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二、發掘了優秀專業人才
石油工程設計大賽以專業發展的最新方向和理念為基礎,緊密聯系石油企業實際狀況,對參賽隊員在學習、應用、策劃、合作、協調組織等能力方面提出了更高的要求。該大賽為學生提供了能施展才能的空間和科學實踐的平臺,激發了學生的求知欲和創造欲。通過大賽既考驗了學生堅忍的意志、無畏困難和團結協作的精神等優秀素質,也檢驗了學生的創新思維和工程意識。大賽對學生意志的磨煉和專業素質的培養是課本上沒有的,是課堂教學所不能替代的。因此通過石油工程設計大賽,一部分研究生和大學生中的精英將脫穎而出,并被行業廣泛關注,為優秀人才的選拔提供一定的依據。
三、改善了傳統教育模式
石油工程設計大賽有利于改善傳統的教育模式。在高等教育中一直存在重視書本知識的課堂傳授,而忽視實驗和實踐教學活動,限制了學生的創新能力和工程意識的培養。然而,石油工程類專業與工業實際聯系非常緊密,須大力培養學生的創新能力和工程意識,石油工程設計大賽則有著常規教學所不及的培養功能。大賽要求每個參賽組由3~5名學生組成,學歷構成不限,可跨學校、跨學科組隊,能有效促進學生綜合素質和高校培養質量的提高,引導和帶動了卓越工程師的培養,開辟了石油工程類專業創新人才培養的新途徑。
四、促進了學風、學科和專業建設,提高了教學質量
石油工程設計大賽要求學生具有扎實的專業知識、創新的思維能力和實事求是的態度。學生為了適應大賽的要求必須認真仔細的學習和查閱相關專業知識,學風會自然改善。大賽緊貼生產實際,展現專業發展的方向,對學科和專業建設也起到推動作用[2-3]。1.推動了專業課程定位大賽為高校接觸和了解石油企業提供了紐帶作用。在大賽的參與過程中,高校可以更加深入的了解石油企業對技術、崗位需求和市場變化情況等,從而更加科學合理對相關專業課程進行定位。2.利于課程內容的選擇與組織石油工程設計大賽設置的一大特點就是:“以專業發展為導向,貼近石油企業生產實際”。比賽的設置與企業生產實際緊密結合,這就要求對專業課程內容的選擇和組織須以實際生產為基礎。3.利于教學方法的優化大賽題目是再現石油實際生產,代表著石油企業實際生產的要求和方向,將指引高校的專業教學方向和目標。因此,教師在教學活動組織過程中,就應以石油企業實際生產任務為載體,采用理論聯系實際的教學方法,培養學生工程意識和創新思維,提高其綜合能力。4.加強了師資隊伍建設隨著石油工程設計大賽的不斷深入開展,要求專業教師能夠根據石油企業實際生產需求,不斷改善知識結構,加強自我專業水平的提高。院校也將組織專業教師進行培訓和學習或安排到石油企業參與具體項目實踐,不僅積累實踐經驗,也提高教師專業能力。最終院校將得既熟悉石油企業實際生產需求,又精通專業理論知識的師資隊伍。
五、拓寬了就業渠道,增強了學生就業能力
石油工程設計大賽為優秀石油專業人才能在行業內充分展現自我才能提供了專門舞臺,通過大賽能夠發現和培養一批在科技創新方面有作為和潛力的行業后備軍。通過大賽成績,首先,學生不僅可以證明自我專業能力,也為后來就業添加籌碼,增強就業能力;其次,石油企業也可以通過大賽選拔出優秀人才,為企業注入新鮮血液。在歷屆大賽的研討會上,三大石油公司的代表都明確表示,非常愿意吸收獲得優異成績的參賽隊員進入石油企業的生產和研發一線工作,因此,石油工程設計大賽達到了企業能有效選拔優秀人才、高校解決就業和學生拓寬就業渠道三贏的目標。
Construction Technology of Concrete Work in Big Section Chamber in Tunnel of Civil Air Defence Shelter
Liu Han He
Fu jian No.1 Highway Construction Engineering Company,Quanzhou,Fujian 362000
Abstract
Civil Air Defence Shelter has complicated structure with differ sections, for this reason, it is hardly to use integral steel shuttering trolley in concrete work. Taking model shape concrete construction in Shi Shi No. 0429 Civil Air Defence Shelter Project as an example, the paper introduces the application of simplified loop wheel machine with small size steel formwork in concrete work,summaries the experiences of construction technologywhich could be a reference for similar project.
Key words
Civil Air Defence Shelter,Complicated Structure,Model Shape Concrete,Construction Technology
1、工程概況
石獅人防0429工程為坑道式人防指揮所,結構形式為鋼筋混凝土結構,總建筑面積約4000m2,山頂地面高程最高點約153m,工程最大埋深約61m。工程主體段為中-微風化中粒黑云母花崗巖,口部為強風化凝灰熔巖、花崗巖邊坡不穩定,開挖易坍塌,其余入口處為硬塑狀坡殘疾砂質粘性土和散體-碎裂狀強風化花崗巖。
工程等級為三等指揮所;防核武器抗力級別:三級;抗常規武器打擊:三級;防化級別:甲級,車輛隱蔽部為丁級;防電磁毀傷:核電磁脈沖電場強度150KV/m,磁感應強度10mT;偽裝等級:三級。人防工程模筑砼要求側墻及拱頂均一次性澆筑完成,不留下任何施工縫,以達到工程防護等級及結構自防水效果。
指揮大廳為本工程最大斷面,開挖斷面寬度13.3m,開挖高度9.6m,長度27m,模筑砼厚度65cm,詳細截面尺寸見下圖。
2、指揮大廳模筑砼施工
2.1施工方案
因人防工程結構復雜,斷面多,呈工、T、凹、凸等多種形狀,既有指揮大廳這樣的大斷面,又有開挖斷面2.0m×4.2m的小斷面,無法用整體式襯砌臺車,給模筑砼施工帶來很大困難。考慮到拆裝及改裝方便,模板支撐采用簡易臺車及拱架拼裝而成,全洞施工采用三套簡易臺車配合二千多片300mm×1200mm小鋼模板進行施工,用輸送泵澆筑混凝土,主體模筑砼模板支撐見下圖。為充分展開工作面,確保工程進度,分成三個施工段由三部臺車根據從“先大斷面,后小斷面”的原則進行平行施工,具體施工順序如下:
第一套臺車模板:指揮大廳車輛隱蔽部工勤保障區及通訊區一號口遮彈層
第二套臺車模板:第二防火區第一防火區三、四號接處三號口防護段
第三套臺車模板:空調機房四號口空調水庫生活水庫二號口三號口
2.2工藝流程
(毛洞開挖)復測斷面尺寸進行超欠挖整修排除基坑內積水、洞碴及雜物整平層施工測量放樣拼裝簡易臺車復測、檢測臺車安裝情況鋪設EVA防水板設置橡膠止水帶、環向排水管綁扎鋼筋安裝小鋼模版澆筑混凝土養護卸模、整理埋設盲溝澆筑底板及排水、電纜溝砼
2.3準備工作
毛洞開挖結束后,組織人員對洞身進行測量,檢查毛洞超欠挖情況,依照“先里后外,先主洞后通道”原則,對超欠挖進行整修。對超挖部分定出開挖線,側墻超挖全部回填,當超挖量大于25cm時,預先漿砌塊石,小于25cm時,等澆筑砼時邊灌注邊壘砌塊石回填;對欠挖部分及時畫線打眼,進行小范圍爆破,杜絕欠挖現象;有滲水地段,先設置好排水槽,泄水管等,確保洞體不漏水。
