本文引用自旭日東升《高速公路路基工程施工方案(原)》
一、路基工程施工方案:
1、路基土石方采用機(jī)械化施工。路基施工前,先完成具備施工條件的涵洞和通道,然后按整體式路基填筑。
2、本合同段以高填路基為主,填筑過程中嚴(yán)格控制填筑速度、分層厚度、填料粒徑和級配,加強(qiáng)碾壓能力,減少工后沉降。施工時根據(jù)具體土、石邊坡性質(zhì)制定與其對應(yīng)的施工方法及邊坡防護(hù)措施。
3、低填及填挖交界處按設(shè)計施工土工格柵,并對路槽底部做超挖處理。填挖交界處處理見下圖:
4、塹坡開挖自上而下,按2m左右分層開挖,及時施做邊坡防護(hù)、錨桿、噴砼加固。路槽底面超挖50cm后碾壓回填。
5、路基附屬工程隨土石方進(jìn)度及時施工。
二、土方開挖施工方法及要點(diǎn):
1、施工方法:
㈠ 施工準(zhǔn)備:
⑴了解施工地段的地形、地質(zhì)、氣象、水文等實(shí)際情況,以利正確布置施工。
⑵開挖前,對施工范圍內(nèi)的樹木、樹根、灌木、雜草等予以清除。
⑶路塹施工前應(yīng)先做好塹頂截、排水,天溝鋪砌。
⑷打通施工便道,根據(jù)施工布置,機(jī)械設(shè)備到位情況,正確放出路塹邊坡開挖線。
㈡ 施工工藝及要求:
⑴土方開挖時,宜將運(yùn)用于種植草皮和其他用途的表土儲存于指定地點(diǎn)。
⑵土方開挖應(yīng)自上而下進(jìn)行,不得亂挖超挖,嚴(yán)禁掏底開挖。
⑶經(jīng)常檢查邊坡開挖坡度,糾正偏差,避免超挖、欠挖。
⑷坡面平順,無明顯的局部高低差。
⑸高路塹邊坡開挖邊坡應(yīng)設(shè)置平臺,且平臺面應(yīng)有向路基側(cè)溝排水的坡度。
⑹需設(shè)防護(hù)的邊坡,要按設(shè)計要求及時支護(hù),不得長期暴露,造成坡面坍塌。在挖方時先預(yù)留一定厚度的保護(hù)層,支護(hù)時才刷坡,邊刷坡邊支護(hù)。
⑺路塹基床施工:
①路塹開挖接近塹底時,其表面應(yīng)達(dá)到平順整齊,表面做成向兩側(cè)的4%排水坡,表面以下地層不得擾動和泥化。
②基床表面需采取換填措施時,填料及壓實(shí)應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計或規(guī)范要求執(zhí)行。
⑻棄土:
①路塹上側(cè)嚴(yán)禁棄土,置于山坡下側(cè)時,應(yīng)每隔適當(dāng)距離留有缺口,并保證塹頂?shù)孛嫠茼樌麖娜笨谂懦觥?/p>
②棄土堆位置與高度應(yīng)保持路塹邊坡和自身的穩(wěn)定,并考慮地形以及對附近建筑物、農(nóng)田、水利、河道、交通的影響。
2、質(zhì)量控制與檢驗(yàn):
⑴對于基床表層換填的地段,每隔50米檢測一個斷面,每個斷面三個點(diǎn),線路中心一點(diǎn)及兩側(cè)路肩兩點(diǎn)。
⑵路塹路基面施工偏差應(yīng)符合下列要求:
①寬度:路肩邊緣至邊緣不應(yīng)小于設(shè)計寬度。線路中線點(diǎn)至路肩一側(cè)的寬度允許偏差為±3厘米。
②路肩高程:在100米長路基內(nèi)的個別地段不超過±3厘米,但其連續(xù)長度不應(yīng)大于10米。
③平整度:在每100米長路基上,用2.5米長直尺,垂直于線路中線,間距大致均勻地抽測10次,量得的最大凹凸差,土質(zhì)基面不超過1.5厘米。
三、石方開挖施工方法及要點(diǎn):
(一)、施工準(zhǔn)備:
⑴應(yīng)認(rèn)真閱讀設(shè)計文件,進(jìn)行現(xiàn)場核對和施工調(diào)查,根據(jù)核實(shí)的工程數(shù)量、工程特點(diǎn)、工期要求,制定實(shí)施性施工組織設(shè)計,編制施工計劃,落實(shí)材料、設(shè)備工具、勞動力、臨時工程、生活供應(yīng)等。
⑵應(yīng)恢復(fù)和固定路線中樁,主要內(nèi)容有:中線及其高程復(fù)測,水準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)查與增設(shè)橫斷面檢查與補(bǔ)測。
⑶根據(jù)路線中樁及設(shè)計圖表定出路塹塹頂、邊坡坡度線、天溝或其他排水溝位置及斷面。
⑷開挖范圍內(nèi)的地表雜草、樹木、樹根和其他地面障礙物應(yīng)在施工前用人工或推土機(jī)予以清除運(yùn)走。
(二)、施工工藝及要求 :
根據(jù)地形、地質(zhì)、開挖斷面、施工機(jī)械配備以及開挖深度和巖石破碎情況,采用能保證邊坡穩(wěn)定和成型的爆破施工方法進(jìn)行施工,若遇軟石則采用大型推土機(jī)或挖掘機(jī)配合施工;若為堅石或次堅石,且靠近居民區(qū)及建筑物,有可能危及附近的房屋、設(shè)施及人身安全時,則采用控制爆破方法進(jìn)行石方爆破作業(yè)。爆破后的邊坡要進(jìn)行修整,使之符合設(shè)計坡度要求,并及時防護(hù),嚴(yán)格作好臨時防排水工作,避免邊坡受雨水沖刷和降雨入滲而失穩(wěn);在具體實(shí)施時,須按照下述說明及相關(guān)要求報送各爆破工點(diǎn)的爆破作業(yè)實(shí)施方案,并經(jīng)監(jiān)理工程師鑒定,提出意見待業(yè)主審定后方可進(jìn)行。
1、爆破手段:
⑴爆破類型
①一般爆破:
適應(yīng)于周圍環(huán)境空曠、無建筑物等障礙的工點(diǎn),一般爆破按減弱拋擲爆破計算孔網(wǎng)參數(shù)及單位炸藥消耗量。
②控制爆破:
鄰近開挖區(qū)有房屋、構(gòu)筑物、電力及通訊線等,爆破要對飛石、滾石及各種有害效應(yīng)作必要的控制。控制爆破按松動爆破計算孔網(wǎng)參數(shù)及單位耗藥量,并在其爆區(qū)周圍及爆體表面作必要的遮擋及覆蓋防護(hù)。
③預(yù)裂爆破:
為保證開挖邊坡的圓直順度及坡面平整、美觀、穩(wěn)定,我們擬對部分石質(zhì)高路塹邊坡實(shí)施預(yù)裂爆破。
④孤石爆破:
根據(jù)工程要求,爆后的巖塊大部分作為路堤填料。因此,爆破后的大塊巖石必須第二次解小,即孤石爆破。
2、鉆孔機(jī)具及火工用品:
采用機(jī)械鉆眼,即:英格索蘭露天鉆機(jī)鉆眼,并輔以一定數(shù)量的7655型風(fēng)動鑿巖機(jī)對非預(yù)裂爆破的邊坡進(jìn)行修理及處理檢底部分。
炸藥采用RJ-2#乳膠炸藥或2#巖石硝銨炸藥,前者在雨天孔內(nèi)有水時使用;后者在睛天孔內(nèi)無水時的使用。雷管采用“第二系列”1-15段非電毫秒雷管,凡是梯段爆破均實(shí)施毫秒微差爆破。
3、爆破孔網(wǎng)參數(shù)及單位耗藥量:
一般爆破的孔網(wǎng)參數(shù)及單位耗藥量
q=a.b.h.k
式中:q—單孔用藥量 (公斤)
a—間距(視不同梯段高度取2.0~2.5米)
b—排距(視不同梯段高度取1.5~2.0米)
h—梯段高度 (米)
k—炸藥單耗 (取0.5~0.55公斤/立方米)
鉆孔直徑70毫米,藥卷55毫米(底部)、堵塞長度≥b。
4、爆破網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接:
網(wǎng)路聯(lián)接一律采用非電導(dǎo)爆系統(tǒng),除引爆雷管可使用火雷管外,其它部分嚴(yán)禁使用火雷管,以策安全,聯(lián)接時主炮孔與預(yù)裂孔可一起起爆,亦可分開起爆,預(yù)裂孔先于主炮孔起爆。
5、起爆方式:
炮孔組的起爆方式一般采用“V”型起爆法,使爆堆集中、便于裝運(yùn),并能削弱端頭炮孔夾制力,利于邊坡平整,減少超欠挖。
在特殊情況下,如遇有建筑物,爆堆方向必須避開,則采用側(cè)向起爆法。
6、同段最大用藥量計算(控制振速):
為避免爆破震動對房屋及其它建筑物的破壞,必須控制振速,即限制同段最大用藥量,按薩道夫斯基公式計算:
Qmax=R1/m.(V安全/k)1/a.m
式中:Qmax—安全允許同段最大用藥量(公斤);
R—爆破中心點(diǎn)與建筑物之間距離(米);
V安全—安全允許振動速度(厘米/秒),取V=5cm/s;
m—藥量指數(shù),取m=1/3
k、α是與爆破點(diǎn)地形、地質(zhì)等條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù),一般k取250,α取2.0;
7、爆破警戒區(qū)的確定:
按《爆破安全規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定, 露天爆破安全距離不得小于200米,并按計算的個別飛石安全距離布置警戒線。
8、盲炮的預(yù)防措施:
①預(yù)防措施:
儲存的爆破材料除定期檢查外,爆破前進(jìn)行復(fù)查,選用合格的炸藥和雷管。購買、使用爆破材料時注意生產(chǎn)日期,有效保質(zhì)期等,嚴(yán)禁使用過期的廢舊火工品。必須仔細(xì)進(jìn)行裝藥、堵塞、聯(lián)結(jié)工作,注意每一環(huán)節(jié),防止出現(xiàn)卡孔、雷管與炸藥分離及折斷雷管腳線等問題。管藥聯(lián)結(jié)時,雷管腳線不要過分拉緊,要保持一定的松馳度,雷管與雷管聯(lián)結(jié)時反向聯(lián)結(jié)。
②處理措施:
產(chǎn)生盲炮后立即封鎖現(xiàn)場,組織施工人員針對裝藥時的具體情況,找出拒爆原因,采取相應(yīng)措施處理。處理盲炮可采用二次爆破法、炸毀法及沖洗法等三種辦法。屬于漏點(diǎn)火的拒爆藥包,可再找出原來的導(dǎo)火索、導(dǎo)爆管或雷管腳線,經(jīng)檢查確認(rèn)完好后,進(jìn)行二次起爆;對于不防水的硝銨炸藥,可水沖洗眼中的炸藥,使其失去爆炸能力;對防水炸藥的炮眼,可用掏出堵塞物,再裝入起爆藥包將其炸毀。如果拒爆眼周圍巖石尚未發(fā)生松動破碎,可以在距爆眼30厘米處,鉆一平行新眼,重新裝藥起爆,將拒爆眼炸毀。
9、降低大塊率的措施:
采取斜眼鉆孔(傾角α=72°),由于炮孔傾斜,存在一個向上分力,有利于巖石破碎。
多組排炮孔爆破時,增加后段炮孔裝藥量補(bǔ)充克服前排炮孔壓碴帶來的能量損失。采用各種微差雷管,并精確計算微差間隔時間,以使巖石在空間得以充分碰撞,達(dá)到巖石破碎的目的。采用寬孔距多排微差爆破技術(shù),既能獲得理想的爆破塊度,又能提供充足的爆破方量。
10、保證石質(zhì)路塹邊坡平整、穩(wěn)定的措施:
鉆孔前使預(yù)裂部位巖面達(dá)到較好平整度,用人工清除浮碴,然后測量精確定線,畫出每個炮孔的位置。
為保證預(yù)裂孔的方向及偏角,在預(yù)裂孔的兩端事先埋置兩根3米長的鋼管,其方向與坡度經(jīng)測量精確測定后,在其鋼管上下兩端各拉一條弦線,并在弦線上按孔位打上標(biāo)記,固定所有預(yù)裂孔的坡度及方向。鉆孔機(jī)械就位即按上下弦線及標(biāo)記,調(diào)整鉆桿精確對位。
( 為保證預(yù)裂效果,可先進(jìn)行小規(guī)模的試爆,確定合理的間距及裝藥范圍)。
11、.爆破鉆眼方式:
先用推土機(jī)盤山打道至山頂,從上至下揭去蓋山土形成較大的工作面后,鉆機(jī)上至平臺進(jìn)行鉆孔作業(yè),鉆眼深度視其挖深可具體安排。鉆眼典型圖式如下圖示:
路基石方主體爆破后,邊坡及基底部分會出現(xiàn)凹凸不平超欠挖現(xiàn)象,對于凸出欠挖部分,輔以手持風(fēng)鉆清除。此外,孤石爆破盡量隨主爆破進(jìn)行,減少爆破次數(shù)。
12、.安全措施:
⑴安全防護(hù)措施:
凡在50m范圍內(nèi)有通訊、電力線路及房屋設(shè)施的爆破地段,進(jìn)行爆破體表面覆蓋。
在斜坡地段,特別是半挖半填地段,低處有房屋建筑及其它需要保護(hù)的構(gòu)筑物,加設(shè)防護(hù)棚欄防止?jié)L石侵入。
⑵安全組織措施:
成立爆破安全領(lǐng)導(dǎo)小組,負(fù)責(zé)進(jìn)行安全技術(shù)教育,明確人員、分工、定崗,制訂安全職責(zé);做好周圍居民的宣傳教育工作;認(rèn)真做好每個爆破工點(diǎn)的實(shí)施性爆破方案,嚴(yán)格報批、審定、檢查制度;認(rèn)真執(zhí)行爆破器材運(yùn)輸、存放及使用規(guī)定,嚴(yán)格操作人員的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。爆破前按設(shè)計做好安全防護(hù)、信號聯(lián)絡(luò)、警戒標(biāo)志,并做到人員、材料、器具的落實(shí)。
參加爆破作業(yè)的全體人員,經(jīng)培訓(xùn)合格后持證上崗。
13、.質(zhì)量控制要點(diǎn):
爆破作業(yè)是石質(zhì)路塹開挖的關(guān)鍵,施工時質(zhì)量控制要點(diǎn)如下:
⑴設(shè)計合理:爆破設(shè)計的各項(xiàng)參數(shù)選定后應(yīng)先通過試驗(yàn)具體確定。
⑵平整鉆機(jī)作業(yè)場地,為使鉆機(jī)就位,除修便道外,還需平整鉆機(jī)作業(yè)場地,可以采用推土機(jī)鏟平或小炮爆破凸起石頭后鏟平方法,作業(yè)面的平整度以保障鉆機(jī)移動和鉆孔時安全為標(biāo)準(zhǔn)。
⑶布孔與鉆孔:按設(shè)計的孔距,排距布孔;鉆孔時要根據(jù)設(shè)計要求,確??孜?、方向、傾斜角和孔深。每孔鉆完,采取高壓風(fēng)吹入清孔。
⑷裝藥與堵塞:裝藥前測量孔深,對過淺或過深的炮孔,要調(diào)整裝藥量,孔中有水時,應(yīng)盡量排除干凈,水排不凈的應(yīng)裝防水炸藥,往孔中裝藥時,要定量定位,要防止卡孔;回填堵塞的材料宜選用一定濕度的粘土,為防止卡孔,要分多次回填,邊回填邊用木棍搗實(shí),還要注意保護(hù)好孔中的導(dǎo)爆管。
⑸網(wǎng)路聯(lián)接:聯(lián)線時切忌踩踏孔外串聯(lián)雷管和聯(lián)接線,對已聯(lián)好部分應(yīng)有專人負(fù)責(zé)保護(hù)免遭損壞。
⑹對于軟石和強(qiáng)風(fēng)化巖石,能用機(jī)械直接開挖的均應(yīng)首先采用機(jī)械開挖,也可以人工開挖,凡不能使用機(jī)械或人工直接開挖的石方則采用爆破開挖。
⑺在巖石走向、傾角不利于邊坡的穩(wěn)定及施工安全的地段,應(yīng)順層開挖不得挖斷巖層,注意采用減弱施工振動的措施;設(shè)有擋土墻段采用短開挖或馬口開挖,并設(shè)臨時支護(hù)等措施。
⑻棄石堆位置與高度應(yīng)保證路塹邊坡和自身的穩(wěn)定,并考慮地形以及對附近建筑物、農(nóng)田、水利、河道、交通的影響。路塹上嚴(yán)禁棄石。山坡下側(cè)棄石時,應(yīng)適當(dāng)距離保留有缺口,并保證塹頂?shù)孛嫠樌麖娜笨谂懦觥?/p>
⑼為減小爆破對邊坡的振動,破壞邊坡穩(wěn)定,同時便于裝碴施工,應(yīng)根據(jù)鉆爆設(shè)計,并通過前幾炮的情況調(diào)整有關(guān)設(shè)計參數(shù),以達(dá)到最佳爆破效果。爆破后部分裝運(yùn)困難的大塊石料采用手持風(fēng)鉆鉆眼,孤石爆破方法做改炮作業(yè)。路塹側(cè)溝用小炮開挖施工。
四、路基填筑試驗(yàn)段施工:
路堤填筑前選擇好適宜的試驗(yàn)段,試驗(yàn)段為全幅路基長150米,采用振動壓路機(jī)碾壓、平地機(jī)平整,找出滿足密實(shí)度的各種參數(shù),包括分層松鋪厚度、松鋪系數(shù)、含水量、碾壓遍數(shù)、碾壓速度、振動頻率、最佳機(jī)具組合等施工工藝參數(shù)。將試驗(yàn)段確定的施工方案報監(jiān)理工程師審查,同意后方能進(jìn)行施工。紅砂巖填料必須單獨(dú)鋪筑試驗(yàn)段。
