筑岛;若水深较大,则可以用钢板桩修建一个圆形围堰,在围堰中填沙成岛。在沙岛表面制造沉井。
5、2浮运沉井
在水情稳定的地方,如果水深较大,可以在桥址之外将沉井底节预先做好,再拖运到桥址,加重,使其落到河床底,这就是浮运沉井。为使沉井能浮运,可以有以下三种办法:①在刃脚处加一临时底板,在运到桥址后则拆去该底板;②仅按井壁、隔墙内外表面用薄层板做成一空壳,使其能浮运,拖运到桥址后,向壳内加水,即可下沉;③在各个井孔设置钢气筒,向气筒内注入压缩空气将水驱除,即可增加浮力并浮运到位;随后再让空气排出,即可下沉
5、3气压沉箱基础
沉箱是一有工作室的箱形构造,下面没有底,室的上面设有顶盖,可以让压缩空气进入室内,并将水排到室外,在室内挖土;箱壁下端是刃脚,可以让箱脚进入土内。为了安装气筒和管路,顶盖上需要设孔。气筒可以向上接高,其上端需设中央气闸、人用变气闸及料用变气闸。人用变气闸的作用,一是逐步改变闸内气压,使工人能够适应;二是防止在工人进出气闸时,压缩空气外泄。另外,在顶盖以上,在沉箱周边应设围堰,以资防水,在堰内灌注墩台身部。下图是沉箱示意图(由于沉箱的特点是让工人在压缩空气中工作,沉箱又叫气压沉箱)。
6、基础类型选择的原则
6、1梁类结构桥的基础
当地基的承载力较高或者相当高时,适宜用平底基础。常用的平底基础是浅平基、沉井基础、气压沉箱基础。但当土层较厚、其摩阻力可以利用时,可以用打入桩或钻孔桩基础;当土层较软时,但其下有硬层可以用作为持力层时,适宜于用钻孔桩基础;如果其下的硬层是岩石,则宜于用嵌岩的管柱。对于这些桩类基础,若能用高桩承台以及斜桩,其工程数量将有显著的节省。现今只是打入桩可以打斜桩。
6、2 水下基础类型的选择
一般根据:1环境条件; 2地质条件;3结构体系及荷重性质;4水文条件; 5施工条件等诸因素。并经过综合考虑和反复论证以后才能加以确定。因为水下基础类型不仅关系到造价的高低、工期的长短,而且还关系到施工的难易程度甚至成败。
【参考文献】
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