對毛洞內噴錨支護及巖體表面進行處理,若有錨桿頭、鋼管頭、鋼筋頭、鐵絲等外露時,事先切除或用錘打扁,然后用砂漿素灰抹平。對于基面上銳利棱角,附著大顆粒石子及突出的巖石也應敲掉或鑿除,然后抹平。
2.4拼裝加固簡易臺車
1)拱腳處連接板的每榀拱架8個連接鋼筋全部用Φ16鋼筋打入整平層混凝土內,并保證連接板與調平層的連接處有75%接觸面積,用以消除拱腳處的側向壓力。
2)為了減輕側壓力對邊模板和頂模連接螺栓的作用,在邊模板直連與橫梁連接直角處加45°的小斜撐。
3)為了保證拱架的主斷面的豎向穩定性,減少混凝土重量對拱架的豎向作用,橫梁下直撐桿件采用無縫管,并在橫梁中部與兩端加上整排的直撐,所有直撐頂部與橫梁采用螺栓連接,用以消除振搗時直撐跑位。
4)簡易臺車封頭板處用斜撐頂緊,防止封頭板由于混凝土產生的側壓力導致封頭板跑位、斷裂。
2.5安裝模板和附著式震動器振搗
1)安裝鋼模
簡易臺車搭設后,再安裝鋼模,鋼模放置在兩榀拱架的中間,拱頂中間留兩個砼灌注口,一個作為備用,分別距模板端部2.0m,由于砼澆筑厚度達65cm,為保證砼能夠流淌較遠,砼管深入鋼模拱頂25cm。
2)安裝附著式震動器振搗
在拱架上安裝8個附著式震動器振搗,分別位于左右兩側,均勻布置。
3)砼澆筑時從一個灌注口灌注,自拱腳到拱頂連續、對稱地灌注,直到端頭模中間拱頂流出砼漿,即可認為砼已澆筑密實。
2.6模板加固措施
1)利用系統錨桿:在系統錨桿上焊φ10鋼筋,鋼筋穿透模板、立檔、橫檔,然后用蝴蝶結將鋼筋鎖住,防止模板向外脹模。拉結鋼筋間距豎向間距同橫檔間距,縱向間距為1.0m。
2)在澆筑底板砼,在兩側墻體分別預埋兩排∠50*50*5角鋼作為地錨,距墻體1.5m、2.5m,縱向間距2.0m,然后增加墻體鋼管斜撐,尾端支撐在地錨上,前端支撐于橫檔上。
2.7混凝土澆筑
1)澆筑的振搗方式采用插入式振動器配合附著式震動器振搗,以減少振動時對臺車穩定性的影響。
2)在澆筑邊墻時,采用兩側交替的澆筑順序,澆筑過程中拱架兩邊的澆筑高度差控制在100cm以內,并控制澆筑速度,注意觀察邊模板的變形。
3)澆筑到拱頂處時應注意控制輸送泵壓力,壓力不應過大,在拱頂封頭板處設置檢視口,以保證混凝土和毛洞緊密結合,而不至于產生過大壓力損壞臺車,并注意監測頂模變形及支撐情況。
2.8指揮大廳與第二防火區位置結構復雜,拱架加固難度大,跨度大,因此,除了按照臺車加固方案加固外,還應注意:(1)在交接位置外留一榀拱架位置一起澆筑,以保證臺車的穩定性;(2)接頭部分采用木模,安裝時注意平整度及支撐情況;(3)拱腳位置每榀增加兩根Φ16鋼筋以消除側向壓力。
2.9預留預埋
本工程涉及專業較多,預留預埋數量多涉及專業多,各專業交叉作業,且為了保證強度,一旦成型后嚴禁進行鉆洞、敲打作業。施工前組織各專業技術人員認真閱讀圖紙,對圖中預留預埋問題進行歸總并制作成圖。施工過程中,班組根據圖紙做好預留預埋件并根據規范要求加固后,先由質檢人員及專業技術人員對預留預埋件進行檢查,對發現漏埋、誤埋及時糾正,檢查無誤后報監理工程師檢驗,在監理工程師檢查合格并批準后才可進行混凝土澆筑。
3、結論
3.1“石獅人防0429工程”采用簡易臺車配合小鋼模板進行模筑砼施工,整體砼一次澆筑12m長,從安裝簡易臺車,到安裝泵送砼管,達到澆筑拱部砼條件,10個模工只需3天時間,施工簡捷、方便。在指揮大廳及其他部位砼澆筑過程中,沒有發現拱架下沉、變形、移位等情況,混凝土表面平整光滑,拱部砼澆筑圓順、密實,模板接縫不明顯,無蜂窩、麻面等現象,總體觀感質量良好,達到“無裝飾砼”的效果。
3.2針對人防工程斷面多且差異大的特點,采用可加工簡易臺車配合小鋼模板進行模筑砼施工,不僅能對整體模筑砼進行一次性澆筑成型,保證人防工程質量,還達到了節約成本,縮短工期的目的,值得類似工程的推廣和應用。
參考文獻:
[1]建設部. GB50134―2004. 人防工程施工及驗收規范 [S].北京:中國計劃出版社,2004.
中圖分類號:TU997文獻標識碼: A
1工程概況
大洋河特大橋位于下游感潮河段,水文地質情況非常復雜,每天早晚漲落潮各兩次,最位3.2米,最低潮位-0.8米,水位落差達4米,最大水深9米。在水中墩施工中采用了一系列科學的施工方法,取得了圓滿成功。
2樁基工程施工經濟比較
2.1棧橋
在主橋一側搭設鋼棧橋,為全橋水中墩基礎施工奠定了基礎。鋼棧橋采用鋼管樁基礎,64式軍用梁作為橋跨。這種施工方案費用低廉,簡便易行,適合于有潮汐的大洋河中施工。
2.2平臺
采用施工平臺與棧橋相連作為整個大洋河橋水中墩施工的基本條件。施工平臺采用鋼管樁及型鋼搭設。此方案堅固結實,完全滿足施工要求,易于操作。采用“棧橋+平臺”的施工方法在現場取得了最大效果,與采用打樁船或起重船的方法相比有明顯的優勢:
2.2.1大洋河屬有潮汐的河流,雖有水,但不能行大船,若采用打樁船或起重船需租用,從水中墩開始施工到梁下部結構完畢時間為一年,所需費用較大。但采用棧橋將大洋河兩岸相連,兩岸施工材料及設備可以通過棧橋運輸,比采用船只運輸更為方便易行。
2.2.2將棧橋搭設在施工平臺的上游而且與其連為一體的施工方案安全、可靠;根據調查翻閱有關氣象資料顯示,大洋河每年3月處于冰凌期,冰凌由于海水漲潮由下游向上游沖擊,破壞力量較大,落潮自上游向下游沖擊破壞力量較小,8月處于汛期,將棧橋與施工平臺連為一體,增加了棧橋整體穩固性,因為棧橋全長380m,每跨為兩根單樁承重,豎向荷載靠磨察力可滿足施工要求,但橫向抗沖擊性能差,尤其是3月冰凌期的冰塊沖擊和8月汛期的水中雜物;施工平臺為矩形群樁,穩定性、抗沖擊性能較好。因此將棧橋搭設在施工平臺的上游而且與其連為一體的方案既節約資金又安全可靠、切實可行。
2.2.3“棧橋+平臺”施工方案均采用常用材料搭設,除64式軍用梁需租用外,其他均可就近取材。
2.2.4施工平臺設計為I40工字鋼雙層橫墊梁,平臺面為I16工字鋼結合枕木平臺面,利于鋼圍堰的沉放、平臺面、橫墊梁的拆除,簡便易行;另外,利用平臺鋼管樁和鉆孔樁的鋼護筒(鋼圍堰沉放導向架),搭設鋼圍堰拼裝、沉放的負平臺,利用I40工字鋼簡式門架沉放鋼圍堰,降低重心,增加安全系數方案,經濟可行。具體經濟對比見下表:
項目名稱 初步設計方案 最終采用方案
11#-16#水中墩施工平臺 鋼管樁基礎, I40工字鋼橫墊梁, I16工字鋼結合枕木平臺面。 管樁基礎, I40工字鋼雙層橫墊梁, I16工字鋼結合枕木平臺面;管樁搭設負平臺、拼裝、沉放鋼圍堰。
設備材料采用 各種鋼材: 485.54 T,10t浮吊:2臺,運輸船:2艘,300馬力機動舟:1艘,65t履帶吊:1臺。 各種鋼材:566.46T,10t浮吊:1臺,運輸船:2艘,300馬力機動舟:1艘,65t履帶吊:1臺。
效益比較 一、材料費用:
I16工字鋼:9.84 t*6*3500元/T=20.66萬元
I40工字鋼:10.34 t*6*3500元/T=21.71萬元
L75角鋼:2.4 t*6*3500元/T=5.04萬元
φ529鋼管樁:56.66 t*6*3500元/T=118.9萬元方木:19.66m3*6*1500元/ m3=17.69萬元
二、搭拆工費:50000元/座 *6 =30萬元
三、機械費用:24萬元
四、其他費用:5萬元
總計費用:243萬元 一、材料費用:
I16工字鋼:11.48t*6*3500元/T=24.11萬元
I40工字鋼:12.06 t*6*3500元/T=25.33萬元
L100角鋼:4.4 t*6*3500元/T=9.24萬元
φ529鋼管樁:56.66 t*6*3500元/T=118.9萬元枕木:2016根*25元/根(不含殘值20元/根)=5.04萬元