五、路基填筑施工方法及要點(diǎn):
1、路基填筑施工方法:
⑴按設(shè)計及規(guī)范要求進(jìn)行基底處理,經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后進(jìn)行路基分層填筑。
⑵基底符合要求且自然橫坡陡于1:5時,將原地面挖成臺階,其圖示見下圖:
⑶填筑按“四區(qū)段、八流程”施工,即填筑區(qū)、平整區(qū)、壓實(shí)區(qū)、檢測區(qū)“四個區(qū)段”和施工準(zhǔn)備、基底處理、分層填筑、攤鋪整平、碾壓夯實(shí)、檢測簽證、邊坡修整成型、場地清理“八流程”,按試驗(yàn)段確定的施工工藝參數(shù),縱向全斷面水平分層填筑。
⑷路基主要利用路基土石方、隧道洞碴及取土場取土填筑。土方及易直接開挖的軟石采用推土機(jī)、挖推機(jī)直接移挖作填;石方開挖,以松動爆破為主,英格索蘭露天鉆機(jī)鉆眼,邊坡1m范圍采用光面控制爆破,確保邊坡完整平順。路基填筑采取分層填筑,由每段最低點(diǎn)開始。填筑攤鋪采用推土機(jī)粗平、平地機(jī)精平,振動式壓路機(jī)和拖式羊足碾(石方路堤段)分層輾壓密實(shí)。考慮到填高大于20m的高路堤,其路面鋪筑時間須在路堤完工12個月以后進(jìn)行,因此,施工時首先進(jìn)行這些地段的施工。
⑸土方填料來源于路基挖方。每層填料粒徑、類別一樣,填料變化時,設(shè)過渡層,層厚控制在壓實(shí)后30cm以內(nèi)。
⑹石方填筑采用路基開挖石方和隧道棄碴進(jìn)行填筑。填石路堤中石料符合設(shè)計和規(guī)范要求,風(fēng)化的軟巖不用于填石路堤,亦不用作填縫隙。紅砂巖在作為填料前,對紅砂巖進(jìn)行烘干巖塊浸水崩解試驗(yàn)、巖性天然單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和膨脹試驗(yàn),以區(qū)分紅砂巖類別,并按類型及設(shè)計分別填筑,膨脹類紅砂巖不用作填料。
⑺填石路堤采取分層填筑,采用20~50t拖式羊足碾分層碾壓,每一填層厚度不超過40cm。填石路堤填筑前,路堤邊坡坡腳按設(shè)計或規(guī)范要求進(jìn)行施工。
⑻路基填筑完工后,檢測路基面的中心線位置和標(biāo)高,路基寬度、平整度、橫坡坡度、邊坡坡度,合格后方可進(jìn)行邊坡防護(hù)工程的施工。
六、橋涵、擋墻背回填施工方法及控制質(zhì)量措施:
橋涵及擋土墻后背回填與路堤填筑同步進(jìn)行,采用蛙式打夯機(jī)或沖擊夯夯實(shí)。橋涵、擋墻結(jié)構(gòu)物完工達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后,采用監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的符合要求的材料分層填筑其背與路基之間的空隙部分。為保證橋涵、擋墻背回填的施工質(zhì)量,主要采取以下控制措施:
⑴橋涵、擋土墻完工后的基坑采用分層對稱填筑壓實(shí)。并根據(jù)需要做好各種防排水措施。
⑵需回填的基坑必須把水排干,用砂礫或其他滲水性良好的材料分層填筑。
⑶未經(jīng)監(jiān)理許可,不得對結(jié)構(gòu)物回填。
⑷在接近壓實(shí)最佳含水量時均衡、對稱地分層填筑和壓實(shí),一般與路堤同時施工。
⑸為解決結(jié)構(gòu)物與路基間不均勻沉降,克服結(jié)構(gòu)物處跳車質(zhì)量通病,在施工中除按規(guī)定進(jìn)行施工外,還要加強(qiáng)施工現(xiàn)場質(zhì)量管理和檢驗(yàn),嚴(yán)格執(zhí)行驗(yàn)收制度,確保橋涵、擋墻后背回填施工質(zhì)量。
七、填石高填方路堤施工保證措施:
⑴按設(shè)計及規(guī)范要求嚴(yán)格進(jìn)行原地面清理和對強(qiáng)度不符合設(shè)計要求的地基土進(jìn)行處理和加固,經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后才進(jìn)行高填方路堤的施工。用于高填方路基的石料尺寸規(guī)格應(yīng)嚴(yán)格符合規(guī)范要求,大規(guī)格的石塊應(yīng)加工成滿足要求的石塊后才能填筑路基。
⑵路基填筑時,應(yīng)將石塊逐層水平填筑,分層厚度不大于500mm,石料強(qiáng)度不小于15Mpa,石塊最大粒徑不超過壓實(shí)厚度的2/3。石塊最大粒徑較大時采用人工鋪填,石塊大面向下擺放平穩(wěn),緊密靠攏,所有縫隙填以小石塊或石屑;人工鋪填250mm以上石料時,可直接分層填筑,分層碾壓。
⑶填石路堤路床頂面以下500mm的范圍內(nèi)鋪填適當(dāng)級配的砂石料,分層壓實(shí),填料最大粒徑不超過100mm。
⑷用滿足監(jiān)理工程師要求的重型羊足碾分層壓實(shí),壓實(shí)時繼續(xù)用小石塊或石屑填縫,直到壓實(shí)層頂面穩(wěn)定、不再下沉(無輪跡)、石塊密實(shí)、表面平整為止。
⑸高填方路堤嚴(yán)格按設(shè)計邊坡填筑,不得缺填。半挖半填的一側(cè)高填方路基為斜坡時,按設(shè)計及規(guī)范挖好橫向臺階,并在填方路堤完成后,對設(shè)計邊坡外的松散棄土進(jìn)行清理。
⑹路基填筑前對高填路堤編制路基沉降和位移觀測施工計劃,報監(jiān)理工程審核,在施工中按要求進(jìn)行路堤沉降和位移觀測,及時對沉降和位移觀測資料進(jìn)行整理分析。
八、路基防護(hù)及排水施工方法及要點(diǎn):
⑴邊溝、排水溝、截水溝、路基盲溝長12362m,擋護(hù)、錨桿及骨架護(hù)坡20514m3。
⑵基礎(chǔ)開挖堅持“快速施工”的原則,隨開挖、隨下基、隨砌筑;挖基視地形地質(zhì)情況采用人工或挖掘機(jī)施工;根據(jù)邊坡情況,確定全長或者跳槽開挖。
⑶確?;娱_挖的斷面尺寸符合設(shè)計要求,若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與設(shè)計不符合時,及時提出處理措施后報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)?;娱_挖完成并報監(jiān)理工程師檢查合格,方進(jìn)行基礎(chǔ)砌體施工。
⑷路塹地段邊坡開挖成型后立即進(jìn)行防護(hù)工程的施工。
九、涵洞及通道工程施工方案及方法:
⑴涵洞及通道基坑采用挖掘機(jī)開挖,人工清基成型。涵身混凝土采用鋼模澆筑,砌體圬工采用擠漿法砌筑。蓋板及砼拱圈采用預(yù)制場預(yù)制,汽車運(yùn)輸,吊車吊裝。
⑵蓋板及砼拱圈在預(yù)制場集中預(yù)制。鋼筋按設(shè)計尺寸下料加工綁扎成型,砼集中在拌合站拌制,人工灌注入模,機(jī)械搗實(shí)。
十、路面底基層工程施工方法及要點(diǎn):
1、本標(biāo)段底基層采用全斷面鋪設(shè),水泥穩(wěn)定碎石采用穩(wěn)定土攪拌站集中廠拌法拌制,人工配合平地機(jī)攤鋪,平地機(jī)找平,壓路機(jī)碾壓。
2、水泥穩(wěn)定碎石底基層
①確定符合設(shè)計和規(guī)范要求的各類材料,開始鋪筑前按確定鋪設(shè)長度備足各類符合要求的材料。
②在路基面符合要求,經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后,即可鋪設(shè),正式鋪筑前,選擇一段長度不小于100m的試驗(yàn)路段,采用不同的壓實(shí)厚度,確定最佳含水量時壓實(shí)系數(shù)、壓實(shí)遍數(shù)、壓實(shí)程序以及拌合、攤鋪和壓實(shí)的施工設(shè)備、施工方法、施工組織和一次施工長度的適應(yīng)性。
③水泥穩(wěn)定碎石采用穩(wěn)定土攪拌站集中拌制,自卸汽車運(yùn)輸,人工配合平地機(jī)攤鋪、找平、整型,碾壓采用壓路機(jī)碾壓。
淺述錨桿錨固施工技術(shù)的控制
本文引用自廣西創(chuàng)新建筑檢測《淺述錨桿錨固施工技術(shù)的控制》
【摘 要】作為經(jīng)濟(jì)有效的加固措施,錨桿錨固技術(shù)已大量用于基坑護(hù)壁、隧洞、擋土墻、水壩加固和邊坡加固等工程,該技術(shù)的應(yīng)用可以節(jié)省大量圬工材料和經(jīng)費(fèi),本文根據(jù)這一技術(shù)在實(shí)際工程應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)作一探討。
【關(guān)鍵詞】錨桿錨固 灌漿技術(shù)
一、在灌漿錨桿結(jié)構(gòu)中應(yīng)注意的問題
1.灌漿錨桿的抗拔力
巖層中錨孔的深度應(yīng)超過破裂面,并需在穩(wěn)定地層中達(dá)到足夠的長度,即有效錨固段。有效錨固段所能承受的最大拉力稱為錨桿的極限抗拔力。
當(dāng)錨固段受力時,拉力首先通過鋼拉桿邊的砂漿握裹力而傳遞到砂漿中,然后通過錨固段鉆周邊的地層摩陰力而傳遞到錨固地層中,因此,鋼拉桿除了鋼筋本身須在足夠的抗拉截面面積外,錨桿的抗拔作用還必須同時滿足:(1)錨固段的砂漿對鋼拉桿的握裹力需能承受的極限拉力。(2)錨固段地層對砂漿的摩擦力需能承受的極限抗力。(3)錨固段的土體在最不利的條件下仍能保持整體穩(wěn)定性。
2.錨固段砂漿的握裹力
一般在較完整的巖層中的孔壁摩阻力都大于砂漿的握裹應(yīng)力(水泥砂漿強(qiáng)度≥30MPa),所以巖層錨桿的抗拔力和最小錨固長度一般取決于砂漿的握裹力。
即Tμ≤πdLeμ
式中:Tμ—錨桿的極限抗拔力(KN)
d—鋼拉桿的直徑(m)
Le—錨桿的有效錨固長度(m)
μ—砂漿對鋼筋的平均握應(yīng)力(KN/m2)
其中,μ值的確定根椐鋼筋混凝土試驗(yàn)資料的建議:在一般情況下,鋼筋與普通混凝土之間的握裹應(yīng)力取砂漿標(biāo)準(zhǔn)施度的1/10。
3.錨固段孔壁的抗剪強(qiáng)度
在軟巖或土層中,錨桿孔壁對砂漿的摩擦力一般低于砂漿對鋼拉桿的握裹力。因此,在軟巖或土層中的錨桿極限抗拔力取決于錨固段地層對于錨固段砂漿所能產(chǎn)生的最大摩阻力。
即Tμ≤πDLeτ
式中:D—錨桿鉆孔的直徑(m)
τ—錨固段周邊的抗剪強(qiáng)度(MPa)
其余同前。
τ值除取決于地層特性外,還與施工方法、灌漿質(zhì)量有關(guān)。如果工藝良好,土層錨孔壁對于砂漿的摩阻力應(yīng)取決于沿接觸面外圍的土層抗剪強(qiáng)度。
τ=C+δtgφ
φ—土的內(nèi)摩擦角
δ—孔壁周邊法向壓應(yīng)力。
其中,C、φ值取決于錨固區(qū)土層性質(zhì);δ則受地層壓力和藻漿工藝兩方面因素的影響,一般灌漿錨桿在灌漿過程中未加特銖壓力,其孔壁周圍的結(jié)向壓力與主要取決于地層壓力,所以有?
τ=C+K。rhtgφ
式中 h—錨固段以上的地層覆蓋厚度
K?!^固段孔壁的土壓系敝
R—上覆層容重
一般情況下,土壓系敝K??赡芙咏?,或略小于1,如在軟巖及土層中往往采用增大D值來提高抗拉拔力的試驗(yàn)確定
在軟巖和土層中,在計算錨固長度時,關(guān)鍵是決定孔壁抗剪強(qiáng)度值。資料表明,Tμ的計算值當(dāng)實(shí)測值有相當(dāng)大的離散性,因此,計算值只能作為一種估計,具體數(shù)值必須依靠現(xiàn)場拉拔試驗(yàn)驗(yàn)證后,才能成為可靠的依據(jù)。根據(jù)拉拔試驗(yàn)的極限抗拔力Tμ決定錨桿允許承載力To時,要考慮安全系數(shù)K,即To=K Tμ對臨時性錨桿K=1.5∽2.0永久性錨桿K=2.5∽3.0,受長期重復(fù)荷載作用時,不應(yīng)小于3.0。
二、灌漿錨桿的設(shè)計
1.錨桿設(shè)計拉力的確定
單根錨桿的設(shè)計拉力主要應(yīng)根據(jù)施工技術(shù)方面的可能性、可靠性及其便利與否而定。
設(shè)計拉力過大則拉桿截面大,相應(yīng)重量也大,插入孔中較困難,施工質(zhì)量不易保證而且萬一拉力試驗(yàn)和確認(rèn)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有問題時也不好處理;過小,則需用錨桿根數(shù)過多,伎每噸拉力單價過高?,F(xiàn)在二般選擇孔徑在90—120mm之間,設(shè)計拉力限制在600KN以下好。
2.錨桿截面設(shè)計及錨頭聯(lián)結(jié)設(shè)計
設(shè)計單根拉力確定后,根據(jù)受拉鋼筋設(shè)計方法確定錨桿截面,同時還應(yīng)考慮施工方面的要求也應(yīng)得到滿足否則應(yīng)重新調(diào)整;錨頭聯(lián)結(jié)可根據(jù)預(yù)應(yīng)力鉿設(shè)計原理設(shè)計。
3.錨桿位置設(shè)計
錨桿沿墻面或坑壁的配置應(yīng)能承受墻面或坑壁的土壓力。因此,當(dāng)土壓力分布和單根錨桿的設(shè)計拉力確定以后即可設(shè)計錨桿的配置和根數(shù)。在考慮錨桿間距時,大孔徑錨桿應(yīng)不小于3.0m,小孔徑錨桿不小于1.0m,若需要過密地設(shè)置時應(yīng)考慮組群效果問題。
4.錨桿長度設(shè)計
錨桿長度包括:有效錨固段和非錨固段兩部分。非錨固段的長度按建筑物與穩(wěn)定地層的實(shí)際距離而定,有效錨固段長度應(yīng)根據(jù)錨固段地層的性質(zhì)和極限抗拔力的大小來決定。由前述知,在完整硬質(zhì)巖層中,Tμ=πdLeμ又含鋼筋的極限拉應(yīng)力δs:則
(πd×d/4)δs=πdleμ
Lemin=δs?d/4μ
實(shí)踐表明:采用熱軋螺紋鋼筋作拉桿,在完整硬質(zhì)巖層的錨孔中,其應(yīng)力傳遞深度不超過2m,影響巖層錨桿抗拔能力的主要因素是砂漿的握裹力,例如,當(dāng)完整硬質(zhì)巖層錨固深度超過1m時,采用φ25mm的16Mn鋼筋,往往鋼筋被拉斷而錨固段不會從錨孔中拔出;φ32m的16Mn鋼筋被拉到屈服點(diǎn),巖層都未有較明顯的變化,但是,為保證錨桿的可靠性,首先必須判明錨固區(qū)山體有無塌方的可能及個別節(jié)理分割的巖塊受拉松動的可能。因此,應(yīng)保證錨桿在巖體內(nèi)的錨固深度大于3.5m為佳。
在軟巖和土層的極限抗撥力數(shù)值差異很大受許多復(fù)雜條件和地質(zhì)因素的影響,如地層性質(zhì),埋藏深度,地下水,灌漿方法等,因此以軟質(zhì)巖、土層作為錨固層時,要求在施工前進(jìn)行現(xiàn)場拉撥試驗(yàn),在未進(jìn)行拉撥試驗(yàn)之前,為初步設(shè)計的需要,可根據(jù)前述方法及相關(guān)資料,進(jìn)行估算其有效錨固長度。最終的錨固長度應(yīng)要根據(jù)現(xiàn)場拉撥試驗(yàn)的極限抗撥力進(jìn)行修正。
5.錨桿和結(jié)構(gòu)物的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算
在灌漿錨桿基本確定之后,還應(yīng)該對結(jié)構(gòu)物的整體穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算,這是必要的。即使錨桿各部設(shè)計都非常合理,也很經(jīng)濟(jì),但整個結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性達(dá)不到要求,錨桿設(shè)計也必須重新考慮,加長錨桿,并重新檢算,驗(yàn)算方法可參閱有關(guān)土體或巖體穩(wěn)定的檢算方法。
參考文獻(xiàn):
[1]國外土層錨桿.鐵道部科學(xué)情報研究所專題情報.