二、搭拆工費:75000元/座 *6 =45萬元
三、機械費用:18萬元
四、其他費用:8萬元
總計費用:253.62萬元
注: 施工費用增加10.62萬元,但水中墩鉆孔樁施工工期提前35天, 節約間接費用56萬元,鋼圍堰拼裝、沉放施工工期提前25天,節約間接費用120萬元,確保合同工期及后續工作順利進行。
2.3鋼圍堰
大洋河特大橋10-16#水中墩施工,原設計采用雙壁鋼圍堰,現場加工,汽車運輸,25t汽車吊配合八三式軍用墩拼裝,射水吸泥沉放,后經多次檢算、對比、論證、經濟比較,鋼圍堰下部6m采用雙壁上部5m采用單壁,場地制作,施工平臺上65t履帶吊配合簡式門架拼裝沉放。和土石圍堰、木質圍堰相比,具有節省材料、輕便,操作簡便,施工速度快等優點,具體經濟對比見下表:
項目名稱 初步設計方案 最終采用方案
11#-16#水中墩施工鋼圍堰 采用雙壁鋼圍堰,履帶吊配合八三式軍用墩拼裝沉放。 單雙壁結合鋼圍堰,履帶吊配合簡式門架拼裝沉放。
設備材料采用 各種鋼材:1553.86 T,浦沅25t汽車吊:1臺,65t履帶吊:1臺,八三軍用墩:16套,Q5PS砂石泵: 12臺,NL200-16污水泵: 12臺,8t加長東風汽車: 1臺。 各種鋼材: 993.86 T,65t履帶吊:2臺,門式支架:6套,導鏈:20個,Q5PS砂石泵: 12臺,NL200-16污水泵: 12臺,8t加長東風汽車: 1臺
效益比較 一、材料費用:
δ8mm鋼板:60.17t*14*3500元/T=294.83萬元
各種型鋼:50.82t*14*3650元/T=259.69萬元
八三軍用墩(16套,47.94t/套,使用6個月)
①租賃費:47.94*16*6*150元/月.T=69.03萬元
②搭拆工費:47.94*16*400元/T=30.68萬元
③運輸進出庫費:47.94*16*250元/T=19.18萬元
二、施工費用
1鋼圍堰加工費用:110.99*14*2100元/T=326.31萬元
2沉放費用:155.38萬元
三、機械費用:122萬元
四、其他器材:10萬元
五、其他費用:85萬元
總計費用:1372.1萬元 一、材料費用:
δ8mm鋼板:40.17t*14*3500元/T=196.83萬元
各種型鋼:30.82t*14*3650元/T=157.49萬元
門式支架鋼材:20t*7*3650元/T=51.1萬元
二、鋼圍堰加工費用:
70.99*14*2100元/T=208.71萬元
三、沉放費用:77萬元
四、機械費用:146萬元
五、其他器材:5萬元
六、其他費用:65萬元
總計費用:907.13萬元
注: 節約費用464.97萬元,工期提前45天,確保合同工期及后續工作順利進行。
2.4淺灘深基坑施工
在淺灘段進行深基礎施工,基坑側壁極為不穩。施工中采用鋼管樁支護配合井點降水的施工方案,有效解決了粉細砂地質條件下的側壁穩定問題。具體經濟對比見下表:
項目名稱 初步設計方案 最終采用方案
6-9、19-24墩陸地深基坑施工鋼管樁 采用鋼板樁。 采用自制鋼管樁配合降水井。
設備采用 DZJ60振動樁錘1臺,65t履帶吊1臺,φ150mm水泵4臺。 DZJ60振動樁錘1臺,65t履帶吊1臺,30KVA交流電焊機,φ150mm水泵4臺,φ450mm旋轉鉆機1臺。
效益比較 一、材料費用:
拉森IV鋼板樁:71.61t*5*9000元/T=322.25萬元
其他型鋼:10.8*5*3650元/T=19.7萬元
接頭等加工費用: 2.3萬元
封底砼:45m3*20*400元/m3=36萬元
二、機械費用:28.64萬元
總計費用:408.89萬元 一、材料費用:
鞍山奧通產的φ429鋼管樁:54.78 t *5*3650元/T=99.97萬元
其他型鋼: I16工字鋼13.53*2*3650元/T=9.8萬元
L100角鋼6.18*2*3450元/T=4.3萬元
焊接鎖扣加工費用: 6.3萬元
井點降水:7.4萬元
拋填片石:45m3*20*50元/m3=4.5萬元
二、機械費用:13.46萬元
總計費用: 145.73萬元
社會的發展歷程決定了當前橋梁工程的發展,在橋梁工程發展方面,施工的技術水平和手段逐漸的提高,為當前的工作帶來了深刻的影響,在手段中,擴大基礎是其中的一方面,同時將基礎底板直接作用咋工程的懲戒地基上也是需要重點做好的。一般來說,但卻的施工過程中,重要的方面需要結合當時當地的情況,需要了解橋梁的整體負荷程度,在一些連接部位進行高度處理。
1、橋梁擴大基礎施工技術控制措施
1.1 漿砌塊石基礎施工的主要控制點點如下
(1)砌塊之前首先進行的現場附屬物和垃圾的清理工程,然后可以將砌塊進行澆水處理,保持其濕潤,水銹要保持干凈的程度。
(2)施工的過程需要確保整個現場沒有水漬,這主要是和水泥的性能有關的。
(3)在施工的過程中,需要禁止有水流入,同時所需要的混凝土使用需呀采用灌注的方法進行,不可以自行進入施工現場。
(4)施工現場特別是一些施工的邊緣地區是需要特別重視的,要嚴格隔水處理,一般來說,整個的施工過程都不應該有水漬,而必須要等到混凝土和水泥整體穩定了之后才可以澆水處理。
漿砌塊石是施工的關鍵,一般來說需要分層進行處理,每個分層的要求都有所不同,在開始砌塊的時候,需要打好基礎,這個基礎主要是用混凝土進行鍛造和使用的,待全部清理和浸潤之后,才可以進行灌裝。在灌裝的過程中,各層之間需要做好隔離,特別是在內層部分,需要和外層之間有一定的距離,才能夠保證整體的弧度,保證砂漿的飽滿程度,一般來說,片石砌體要求很高,需要兩到三層的工作層完成,而在每個工作層之間的水平縫都要人工的找平,尤其是各個層次之間的距離方面,進行多次的測量和抽樣工作,才能夠使各個部位相互錯綜,不會影響彼此的強度和韌度。
1.2 片石混凝土基礎施工
片石混凝土進行施工的過程是混凝土的基礎施工過程,當基層的土質干燥時候,才可以進行巖石的夯實和潤濕作用,用20公分以上的水泥進行灌漿處理,在水泥的第一層進行混凝土的整體處理,對于基層的混凝土主要是用來基礎使用的,應該有一定的規范和標準,當目前我國對這一方面的處理還不是很嚴格,許多專業的知識和處理的水平都有待更高的發展。
(1)應選用未被鍛煉的且無裂紋、夾層的、高度小于15cm、具有抗凍性能的石塊。(2)石塊的抗壓強度應不小于25MPa及混凝土強度等級。(3)埋放石塊的數量不宜超過混凝土結構體積的25%;當設計為片石混凝土砌體時,石塊可增加為50%~60%。(4)石塊應清洗干凈,應在搗實的混凝土中埋人一半以上;石塊應分布均勻,凈距不小于lOcm,距結構側面和頂面凈距不小于15cra;對于片石混凝土,石塊凈距可以不小于4~6em,石塊不得挨靠鋼筋或預埋體。
1.3 鋼筋混凝土基礎施工
(1)鋼筋混凝土基礎應在對基底及基坑驗收完成后盡快進行鋼筋的放置和綁扎;在底部放置混凝土墊塊,保證鋼筋的混凝土凈保護層厚度,同時安放墩柱或臺身鋼筋的預埋部分,保證其定位準確;對鋼筋根數、直徑、間距、位置等進行驗收,滿足設計文件和技術規范要求時,即可澆筑混凝土。進行混凝土的澆筑時,對于已拌制好的混凝土,運輸至現場后,若高差不大,可直接倒人基坑內;若傾斜高度過大,為防止發生離析,應設置串筒或滑槽,槽內焊上減速鋼梳,保證混凝土整體均勻運人基坑,用插人式振搗密實。
(2)混凝土的澆筑應分層進行,但應連續施工,在下層混凝土開始凝結之前,應將上層混凝土灌注搗實完畢。基礎筑完凝結后,應覆蓋草袋、麻袋、稻草或砂子,并經灑水養生。養生時間一般普通硅酸鹽水泥混凝土為7晝夜以上,礦渣水泥、火山灰質水泥或摻用塑化劑的混凝土應為14晝夜以上。
(3)水下灌注混凝土一般在排水困難時才采用。基礎圬工的水下灌注分為水下封底和水下直接灌注基礎兩種。前者封底后仍要排水再砌筑基礎,封底只是起封閉滲水的作用,其混凝土只作為地基而不作為基礎本身,適用于板樁圍堰開挖的基坑。現代橋梁基礎水下灌注混凝土廣泛采用垂直移動導管法,其具體施工方法將在本章第二節“樁基礎施工”中介紹,值得注意的是:當封底面積較大時,宜按先低處后高處、先周圍后中部的次序用多根導管同時或逐根灌注,并保持大致相同的標高進行,以保證混凝土充滿基底全部范圍。同時,根據封底面積、障礙物情況、導管作用半徑等因素確定導管的根數及在平面上的布置。導管的有效作用半徑則因混凝土的坍落度大小和導管下口超壓力大小而異。證了水下混凝土的質量。至于與水接觸的表層混凝土,可在排干水而外露時予以鑿除。
2、擴大基礎施工質量檢驗
2.1 地基檢驗應符合下列要求
基坑內地基承載力必須滿足設計要求。基坑開挖完成后,應會同設計、勘探單位實地驗槽,確認地基承載力滿足設計要求。地基處理應符合專項處理方案要求,處理后的地基必須滿足設計要求。基坑回填時,對于當年筑路和管線上填方的壓實度標準應符合規范的要求。在正常情況下,所灌注的水下混凝土僅其表面與水接觸,其他部分的灌注狀態與空氣中灌注無異,從而保證了水下混凝土的質量。至于與水接觸的表層混凝土,可在排干水而外露時予以鑿除。
2.2 基坑回填應符合下列要求
除當年筑路和管線上回填土方以外,填方輕型擊實壓實度不應小于85%。填料應符合設計要求,不得含有影響填筑質量的雜物。基坑填筑應分層回填、分層夯實。現澆混凝土基礎質量檢驗應符合規范要求。對于一些質量水平不穩定的基礎回填土來說,需要進行嚴格的質量把關和控制,不合格的堅決不使用。
橋梁是當前市政工程施工的重要組成形式,其在施工的過程中是保證公路施工正常良好進行的關鍵。擴大基礎的種類有漿砌片石、漿砌塊石、片石混凝土、鋼筋混凝土等幾種,是利用相應的材料進行分析與管理的過程,其在施工的過程中是采用相應的技術手段進行分析與控制的過程。
3結語:
在當前的施工過程中,隨著高科技手段和技術的投入,各種質量較好的建筑逐漸進入城市的發展中,而我們需要繼續保持這種整體的發展性能,在建筑中首先關注質量,其次才是其實用性,結合當時當地的條件,做好調劑工作,為我國的橋梁施工技術更進一步打下良好的基礎,同時為我國整體建筑行業的發展提供更好地平臺,促進市政工程項目的整體性能。
參考文獻
1 前言
某工程總高度為16.9m,地下結構2層。工程結構形式為全現澆鋼筋混凝土框剪結構,其地基工程采用的是大體積筏板基礎,筏板的尺寸為55.650×52.910m,基礎部分的標高分別是-16.600m、-19.400m、-16.300m,底板的厚度為1700mm、2500mm、1400mm。在該底板上部結構的四周都是鋼筋混凝土剪力墻,其厚度達到700mm左右。東西兩側為液壓系統泵房,-7.000m及±0.000m為兩層大平臺,-9.410m處沿剪力墻及柱有一圈牛腿。中部為360MN擠壓機、150MN擠壓機基礎,混凝土為C40,抗滲等級S8。底板混凝土總量5700m3。在本工程中,對于底板的施工我們需要采用商品混凝土進行澆筑,為了使混凝土的后期強度充分發揮作用,可以在混凝土配制的過程中加入適量的礦粉或者粉煤灰,然后采用R60來設計混凝土的強度;這樣可以在一定程度上減少水泥的用量,也就意味著降低水泥的水熱化作用,避免混凝土出現溫度裂縫。在基礎部分底板施工過程中,需要用到的鋼材量達到582噸。而且施工人員需要注意的是,在澆筑混凝土的過程中,一定要保證其連續性,這樣才能夠使混凝土達到設計的要求。
2 施工前的準備工作
相對于普通的混凝土工程而言,大體積混凝土工程的要求更高,一定要避免因水泥的水熱化作用而導致混凝土出現溫度裂縫,所以我們需要從原材料的選擇方面、施工工藝方面、施工技術方面來防止這一現象的發生,只有這樣,才能夠從源頭上保證大體積砼的施工質量,也能夠防止溫度裂縫的產生。
2.1 原材料的選擇
根據本工程的實際情況,我們需要采用商品混凝土進行施工,其中所選用的主要原材料應該達到以下幾點要求:(1)水泥的選擇。要求水泥是P?042.5的普通水泥,具有一定的抗折、抗壓強度;(2)粗骨料的選擇。粗骨料應該選用粒徑為5~31.5mm的碎石,在此范圍之內,選擇粒徑越大的碎石,混凝土拌制之后的和易性也就越高,強度就越高。并且還在一定程度上減少水與水泥的用量,降低誰惹話的所用,避免混凝土出現裂縫;(3)細骨料的選擇。技術人員應該選用粒徑在0.5mm以上的中砂,如果中砂粒徑越大,那么就會相應的降低水與水泥的用量,避免混凝土在施工過程中出現收縮裂縫;(4)粉煤灰的選擇。為了使混凝土達到泵送的條件,我們需要在混凝土當中摻入適量的粉煤灰,以此來提高混凝土的和易性;(5)外加劑的添加。需要在混凝土當中摻入合適的膨脹劑,并且要求其抗折與抗壓強度達到設計的要求;另外,技術人員還可以在混凝土當中摻入適量的混凝劑與減水劑,以此來避免混凝土出現裂縫的情況。
2.2 混凝土配合比的設計
在該工程的基礎工程當中,要求在筏板基礎澆筑混凝土的強度等級為C40,并且要求其抗滲等級達到P8。因此我們需要取樣對混凝土配合比的設計進行試驗,從而設計出混凝土配合比為水泥:粉煤灰:礦粉:砂子:石子:水為:290:165:45:765:1065:165;混凝土坍落度120~160mm;混凝土緩凝時間10~12小時。
3 施工現場的準備工作
在工程施工之前,我們需要做的工作是:(1)需要對基礎工程的鋼筋、柱等工程施工完畢,然后由監理部門對其進行驗收,為下一步工作環節奠定基礎;(2)在基礎工程底板施工過程中,我們需要對一些水坑支撐相應的模板,并且需要采用木質模板進行支撐;(3)需要對基礎工程進行標高,并對其做出相應標記。在澆筑混凝土之后進行找平層施工;(4)在澆筑混凝土的過程中,我們需要在其中埋設一個測溫管,并且在施工現場準備棉被等,以供混凝土養護所需;(5)建筑三方應該相互協商,在施工現場應該做好相應基礎設施,安裝好水電,從而保證工程的順利施工;(6)施工單位或者建立部門應該安排相應人員在施工現場值班,將工作落實到每一個人身上,這樣才能夠保證工程的順利完工。
4 大體積混凝土施工
混凝土泵送系統的布置,在建筑物北側設置一臺拖式泵輸送混凝土,東西兩側各一輛汽車泵有順序澆筑。
混凝土澆筑順序,擠壓機底板混凝土澆筑采用一臺混凝土拖式泵配合兩臺混凝土汽車泵進行澆筑。為了保證底板混凝土施工質量,各段需要連續澆筑施工,以達到自防水抗滲混凝土要求。混凝土施工從東側開始,按設計好的分層順序進行澆筑。
混凝土澆筑前,根據混凝土分層厚度,在基礎內部設置分層立竿,立竿采用鋼筋制作,放置混凝土放灰處,間距10m。
混凝土拖式泵設置在基坑北側進行施工,汽車泵布置在基坑東西兩側進行施工。
混凝土澆筑到第9層前,現場配備一臺48m汽車泵、一臺42m汽車泵站在基坑東側、一臺拖式泵放在基坑北側進行混凝土澆筑作業;混凝土澆筑到第9層后,42m汽車泵轉到基坑西側,同時新增一臺42m桿汽車泵站在基坑西側進行混凝土澆筑作業。
合理安排澆筑順序,基礎底板混凝土從東向西方向推進;采用分段分層澆注,基本分三層,每層50cm左右。混凝土初凝時間要求10h左右。所以澆筑底層和頂層的時間間隔要在8~10h完成,才能確保上下層混凝土結合好。
混凝土從基礎墊層開始垂直澆筑到基礎頂面,混凝土會自然流動,形成一個三角形的斜坡、自然流淌的混凝土實體,然后水平方向每3~5m左右為一個澆筑段連續澆筑;根據施工組織安排和泵送混凝土初凝時間的限制,每一段混凝土必須在10~12h內澆筑完畢。
5 混凝土養護
5.1 上面覆蓋一層塑料布,然后在上面覆一層棉被。養護至混凝土中心和表面溫差平穩、正常后,撤出保溫和停止測溫。
5.2 新澆筑的混凝土水化速度比較快,蓋上塑料薄膜后可進行保溫保養,防止混凝土表面因脫水而產生干縮裂縫。