[2]吳肖.日本土層錨桿技術(shù).鐵道科技動態(tài).
淺談鉆孔灌注樁斷樁的形成原因和預(yù)防措施
一、斷樁的概念
斷樁是指鉆孔灌注樁在灌注混凝土的過程中,泥漿或砂礫進(jìn)入水泥混凝土,把灌注的混凝土隔開使混凝土變質(zhì)或截面受損,從而使樁不能滿足受力要求。還有一種是混凝土灌注到某一位置混凝土根本無法灌注下去而不得不拔掉導(dǎo)管形成斷樁。
1、斷樁的形成原因
(1)、首批混凝土量不足,不能埋住導(dǎo)管底部,從而形成斷樁。
(2)、混凝土坍落度過小或石料粒徑過大,導(dǎo)管直徑過小堵管,當(dāng)處理不好不得不提導(dǎo)管時形成斷樁。
(3)、導(dǎo)管口滲漏使泥漿進(jìn)入導(dǎo)管。
(4)、導(dǎo)管埋置深度不足,拔導(dǎo)管時,導(dǎo)管底脫離混凝土面,形成斷樁。
(5)、灌注時間太長,超過了混凝土的初凝或終凝時間,混凝土灌注不下去,不得不拔掉導(dǎo)管終止灌注。
2、預(yù)防措施
(1)、一定要復(fù)核首批混凝土的量是否準(zhǔn)確。
(2)、碎石的最大粒徑不得超過40mm,不得大于導(dǎo)管的1/6~1/8,選擇合理內(nèi)徑的導(dǎo)管。
(3)、對混凝土灌注所用的導(dǎo)管,應(yīng)督促承包做密水承壓和接頭抗拉試驗(yàn),以防導(dǎo)管漏氣。
(4)、在灌注過程中,嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋置深度2~6M。
(5)、嚴(yán)格控制混凝土澆筑時間,不得超過首批混凝土初凝時間。若估計灌注時間長于首批混凝土初凝時間,則應(yīng)參入緩凝劑。
3、處理措施
(1)、斷樁后能提起鋼筋籠的迅速提出鋼筋籠,用沖擊鉆將以灌注的混凝土擊碎,處理到設(shè)計標(biāo)高重新灌注新混凝土。
(2)、在斷樁地表以下5~10M之內(nèi)的,可抽掉泥漿,破出新鮮混凝土再接樁。
(3)、斷樁后無條件進(jìn)行現(xiàn)場處理或無法處理的,可報設(shè)計單位,又設(shè)計單位提出處理措施。
泵送混凝土堵管現(xiàn)象與預(yù)防措施
本文引用自廣西創(chuàng)新建筑檢測《泵送混凝土堵管現(xiàn)象與預(yù)防措施》
[摘要]泵送混凝土是目前施工中特別是高層建筑施工中普遍采用的一種方式。分析在混凝土泵送過程中導(dǎo)致堵管的若干原因,以及如何預(yù)防堵管的措施,可供混凝土泵類設(shè)備的操作人員和施工技術(shù)人員參考。
[關(guān)鍵詞]堵管 坍落度 泵送混凝土 骨料級配
隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展,泵送混凝土施工技術(shù)得到普及和應(yīng)用。近年來,預(yù)拌泵送混凝土在高層建筑施工中廣泛應(yīng)用,收到了提高工效、節(jié)約施工成本的良好效果。但是在混凝土的泵送施工中,最令人頭疼的問題便是堵管。本文根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了如下所述幾點(diǎn)原因,并提出預(yù)防措施。
一、操作不當(dāng)是造成堵管的主要原因
(一)操作人員精力不集中。輸送泵操作人員在泵送施工中應(yīng)精力集中,時刻注意泵送壓力表的讀數(shù),一旦發(fā)現(xiàn)壓力表讀數(shù)突然增大,應(yīng)立即反泵2~3個行程,再正泵,堵管即可排除。若已經(jīng)進(jìn)行了反泵正泵幾個操作循環(huán),仍未排除堵管,應(yīng)及時拆管清洗,否則將使堵管更加嚴(yán)重。
(二)泵送速度選擇不當(dāng)。泵送時,速度的選擇很關(guān)鍵,操作人員不能一味地圖快,有時欲速則不達(dá)。首次泵送時,由于管道阻力較大,此時應(yīng)低速泵送,泵送正常后,可適當(dāng)提高泵送速度。當(dāng)出現(xiàn)堵管征兆或某一車混凝土的坍落度較小時,應(yīng)低速泵送,將堵管消滅在萌芽狀態(tài)。對HBT105.21.286RS系列混凝土泵,泵送速度的大小是通過調(diào)節(jié)調(diào)速閥來實(shí)現(xiàn)的;HBT120C-2120D系列混凝土泵,泵送速度的大小是通過調(diào)節(jié)排量的大小來實(shí)現(xiàn)的。
(三)余料量控制不適當(dāng)。泵送時,操作人員須隨時觀察料斗中的余料,余料不得低于攪拌軸,如果余料太少,極易吸入空氣,導(dǎo)致堵管。料斗中的料也不能堆得太多,應(yīng)低于防護(hù)欄,以便于及時清理粗骨料和超大骨料。當(dāng)某一車混凝土的坍落度較小時,余料可低于攪拌軸,控制在“S”管或吸入口以上,以減小攪拌阻力、擺動阻力和吸入阻力。本辦法僅適用于“S”閥系列混凝土泵。
(四)混凝土的坍落度過小時采取措施不當(dāng)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有一斗混凝土的坍落度很小,無法泵送時,應(yīng)及時將混凝土從料斗底部放掉,若貪圖省事,強(qiáng)行泵送極易造成堵管。
二、管道連接原因?qū)е碌亩鹿?nbsp;
管道接法錯誤很容易導(dǎo)致堵管。接管時應(yīng)遵循以下原則:管道布置時應(yīng)按最短距離、最少彎頭和最大彎頭來布管,盡量減小輸送阻力,也就減少了堵管的可能性。泵出口錐管處,不許直接連接彎管,至少應(yīng)接入一段直管后,再接彎管。泵送中途接管時,每次只能加接一根,且應(yīng)用水潤滑一下管道內(nèi)壁,并排盡空氣,否則極易造成堵管。垂直向下的管路,出口處應(yīng)裝設(shè)防離析裝置,預(yù)防堵管。高層泵送時,水平管路的長度一般應(yīng)不小于垂直管路長度的15%,且應(yīng)在水平管路中接入管路截止閥。停機(jī)時間超過5min時,應(yīng)關(guān)閉截止閥,防止混凝土倒流,導(dǎo)致堵管。由水平轉(zhuǎn)垂直時的90度彎管,彎曲半徑應(yīng)大于500mm。
三、混凝土或砂漿的離析導(dǎo)致的堵管
混凝土或砂漿遇水時,極易造成離析。有時在泵送砂漿時,便發(fā)生堵管現(xiàn)象,就是因?yàn)樯皾{與管道中的水直接接觸后,砂漿離析而引起的。預(yù)防辦法是:泵前用水濕潤管道后,從管道的最低點(diǎn)將管道接頭松開,將余水全部放掉,或者在泵水之后泵送砂漿之前,放入一海綿球,將砂漿與水分開。泵送完畢清洗管道時,也要放入一海綿球,將水與混凝土分開,否則極易造成堵管。
四、局部漏漿造成的堵管
由于砂漿泄漏掉,一方面影響混凝土的質(zhì)量,另一方面漏漿后,將導(dǎo)致混凝土的坍落度減小和泵送壓力的損失,從而導(dǎo)致堵管。漏漿的原因主要有以下幾種:1.輸送管道接頭密封不嚴(yán)。輸送管道接頭密封不嚴(yán),管卡松動或密封圈損壞而漏漿。此時應(yīng)緊固管卡或更換密封圈。2.眼鏡板和切割環(huán)之間的間隙過大。眼鏡板和切割環(huán)磨損嚴(yán)重時,二者之間的間隙變大。當(dāng)間隙大于10%時,須通過調(diào)整異形螺栓來縮小眼鏡板和切割環(huán)之間的間隙,若已無法調(diào)整,應(yīng)立即更換磨損件。本辦法適用于“S”閥系列混凝土泵。3.混凝土活塞磨損嚴(yán)重。操作人員應(yīng)經(jīng)常觀察水箱中的水是否渾濁,有無砂漿,一旦發(fā)現(xiàn)水已渾濁或水中有砂漿,表明混凝土活塞已經(jīng)磨損,此時應(yīng)及時更換活塞,否則將因漏漿和壓力損失而導(dǎo)致堵管,同時還會加劇活塞和輸送缸的磨損。4.因混凝土輸送缸嚴(yán)重磨損而引起的漏漿。若每次更換活塞后,水箱中的水很快就變渾濁,而活塞是好的,則表明輸送缸已磨損,此時需更換輸送缸。 五、不合格的泵送混凝土導(dǎo)致的堵管
用于泵送的混凝土必須符合泵送混凝土的要求,并不是所有的混凝土都可以拿來泵送,非合格的泵送混凝土將加劇泵機(jī)的磨損,并經(jīng)常出現(xiàn)堵管、爆管等。
1.混凝土坍落度過大或過小。混凝土坍落度的大小直接反映了混凝土流動性的好壞,混凝土的輸送阻力隨著坍落度的增加而減小。泵送混凝土的坍落度一般在8~18cm范圍內(nèi),對于長距離和大高度的泵送一般需嚴(yán)格控制在15cm左右。坍落度過小,會增大輸送壓力,加劇設(shè)備磨損,并導(dǎo)致堵管。坍落度過大,高壓下混凝土易離析而造成堵管。2.含砂率過小、粗骨料級配不合理。細(xì)骨料按來源可分為:河砂、人工砂(即機(jī)制砂)、海砂、山砂,其中河砂的可泵性最好,機(jī)制砂的可泵性最差。細(xì)骨料按粒徑可分為:粗砂、中砂、細(xì)砂,其中中砂的可泵性最好。粗骨料按形狀可分為:卵石、碎石。卵石的可泵性好于碎石。骨料的最大粒徑與輸送管道的最小口徑也有關(guān)系,卵石的最大粒徑應(yīng)小于1/3口徑,碎石的最大粒徑應(yīng)小于1/4口徑,否則也易引起堵管。由于材料的不同,細(xì)骨料的含量(即含砂率)、粗骨料的級配都存在一個最佳值。通常情況下,含砂率不宜太低,應(yīng)大于40%,大粒徑粗骨料的含量不宜過高。合理地選擇含砂率和確定骨料級配,對提高混凝土的泵送性能和預(yù)防堵管至關(guān)重要。3.水泥用量過少或過多。水泥在泵送混凝土中,起膠結(jié)作用和潤滑作用,同時水泥具有良好的保水性能,使混凝土在泵送過程中不易泌水,水泥的用量也存在一個最佳值,若水泥用量過少,將嚴(yán)重影響混凝土的吸入性能,同時使泵送阻力增加,混凝土的保水性變差,容易泌水、離析和發(fā)生堵管。另外水泥用量與骨料的形狀也有關(guān)系,骨料的表面積越大,需要包裹的水泥漿也應(yīng)該越多,相應(yīng)地水泥的含量就越大。因此合理地確定水泥的用量,對提高混凝土的可泵性,預(yù)防堵管也很重要。4.外加劑的選用不合理,使混凝土的可泵性和流動性變差,從而導(dǎo)致堵管。
六、結(jié)束語
在泵送混凝土?xí)r出現(xiàn)堵塞是在施工中常見的一種現(xiàn)象。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,由于外界條件的變化,造成堵管的原因往往不止上述這些現(xiàn)象。但只要我們嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作,做到防微杜漸,不斷地從每一次堵管中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),就一定能將堵管的可能性降到最低,提高泵送混凝土的效率。
[1]遲培云,現(xiàn)代混凝土技術(shù)[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,1999.
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建筑基坑沉降、位移監(jiān)測的內(nèi)容及方法
本文引用自廣西創(chuàng)新建筑檢測《建筑基坑沉降、位移監(jiān)測的內(nèi)容及方法》
一、深基坑監(jiān)測的意義
隨著城市建設(shè)的發(fā)展,基坑施工的開挖深度越來越深,從最初的5~7m發(fā)展到目前最深已達(dá)20m多。由于地下土體性質(zhì)、荷載條件、施工環(huán)境的復(fù)雜性,對在施工過程中引發(fā)的土體性狀、環(huán)境、鄰近建筑物、地下設(shè)施變化的監(jiān)測已成了工程建設(shè)必不可少的重要環(huán)節(jié)。
對于復(fù)雜的大中型工程或環(huán)境要求嚴(yán)格的項(xiàng)目,往往難從以往的經(jīng)驗(yàn)中得到借鑒,也難以從理論上找到定量分析、預(yù)測的方法,這就必定要依賴于施工過程中的現(xiàn)場監(jiān)測。首先,靠現(xiàn)場監(jiān)測據(jù)來了解基坑的設(shè)計強(qiáng)度,為今后降低工程成本指標(biāo)提供設(shè)計依據(jù)。第二,可及時了解施工環(huán)境——地下土層、地下管線、地下設(shè)施、地面建筑在施工過程中所受的影響及影響程度。第三,可及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)報險情的發(fā)生及險情的發(fā)展程度,為及時采取安全補(bǔ)救措施充當(dāng)耳目。
二、深基坑監(jiān)測的內(nèi)容及方法
深基坑施工,必須要有一定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)用以擋土、擋水。圍護(hù)設(shè)施必須安全有效。淺基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)以前常用的是鋼板樁或混凝土板樁;深基坑則大多采用現(xiàn)場澆灌的地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)或排樁式灌注樁結(jié)構(gòu),并配以混凝土攪拌樁或樹根樁止水。開挖時,坑內(nèi)必須抽去地下水,7~15m深的基坑,中間必須配二到三道水平支撐,水平支撐采用鋼管式結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)必須安全可靠,并能確保施工環(huán)境穩(wěn)定。從經(jīng)濟(jì)角度來講,好的圍護(hù)設(shè)計應(yīng)把安全指標(biāo)取在臨界點(diǎn)附近,再靠現(xiàn)場監(jiān)測提供的動態(tài)信息反饋來調(diào)整施工方案。
1、以下內(nèi)容是基坑監(jiān)測目前能夠做到的也是應(yīng)該做到的項(xiàng)目:
?。?)地下管線、地下設(shè)施、地面道路和建筑物的沉降、位移。
?。?)圍護(hù)樁地下樁體的側(cè)向位移(樁體測斜)、圍護(hù)樁頂?shù)某两岛退轿灰啤?