5.3 柱、墻插筋部位是保溫的難點,要特別注意蓋嚴,防止造成溫差較大。
5.4 停止測溫的部位經技術部門和項目技術負責人同意后,可將保溫層及塑料薄膜逐層掀掉,使混凝土散熱。
結束語
在本工程施工過程中,監理部門與施工單位必須要對整個工程進行嚴格的、科學的管理,采取有效的措施來避免溫度裂縫的發生。通過本工程的時間證明,在采用大體積砼就行施工的過程中,我們需要認真執行每一項工作,并對每一個施工環節進行嚴格的控制,這樣才能夠保證工程的質量,才能夠提高工程的經濟效益。實踐證明,大體積砼施工技術具有非常廣闊的發展前景。
參考文獻
1、施工前的準備
1.1材料設備準備
施工前,應預先確定砼地面施工流程,配置合適的施工機械設備(包括數量)及勞動力,做好施工機械的檢修工作。本次施工主要材料及機械設備如下:駕駛型抹光機、手扶型抹光機、切縫機、刮平振搗整平機、水平儀、振搗棒、鋼筋、[16或[20槽鋼、刮杠及其它小型工具。
1.2場地平整
測量人員在廠房墻面彈出地面頂標高線,配合鏟車進行場地回填砂找平工作,控制回填砂的頂標高在-200L至-210L之間。鏟車平整不到位的位置由力工負責平整。
1.3周邊成品保護
在施工前需用五彩布(或塑料薄膜)將廠房維護墻、鋼柱、彩板進行維護,做好成品保護。
1.4定位放線、支側模
本次施工定位放線重點在于控制槽鋼側模的標高,混凝土設計厚度為200mm厚,使用槽鋼側模,具體做法為事先在側模下方做灰餅,間距不大于1500mm,以控制標高。安裝模板前應掛通線,按掛線位置把側模板放在基層上,初步固定其位置,用水準儀檢查模板頂部標高是否附合設計要求(可略高1~2mm),并檢查模板是否平直,待側模頂標高達到設計要求后使用鋼筋棍釘入地面下與側模點焊使槽鋼水平固定,再在槽鋼下方用橫向鋼筋棍點焊與立棍和槽鋼上,使其縱向固定。從而到達嚴格控制側模標高的要求。鋼筋綁扎完畢后,將水準儀放置在現場周圍,由控制點引入標高,在地板鋼筋每4m×4m焊接一條垂直地面方向的鋼筋,將鋼筋截斷在地面成型標高的位置,澆灌混凝土時由的鋼筋頭控制地面成型標高,澆搗混凝土時厚度略高于鋼筋頭,隨即振搗密實,然后以鋼筋頭為標志,檢查平整度,在二次長刮尺刮平時再進行標高復核,保證標高誤差控制在4mm以內。
2、混凝土施工技術
2.1、混凝土攤鋪
1)、經項目部仔細研究,混凝土宜跳倉澆筑,施工縫應結合伸縮縫一起設置。每個區段內短向(7m)隔跨支模,從而做到隔跨澆筑混凝土,待混凝土強度達到設計要求后,利用第一次澆筑的混凝土地面作為第二次澆筑混凝土的側模進行第二此混凝土的澆筑。在澆搗基層混凝土時可能發生裂縫的主要原因是:基層混凝土強度等級高,產生的水化熱高;冬季施工,環境溫度低,混凝土內與環境氣溫溫差大;養護不當,混凝土溫度較高時突然澆冷水養護,也會產生無規則的多條微裂縫,裂縫嚴重的可導致底板滲漏。要防止裂縫必須從設計上設置伸縮和后澆帶,并在金剛砂地面完成后割縫,施工中改善施工工藝,降低混凝土溫度應力和提高混凝土自身抗性能這兩方面綜合考慮。
2)、混凝土采用商品混凝土。商品砼的拌和根據設計的配合比拌制,落度要嚴格控制在進場時160~180mm。由混凝土罐車運至廠房內,將混凝土自卸入模,出料及鋪筑時卸料高度必須控制在1.5米以內,以免產生離析,若發現離析,應重新攪拌。
3)、混凝土的攤鋪采用縱向分條的方法施工,縱向分條的寬度與分隔縫同寬。攤鋪從端部開始。當混凝土拌和物倒入模內時,卸料要集中,速度慢,虛厚高出模板2cm左右,必要時進行減料或補料工作,縱橫斷面符合要求。攤鋪混凝土時應連續攤鋪,不得中斷。
2.1、混凝土振搗
用刮平振搗整平機對砼表面進行振搗、刮平和整平。整平機的振擊的影響深度可達30cm,整平機擱置在槽鋼上。整平機操作時,可由操作人員按振動電機運轉方向來回牽引設在整平機兩端的牽引索,即可對混凝土進行振搗及刮平,往返振動二次,行進速度控制在每分鐘1米左右,可達到平整和夯實的要求。
2.3、抹光機提漿抹光
1)、混凝土整平、振實后,靜停4h左右(視氣溫、混凝土坍落度等具體情況而定),使混凝土處在臨界初凝期,其判定方法是:腳踩到上面有腳印下沉5mm。
2)、抹光機表面提漿、搓毛、壓實:用浮動圓盤的駕駛型抹光機在混凝土面上粗抹一、二遍進行提漿、搓毛、壓實。
3)、采用抹光機開始抹面上工作均勻反復抹光壓實,每抹一遍結束后,要待砼表面水分蒸發后再進行下一次打抹。
4)、若遇局部表面如有凹塘或不太平整,應立即先進行人補漿抹平,再進行機械抹面。
5)、待整個面層抹平壓實,調出原漿后即視為粗抹完成,且粗抹工作應控制在混凝土初凝后不久完成。
2.4、機械壓光
直接用抹光機開始進行機械抹光,從一端向另一端依次進行不得遺漏,嚴格按照混凝土澆筑順序進行抹平、壓光,邊角及局部機械抹不到的地方由人工隨機械搓毛、壓光。板塊表面有凹坑或石子露出表面,要及時鏟毛、剔除補漿修整,模板邊緣采取人工配合收邊抹光。抹面壓光時隨時控制好平整度,采用2m靠尺檢查。抹光機重復上述操作5遍以上,直至混凝土表面完全終凝為止。
1)、水泥混凝土面層
在混凝土終凝前,用抹光機再次進行抹平壓實,經反復抹壓,待面層已抹壓得比較平整光滑后(抹壓過程中每一遍抹壓均要調節一次葉片與地面的角度),質檢人員進場用靠尺進行仔細檢查平整及光潔情況,對于不符合要求部位,用抹光機進一步壓光抹實。
2)、耐磨面層
⑴、耐磨面層施工時,在混凝土粗抹調出漿頭后,即將規定用量的2/3耐磨材料均勻地撒布在混凝土表面,完成第一次撒布,待耐磨材料吸收一定水分后,用抹光機進行打磨。
⑵、待耐磨材料硬化到一定階段,約定30~60分鐘(視當時溫度、溫度等情況)后,再撒布剩余的1/3耐磨材料,待耐磨材料吸收一定水分后,用抹光機再次進行打磨。
3、養護、割縫
為克服溫度變化產生裂縫,需在已澆筑好的混凝土地面上垂直于混凝土澆筑方向用切割機切縫。切縫時間應從嚴掌握,過早切縫會使石子松動損壞縫緣。過晚切縫困難,且縫兩端易產生不規則開裂。適宜的時間為混凝土抗壓強度達到6~10MPa。在本季節通常養護3天后可進行割縫施工。具體操作方法如下:在擬切縫的水泥混凝土上彈出墨線,安好導軌導向架,將切縫機定位,開動切縫機,放水,轉動刀架手柄,緩慢進刀,采用0.7mm厚金剛石鋸片切縫,使鋸片首先達到設計縫深,然后旋緊螺絲,鎖住絲桿并開動行走,從而形成>50mm深、0.8mm寬縫。
3、成品保護
1、提高成品質量保護意識,明確各工種對上道工序質量的保護責任及本工序工程的防護,上道工序與下道工序應有必要的交接手續,以明確各方的責任。
2、相鄰板塊施工注意成品保護,其施工間隔應為前期施工板滿足一定強度,一般可為3~5天。抹面施工時,操作人員要腳穿網格鞋。在養護期間,當面層砼強度達到1.2MPa,嚴禁上人。
3、面層施工結束后,應及時噴灑養護劑,覆蓋塑料薄膜,嚴禁踩踏,養護7天后方可掀薄膜,并應有人看管,做好后期防護工作。當急需進行后續施工時,需在整個樓地面滿鋪纖維板防護,防止樓地面受損。禁止在已完工的樓地面上拖運鋼筋、拌和砂漿,揉制油灰,調制油漆等,防止地面污染受損。
4、結束語
混凝土施工已經是城建施工中的重中之重。城建工程類型多樣化、規模不一、要求不一、給工程建設帶來了極大考驗。近年來城建安全事故頻發,而混凝土作為城建工作中的重點,它的各個施工環節都需要嚴格把關,只有這樣才能避免安全事故的發生,人民財產得以保障。
中圖分類號:TU37 文獻標識碼:A 文章編號:
對混凝土配合比的控制混凝土配合比的合理性不僅僅影響到混凝土自身強度要求,還會影響澆筑時的泵送要求、坍落度、和易性等,以及混凝土澆筑后的水化熱產生的多少,特別是大體積混凝土水化熱的控制將影響到混凝土的裂縫控制既而影響整個大體積混凝土的質量。
在該工程的地基梁板基礎和轉換層的梁板等部位設計有大體積砼,在大體積砼凝結過程中會產生大量的水化熱,砼塊體內外熱量散發的速度不同,表面的熱量散發快,塊體內部散發慢,內外溫差過大,而引起內外溫度應力層異過大,當這種溫度應力超過砼內外的約束力,使砼形成裂縫,破壞砼結構,嚴重破壞砼結構形響砼的質量。因此必須將砼塊體內部和外部的溫差控制在25℃以內,才能有效地控制砼表面有害裂縫的產生,需要針對各部位砼塊體形狀不同,采取相應的施工措施。
1、材料的選擇
在材料選擇時,選擇水化熱較低的礦碴硅酸鹽水泥攪拌的商品砼,采用泵送砼施工方法,嚴禁使用安定性不合格的水泥,在施工中加強砼的檢驗調配工作,在滿足砼設計強度的前提下盡量減少水泥用量,降低水泥的水化熱。
選擇連續級配的骨料配制砼,在保證砼可泵性的前提下,選用粒徑較大的石子和粗砂,并將石子的含泥量控制在1%以內,砂的含泥量控制在2%以內。
在砼中摻加復合性能好的QEA-M、EA-2微膨脹劑和磨細的粉煤灰,以減少水泥用量、改善和易性,推遲水化熱的峰值。
2、施工控制
在施工過程中采取內部降溫法和外部保溫法施工,在攪拌砼的水中摻加冰水,使水溫控制在5-10℃,在砼的外部養護時用草袋覆蓋灑市政自來水養護,減少表面溫度的散失。
搗制砼時,在砼終凝前采用分層澆注砼,并采用二次搗制的方法加強砼的密實度,有利于砼水化熱的散失,但在施工時要注意砼終凝前上下層結合良好。
采用上下層澆筑時,上下層時間間隔視其氣溫條件控制在1.5-3小時,因此各澆筑層容易產生泌水層,采取在結構的四周側模的底部開設排水孔,使多余的水分從孔中自然排出,在側模的外面設集水坑集中排除。
3、砼的養護和溫度測量
砼的養護采取保溫法養護,覆蓋草袋灑自來水,自來水的水溫控制在20℃左右。
按5米的間距布置溫度測量點,在測量點上埋設鐵管深入砼內部。安排專人24小時對砼內部和表面溫度進行測量并作好詳細記錄。砼終凝后每2小時測一次,8天后每4小時測一次,15天后8小時測一次。
為保證大體積混凝土后續工作的質量,大體積混凝土的熱功計算應力求及時、準確、全面,避免遺漏。
明確大體積混凝土構件尺寸及澆筑時當地近一段時期工程環境氣候狀況。根據構件尺寸,可以確定所需泵車數目、人員數量及混凝土總方量,以預估澆筑時間,由此明確每小時混凝土供應量和供應保障措施。依據工程所在地環境氣候狀況,確定環境氣溫,預測澆筑當天的環境氣溫,拌制混凝土時,原材料的實體溫度(基本以實測為主)。
2、確定混凝土運輸距離,特別是采用預拌廠的商品混凝土時,還應著重考慮攪拌站距工程現場的距離。
熱功計算所采用的混凝土配合比(及現場澆筑采用的混凝土配合比)。混凝土的配合比特別是所采用的水泥品牌、規格、型號、數量是影響混凝土收水時溫度高低的關鍵。
4、明確混凝土拌制所用各種原材料的重量、比熱、熱當量、拌制溫度(可實測),計算混凝土的拌和溫度。
根據實測室外氣溫、運距及轉運次數、澆筑搗固時間、混凝土泵送距離(或時間)計算混凝土澆筑溫度(即混凝土入模溫度)。在大體積混凝土澆筑中,施工單位往往會忽略混凝土入模溫度及入模時室外溫度的檢測,在實踐中也往往不去計算混凝土的澆筑溫度,從另一方面講,這就使施工單位在大體積混凝土澆筑中失去了主動權,對混凝土的預控沒有采取先入為主的態度而被動的憑以往經驗處理問題。
根據配比中每方混凝土水泥用量、所用水泥水化放熱量、混凝土比熱、混凝土容重以及大體積混凝土澆筑厚度,計算混凝土的絕熱溫升和混凝土內部溫度。混凝土絕熱溫升及混凝土內部溫度的計算是整個大體積混凝土熱功計算的重心,不能被忽略的。現階段大體積混凝土施工中,部分施工單位對大體積混凝土的絕熱溫升和內部溫度只作文字性說明,或只寫出一個計算式,而沒有詳細計算書,對大體積混凝土的絕熱溫升和內部溫度沒有具體計算數據,在實際操作中,只憑實測實量和以往經驗進行大體積混凝土的養護,從而失去了對大體積混凝土的主動控制,被動的處理室外氣溫、表面溫度、核心溫度所形成溫差梯度對大體積混凝土造成的影響。
計算大體積混凝土的表面溫度。根據計算,求出混凝土的表面溫度和已知混凝土內部溫度(中心溫度)估算值進行比較,而大體積混凝土在溫度應力計算和進行溫度控制時,必須了解混凝土中心溫度與表面溫度之間的溫差及混凝土表面溫度與外界氣溫之間的溫差,并加以控制,使溫差所造成的溫度應力小于大體積混凝土同時期的抗拉強度,以及采取措施降低大體積混凝土中心溫度與表面溫度之間的溫差并小于混凝土易產生裂縫的溫差,從而抑制溫差裂縫的產生。
計算大體積混凝土的溫度應力及其安全系數。在計算溫度應力時,通常按外約束為二維時計算溫度應小于混凝土易產生裂縫的溫差,從而抑制溫差裂縫的產生。
9、計算大體積混凝土的溫度應力及其安全系數。在計算溫度應力時,通常按外約束為二維時計算溫度應力,這樣可以簡化計算。根據混凝土線膨脹系數、標準狀態下的收縮值、混凝土外約束情
中圖分類號:TU553 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)08-0136-01
引言
隨著社會經濟的發,人口逐漸向城市聚集,越來越多的城市地下空間得到開發和利用,由于在城市中用于施工的場地有限及周圍環境要求高,特別是地面有不便拆除的構筑物、交通干道等場所,采用地下頂管施工已成為市政基礎設施施工中的最佳方法。采用此方法鋪設地下管道對周邊環境干擾小,可減少對交通、市民正常活動的干擾。
1.工程概況
某污水處理廠首期配套污水收集系統工程的管線全長共1.3km,施工方式分為開槽施工、頂管施工,其中大部分采用頂管法施工(頂管段長1.2km)。
2.頂管機選用與頂力計算
2.1 頂管機的選用
頂管施工的過程中最需要注意的就是適應性,由于頂管的設計位置不一樣,地質的情況也會有多變,所以一定要根據具體的情況來對待,要選擇適當的施工方式進行,這樣才能夠具有事半功倍的效果。
本工程施工進行的管道安排一般都是位于第②2層粉質黏土夾粉土層或者是第④層粉土層,這兩層的土壤都不是非常穩定,這樣就需要運用泥水平衡式的頂管機來進行施工;但是位于第②1層、第②3層或第③層粉質黏土層的管段,就需要運用土壓平衡式頂管機。
2.2 頂力計算
在進行頂管施工的過程中一定要事前進行壓力的計算,這樣就可以很好地進行千斤頂的確定和選用,同時對于之后設計墻體以及相關的加固工程懂非常重要。現就通過泥水平衡式的頂管機在進行頂管施工過程中的壓力計算為例進行分析,其計算公式為:
F0=ΠD1LfK+NF
式中:管道的外徑用D1表示;所設計的管道長度用L來表示;管道外壁與土壤之間的摩擦力平均值用fK表示,如果運用觸變泥漿減阻技術,粉性土取6.0kPa;NF 為頂管機的迎面阻力,NF=(ΠD12γSHS)/4。
通過上述公式的計算,其理論頂力總是比實際操作過程中要打很多,同時由于頂距的變化而不斷增加,這兩者的差距也在不斷加大,造成這種現象的主要因素就是上述公式知識對觸變泥漿減阻措施盡心考慮,并且由于頂管的長度也會影響著頂力的打下。砸實際才做過程中,頂力還與施工的環境,施工的工藝以及頂進的長度相關。就實際測量結果而言,頂力并沒有因為頂距的增加而曾現線性地增加,最開始頂力確實在不斷增加,但是由于有注漿減阻的作用,進而導致頂力的增加變慢。
3.工作井、接收井設計與施工
3.1 結構形式
一般而言,接收井與工作井的結構形式可以通過地下連續墻體、混凝土沉井技術以及鋼板樁技術或者運用SMW 技術等方式解決。如果頂管需要深度填埋,而且所在的土層地質條件不好,頂管頂力非常大的土壤中,特別是在一些流沙層面的土壤中就一定要采用鋼筋混凝土沉井來解決,并且在工程完工之后,接收井和工作井要經常進行檢查,這兩個井都需要采用鋼筋混凝土沉井技術。
3.2 平面形式與尺寸