?。?)圍護(hù)樁、水平支撐的應(yīng)力變化。
?。?)基坑外側(cè)的土體側(cè)向位移(土體測斜)。
?。?)坑外地下土層的分層沉降。
(6)基坑內(nèi)、外的地下水位監(jiān)測。
?。?)地下土體中的土壓力和孔隙水壓力。
?。?)基坑內(nèi)坑底回彈監(jiān)測。
2、觀測點(diǎn)的布設(shè)
測點(diǎn)布設(shè)合理方能經(jīng)濟(jì)有效。監(jiān)測項(xiàng)目的選擇必須根據(jù)工程的需要和基地的實(shí)際情況而定。在確定測點(diǎn)的布設(shè)前,必須知道基地的地質(zhì)情況和基坑的圍護(hù)設(shè)計方案,再根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和理論的預(yù)測來考慮測點(diǎn)的布設(shè)范圍和密度。
原則上,能埋的測點(diǎn)應(yīng)在工程開工前埋設(shè)完成,并應(yīng)保證有一定的穩(wěn)定期,在工程正式開工前,各項(xiàng)靜態(tài)初始值應(yīng)測取完畢。沉降、位移的測點(diǎn)應(yīng)直接安裝在被監(jiān)測的物體上,只有道路地下管線若無條件開挖樣洞設(shè)點(diǎn),則可在人行道上埋設(shè)水泥樁作為模擬監(jiān)測點(diǎn),此時的模擬樁的深度應(yīng)稍大于管線深度,且地表應(yīng)設(shè)井蓋保護(hù),不止于影響行人安全;如果馬路上有管線設(shè)備(如管線井、閥門等)的話,則可在設(shè)備上直接設(shè)點(diǎn)觀測。
測斜管(測地下土體、圍護(hù)樁體的側(cè)向位移)的安裝:測斜管應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況,埋設(shè)在那些比較容易引起塌方的部位,一般按平行于基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)以20~30m的間距布設(shè);圍護(hù)樁體測斜管應(yīng)在圍護(hù)樁體澆灌混凝土?xí)r放入;地下土體測斜管的埋設(shè)須用鉆機(jī)鉆孔,放入管子后再用黃砂填實(shí)孔壁,用混凝土封固地表管口,并在管口加帽或設(shè)井框保護(hù)。測斜管的埋設(shè)要注意十字槽須與基坑邊垂直。
基坑在開挖前必須要降低地下水位,但在降低地下水位后有可能引起坑外地下水位向坑內(nèi)滲漏,地下水的流動是引起塌方的主要因素,所以地下水位的監(jiān)測是保證基坑安全的重要內(nèi)容;水位監(jiān)測管的埋設(shè)應(yīng)根據(jù)地下水文資料,在含水量大和滲水性強(qiáng)的地方,在緊靠基坑的外邊,以20~30 m的間距平行于基坑邊埋設(shè),埋設(shè)方法與地下土體測斜管的埋設(shè)相同。
分層沉降管的埋設(shè)也與測斜管的埋設(shè)方法相同。埋設(shè)時須注意波紋管外的銅環(huán)不要被破壞;一般情況下,銅環(huán)每1m放一個比較適宜。基坑內(nèi)也可用分層沉降管來監(jiān)測基坑底部的回彈,當(dāng)然基坑的回彈也可用精密水準(zhǔn)測量法解決。
土壓力計和孔隙水壓力計,是監(jiān)測地下土體應(yīng)力和水壓力變化的手段。對環(huán)境要求比較高的工程,都須安裝??紫端畨毫τ嫷陌惭b,也須用到鉆機(jī)鉆孔,在孔中可根據(jù)需要按不同深度放入多個壓力計,再用干燥粘土球填實(shí),待粘土球吸足水后,便將鉆孔封堵好了。土壓力計要隨基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時一起安裝,注意它的壓力面須向外;并根據(jù)力學(xué)原理,壓力計應(yīng)安裝在基坑的隱患處的圍護(hù)樁的側(cè)向受力點(diǎn)。這兩種壓力計的安裝,都須注意引出線的編號和保護(hù)。
應(yīng)力計是用于監(jiān)測基坑圍護(hù)樁體和水平支撐受力變化的儀器。它的安裝也須在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時請施工單位配合安裝,一般選方便的部位,選幾個斷面,每個斷面裝二只壓力計,以取平均值;應(yīng)力計必須用電纜線引出,并編好號。
3、數(shù)據(jù)觀測
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)知道,基坑施工對環(huán)境的影響范圍為坑深的3~4倍,因此,沉降觀測所選的后視點(diǎn)應(yīng)選在施工的影響范圍之外;后視點(diǎn)不應(yīng)少于二點(diǎn)。沉降觀測的儀器應(yīng)選用精密水準(zhǔn)儀,按二等精密水準(zhǔn)觀測方法測二測回,測回校差應(yīng)小于±lmm.地下管線、地下設(shè)施、地面建筑都應(yīng)在基坑開工前測取初始值。在開工期問,應(yīng)根據(jù)需要不斷測取數(shù)據(jù),從幾天觀測一次到一天觀測幾次都可以;每次的觀測值與初始值比較即為累計量,與前次的觀測數(shù)據(jù)相比較即為日變量。根據(jù)公認(rèn)的數(shù)據(jù),日變量大于3mm,累計變量大于10mm即應(yīng)向有關(guān)方面報警。
位移監(jiān)測點(diǎn)的觀測一般最常用的方法是偏角法。同樣,測站點(diǎn)應(yīng)選在基坑的施工影響范圍之外。外方向的選用應(yīng)不少于3點(diǎn),每次觀測都必須定向,為防止測站點(diǎn)被破壞,應(yīng)在安全地段再設(shè)一點(diǎn)作為保護(hù)點(diǎn),以便在必要時作恢復(fù)測站點(diǎn)之用。初次觀測時,須同時測取測站至各測點(diǎn)的距離,有了距離就可算出各測點(diǎn)的秒差,以后各次的觀測只要測出每個測點(diǎn)的角度變化就可推算出各測點(diǎn)的位移量。觀測次數(shù)和報警值與沉降監(jiān)測相同。當(dāng)然也可用坐標(biāo)法來測取位移量。
地下水位、分層沉降的觀測,首次必須測取水位管管口和分層沉降管管口的標(biāo)高。從而可測得地下水位和地下各土層的初始標(biāo)高。在以后的工程進(jìn)展中,可按需要的周期和頻率,測得地下水位和地下各土層標(biāo)高的每次變化量和累計變化量。地下水位和分層沉降的報警值,應(yīng)由設(shè)計人員根據(jù)地質(zhì)水文條件來確定。
測斜管的管口必須每次用經(jīng)緯儀測取位移量,再用測斜儀測取地下土體的側(cè)向位移量,再與管口位移量比較即可得出地下土體的絕對位移量。位移方向一般應(yīng)取直接的或經(jīng)換算過的垂直基坑邊方向上的分量。應(yīng)力、水壓力、土壓力的變量的報警值同樣由設(shè)計人員確定。
監(jiān)測數(shù)據(jù)必須填寫在為該項(xiàng)目專門設(shè)計的表格上。所有監(jiān)測的內(nèi)容都須寫明:初始值、本次變化量、累計變化量。工程結(jié)束后,應(yīng)對監(jiān)測數(shù)據(jù),尤其是對報警值的出現(xiàn),進(jìn)行分析,繪制曲線圖,并編寫工作報告。因此,記錄好工程施工中的重大事件是監(jiān)測人員必不可少的工作。
論橋涵及構(gòu)造物臺背回填的施工
本文引用自廣西創(chuàng)新建筑檢測《論橋涵及構(gòu)造物臺背回填的施工》
【摘 要】公路工程本著因地制宜、就地取材、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的原則,以防止特殊復(fù)雜地形條件下結(jié)構(gòu)物及路基不均勻變形,采用基地、結(jié)構(gòu)、回填結(jié)構(gòu)相互作用的系統(tǒng)思想,通過加強(qiáng)回填處理,減少結(jié)構(gòu)物與路基的變形和破壞。
【關(guān)鍵詞】橋涵 臺背 回填 施工
一、前言
公路工程本著因地制宜、就地取材、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的原則,以防止特殊復(fù)雜的形條件下結(jié)構(gòu)物及路基不均勻變形,采用基地、結(jié)構(gòu)、回填結(jié)構(gòu)相互作用的系統(tǒng)思想,通過加強(qiáng)回填處理,減少結(jié)構(gòu)物與路基的變形和破壞。在施工中主要除了涉及水泥穩(wěn)定土、石灰粉煤灰穩(wěn)定土、級配碎石、級配礫石、未篩分碎石、透水性材料外,還有以下幾種特別材料。
?。?)礫性土:大于0.1mm的土顆粒占全部土質(zhì)量的75%以上,土中小于0.5mm的細(xì)粒土液限不大于25%,塑性指數(shù)不大于12,小于0.075mm的顆粒含量與塑液限指數(shù)乘積不大于120的材料。
(2)高穩(wěn)定性填料:用于結(jié)構(gòu)物回填的土石方材料,其承載比大于12%,壓實(shí)后具有較小的變形及較高的水穩(wěn)定性,并具有較高的抗沖刷能力。
二、回填材料的技術(shù)要求
1.水泥穩(wěn)定土
(1)用于結(jié)構(gòu)物回填的水泥穩(wěn)定土,最大粒徑不超過53mm,不均勻系數(shù)大于5。細(xì)粒土的液限不大于40%,塑性指數(shù)不大于17。對于中粒土和粗粒土,如土中小于0.6mm的顆粒含量在30%以下時,塑性指數(shù)不大于20。實(shí)際應(yīng)用時,宜選用塑性指數(shù)不大于12,不均勻系數(shù)大于10的土。
(2)水泥穩(wěn)定土在90%保證率時壓實(shí)度不低于重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的95%,承載比應(yīng)不小于100%。水泥劑量以水泥質(zhì)量占全部干土質(zhì)量的百分率計,最低劑量不低于4%,工地實(shí)際采用的水泥劑量應(yīng)比實(shí)驗(yàn)室內(nèi)確定的劑量增加0.5%~1.0%。
2.粒料
(1)級配碎石最大粒徑不大于37.5mm,級配礫石、未篩分碎石和砂礫最大粒徑不大于50mm,其級配應(yīng)符合《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034-2000)規(guī)定。
(2)透水性材料最大粒徑不大于500mm,小于20mm的粒料中,0.075mm篩孔的細(xì)料通過率不大于10%,0.5mm以下細(xì)粒土塑性指數(shù)不大于6。
(3)粒料中粗集料的壓碎值不低于40%,細(xì)集料的液限指數(shù)不大于28%,塑性指數(shù)不大于9,塑性指數(shù)與0.5mm以下顆粒含量的乘積不大于100。
3.高穩(wěn)定性材料
(1)土中大于0.075mm的顆粒占全部土質(zhì)量的50%以上,液限小于50%,塑性指數(shù)小于20,承載比不低于12%,具有一定的級配,能夠有效壓實(shí)。
(2)回填高穩(wěn)定性材料,保證率為90%時壓實(shí)度代表值不低于95%;高穩(wěn)定性填料為硬質(zhì)巖填料時,可采用壓縮變形率確定壓實(shí)度;為軟巖填料時可采用固相體積率標(biāo)準(zhǔn)確定壓實(shí)度。
三、橋臺臺背及構(gòu)造物回填
1.埋置式橋臺:以基礎(chǔ)頂外側(cè)2米為下界寬,下界寬邊緣線往上1:1交路床頂為上界寬,與護(hù)坡和錐坡圍成的體積。路床頂面以下0~0.8mm回填水泥穩(wěn)定土,0.8m以下回填高穩(wěn)定土。
2.U型橋臺:以基礎(chǔ)底面外邊緣0.5m作為下界寬,下界寬邊緣線往上1:0.5交地面線,路床頂面寬度(H+2.0m)作為上界寬,路床以下0~0.8m回填水泥穩(wěn)定土,0.8m以上采用高穩(wěn)定性材料,當(dāng)回填寬度L≤2m時,回填粒料,臺身周圍0.5m的排水層反開挖回填粒料。
3.涵背回填:(1)圓管涵:距混凝土外邊緣0.3m或砂礫墊層基礎(chǔ)外邊緣為下界寬,涵頂0.5m,頂寬為2倍管徑,全部回填水泥穩(wěn)定土。當(dāng)圓管涵頂填土高度大于15m時,管兩側(cè)及頂面采用C15混凝土護(hù)管,厚度為0.5m。(2)蓋板(箱)涵:挖方段時,基礎(chǔ)地面外邊緣0.3m作為下界寬,下界邊緣線往上1:0.5交于地面線,頂面兩側(cè)寬度分別為(H+2.0m)作為上界寬;填方段時,基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)外邊緣2m作為下界寬,下界邊緣線往上1:1交涵頂以上0.5m的水平線,兩側(cè)寬度分別為(H+2.0m)作為上界寬。
4.擋土墻回填
回填范圍為基礎(chǔ)外側(cè)0.5m向上1:0.5交擋墻頂面水平線所圍成的體積。當(dāng)距墻的寬度L≤2m時回填粒料,墻背排水層0.5m反開挖回填粒料,其他部分采用高穩(wěn)定性材料回填。當(dāng)回填頂面寬度小于0.5m時,無法采用重型沖擊夯機(jī)夯實(shí)的情況下,可選用無砂大孔混凝土回填或者滿槽漿砌片石。
四、橋涵臺背及構(gòu)造物回填的施工及質(zhì)量管理
1.壓實(shí)施工規(guī)定
(1)采用高穩(wěn)定性填料、粒料和水泥穩(wěn)定土回填時,應(yīng)保證填料充分壓實(shí),壓實(shí)度符合要求,水泥穩(wěn)定土的承載比和水泥劑量必須符合要求。埋置式橋臺宜采用先填土后開挖的施工的方案,護(hù)坡及錐坡應(yīng)超寬填筑不少于0.5m。然后修坡,保證坡面的壓實(shí)度符合要求。
(2)寬度小于2m時,應(yīng)采用重型沖夯機(jī)分層夯實(shí),層厚不超過15cm;寬度超過2m時,采用重型壓路機(jī)分層壓實(shí),分層松鋪厚度不超過30cm。
2.無砂大孔混凝土施要求
(1)施工前應(yīng)進(jìn)行材料和混凝土配合比的設(shè)計,經(jīng)試拌,檢驗(yàn)水泥漿的稠度是否合適,有效包裹住集料,在插搗條件下是否由離析現(xiàn)象,符合要求后方可使用。
(2)無砂大孔混凝土采用強(qiáng)制拌和機(jī)拌和,拌和時先按規(guī)定的水灰比攪拌水泥漿,然后將集料投入拌和機(jī)中,與水泥漿一起攪拌,使水泥漿充分包裹集料。攪拌時間應(yīng)比普通混凝土攪拌是時間適當(dāng)延長。
(3)混合料攪拌后可直接澆筑,卸料高度為1m以內(nèi),將混合料分層倒入,每層厚度不宜大于50mm,然后人工用鋼釬振搗,必要時也可采用平板式?jīng)_夯機(jī)進(jìn)行夯實(shí)。澆注過程中應(yīng)注意防止水泥漿離析下沉。
3.防水及排水施工要求
(1)橋、涵臺背及擋土墻的墻背的粒料排水層應(yīng)采用分層反開挖的施工方法施工,施工時,不得使周圍的細(xì)粒土堵塞排水層的排水通道,以及滿足排水要求。排水層內(nèi)的水應(yīng)引出路基外,必要時可在八字墻部位的排水層中加設(shè)Φ100mmPVC多孔透水管。
(2)橋、涵基礎(chǔ)頂面以下的部分,采用不透水的材料回填,回填時材料的強(qiáng)度應(yīng)符合要求。擋土墻基礎(chǔ)頂面以下的部分應(yīng)按設(shè)計圖紙的要求采取滿砌和或滿澆混凝土的方法回填,圖紙沒有規(guī)定時,采用不低于基底強(qiáng)度要求的材料回填。
(3)在基礎(chǔ)頂面及地面線附近的泄水孔底部,用厚度3cm的水泥砂漿進(jìn)行封閉以防止雨水滲入基底或繼續(xù)下滲。
淺談鉆芯法檢測混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度
本文引用自nnly19875《淺談鉆芯法檢測混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度》
淺談鉆芯法檢測混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度
混凝土強(qiáng)度是決定混凝土結(jié)構(gòu)受力性能的關(guān)鍵因素之一,也是評定結(jié)構(gòu)性能的主要參數(shù),對一些重要的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件,為了確定結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性是否滿足要求,往往要求掌握結(jié)構(gòu)中各具體部位的混凝土的質(zhì)量情況,需要對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測和鑒定、對其可靠性作出科學(xué)評價,然后進(jìn)行維修和加固,以提高工程結(jié)構(gòu)的安全性,延長其使用壽命。
鉆芯法是利用專用混凝土鉆芯機(jī),直接從所需檢測的結(jié)卡勾或構(gòu)件上鉆取混凝土芯樣,按有關(guān)規(guī)范加工處理后,進(jìn)行抗壓試驗(yàn),根據(jù)芯樣的抗壓強(qiáng)度推定結(jié)構(gòu)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的一種局部破損的檢測方法。因直觀、可靠、準(zhǔn)確而廣泛運(yùn)用于現(xiàn)場混凝土質(zhì)量檢測中,但在實(shí)際應(yīng)用中也遇到了許多問題,如取樣部位不當(dāng),輕則削弱構(gòu)件承載力,重則損傷主筋或鉆斷主筋。
為避免取芯對結(jié)構(gòu)安全造成影響,筆者結(jié)合自己多年在廣西創(chuàng)新建筑工程質(zhì)量檢測咨詢有限公司的工程檢測鑒定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),談?wù)勪摻罨炷两Y(jié)構(gòu)檢測鑒定中的若干問題,愿與大家共同探討。
1 關(guān)于檢測部位
實(shí)際工程中,同層次、同混凝土強(qiáng)度等級,同澆搗日期的相同類型的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件有很多,在選取芯樣部位時,首先應(yīng)選擇受力較小的構(gòu)件鉆取芯樣,如果是住宅工程,在檢測陽臺挑梁的混凝土強(qiáng)度時,可選在陽臺挑梁的拖梁上鉆取芯樣(距外墻為1m左右);若是底層半框架、二層以上磚混結(jié)構(gòu)的商住樓,需檢測底層半框架的混凝土強(qiáng)度,則應(yīng)選在縱橫軸的邊軸框架梁上鉆取芯樣;當(dāng)簡支梁與圈粱相連時,需檢測簡支粱的混凝土強(qiáng)度,則應(yīng)選在圈梁上鉆??;帶形基礎(chǔ)梁的強(qiáng)度檢測,可在大放腳的基杯上鉆取芯樣。其次作受力分析,按其受力彎矩圖,進(jìn)一步確定其受力較小,據(jù)此確定選取鉆芯的部位。
如果是框架梁,當(dāng)梁截面高度h≥500mm時,鉆芯部位可選在中和軸上彎矩M=0處或者粱跨中中和軸以下部分,梁截面高度h<500mm時,則取在中和軸上彎矩M=0處,而不能在梁跨中中和軸以下部位取。當(dāng)梁截面高度較小時,跨中混凝土受壓受托區(qū)高度也較小,容易誤取受壓區(qū)混凝土而影響構(gòu)件安全使用。理論上彎矩M=0處的混凝土不受力,鉆取芯樣后,對構(gòu)件影響甚微,梁跨中中和軸以下部分混凝土只受拉,接鋼筋混凝土計算原理,該處抗拉由鋼筋承擔(dān),混凝土只與鋼筋粘結(jié)、起保護(hù)作用。當(dāng)然,在實(shí)際操作過程中,工程現(xiàn)場不可能提供構(gòu)件彎矩圖,必須根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)知識,迅速判斷出構(gòu)件彎矩M=0處的大致位置,因此,對一般的框架梁,也可取在粱跨1/3處。
如果是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,按預(yù)加應(yīng)力的方法不同分先張和后張二類后張法的受彎構(gòu)件(構(gòu)件寬b≤250mm),在沒有張拉前可在構(gòu)件中和軸彎矩M=0處鉆取芯樣,鉆芯深度不宜過長,盡量控制在120mm,絕對不能在兩端的錨固區(qū)鉆取。至于其他類型的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,應(yīng)按《規(guī)范》要求,不宜鉆取。
如果是柱,無論是軸向受力往或偏心受力柱,鉆芯部位都可選在柱的縱橫軸線交點(diǎn)處即柱中,因?yàn)橹炷潦菑南碌缴线M(jìn)行澆搗的,振搗后,柱的下半部石子偏多而上半部則偏少,一般說來下半部的混凝土強(qiáng)度要高于上半部,此處對受力偏心柱來說,彎矩M=0處也大致在柱中位置,因此,鉆芯部位選在柱中,既最能代表該柱混凝土實(shí)際質(zhì)量,又可減少柱的損傷。
2 關(guān)于芯樣尺寸
《鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS03:2007)第3.0.4條規(guī)定“鉆取的芯樣直徑一般不宜小于骨料最大粒徑的3倍,作任何情況下不得小于骨料最大粒徑的2倍”。通常我們所采用的芯樣直徑φ100 mm或φ150 mm,但在實(shí)際工程檢測中,還需靈活運(yùn)用。一定要根據(jù)粗骨料粒徑和結(jié)構(gòu)配筋率選取芯樣尺寸,如果盲目選取大直徑的芯樣,即使采用鋼筋定位儀,傷到主筋、鉆斷主筋的現(xiàn)象也會時有發(fā)生,特別是高層建筑,結(jié)構(gòu)配筋率比較高,混凝土中鋼筋的間距多在100mm~150mm之間。加上鋼筋直徑以及位置偏差帶來的影響,鉆取芯樣時很難避開主筋,不僅損傷鉆頭,也給修復(fù)帶來困難。為了避免鉆芯給結(jié)構(gòu)帶來影響,往往需采用非常規(guī)的75 mm內(nèi)徑鉆頭鉆取芯樣來作抗壓試驗(yàn)。雖然我國目前對小芯樣檢測混凝土強(qiáng)度還有較多的爭議,如離散性高;鉆芯、切割時損傷程度相對較大;混凝土內(nèi)部的缺陷影響程度較高等,但如果結(jié)合當(dāng)?shù)氐拇止橇鲜褂们闆r,增加小芯樣的取芯數(shù)量、采用合適的高徑比等,用75 mm內(nèi)徑鉆取芯樣的方法檢測混凝土還是能做到較高的測試精度。在采用鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度時,對芯樣尺寸,一定要根據(jù)構(gòu)件的實(shí)際情況,靈活機(jī)動,不能盲目按《規(guī)程》生搬硬套,以致作出錯誤的判斷。
3 其他易被忽視的幾個問題
a)注意鉆芯機(jī)位置的固定。在實(shí)際檢測過程中,鉆筒高速的運(yùn)轉(zhuǎn)使混凝土產(chǎn)生的強(qiáng)烈磨擦抖動,使得取芯機(jī)往往較難固定,所取的芯樣往往容易出現(xiàn)芯樣裂縫、缺邊、少角、傾斜及喇叭口變形、端面與軸線的不垂直度超過2度等缺陷,造成混凝土檢測強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)度偏差較大,影響對結(jié)構(gòu)作出真實(shí)評價,甚至出現(xiàn)誤判。為此,在固定鉆芯機(jī)時,一定要根據(jù)施工現(xiàn)場周圍的具體環(huán)境、所鉆取的混凝土強(qiáng)度的范圍(不宜在強(qiáng)度低于10 MPa的混凝土上鉆芯,否則鉆芯機(jī)較難固定),在鉆芯機(jī)主軸的旋轉(zhuǎn)軸線與被鉆取芯樣的混凝土表面相垂直的情況下,才能進(jìn)行鉆取芯樣工作。
b)對于樓板一類的構(gòu)件,鉆取芯樣后應(yīng)切去澆搗面約板厚20%的不具代表性的混凝土;絕對避免在混凝土施工縫處即二次混凝土澆搗結(jié)合處鉆取芯樣,因?yàn)榇颂幓炷敛痪哂写硇?;鉆芯時鉆筒壁離鋼筋的距離應(yīng)大于鋼筋直徑,以免影響鋼筋和混凝土的粘結(jié)力或切斷鋼筋。
c)芯樣在試驗(yàn)前一定要對其幾何尺寸作下列測量,測量內(nèi)容包括:平均直徑、芯樣高度、垂直度、平整度等,這點(diǎn)在實(shí)際檢測過程中極容易被忽視。
4 結(jié)束語
采用鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度,一定要充分注意選擇混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的檢測部位,并根據(jù)粗骨料粒徑和結(jié)構(gòu)配筋率,選取適當(dāng)?shù)男緲映叽?。只有做好了這些基礎(chǔ)工作,才能真正發(fā)揮鉆芯法的檢測作用。
(廣西創(chuàng)新建筑工程質(zhì)量檢測咨詢有限公司 李工)
隧道光面爆破作業(yè)指導(dǎo)書
本文引用自橋梁之家《隧道光面爆破作業(yè)指導(dǎo)書》
一、 編制依據(jù)
1、 設(shè)計圖
2、 《鐵路隧道施工規(guī)范》TB10204-2002
3、 《鐵路隧道工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》TB10417-2003
4、 《鐵路工程施工安全技術(shù)規(guī)程》TB10401.1-2003
5、 《鐵路工程施工技術(shù)手冊.隧道》
二、 光面爆破設(shè)計
隧道開挖應(yīng)根據(jù)采用的施工方法、施工機(jī)械,合理選擇開挖方法和步驟,確定合理循環(huán)進(jìn)尺及施工速度,保持各工序相互協(xié)調(diào),確保施工安全和工程質(zhì)量滿足施工進(jìn)度要求。
(一)、隧道超欠挖的規(guī)定
根據(jù)《鐵路隧道工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,結(jié)合本合同段隧道地質(zhì)情況,隧道允許超欠挖值應(yīng)符合表1-1的規(guī)定。
表1-1 隧道允許超欠挖值(cm)
| Ⅰ | Ⅱ~Ⅳ | Ⅴ~Ⅵ | ||
拱部 | 平均10 | 平均15 | 平均10 | ||
最大20 | 最大25 | 最大15 | |||
邊墻、仰拱、隧底 | 平均10 | 平均10 | 平均10 |
注:本表適用于炮眼深度不大于3.0m的隧道。炮眼深度大于3.0m時,可根據(jù)實(shí)際情況另行規(guī)定。
(二)、鉆爆開挖
隧道開挖應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、開挖斷面、開挖方法、掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺、鉆眼機(jī)具和爆炸材料等進(jìn)行鉆爆設(shè)計,鉆爆設(shè)計應(yīng)根據(jù)爆破效果調(diào)整爆破參數(shù)。
(三)、鉆爆設(shè)計
1、鉆爆設(shè)計的內(nèi)容包括炮眼(掏槽眼、輔助眼、周邊眼)的布置、數(shù)量、深度和角度,爆破器材、裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu),起爆方法和爆破順序,鉆眼機(jī)具和鉆眼要求等。
鉆爆設(shè)計圖包括炮眼的布置圖、周邊眼裝藥結(jié)構(gòu)圖、鉆爆參數(shù)表、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及必要的說明。
根據(jù)圍巖走向、層厚、石質(zhì)等地質(zhì)情況及支護(hù)施工方法,設(shè)定爆破方法如下:Ⅲ級圍巖采用全斷面法掘進(jìn),堅硬巖石施工加強(qiáng)掏槽爆破,控制周邊光爆孔,控制超欠挖。爆破器材選用2#巖石硝銨炸藥,藥卷直徑為:周邊眼采用Ф25小藥卷(間接、不耦合裝藥,導(dǎo)爆索起爆),其余為Ф32藥卷;塑料導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)毫秒微差有序起爆;出現(xiàn)涌水情況采用乳化炸藥,其標(biāo)準(zhǔn)用藥量見表1—2及主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表1—3。
Ⅲ級圍巖全斷面光面爆破炮眼藥量分配表
表1—2
序號 | 炮眼分類 | 炮眼數(shù) (個) | 雷管 段數(shù) (段) | 炮眼深度 (cm) | 炮眼裝藥量 | ||
每孔 藥卷數(shù) (卷/孔) | 單孔 裝藥量 (Kg/孔) | 合計 藥量 (Kg) | |||||
1 | 掏槽眼 | 4 | 1 | 340 | 11 | 1.65 | 6.6 |
2 | 4 | 3 | 340 | 11 | 1.65 | 6.6 | |
3 | 擴(kuò)槽眼 | 8 | 5 | 320 | 11 | 1.65 | 13.2 |
4 | 輔助眼 | 10 | 7 | 300 | 7 | 1.05 | 10.5 |
5 | 7 | 9 | 300 | 7 | 1.05 | 7.35 | |
6 | 內(nèi)圈眼 | 24 | 11 | 300 | 7 | 1.05 | 25.2 |
7 | 周邊眼 | 61 | 13 | 300 | 4.5 | 0.465 | 28.21 |
8 | 底板眼 | 15 | 13 | 320 | 12 | 1.8 | 27 |
9 | 合計 | 133 |
|
|
|
| 124.66 |
Ⅲ級圍巖全斷面光面爆破主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 表1—3
序號 | 項(xiàng) 目 | 單 位 | 數(shù) 量 |
1 | 開挖斷面積 | m2 | 40.66 |
2 | 預(yù)計每循環(huán)進(jìn)尺 | m | 2.7 |
3 | 每循環(huán)爆破石方 | m3 | 109.782 |
4 | 炮眼總數(shù) | 個 | 133 |
5 | 鉆孔總數(shù) | m | 406.8 |
6 | 雷管用量 | 發(fā) | 150 |
7 | 炸藥用量 | Kg | 124.66
|
8 | 比鉆眼數(shù) | 個/m2 | 3.27 |
9 | 比鉆眼量 | m/m3 | 3.33 |
10 | 比裝藥量 | Kg/m3 | 1.34 |
11 | 單位體積巖體耗雷管量 | 發(fā)/m3 | 1.37 |
12 | 預(yù)計炮眼利用率 | % | 96% |
3、隧道爆破設(shè)計
隧道Ⅲ級圍巖,采用全斷面開挖施工,斷面大小為約40平方米,月計劃掘進(jìn)150米,每月施工28天,采用兩班循環(huán)作業(yè),炮眼利用率96%。局部有水情況采用等量的乳化炸藥代替。
①根據(jù)地質(zhì)情況決定采用垂直楔形掏槽。
②計算斷面炮眼數(shù)N:N=qS/(αγ),開挖面積S=40.66㎡;單位耗藥量q=1.14Kg/m3;α=0.45;γ=0.78;N=1.14*40.66/(0.45*0.78)=132個。