根據場地中其他相關市政管線的位置設計,沉井平面的形狀要設計成圓形或者是矩形。并且,由于工作井具有最小的內徑長度,應該通過頂管機長度來進行確定,并且也可以通過下井管的長度來進行計算,最終的結果去較大的值即可。工作井中的最小內徑寬度應該滿足頂管頂進同時還要能夠安放相關設備,施工人員也要有空間進行施工。通過施工的實際操作以及經濟性的標膠,最終得到管徑不同而相對于工作井的接收平面尺寸。
3.3 豎向設計
為了充分考慮市政地下空間的利用,作為永久結構檢查井使用的沉井頂板標高按管道頂面上2.0m控制,同時頂板上覆土厚度按大于1.0m而不超過4.5m進行設計,底板頂標高按管底下0.5m 施工空間考慮。同時為了考慮頂管施工時的安全,對于井頂上覆土厚度大于1.0m的,井壁頂作接高處理,接高到地面下0.5m,作為臨時支護措施考慮。
4.頂管施工措施
4.1 進出洞口措施
頂管施工過程中,非常關鍵的一個環節就是對進出洞口的處理。由于土層穩定性不高,在施工過程中工具頭就會因為土體自穩定性不強或者涌水等原因而發生各種事故。所以可以通過下面措施的運用來避免:
(1)在頂管工作井中要通過盤根止水穿墻管來進行處理。
(2)在井壁的外側部分通過3排高壓旋噴樁來對洞外的土壤本體進行加固,同時可以進行止水作用。旋噴樁樁徑一定要設置為準600mm,搭接長度200mm,管底與樁底之間的高度要為3m,樁頂同沉井頂,旋噴樁的每立方水泥用量為300kg/m3。旋噴樁加固寬度為管道外每邊不小于1.2m。對洞口進行加固時,一定要將洞口的土體進行密封好,在第一次凝固之后短時間之內不能夠有坍塌的現象,這樣才能夠保證機頭的順利推進,樁體強度不高,刀盤很容易切碎。
(3)管道進入洞之后一定要根據設計的需要進行封閉,這樣防止水土向內流動。
(4)管道接收孔之后,一定要根據設計的需要進行封閉。為了防止沉降現象的發生一定要運用柔性材料進行封堵。
4.2 頂進施工技術措施
頂進施工工藝流程:頂管施工準備機頭出洞入泥頂進吊下管節、接管頂進、測量、記錄、糾編頂完一節、循環頂進最后一節竣工測量機頭進洞、拆吊結束。
對于管道所在土層為飽和的粉質黏土夾粉土、粉土或砂性土等不穩定土層時,為了確保能夠正常施工,確保管道上部擁有非常穩定的結構,在管道頂端可以通過下面的方式來實現:
(1)在工作井中一定要安裝一個洞口止水裝置;
(2)將高壓旋噴樁放在接收井與工作井之間,并且進行土體的加固工作;
(3)在頂進施工過程中,在管道外面進行泥漿壓變的作用有兩個,第一可以降低頂進之后的阻力,第二,可以對管道周圍存在的間隙進行填充,進而形成一個泥漿保護套,這樣就可以對地層進行支撐,進而防止沉降現象的產生。
(4)結束頂管之后,應該將土層與管道外壁之間的間隙用水泥砂漿進行填充。以此來將觸變泥漿置換出來,保證周圍土壤能夠很好地與頂管管道之間密封,以此來構建防水層,降低沉降的可能。
4.3 頂管接口措施
因為在頂進的過程中,有很多未知的情況發生,管材受力也不會很均勻,所以對于管材的要求是非常嚴格的,同時又因為施工的過程中是處于地下水的環境中,對于管材的要求又相當嚴格,管材不能夠出現滲水的現象。所以,頂管在接口的處理上也是要求嚴格,一般采用F型的頂管接口,同時加用密封橡膠和襯板進行輔助,這樣就可以避免在相鄰的兩個管道之間出現漏水的現象產生,進而避免重大質量事故的發生。對于管道接口處于飽和的粉質黏土夾粉土或砂性土等不穩定土層中,土地要通過運用注漿的方式來進行加固,這樣就可以方式接口封閉不好而出現水流情況,造成管上部地面的沉降。注漿材料可采用水泥+水玻璃。
5.結語
通過對軟土層中頂管施工技術的分析,可以得出以下結論:①在工作井和接收井下沉過程中,應該通過各種合理的方式進行流砂的防止;②在頂進施工時,可采取注漿包裹加固等措施來加固土體,這樣就可以防止地下水不斷流動,降低沉降現象的可能性。實踐證明,頂管施工技術是一項經濟的、可行的施工方式,具有良好的發展前景。
參考文獻
1 大口井井點降水的特點
(1)排水量大,降水深,降水效果好。
(2)降水范圍大,井距大,對施工平面布置的干擾小。
(3)不受土層限制,可用于各種情況。
(4)成孔較易解決,機械靈活,操作簡單。
(5)井點制作,降水設備及操作工藝、維護管理均較簡便。
2 大口井井點降水的作用
(1)通過降低地下水位消除基坑坡面及坑底的滲水,改善施工作業條件。
(2)增加邊坡穩定性,防止坡面和基底的土粒流失,以避免流沙現象。
(3)降低承壓水位,防止坑底隆起與破壞。
(4)改善基坑的砂土特性,加速土的固結。
3 水在土中滲流的基本規律
土體本身如果存在并保持水頭差,水就會不斷地產生流動,形成穩定流。其滲流速度:
v=k·i(適用于砂及其他較細顆粒的土中)
水在土中滲流的速度v取決于兩方面的因素:①土的透水性(反映為滲透系數k的大小);⑦水力條件(反映為水力梯度i的大小),這就是水在土中滲流的基本規律,也就是著名的達西定律。這對于我們理解許多地下水的現象有很大的幫助。
4 施工工藝
4.1 大口井井點系統設備
①井管:采用φ400/300mm水泥礫石濾水管,井下部3m的濾水管外包一層40目/cm2尼龍網。②水泵:采用QY-25型潛水電泵。③大口井構造見圖2。
4.2 大口井布置及埋設
(1)大口井布置。基坑主體明挖施工,大口井布設沿主體結構直線布置,井深設于基坑底深5.5m處,井間距15m。
(2)大口井埋設及洗井。大口井采用旋轉鉆機成孔、泥漿護壁,成孔直徑為705mm。井管沉放前先進行清孔,清孔采用吊筒反復上下提升洗孔。井管安放垂直,井管與孔壁間用粒徑3mm~7mm礫石填充作過濾層,井口下0.5m范圍內用黏土填充夯實,并設井蓋防護。安放水泵前,再進行一次清洗、濾井,沖除沉渣,保持濾網暢通。
潛水電泵吊入濾水層部位,潛水電機、電纜及接頭保證有可靠的絕緣,并配置保護控制開關。
4.3 大口井井點施工順序
井位放樣-做井口、安護筒-鉆機就位、鉆孔-回填井底-豆石墊層-吊放井管-回填管壁與孔壁問過濾層-安裝水泵及控制電路-試抽-降水井正常工作-降水完畢拔井管-封井。
4.4 并點監測
沿基坑四周布設φ100mm的降水觀測孔,利用鋼尺水位計進行水位量測。
其要求包括:
(1)降水開始前,所有抽水井、觀測井統一聯測靜止水位,統一編號,統一基準。
(2)觀測時采用鋼尺水位計,將儀器探頭沿水位管下放,當碰到水時,接收機會發出蜂鳴聲,讀出鋼尺電纜在管口處的深度讀數,再結合精密水準連測的管口高程,就可以求出地下水位的絕對高程。
(3)每天重復觀測,利用基坑外地下水位的變化,監測地下水對周邊環境的影響。
(4)根據水位變化情況與預測計算分析,及時發現問題,調整抽排系統,并與基坑其他巖土工程監測資料進行對比分析,及時建議、確定采用的防治措施。
4.5 排水設施
大口井降水從基坑開挖前7天進行,直至基坑回填施工完成后才可停止抽水。
從大口井中抽出的水,沿基坑四周排水溝匯集到沉淀池中,經沉淀后排入市政排水管網。開挖到基坑底后,必要時基坑底四周設水溝和集水井,匯集坑內積水,用潛水泵抽到基坑四周的排水溝,經沉淀后排入市政排水管網。
井管使用完畢后借助鋼絲繩、鋼鏈拔出,拔除后利用黏土球填襯封死至結構底板下,在底板澆筑時,將埋入底板的井管段封死。
5 機具設備
6 勞動組織
見表2。
7 質量措施
(1)降水施工方案經監理審批后實施,由專人負責抽水、觀測,做好觀測記錄,及時反饋信息。
(2)地面鉆孔前,探明孔位處確無地下管道、管線后鉆孔,否則調整井位。
(3)井管施工過程中,控制井徑、井深、井管配制、砂石料填筑、洗井、試抽五道工序的質量。
(4)按降水監測要求做好監測記錄,根據水位、水量變化情況及時采取調整措施。
(5)井點供電系統采用雙線路,防止中途停電或發生故障,影響排水。
8 安全措施
(1)加強對周圍地表及建筑物的沉降觀測,及時取得數據,保證安全施工。
(2)一旦發生水位觀測孔中的水位、水量變化異常、局部區域出現超降現象,立即采取措施。停止降水,必要時進行地下回灌。