③根據(jù)采用的垂直楔形掏槽及Ⅲ級圍巖由《鐵路工程施工技術(shù)手冊.隧道》中查得:掏槽眼與開挖面間得夾角α=70°,掏槽眼為6個。
④計算每一循環(huán)炮眼深度:l=150/(28*2*0.9)=2.976m,取3米。
每一循環(huán)進(jìn)尺為3*0.9=2.7米。故輔助眼、周邊眼和擴(kuò)槽眼深度為3.0米。
⑤計算各種炮眼的長度L及同一平面上兩掏槽眼眼口間距離:L=3.0/SIN(70°)+0.2=3.4m;同一平面上兩掏槽眼口的距離:B=2c+b=2.38米。
⑥炮眼布置圖見圖1—4。
⑦每循環(huán)裝藥量Q的計算及炮眼裝藥量的分配,采用2號巖石硝銨炸藥,藥卷直徑32mm,長度200mm,每卷藥卷重量為0.15Kg。Q=1.1*40.66*3*0.9=120.8Kg。
各炮眼裝藥量(折合成卷數(shù))分配如下:
總卷數(shù)120.8/0.15=805.3卷。掏槽眼裝藥系數(shù)0.55,輔助眼0.45,周邊眼0.45,底板眼0.55。周邊眼61個,掏槽眼8個,擴(kuò)槽眼8個,底板眼15個,輔助眼41個。
為了控制光面爆破的效果,掏槽眼和擴(kuò)槽眼及底板眼加強(qiáng)30%裝藥,周邊眼減少至70%裝藥,按照裝填系數(shù)進(jìn)行分配可得:
每個周邊眼裝藥量為:0.78*3*0.45*70%=0.7371Kg,折合為4.9卷,采取4.5卷。
每個輔助眼裝藥量為:0.78*3*0.45=1.05Kg,折合為7卷,采取7卷。
每個掏槽眼裝藥量為:0.78*3*0.85=2Kg,折合為13.26卷,采取13卷。
每個底板眼裝藥量為:0.78*3*0.85=2Kg,折合為13.3卷,采取14卷。
各種炮眼用藥量為:
掏槽眼、擴(kuò)槽眼:13*16=208卷;
底板眼:14*15=210卷;
輔助眼:7*41=287卷;
周邊眼:4.5*61=274.5卷。
合計裝藥量:979.5卷。
⑧根據(jù)爆破器材情況,采用導(dǎo)爆管雷管孔內(nèi)延期起爆法,起爆順序按照炮眼布置圖標(biāo)準(zhǔn)順序起爆,起爆點(diǎn)采用兩顆火雷管引爆。周邊眼裝藥采用反向間隔不偶合裝藥,藥卷之間采用竹條綁繩加固,注意炸藥的殉爆距離,一般控制在3cm左右,若間隔距離太大,則必須采用導(dǎo)爆索與炸藥連接。其余炮眼采用反向連續(xù)裝藥,底板眼和邊墻腳部應(yīng)采用雙導(dǎo)爆管引爆,保證底板和邊墻腳部順利起爆。
三、鉆爆作業(yè)光面爆破施工工藝
1.放樣布眼:鉆眼前,測量人員用紅鉛油準(zhǔn)確繪出開挖面的中線和輪廓線,標(biāo)出炮眼位置,其誤差不得超過5cm。
2.定位開眼:風(fēng)槍鉆桿與隧道軸線保持平行,按鉆眼布置圖正確鉆眼,對于掏槽眼和周邊眼的鉆眼精度要求比其它眼要準(zhǔn)確。開眼誤差要控制在3~5cm以內(nèi);掏槽眼比設(shè)計進(jìn)尺加深10~20cm。
3.鉆眼:由有較豐富經(jīng)驗(yàn)的老鉆工司鉆,盡可能使兩炮交界處臺階小于15cm。同時,根據(jù)眼口處巖石的凹凸程度調(diào)整炮眼深度,以保證炮眼底在同一平面上。
4.清孔:裝藥前,用鋼筋彎制的炮鉤將炮眼中石屑鉤出,再用小直徑高壓風(fēng)管輸入高壓風(fēng)將炮眼中石屑吹凈,并仔細(xì)檢查炮眼的位置、深度、角度是否滿足設(shè)計要求。
5.裝藥:根據(jù)炮眼設(shè)計圖確定的裝藥量自上而下進(jìn)行裝藥,雷管段別準(zhǔn)確,所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞長度不小于20cm。
6.聯(lián)結(jié)起爆網(wǎng)絡(luò):起爆網(wǎng)絡(luò)為復(fù)式網(wǎng)路,以保證起爆的可靠性和準(zhǔn)確性,聯(lián)結(jié)時注意導(dǎo)爆管不能打結(jié)和拉細(xì),各炮眼雷管連接段數(shù)相同,引爆雷管用黑膠布包扎在導(dǎo)爆管自由端10cm以上。網(wǎng)路連結(jié)好后,專人負(fù)責(zé)檢查。
四、爆破中應(yīng)注意問題
鉆孔作業(yè)要做到“七快”,即:拉風(fēng)水管快、安鉆快、開鉆快、換鉆桿快、移動鉆桿快、交換位置快、排除故障快;“四勤”,即:保養(yǎng)鉆機(jī)勤、維修風(fēng)水電路勤、檢查鉆孔質(zhì)量勤、檢查險情勤;“四不鉆”,即:不鉆殘孔、不鉆石縫、不鉆軟夾層、不鉆破碎層,只有這樣才能有效地提高鉆孔質(zhì)量和速度。
五、爆破施工安全
(一) 爆破人員必須是經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)且有爆破作業(yè)合格證的持證上崗人員。
(二)采用風(fēng)鉆鉆眼時,應(yīng)檢查機(jī)身、螺栓、卡套、彈簧和支架是否正常,管子接頭是否牢固,有無漏風(fēng)情況,鉆桿有無不直、損傷及釬孔堵塞現(xiàn)象。若有以上異常情況應(yīng)排除后方可進(jìn)行。
(三)司鉆人員不得把胸部、腹部緊貼風(fēng)鉆手柄,腿部不得抵住卡套彈簧,卡鉆時應(yīng)用扳手撥出,不得敲打,未關(guān)風(fēng)門不得拆除鉆桿,要加強(qiáng)風(fēng)鉆保養(yǎng)和維修,不得在工作面進(jìn)行拆除和維修工作
(四)洞內(nèi)爆破作業(yè)必須統(tǒng)一指揮,爆破時,所有人員撤到不受有害氣體、震動和飛石損傷的地點(diǎn)。其安全距離為不小于200m。
(五)。裝藥前,應(yīng)檢查爆破工作面附近支護(hù)是否牢固,必要時應(yīng)先進(jìn)行加固,炮眼內(nèi)泥漿、石粉應(yīng)吹洗干凈,剛打好的鉆孔因溫度高不得立即裝藥,不得使用已經(jīng)凍結(jié)或分解的炸藥,若遇大量溶洞水、高壓水涌出情況時,要嚴(yán)禁爆破。
(六)裝藥點(diǎn)炮必須由爆破工班長統(tǒng)一指揮,要嚴(yán)格按照爆破設(shè)計規(guī)定的裝藥量裝藥,并按要求堵塞炮眼。
(七)爆破后,必須經(jīng)過通風(fēng)排煙,15分鐘后檢查人員方可進(jìn)入工作面檢查,檢查內(nèi)容為:有無瞎炮及可疑現(xiàn)象;有無殘余炸藥或雷管,頂板
及兩幫有無松動石塊,支護(hù)有無松動與變形,如發(fā)現(xiàn)瞎炮,必須由原裝炮人員按規(guī)定進(jìn)行處理,如果是孔外的導(dǎo)爆管損壞引起的瞎炮,則切去損壞部分重新連接導(dǎo)爆管即可,但此時的接頭應(yīng)盡量靠近炮眼。有另外的原因,平行于該眼相距30cm鉆眼,裝藥后引爆拆除該瞎炮,嚴(yán)禁用鎬刨或用高壓風(fēng)吹炮,并要仔細(xì)收集未爆的藥卷。當(dāng)檢查確認(rèn)危險因素已經(jīng)排除后,才可以撤除警戒,允許施工人員進(jìn)入工作面作業(yè)。
(八)爆破器材加工應(yīng)在洞外加工房進(jìn)行,嚴(yán)禁在洞內(nèi)設(shè)置加工房,需用的爆破器材,有專人從庫房取出送到工作面,裝炮后剩余的雷管、炸藥應(yīng)及時回收到庫房存放。
(九)爆破作業(yè)人員,嚴(yán)禁穿化纖衣服操作,防止靜電火花導(dǎo)致早爆事故發(fā)生。
蘇通大橋B1標(biāo)鋼棧橋設(shè)計與施工
本文引用自xiaoranlin《蘇通大橋B1標(biāo)鋼棧橋設(shè)計與施工》
摘 要:介紹了蘇通大橋B1標(biāo)1854m鋼棧橋設(shè)計和施工過程中以及使用期遇到的問題
關(guān)鍵詞:涌潮 水深 沖刷 第一長棧橋 設(shè)計 施工 試驗(yàn)
備 注:《2006年全國橋梁學(xué)術(shù)會議論文集》發(fā)表,作者:林樹奎
1、工程概況
蘇通大橋B1標(biāo)橋位區(qū)河段江中沙洲發(fā)育,槽深灘寬,江心沙洲中的新通海沙位于橋位線上,屬心灘地貌。新通海沙北側(cè)支汊發(fā)育迅速,已基本貫通,可通行小型船舶。北引橋穿過新通海沙夾槽河段,為雙向潮流,潮流平均流速為2.0m/s,水深達(dá)8m左右,風(fēng)浪大,地質(zhì)條件復(fù)雜。
北引橋B1合同段全長2010m,江中橋墩距離長江大堤最遠(yuǎn)距離達(dá)1600m,基礎(chǔ)工程量大、施工工期緊,要求施工棧橋能覆蓋整個B1合同段,以便減少航運(yùn)和水位對本合同段下部構(gòu)造施工的干擾和限制。
架空棧橋總長1854m,寬7m,起于長江大堤,止于45墩中心線后約324m。橋中心線與蘇通大橋引橋軸線一致。應(yīng)急碼頭前沿線距B1標(biāo)引橋終點(diǎn)45墩中心線約337m,碼頭平臺通過喇叭口與棧橋相接。
水上鋼棧橋承擔(dān)著繁重的交通運(yùn)輸任務(wù)。水上鋼棧橋不僅承擔(dān)著大量材料、機(jī)械設(shè)備的運(yùn)輸任務(wù),而且還承擔(dān)著水上各個橋墩下部構(gòu)造施工操作平臺的任務(wù),變水上施工為陸上施工,同時也是應(yīng)急船只和撤離人員的通道。鋼棧橋通航孔要求滿足最高通航水位時有5m的凈空、30m寬航道通航要求。
2、鋼棧橋設(shè)計與驗(yàn)算
2.1鋼棧橋使用要求:
2.1.1鋼棧橋承載力應(yīng)滿足:650kN履帶吊在橋面行走及起吊20t要求、300kN混凝土罐車錯車要求。
2.1.2鋼棧橋的調(diào)頭平臺寬度設(shè)置應(yīng)滿足車輛掉頭的要求。
2.1.3鋼棧橋的平面位置不得妨礙鉆孔樁施工、鋼吊(套)箱及承臺施工,能夠滿足B1標(biāo)整個施工期間的要求。
2.1.4鋼棧橋跨度、平面位置及高程應(yīng)滿足通航要求。
2.1.5鋼棧橋應(yīng)急平臺需滿足應(yīng)急船只的??亢腿藛T的撤離要求。
2.2鋼棧橋施工區(qū)域劃分
2.2.1淺灘區(qū)
鋼棧橋起始墩(14#~15#墩之間,長江大堤旁)至18#墩止,全長約180m,為棧橋淺灘區(qū)。河床高程在+0.5~+2.5m之間,絕大部分河床高程為+2.4m左右。
2.2.2深水區(qū)
18#墩至30墩止,即新通海沙夾槽河段,為深水區(qū),全長約600m,河床高程在-3~-7m之間,平均河床高程在-5m以下;從45#墩至應(yīng)急平臺,為深水區(qū),全長約320m,河床高程在-3m以下。
2.2.3淺水區(qū)
30#墩至45#墩,全長約750m為淺水區(qū),該區(qū)域河床高程在-2.0m~-0.5m之間,平均河床高程-1.2m左右。
鋼棧橋施工區(qū)域劃分如圖2.2-1所示。
圖2.2-1 棧橋施工區(qū)域劃分示意圖(單位:m)
2.3鋼棧橋擬定布置形式
2.3.1平面布置
鋼棧橋從長江大堤起,沿橋軸線一直通至45#橋墩,最后沿橋軸線延伸約324m至應(yīng)急平臺,鋼棧橋全長1854m。鋼棧橋平面布置示意見圖2.3-1所示。
圖2.3-1 棧橋平面布置示意圖(單位:m)
2.3.2縱向布置
鋼棧橋從長江大堤起(橋面高程▽+7.2m),至23#墩附近(橋面高程▽+9.9m)段設(shè)一上坡,坡度0.70%;
23#墩(▽+9.9m)至24#墩(▽+9.9m)為通航孔;
24#墩(▽+9.9m)至41#墩(▽+6.5m)為下坡(坡降1.53%);
41#墩(▽+6.5m)至45#墩(▽+6.5m)為平坡;
45#墩(▽+6.5m)再延伸324m至應(yīng)急平臺(▽+6.5m)。
2.4鋼棧橋擬定構(gòu)造
2.4.1總體結(jié)構(gòu)擬定
鋼棧橋橋面寬7.0m,高程+6.5m~+9.9m。鋼棧橋樁采用φ800mm×8mm的Q235a鋼管樁。下橫梁采用H600mm×200mm或H606mm×201mm。主縱梁一種是采用1.5m高的321普通型貝雷梁,共三組,每組兩榀,貝雷梁上依次鋪設(shè)I25a的橫向分配梁、間距1.5m,I12.6的縱向分配梁、間距40cm;另一種是采用12m跨和16m跨的萬能桿件,上方依次鋪設(shè)I28b的橫向分配梁、間距2.0m,I16的縱向分配梁、間距40cm;橋面δ=10mm花紋鋼板,最后安裝欄桿、照明和管線等附屬結(jié)構(gòu)。
棧橋通航孔跨度布置為30m,其余部分根據(jù)履帶吊車起重能力和位情況跨度定為12m、15m、16m、18m交替分布。鋼棧橋斷面結(jié)構(gòu)圖如圖2.4-1所示:
圖2.4-1 棧橋斷面結(jié)構(gòu)圖(單位:mm)
2.4.2車輛調(diào)頭平臺
沿鋼棧橋每間隔300m左右設(shè)一車輛調(diào)頭平臺,共5個。調(diào)頭平臺由長度為15m的鋼棧橋加寬5m而組成。調(diào)頭平臺斷面圖如圖2.4-2所示。
圖2.4-2調(diào)頭平臺斷面圖(單位:mm)
2.4.3鋼棧橋通航孔布置
航道位于23#、24#墩之間,鋼棧橋鋼管樁分別靠近23#、24#墩,在鋼管樁上下游設(shè)置通航孔鋼棧橋防撞設(shè)施。通航孔處鋼棧橋在最高通航水位凈高5m、跨度為30m,為減小鋼棧橋橋面標(biāo)高,做成下承式形式。橋面標(biāo)高+9.90m,底標(biāo)高為+9.30m。通航孔斷面圖如圖2.4-3所示。
圖2.4-3通航孔斷面圖(單位:mm)
2.4.4應(yīng)急平臺
應(yīng)急平臺是根據(jù)整個蘇通大橋所有標(biāo)段的需要而設(shè)置的。應(yīng)急平臺是中小型交通船??康拇a頭,需設(shè)置人員上下通道。棧橋由45#墩向前延伸324m(B2標(biāo)范圍),使平臺前沿水下河床標(biāo)高為-6.0m~-7.0m,以保證足夠的水深。應(yīng)急平臺斷面圖如圖2.4-4所示。
圖2.4-4 應(yīng)急平臺斷面圖
2.4.5活動鋼棧橋
受19#墩~30#墩啞鈴型承臺施工的影響,此位置的棧橋?qū)⒎恋K承臺吊箱的施工,越過墩位的棧橋設(shè)計為可拆卸式。為盡量減少棧橋中斷的時間,盡量降低棧橋中斷對全橋施工的影響,該段棧橋設(shè)計為用650kN履帶吊可整體吊移形式,即活動棧橋。為減輕重量,活動棧橋布置為15m或18m跨度,以方便起吊。活動棧橋布置圖如圖2.4-5所示。
圖2.4-5 活動鋼棧橋布置示意圖
如果在水上大范圍的施工,拆除棧橋影響了全橋的施工,那么將不拆除棧橋,解決承臺和系梁的施工主要辦法就是在系梁模板加工時將每塊模板高度定為1.5m~2.0m,棧橋底標(biāo)高+4.6m,施工水位為2.0m左右,套箱拼裝即為分節(jié)拼裝、分節(jié)下放,雖然施工時較麻煩、時效低,但不影響其他工序施工,所以特別注意在套箱系梁模板設(shè)計時要為組拼式,每節(jié)模板高度為1.5m~2.0m。
2.4.6鋼棧橋溫度伸縮縫設(shè)置
為適應(yīng)棧橋鋼構(gòu)件溫度變化,棧橋每隔150m左右設(shè)一道溫度縫,縫寬6cm,現(xiàn)場施工時根據(jù)實(shí)際溫度調(diào)整伸縮縫寬度。主縱梁為貝雷梁的棧橋溫度伸縮縫處下橫梁采用H606×201翼緣焊牛腿加寬至40cm,溫度縫處棧橋所有鋼構(gòu)件均需斷開,貝雷梁的陰陽頭斷開,但陽頭仍套在陰頭內(nèi);主縱梁為萬能桿件或萬能桿件和貝雷梁交界處采用雙排樁。交界墩溫度伸縮縫構(gòu)造圖如2.4-6所示。
圖2.4-6 交界墩溫度伸縮縫構(gòu)造圖
主縱梁為萬能桿件的棧橋溫度伸縮縫構(gòu)造圖如2.4-7所示。
圖2.4-7 棧橋溫度伸縮縫構(gòu)造圖
主縱梁為貝雷梁的棧橋溫度伸縮縫構(gòu)造圖如2.4-8所示。
圖2.4-8 棧橋溫度伸縮縫構(gòu)造圖
2.5鋼棧橋結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算
2.5.1鋼棧橋荷載形式