(3)加強對附近管線的沉降觀測,及時取得數據,保證安全。
(4)發現周圍地表、建筑物和管線監測記錄有異常,立即進行分析,必要時停止降水,進行加固。
9 技術經濟分析
(1)一般降水深度可達到10m~50m。
(2)降水面積大,時間長。
(3)單位降水費用較輕型井點低。
10 工程應用實例
中圖分類號: TU74 文獻標識碼: A 文章編號:
0、前言
大體積混凝土施工階段所產生的裂縫,一方面是混凝土內部因素;由于內外溫差而產生的;另一方面是混凝土的外部因素:結構的外部約束和混凝土各質點間的約束,阻止混凝土收縮變形,混凝土抗壓強度較大,但抗拉能力卻很小,所以溫度應力一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時,即會出現裂縫。這種裂縫的寬度在允許限值內,一般不會影響結構的強度,但卻對結構的耐久性有所影響,因此必須予以重視和加以控制。
一、 建筑概況
某高層建筑總建筑面積54450㎡,建筑高度91.2m,地上23 層、地下2 層,框架剪力墻結構,基礎為筏基礎,基礎長86.4m,寬36.5~44.2m,厚度主要有2.1m、2.4m 兩種,最厚達3.5m,基底標高-12.6m、-12.9m 不等,最深達-14.2m,筏板基礎混凝土量8100m3,基礎混凝土強度等級為C35,抗滲等級為S8。
二、原材料的選用
1、水泥
在大體積混凝土的施工過程當中,由于水泥水化熱所產生的升溫較高、降溫的幅度較大,容易導致溫度裂縫的產生。所以在調配大體積混凝土的時候,在能夠滿足耐久性和強度的前提下,應該盡可能選擇低熱或者中熱的礦渣硅酸鹽水泥。因為大體積混凝土的工程量較大,水泥的用量也很大,所以在水泥進場的時候要加強對其的檢驗工作,以確保水泥的質量,并盡可能地降低單位體積大體積混凝土的水泥用量;從而降低混凝土的水化熱,把混凝澆筑以后的內外溫差以及降溫的速度控制在正常的范圍內。
2、粗骨料
鵝卵石和碎石都可以采用,應該采取連續的級配。在大體積混凝土內的配筋間距一般都大于100毫米,而且在大多數情況下都采用泵送混凝土,泵管的直徑應為150毫米。卵石的最大粒徑應為50毫米,碎石的最大粒徑應為40毫米。增大粗骨料的粒徑可以減少水泥的使用量,從而減少混凝土在配制過程中所產生的水化熱,而且混凝土的泌水量和收縮也會隨之而減少。另外需要注意的是,在粗骨料中針狀和片狀的顆粒含量應該小于15%,含泥量應該小于0.5%,并要確保粗骨料中不含有有機雜質。
3、細骨料
應該選用中砂或者是粗砂,其細度模數應該保持在2.70至3.10之間。與采用細砂相比較,使用中砂或者粗砂,每立方米的混凝土中可以減少25到35KG的水泥用量。含泥量應該小于3%,泥塊的含量應該小于1%,并確保不含有有機雜質。
4、摻合料
根據國內大量的試驗得知,如果在混凝土中摻入粉煤灰以后,這些粉煤灰不但能夠代替大量的水泥,而且還因為粉煤灰呈球形的原因而對混凝土起到的作用,從而大大地改善了混凝土的可泵性和工作性,而且還可以大大地降低水泥的水化熱。摻入粉煤灰的量應為水泥用量的15%至20%。
5、外加劑
為了減緩水泥早期的水化熱以及增強混凝土易和性,應該在混凝土中適當地加入一定量的緩凝型減水劑。應該把混凝土的初凝時間盡量控制在5小時,而終凝時間應該在12小時內。
三、控制好混凝土的出機溫度及其澆筑時的溫度
為減少混凝土的溫升,減少混凝土的內、外部溫差,應該把握好混凝土的出機溫度和澆筑時的溫度,做好相應的控制措施。
(1)出機溫度的控制
石子的比熱只有0.8左右,而每立米混凝土中有40%都是石子;水的比熱比較大,但每立米混凝土中只有6%左右的水;所以石子和水對混凝土出機溫度的影響較大,隨后就是砂子的溫度,水泥對出機溫度的影響最小。當外界的環境溫度較高時,為了避免太陽光的直接照射,應在砂石堆的上方設置遮陽棚,并噴灑進行降溫。可以在水中加入冰塊,把水的溫度控制在5攝氏度左右。用冰量可按以下公式進行計算:
P=7.5+1.125(tw-10)
其中P為用冰率,表對冰水的百分率; tw為降溫之前的水溫,單位,℃
混凝土的出機溫度控制在18至20℃之間比較適合。
(2)澆筑溫度的控制
把混凝土從攪拌機中倒出來以后,經運輸、泵送以及振搗等一列系工程以后的溫度稱為混凝土的澆注溫度。為了降低混凝土的最高溫升,從而減少混凝土的內、外部溫差,可以采取以下兩點措施:①提高混凝土的施工速度,盡可能地在低溫或者是夜間進行施工;②因為冷量的損失對澆注過程的影響較大,所以要加快運輸的速度,加快澆筑,盡量縮短澆筑的時間。
四、施工工藝控制措施
4..1控制混凝土出機溫度和澆筑溫度
為了降低混凝土的總溫升,減少內外溫差,控制混凝土出機溫度和澆筑溫度是一個很重要的措施。對混凝土出機溫度影響最大的是石子及水的溫度,砂次之,水泥的影響較小。因此,具體施工中可采取加冰拌和,砂石料遮陽覆蓋,送管道用草袋包裹灑水降溫等技術措施。
4..2澆筑要點
(1)大體積混凝土的澆筑,應根據整體連續澆筑的要求,結合構件尺寸的大小等具體情況適當選用全面分層、分段分層、斜面分層等方法。同時要盡量減少混凝土分層次數和分層澆筑的時間間隔.,保證混凝土的澆筑能力,確保澆筑連續均衡,避免冷縫的產生。
(2)必須合理安排施工時間,盡量避免在高溫時段進行混凝土澆筑。盡量降低混凝土的澆筑溫度,減少結構物的內外溫差,并延長混凝土的初凝時間。
(3)新舊混凝土交接面嚴格鑿毛,為了新舊混凝土更好的結合,在新混凝土中摻加膨脹劑;
(4)對已澆筑的混凝土,在澆注后未初凝前進行二次振動,以此排除混凝土因泌水,在石子、鋼筋及預埋件下部形成空隙和水分,提高粘結力和抗拉強度,并減少內部裂縫與氣孔,提高抗裂性。
(5)對大面積的板面要進行拍打振實,去除浮漿,實行二次抹面,以減少表面收縮裂縫。
4.3.3溫控措施
(1)設置冷卻水管:在混凝土中設置一定量的循環冷卻水管,通過不間斷地循環冷卻水,吸收混凝土的熱量,冷卻水與混凝土的溫差限制在25℃以內。
(2)測溫點布置:測點須具有代表性,能全面反映大體積砼內各部位的溫度,從大體積混凝土高度斷面考慮,應包括底面、中心和上表面,從平面考慮應包括中部和邊角區;測溫線應按測溫平面布置圖進行預埋,預埋時測溫管與鋼筋綁扎牢固,以免位移或損壞。
(3)測溫:利用測溫技術進行信息化施工,可以全面了解混凝土在強度發展過程中內部溫度場分布狀況,并且根據溫度梯度變化情況,可定性、定量指導施工,控制降溫速率,控制裂縫的出現。測溫從混凝土澆筑后馬上開始,升溫階段每半小時測一次,降溫階段每半小時測一次,根據溫度變化情況3~5天后,可以每2h測一次。7~10天后,可以每4h測一次。根據每天的測溫記錄來調整保溫養護措施,及時加強保溫或延緩拆除保溫材料以防止混凝土溫差超過25℃。4.3.大體積混凝土養護
養護是大體積混凝土施工中一項十分關鍵的工作。養護主要是保持適宜的溫度和濕度,以便控制混凝土內表溫差,促進混凝土強度的正常發展及防止混凝土裂縫的產生和發展;養護必須根據混凝土內表溫差和降溫速率,及時調整養護措施。
在每次混凝土澆筑完畢后,應及時按溫控技術措施的要求進行保溫養護。不同施工季節應選擇不同的混凝土養護方法。夏季施工時,要采用草簾覆蓋、蓄水、灑水、噴水等降溫方法進行養護保持混凝土表面經常濕潤,模板也要澆水,以防止外界高溫倒灌,發生干縮裂縫,從而促進混凝土強度的穩定增長;正常氣溫時,可噴刷養生液養護;冬季施工時,為防止表面降溫過大,引起裂縫,可使用保溫材料來提高混凝土的表面溫度,也可用薄膜養生液、塑料薄膜等封閉材料對混凝土保溫、保濕,在寒冷季節可搭設擋風保溫棚。
五、結束語
綜上所述,大體積混凝土的施工技術是一項多樣化的系統工程,它涉及到方方面面。所以我們必須要采取科學創新手段來務實工作,以期提高企業經濟效益,建造優質工程。
參考文獻