根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況, 棧橋荷載形式如下:
鋼材容重 78.5kN/m3
設(shè)計風(fēng)速 32.0m/s
水流流速 2.17m/s
波浪力 波高 1.5m,波長 60m
65t履帶吊(考慮吊重20t):30m跨段行走比壓 0.07MPa
其它跨段行走比壓 0.18MPa
30t砼運(yùn)輸車錯車(按汽-20重車考慮力的分布)
施工荷載 4kN/m2
2.5.2特征參數(shù)
設(shè)計高潮位 4.30m(20年一遇)
設(shè)計低潮位 -1.46m(20年一遇)
泥面高程 見各典型斷面
設(shè)計沖刷深度 深水區(qū)考慮3m,淺水區(qū)考慮2m
排架橫梁底標(biāo)高 見斷面圖
通航孔棧橋底標(biāo)高 +9.30m
應(yīng)急平臺頂標(biāo)高 +6.50m
2.5.3地質(zhì)條件
見《蘇通大橋STXKZK2合同段工程地質(zhì)勘察報告》。
2.5.4鋼管樁基礎(chǔ)承載力計算
(1) 單樁最大需承力(僅以12m跨為例)。
650KN履帶吊作用時鋼管樁所承受的壓力顯然大于砼車作用時的荷載,因此計算時只需考慮履帶吊作用與上層結(jié)構(gòu)自重荷載組合時的工況,且650KN履帶吊的承重較大的一條履帶作用在一側(cè)鋼管樁正上方時,此時該側(cè)樁的承載力最大:
q=30KN/m Q1=600KN Q2=200KN 則:
最大承載力 P=30×7/2+600+(5.5-4.4)×200/5.5=745 KN
按單樁承載力750kN計算
(2) 樁的嵌固點(diǎn)計算:
其中 I=1.56×103m4
取樁嵌固點(diǎn)深度為4.5m (沖刷后泥面以下)
(3) 鋼管樁入土深度:(考慮沖刷深水區(qū)沖刷3m,淺水區(qū)沖刷2m)
1) 根據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》JTJ024-85第4.3.2條
[P]=
式中:u—周長 u=2.513m
k—安全系數(shù),取k=1.55
—影響系數(shù),對于錘擊沉樁, =1.0
τ—極限側(cè)磨阻力
A— 樁的截面積,A=0.5m2
—樁尖承載力 =120kPa
—開口樁樁尖承載力影響系數(shù),取 =0.696
查看地質(zhì)資料可得,12m跨棧橋下的樁,在17號墩處的地質(zhì)資料最為不利,則有:
[P]=
={2.513×1.0×[(2.4-2.0)×20+(12.85-2.4)×30+(H-12.85)×40]+0.5×0.696×120)}/1.55≥750
則H≥15.95m
取樁的入土深度為泥面以下16.5m(包含沖刷2.0m)
2) 根據(jù)《港口工程樁基規(guī)范》JTJ254-98第4.2.4條
據(jù)P=(UΣqili+qRA)/1.55 則:
π×0.8×[(2.4-2.0)×20+(12.85-2.4)×30+ (H-12.85)×40]/1.55≥750
H≥16.35m 取H=17.0m(包含沖刷2.0m)
3) 入土深度復(fù)核結(jié)果:
設(shè)計樁底標(biāo)高為-15.0m,河床標(biāo)高為+2.47m,則入土深度為17.47m,
與我部計算的最大入土深度17.0m多0.47m,基本相吻合。
2.5.5鋼棧橋18米跨主縱梁受力計算(計算跨徑為L計=18m簡支計算)。
(1) 彎矩M:
1) 30t砼車(一輛)布置在跨中時
Mmax1=0.25×120×18+5×30+60×7.6=1146kN.m
在跨中錯車時:
Mmax1=1146+0.25×60×18+7.6/18×60×18/2+5/18×30×18/2=1719.0kN.m
2) 履帶-65布置在跨中時
Mmax2=1/4×(600+200)×18=3600.0kN.m
3) 施工荷載及人群荷載
Mmax4=0.125×4×7.0×182=1134.0kN.m
4) 恒載M=0.125×16.5×182=668.3kN.m
(2) 對支點(diǎn)剪力Q:
1) 30t砼車行駛臨近支點(diǎn)時:
Qmax1=120+120×16.6÷18+60×12.6÷18=272.3 kN
在臨近支點(diǎn)錯車時:
Qmax1=272.3+60+60×(16.6÷18)=387.6kN
2) 履帶-65前方臨近支點(diǎn)時:
Qmax2=800×15.35/18=682.2kN
3) 施工荷載及人群荷載:
Qmax3=0.5×4×7.0×18=252KN
4) 恒載內(nèi)力:
Qmax4=16.5×18/2=148.5kN
(3) 荷載組合:
貝雷梁上最大內(nèi)力為65t履帶吊與恒載組合:履帶吊在吊重200KN的情況下不考慮錯車及橋面施工荷載和人群荷載。
Mmax=3600+668.3=4268.3kN.m <[M]=1576.4×3kN.m=4729.2KN.m
Qmax=682.2+148.5=830.7kN <[Q]= 490.5×3=1471.5 kN
滿足。選用3組,每組2片,單排。
2.5.6鋼棧橋30米跨主縱梁受力計算(計算跨徑為L計=30m簡支計算)。
(1) 彎矩M:
1) 30t砼車(一輛)布置在跨中時
Mmax1=0.25×120×30+13.6/30×120×30/2+11/30×60×30/2=2046KN.m
在跨中錯車時:
Mmax1=2046+0.25×60×30+13.6/30×60×30/2+11/30×30×30/2=3417.0
2) 履帶-65布置在跨中時,不考慮吊重,只考慮履帶吊通過:
Mmax2=1/4×600×30=4500kN.m
3) 施工荷載及人群荷載
Mmax4=0.125×4×7.0×302=3150kN.m
4) 恒載M=0.125×16.5×302=1856.3kN.m
(2) 對支點(diǎn)剪力Q:
1) 30t砼車行駛臨近支點(diǎn)時:
Qmax1=120+120×28.6÷30+60×14.6÷30=263.6KN
在臨近支點(diǎn)錯車時:
Qmax1=263.6+60+60×(28.6÷30)=380.8kN
2) 履帶-65前方臨近支點(diǎn)時,考慮吊重200KN:
Qmax2=800×27.35/30=729.3KN
3) 施工荷載及人群荷載:
Qmax3=0.5×4×7.0×30=420KN
4) 恒載內(nèi)力:
Qmax4=16.5×30/2=247.5kN
(3) 荷載組合:
貝雷梁上最大內(nèi)力為65t履帶吊與恒載組合:履帶吊在吊重200KN的情況下不考慮錯車及橋面施工荷載和人群荷載。
Mmax=4500+1856.3=6356.3kN.m <[M]=3375.0×2KN.m=6750.0KN.m
Qmax=729.3+247.5=976.8kN <[Q]=490.5×2=981kN
滿足。30m跨采用2組,每組2片加強(qiáng)型貝雷梁。
2.5.7 下橫梁、橫向分配梁、縱向分配梁和面板驗(yàn)算簡單,略。
3、鋼棧橋施工
3.1 鋼棧橋施工工藝流程
圖3.1-1 鋼棧橋施工工藝流程圖
3.2 主要施工方法
3.2.1 鋼棧橋0#墩
0#墩砌筑寬9.75m的砼基礎(chǔ),在大堤頂部延斜坡開挖1.3m深,為避免破壞大堤,保證防汛,在開挖的地方澆注30cm厚、寬80cm的砼基礎(chǔ),豎直面砌筑紅磚,澆砼時,固定型鋼的預(yù)埋件一定要埋設(shè)準(zhǔn)確。加寬平臺向棧橋下游延伸2.75m,將橫向分配梁連通,上鋪I12.6及面板,作為棧橋橋頭錯車、轉(zhuǎn)彎的平臺。0#橋臺施工完畢后及時對大堤進(jìn)行恢復(fù)。鋼棧橋0#橋臺斷面圖見圖3.2-1。
圖3.2-1 鋼棧橋0#橋臺斷面圖
3.2.2 淺灘區(qū)施工
淺灘區(qū)棧橋跨度為12m,棧橋的架設(shè)采用650kN履帶吊、DZ60型振動錘逐跨打樁搭設(shè)棧橋。施工時注意履帶吊懸出長度不準(zhǔn)超過2.5米,現(xiàn)場要根據(jù)吊機(jī)的實(shí)際性能進(jìn)行施工。淺灘區(qū)棧橋搭設(shè)示意圖如圖3.2-2所示。
圖3.2-2 淺灘區(qū)棧橋搭設(shè)示意圖
3.2.3 深水區(qū)施工
深水區(qū)采用航工樁1#打樁船,600kN起重船配合搭設(shè)棧橋,直接沉樁到位。打樁船采用拋錨定位,拋錨時考慮盡量能多打樁,減少拋錨次數(shù),以加快施工進(jìn)度。打樁船吊樁入導(dǎo)向架然后通過鉸錨機(jī)將船移到準(zhǔn)確位置后沉樁。
鋼管樁施沉前根據(jù)樁位圖計算每一根樁中心的平面坐標(biāo),直樁直接確定其樁中心坐標(biāo),斜樁通過確定一個斷面標(biāo)高后,再計算該標(biāo)高處鋼管樁的樁中心坐標(biāo),同時確定好沉樁順序,防止先施打的樁妨礙后續(xù)的樁施工。
沉樁順序:鋼管樁施沉總體按照先上游后下游,先岸側(cè)后江側(cè)的施工順序進(jìn)行。
按照沉樁順序進(jìn)行打樁船的拋錨定位,拋錨方法是:打樁船的首、尾各拋兩只錨,成“八”字形,另外在船首、尾各拋設(shè)一只帶前進(jìn)纜的錨,樁位的調(diào)整依靠6根錨纜進(jìn)行。拋錨定位總原則:因?yàn)榧t線范圍內(nèi)有C1標(biāo)的水下電纜,所有錨纜均應(yīng)遠(yuǎn)離橋幅紅線范圍,同時應(yīng)方便運(yùn)樁船喂樁,否則,打樁船需要重新拋錨定位。
引橋紅線范圍示意圖如3.2-3所示。
圖3.2-3引橋紅線范圍示意圖
打樁船拋錨定位后,打樁船后退讓出空檔。運(yùn)樁船將樁運(yùn)至打樁船船首處,打樁船上吊鉤將樁采用兩點(diǎn)起吊、吊立,然后拉入龍口,合攏機(jī)械手,測量控制,通過調(diào)整樁架的垂直度來調(diào)整鋼管樁垂直度。
鋼管樁平面位置及垂直度調(diào)整完成后,開始壓錘,依靠鋼管樁及打樁錘的重量將其壓入土層,測量復(fù)測樁位和垂直度,偏差滿足要求后,開始錘擊。
鋼管樁的最終樁尖標(biāo)高由入土深度控制,若鋼管樁無法施打至設(shè)計標(biāo)高,及時匯報、分析原因,拿出解決辦法,直至鋼管樁的入土深度滿足設(shè)計要求和已證明鋼管樁達(dá)到了設(shè)計承載力。另外一種情況時達(dá)到了設(shè)計入土深度,但鋼管樁還是急速下沉,要以錘擊度來復(fù)核。
當(dāng)現(xiàn)有打樁船船位不能滿足繼續(xù)施沉鋼管樁要求時,應(yīng)起錨,起錨盡量使用起錨艇,將打樁船重新拋錨定位,進(jìn)行下一跨的沉樁。打樁船沉樁示意圖如圖3.2-4所示。
圖3.2-4 深水區(qū)沉樁示意圖
3.2.4 淺水區(qū)沉樁
根據(jù)河床情況,河床高程-2.0m~-0.5m,打樁船在淺水區(qū)水域低水位時無法進(jìn)入打樁,需乘高潮位+1.5m以上沉樁。采用航工樁1#打樁船,600kN起重船配合搭設(shè)棧橋,或采用65t履帶吊上方駁沉樁,方法同深水區(qū)施工。如果船舶無法進(jìn)入淺水區(qū)施工區(qū)域施工則按淺灘區(qū)施工方法施工。
3.2.5 聯(lián)系梁安裝
每排鋼管樁下沉到位后,應(yīng)及時進(jìn)行鋼管樁基礎(chǔ)之間的連接,增加樁的穩(wěn)定性,避免潮汐來時發(fā)生意外事件,連接材料采用Φ600×6鋼管,鋼管尺寸需根據(jù)現(xiàn)場尺寸下料,采用哈佛接頭形式連接,高程位置根據(jù)施工時實(shí)際水位情況確定,一般控制在+2.0m。焊縫質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范要求。
3.2.6 下橫梁處理、安裝和樁頂處理
下橫梁在與主縱梁接觸部分加焊加勁板,增強(qiáng)局部剛度。
下橫梁安裝需經(jīng)測量準(zhǔn)確放線后進(jìn)行,下橫梁直接嵌入鋼管樁內(nèi)40cm,露出樁頂20cm。
樁頂擱置下橫梁的位置需要焊接耳板加強(qiáng),并與下橫梁連接成整體。
3.2.7 主縱梁及橫、縱向分配梁拼裝
主縱梁首先在陸上或已搭設(shè)好的棧橋上按每組規(guī)格、尺寸拼裝好,然后運(yùn)輸?shù)轿?,安裝在下橫梁上。主縱梁的位置需放線后確定,以保證棧橋軸線不偏移。主縱梁安裝到位后,橫向、豎向均需焊定位擋塊及壓板,將其固定在下橫梁上。
主縱梁安裝完畢,其上鋪設(shè)橫向分配梁,橫向分配梁與主縱梁間采用Ф16“U”型螺拴固定,每個節(jié)點(diǎn)1套螺栓。然后在橫向分配梁上鋪設(shè)縱向分配梁,如遇與“U”型螺栓、螺母沖突時,可適當(dāng)調(diào)整其間距。縱向分配梁要花焊在橫向分配梁上。
3.2.8橋面板鋪裝及附屬結(jié)構(gòu)施工
橋面面板寬6.9m,點(diǎn)焊在縱向分配梁上,橋面板采用10mm厚的花紋鋼板,上方不焊防滑條,主要是防止車輛在上方行駛產(chǎn)生震動和異響。
棧橋欄桿高0.8m,采用Φ48×3mm焊接鋼管焊接,立柱間距2.0m,焊在棧橋橫向分配梁上,欄桿統(tǒng)一用紅白油漆涂刷,交替布置,達(dá)到簡潔、美觀。
電纜等擱置托架用∠50角鋼焊接在橫向分配梁上,每根分配梁上焊一根,主要是電纜和輸水管等設(shè)施擱置在上面,減少對棧橋交通的干擾。管線托架圖如圖3.2-5所示。
圖3.2-5 管線托架圖
在棧橋上隔一段距離設(shè)置車輛限速行駛警示牌,限制車速8km/h。在棧橋入口設(shè)置崗?fù)ず驼{(diào)度員,以及車輛限重標(biāo)志牌。棧橋要安排專門的衛(wèi)生打掃人員,保證棧橋的清潔。在棧橋的上下游安裝航標(biāo)指示燈,在棧橋上兩邊每隔15m交替布置路燈,供夜間照明。
棧橋車道標(biāo)志線按四級公路雙車道標(biāo)準(zhǔn)施畫,行車道6m寬,棧橋邊緣50cm,不允許行車。
3.2.9 應(yīng)急碼頭施工
同深水區(qū)鋼棧橋施工。
4、結(jié)束語
4.1 蘇通大橋B1標(biāo)鋼棧橋長度為1854m,是目前長江上最長的鋼棧橋,同時位于長江入??谔?,地質(zhì)條件和水文條件及其復(fù)雜和惡劣,在保證安全的前提下滿足鋼棧橋使用的要求,同時盡量優(yōu)化設(shè)計與施工,降低成本。
4.2 施工到通航孔時,貝類梁撓度過大,理論計算承載力沒有問題,但在構(gòu)造上還需加強(qiáng),針對這一情況,及時的改成2組,每組3片加強(qiáng)型貝類梁,同時在此跨下承式鋼棧橋構(gòu)造上進(jìn)行了加強(qiáng),將橫向分配梁延長焊斜撐支撐貝類梁,很好的解決了貝類梁撓度過大問題,60t履帶吊空載安全順利的通過。
4.3 對于60t履帶吊在吊重20t的情況下履帶的比壓合理取定,過于保守將對棧橋的鋼材用量大大增加,增加成本并造成浪費(fèi),同時本鋼棧橋通過驗(yàn)算縱向分配梁需采用I14,間距35cm,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)同時通過計算采用了I12.6,間距40cm,節(jié)約鋼材約150t型鋼。而在實(shí)際使用過程中個別地方還是遭到破壞,主要原因是荷載過大,進(jìn)行了修補(bǔ)。
4.4 橋面花紋鋼板鋪裝,單塊鋼板定尺1.5m×6.9m,欄桿直接焊在橫向分配梁上,同時鋼板之間間隔5cm,雖然看起來屬于細(xì)節(jié),但算下來比滿鋪節(jié)約花紋鋼板近50t。
4.5 施工過程中曾多次出現(xiàn)鋼管樁入土只有8m左右,沒有達(dá)到設(shè)計入土深度,DZ60KW振動錘無法將鋼管樁下沉到位,根據(jù)DZ60KW振動錘的激振力復(fù)核鋼管樁基礎(chǔ)承載力應(yīng)該沒有問題,沒有進(jìn)行補(bǔ)樁,在使用的過程中沒有出現(xiàn)沉降,滿足使用要求。
4.6 現(xiàn)在很多項(xiàng)目都需要搭設(shè)鋼棧橋,供同仁參考。
MD28m-100t龍門吊設(shè)計與驗(yàn)算
本文引用自xiaoranlin《MD28m-100t龍門吊設(shè)計與驗(yàn)算》
備注:作者-林樹奎,在《交通工程建設(shè)》上已發(fā)表。
錢江五橋是杭州市繞城高速公路南段上的一座特大型橋梁,橋梁全寬26m,分成上、下兩幅,上部結(jié)構(gòu)為先簡支后連續(xù)預(yù)制T梁結(jié)構(gòu),其中50mT梁240榀、25mT梁324榀。50mT梁單榀最大重量為165t,25mT梁單榀最大重量為43t,根據(jù)施工現(xiàn)場地形及預(yù)制場位置情況,需制作凈跨度為28m、最大吊重為100t(已包含了龍門吊天車、吊具的重量)的兩臺龍門吊,來滿足錢江五橋T梁預(yù)制、安裝施工需要。兩臺MD28-100t龍門吊自2001年9月份投入使用以來,其使用情況一切良好,很好的完成施工中的各項(xiàng)作業(yè)。隨著現(xiàn)代化都市建設(shè)、發(fā)展,有大量的公路橋梁在規(guī)劃、在建設(shè),其跨度大、起吊能力大的龍門吊日益所需,但在施工單位自行設(shè)計、驗(yàn)算和制作中有一定的難度,本文就MD28m-100t大型龍門吊的設(shè)計、驗(yàn)算和制作談?wù)勛约旱囊恍w會,供同仁參考。
預(yù)制場布置示意圖見圖(一):
一、設(shè)計參數(shù)
1、總跨度32m,凈跨度28m;
2、最大吊重能力為100t;
3、龍門吊行走速度為10m/min,驅(qū)動系統(tǒng)扭矩5t.m;
4、龍門吊天車行走速度為3.6m/min,起升速度為0.9m/min,驅(qū)動系統(tǒng)扭矩為2.0t.m;
5、總高度為19m,凈空高度為15m;
6、定、動滑輪組由五門滑車組成,理論起重能力為50t/單組。
二、MD28m-100t龍門吊設(shè)計方案比選
一般的裝配式龍門吊均采用萬能桿件和一般非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件拼裝而成,為門式剛架鋼結(jié)構(gòu)。
1、方案一:采用N型萬能桿件組拼,結(jié)構(gòu)形式見圖(二)、圖(三)。
2、方案二:龍門吊主體結(jié)構(gòu)由立柱及橫梁組成,立柱用Φ900、δ=14mm鋼管樁焊接成“A”型組拼而成,橫梁為四組合N型萬能桿件組拼而成,結(jié)構(gòu)形式見圖(四)、圖(五)。
3、方案比較、擬定
一般的設(shè)計與制作均按照常規(guī)模式全部采用萬能桿件組拼,這種龍門吊需要大量的萬能桿件、連接螺栓,桿件不但數(shù)量大,而且種類多,大量的萬能桿件在大型的工程中占用時間長,租金費(fèi)用高,增加了施工成本。一般施工單位在施工大型橋梁樁基時有大量的廢護(hù)筒、鋼管樁,如果能利用,將節(jié)約大量成本,不但費(fèi)用低,而且制作時間短,方案二采用鋼管樁作為立柱材料只需要焊接,然后與橫梁組拼即可。
方 案 比 較
項(xiàng)目 | 方案一 | 方案二 |
工程進(jìn)度 | 萬能桿件組拼進(jìn)度較慢 | 框架結(jié)構(gòu),加工較快,可節(jié)約大量時間 |
材料準(zhǔn)備難易程度 | 萬能桿件緊缺,到浙江一帶工地調(diào)撥需大量的人力和財力,且不易準(zhǔn)備齊全各種桿件。 | 現(xiàn)場有大量的Ф900鋼管樁,而且在本工地已經(jīng)沒有用途了,如果不利用,下一個工地也只能當(dāng)廢品處理。 |
經(jīng)濟(jì)性 比較 | 萬能桿件組拼需大量的連接螺栓,且必須新買,而立柱的120t萬能桿件在錢江五橋施工完成后(24個月)租金需要18多萬元,連接螺栓新買需10萬元左右,人工費(fèi)、調(diào)運(yùn)費(fèi)等總需成本費(fèi)用40萬元左右。 | 整個兩臺龍門吊如果外加工需要費(fèi)用4萬元左右,如果自行加工需要費(fèi)用約2萬元左右,鋼管樁成本3萬元左右,相對方案一可以節(jié)約成本35萬元。 |
外觀形象 | 外觀不美觀,結(jié)構(gòu)視覺感到不協(xié)調(diào)、不安全 | 外觀美觀,結(jié)構(gòu)形式新穎,有助樹立企業(yè)形象。 |
無論大型、中型還是小型龍門吊,合理的利用現(xiàn)有的材料,在滿足結(jié)構(gòu)受力要求和施工需要的前期下,如何設(shè)計能使成本降為最低、效益最高是施工企業(yè)的難點(diǎn),通過上述兩個方案比較,最后選擇方案二。
三、MD28m-100t龍門吊結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算
(一)橫梁萬能桿件擬訂結(jié)構(gòu)組合圖:見圖(六)。
(二)、龍門吊在最大荷載情況下受力簡圖:見圖(七)。
(三)、龍門吊驗(yàn)算參數(shù):
1、計算荷載
龍門吊最大吊重為100t
龍門吊自重(萬能桿件部分)約80t
天車及吊具重量約12t,天車軌道梁及鋼軌重量約8t,立柱總重約40t
(1)集中荷載
吊重100t,根據(jù)“公路橋梁施工手冊”規(guī)定,當(dāng)?shù)踔卮笥?5t時,動荷載系數(shù)取1.5,W=1.5×100t=150t
因門架上方天車軌道的剛度相對桁架的剛度要小得多,吊重僅分配在上弦5個節(jié)點(diǎn)上,則吊重通過軌道梁傳給桁架的5個節(jié)點(diǎn),在集中荷載作用下,按四跨連續(xù)梁計算其5個節(jié)點(diǎn)的受力,求得:
最邊上P1=2.63t,其次P2=12.94t,中間P3=56.25t(單片桁架)。
(2)自重
頂部軌道梁及軌道重約8t,平均分配在橫梁上部的33個節(jié)點(diǎn)上,即:
P梁=8/33=0.24t(橫梁上弦每個節(jié)點(diǎn))
萬能桿件自重共80t(經(jīng)驗(yàn)值2.5t/m),平均分配給280個節(jié)點(diǎn)上,即:
P自=80/280=0.286t/每個節(jié)點(diǎn)
(3)橫向風(fēng)荷載
根據(jù)公路規(guī)范,取杭州地區(qū)的基本風(fēng)壓值W0=600N/m2,構(gòu)件單位面積風(fēng)壓:
W風(fēng)=K1K2K3K4W0=1×1.3×1×1×0.6=0.78KN/m2=0.078t/m2
桁架的總風(fēng)壓:W1=0.5×34×4×0.078=5.3t
立柱的總風(fēng)壓:W2=0.8×13×0.9×0.078×2=1.46t
2、計算工況
(1)工況一:在最大荷載作用下天車居中。
(2)工況二:在最大荷載作用下天車靠邊。
(3)工況三:自重+風(fēng)載
3、龍門吊各桿件結(jié)構(gòu)特征
上、下弦桿:m1-4N1 4∠100×100×12 A1=77.28cm2
中弦桿: m2-2N1 2∠100×100×12 A2=38.64cm2
豎桿: m3-4N4 4∠75×75×8 A3=38.6cm2
斜桿: m4-4N3 4∠100×75×10 A4=52.88cm2
斜撐: m5-4N125 4∠125×125×12 A5=92.5cm2
立柱邊斜桿:m6-2N125 4∠125×125×10 A6=42cm2
立柱三角桁架橫桿、斜撐:m7-2I10 A7=28.66cm2
立柱鋼管樁:m8-Φ900、δ=14mm鋼管樁 A8=389.7cm2
4、龍門吊計算簡圖與構(gòu)件標(biāo)號見圖(七)。
(四)龍門吊結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算
龍門吊結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算采用了兩種計算方法,一種是簡化計算,去掉橫梁的零桿,用節(jié)點(diǎn)法手工計算,求出各個編號桿件內(nèi)力;另一種是運(yùn)用計算機(jī)計算程序計算即電算,將各個結(jié)構(gòu)特征參數(shù)輸入求得。主要以電算為準(zhǔn),利用節(jié)點(diǎn)法簡化計算來校核,兩種計算方法計算出的結(jié)果相差很小,說明驗(yàn)算結(jié)果正確可靠,節(jié)點(diǎn)法計算過程在這里不過多闡述,現(xiàn)將計算結(jié)果列表如下。
1、工況一:天車居中吊重,橫梁的變位及桿件內(nèi)力
(1)橫梁變位:
單位:cm
Zmax | Ymax | Xmax |
-1.67 | 0.739 | 0.00 |
允許撓度[Z]=2.67cm
(2)桿件內(nèi)力:
弦桿 單位:t
| 上弦 | 下弦 | 備注 |
計算軸力 | -68.8 | 82.175 |
|
允許軸力 | -154.6 | 154.6 | 上下弦桿原擬定4N1 |
斜桿 單位:t
| Zy平面內(nèi) | Zx平面內(nèi) |
計算軸力 | 43.00 -42.26 | 1.14 -1.14 |
允許軸力 | 4N3 105.8 連接82.4 | 2N5 38.6 連接8.8 -13.6 |
豎桿與橫撐 單位:t
| Zy平面內(nèi) | Zx平面內(nèi) |
計算軸力 | -24.39 | 0.98 -0.98 |
允許軸力 | 4N4 -77.2 連接35.2 | 2N4 38.6 連接17.6 |
2、工況二:天車靠近立柱,立柱的變位與桿件內(nèi)力
(1)立柱變位:
單位:cm
Zmax | Ymax | Xmax |
0.61 | 0.318 | 0.051 |
(2)立柱桿件內(nèi)力:
單位:t
| 豎桿 | 斜桿 |
計算軸力 | -43.48 | -19.44 |
允許軸力 | 4N1 -154.6 連接68.7 | 2N3 52.9 連接41.2 |
3、工況三:空載時候在風(fēng)荷載的作用下穩(wěn)定性驗(yàn)算
MG=140×4.5=630t·m
M1=5.3×16=84.8t·m
M2=1.46×7.5=10.95t·m
M風(fēng)=M1+M2=84.8+10.95=95.75t·m
MG=630t·m>M風(fēng)=95.75t·m 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定
4、龍門吊結(jié)構(gòu)構(gòu)件重新選擇
根據(jù)計算結(jié)果分析,龍門吊結(jié)構(gòu)有足夠的剛度與強(qiáng)度,完全滿足使用,而且強(qiáng)度較為富余,從桿件內(nèi)力計算結(jié)果看,不論是橫梁的弦桿、斜桿和立柱的豎桿強(qiáng)度均有富余,因此根據(jù)計算結(jié)果合理選取結(jié)構(gòu)組合:
| 上弦桿 | 下弦桿 | 斜桿 | 豎桿 | 橫撐 | 斜撐 | 立柱 |
最大軸力(t) | -68.8 | 82.175 | 43.00 -42.26 | -24.39 | 1.14 -1.14 |
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原選型號 | 4N1 | 4N1 | 4N3 | 4N4 | 2N5 | 4∠125 | Φ900 |
允許軸力(t) | -155.5 | 155.5 | 105.8 | -77.2 | 38.6 |
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現(xiàn)選型號 | 2N1 | 4N1 | 2N3 | 2N4 | 2N5 | 4∠125 | Φ900 |
允許軸力(t) | -77.8 | 155.5 | 52.9 | -38.6 | 38.6 |
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5、龍門吊機(jī)沿軌道行車的穩(wěn)定性計算
大跑車行走速度V=10.0m/min,減速時間3.2s,碰撞0.5s,最大減速度a=0.4m/s2,間距B=9.0m。
(1)主機(jī)空載行走時穩(wěn)定性:
碰撞力F=G0×a=140t×0.4m/s2=56.0t
傾覆力矩MK=h0×F h0=1m
MK=1m×56.0t=56.0t·m
穩(wěn)定力矩MW=G0×B/2 G0=140t B/2=4.5m
MW=140t×4.5m=630.0t·m
穩(wěn)定系數(shù)η0=MW/MK=11.25>2.5 滿足起重機(jī)規(guī)范《GB3811-83》要求。
(2)滿載運(yùn)行時的穩(wěn)定性:
碰撞力F'= G0'×a=240t×0.4m/s2=96.0t
傾覆力矩MK'=H0×F' H0=1m
MK'=1m×96t=96.0t·m
穩(wěn)定力矩MW'=G0'×B/2 G0'=240t B/2=4.5m
MW'=240t×4.5m=1080.0t·m
穩(wěn)定系數(shù)η0'=MW'/MK'=11.25>2.5 滿足起重機(jī)規(guī)范《GB3811-83》要求。
6、龍門吊機(jī)主梁的剛度計算
(1)因螺栓與螺栓之間的安裝間隙而產(chǎn)生的撓度f1
建立公式 (4000-f1) 2+(1/2L0) 2=40002 1/2L0=14.0m
則 f1=3cm
(2)因主梁自重的影響而產(chǎn)生的撓度f2
f2=5qL04/384EI I=3258694cm4
f2=2.82cm
(3)因起重負(fù)荷的影響而產(chǎn)生的撓度f3
f3=PL02/24EI(3-4a2/L0)
f3=2.28cm
(4)龍門吊機(jī)工作時主梁的最大撓度∑f
∑f= f2+f3=5.1cm
現(xiàn)場施工觀測到的實(shí)際∑f撓度為4.9cm,與設(shè)計相符。
剛度(撓跨比)N=5.1cm/3300cm=1/647<1/400,滿足要求
四、結(jié)束語
1、撓度值偏差,實(shí)際觀測撓度值較設(shè)計容許撓度值小的多,一方面說明龍門吊萬能桿件橫梁有足夠的剛度,另一方面是橫梁在吊裝過程中已經(jīng)將因螺栓連接而產(chǎn)生的間隙消除掉;
2、空車在風(fēng)荷載作用下經(jīng)計算不會產(chǎn)生傾覆,但可以產(chǎn)生滑動,龍門吊機(jī)本身沒有剎車系統(tǒng),主要是靠自重(或加荷載)的作用下使其火車輪與軌道產(chǎn)生摩阻力來完成由運(yùn)動到靜止,空車情況下摩阻力只有1.4t,橫向風(fēng)荷載為6.76t,所以在沒有使用時要注意,做好防護(hù)措施,避免事故發(fā)生;
3、在最大荷載作用下,盡量避免在跨中起吊、運(yùn)行等連貫操作,應(yīng)在行走大車不動時起吊,而后橫移到一側(cè),再運(yùn)行大車,喂梁到位,主要是減小沖擊荷載。雖然在使用過程中沒有出現(xiàn)危險情況,但此種操作增加了其安全性;
4、在荷載作用下,立柱與軌道接觸部分產(chǎn)生了很大的水平力,這就要求軌道基礎(chǔ)要牢固、軌道要順直,使用過程中要不斷調(diào)整,以免由于基礎(chǔ)的不均勻沉降使龍門吊機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。
5、無論在風(fēng)荷載以及外力作用下其穩(wěn)定系數(shù)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏大,造成設(shè)計富余,可以適當(dāng)?shù)臏p小行走系統(tǒng)底盤結(jié)構(gòu)尺寸,節(jié)約材料、降低成本。