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检验与试验工作
原材料试验与检验原材料试验是对材料或半成品进行预先鉴定,以决定是否可以用于本工程,在施工过程中按以下步骤进行:(1)原材料或半成品进场后,设材部门负责将进场数量及时通知项目部质检部门,质检部按照规定的批量和频率委托试验室进行抽样试验,未报检的原材料和半成品不得用于本工程。(2)在施工过程中,质检部可以加大频率或对用于工程的原材料或半成品进行随机抽样,进行检验或委托试验室进行试验,试验室向质检部出具试验报告等内业资料。标准试验标准试验是对各项工程的内在质量进行施工前的数据采集,它是控制施工和指导施工的科学依据,标准试验按照以下步骤进行。(1)在各单项工程开工前,由试验室完成标准试验,并报监理工程师审查批准。(2)标准试验完成后,试验室提交内业资料给质检部门,以便质检部门进行技术交底并控制、指导施工。(3)质检部门在施工过程控制中按照规定频率委托试验室进行平行复核检验或配合监理工程师进行平行试验。
工序质量检验
(2)混合料运输:在装料结束后应在混合料表面遮盖毡布等,以确保混合料温度保持稳定,同时避免运输环境对混合料产生影响;在混合料运输前,应将防粘剂或隔离剂等均匀涂抹在车体的内表面,以防止沥青混合料粘结在车体内,同时方便混合料清理;在运输时应尽量减少颠簸,否则混合料很容易出现离析;运输机械应尽可能选择大吨位运输车,且应恰当配置运输车辆,以确保混合料运输的连续性和流畅性;运料车的侧面应安置专业温度检测孔,检测孔空口与箱底距离应保持在30cm左右,以方便实时检测混合料温度;运输车在装料过程中,应分成前、中、后三次移动装料,以避免沥青混合料离析,且混合料不得溢出车外,装料标高应低于车厢高度。
2市政沥青混凝土道路施工技术
2.1沥青混合料摊铺施工
(1)摊铺前应确保混合料温度满足摊铺需求,通常不应小于160℃,摊铺时应做好温度检测;施工采用耐高温履带式摊铺机,可采用多辆摊铺机共同施工方式,相邻摊铺机间应控制5~15m的间隔距离;相邻两幅宽度重叠量应控制在50~100mm之间,以确保施工安全;(2)铺筑前期卸装车应至少保证6辆,铺筑过程中也应不少于3辆,且避免装料车同摊铺机发生碰撞,装料车应同摊铺机保持10~30cm的距离;为提高供料的安全性,在铺筑过程中应尽量使用螺旋送料器进行供料,且送料器内的混合料应始终保持在螺旋叶片上;(3)各台摊铺机施工时应至少配备1人进行监督检查,实时观察路面的横坡度及厚度等是否符合工程标准,对于误差问题要及时纠正;要综合分析搅拌机生产性能、运输车辆供料性能、贮料数量等因素,合理确定摊铺速度,摊铺时应保证摊铺机连续、匀速推进,尽可能提高摊铺路面的平整度。
2.2接缝处理
(1)横向缝:在道路工程施工前应使用喷东烘烤或涂刷粘层油等方式使沥青混合料处于熔融状态,且应将长度合理的木板纵向安置在横向缝位置处,以此为前提顺着与车道垂直的方向碾压接缝;碾压过程中要实时检测接缝平整度,保证新铺混合料能整体覆盖到路面;对于残余的混合料要及时清除,否则会影响路面施工质量;(2)纵向缝:处理时可在沥青混合料未完全冷却前,立即对周围的沥青混凝土进行接铺,接铺后及时碾压成型,以提高路面的平整度;具体处理过程中可控制摊铺机间隔距离,并将熨平板安置在同一水平面上;若采用冷接缝处理,则应使用切割机将铺层端部质量不达标的混合料切除,切缝应同路面垂直,处理后清扫接缝部位,并采用粘结沥青对接缝进行涂抹。
2.3压实
(1)初压:初压施工主要用于提高沥青混合料的初始密实度,从而为后续施工提供基本条件;初压施工中,要严格控制沥青混合料温度,通常保持在130~140℃范围以内,以方便开展高温碾压;碾压时使用双轮双振动压路机,初压遍数调整在2遍左右,一遍进行静压,另一边进行振动压实;振动压实过程中应采用低振幅、高频率方式,且压路机速度应控制在3km/h左右;(2)复压:复压施工的作用是使路面形成符合标准的压实度,所以一般采用15~30t的重型轮胎压路机或振动压路机;在复压施工过中,应实时检测路面平整度,若检测发现出现起拱问题,则应采用6~8t的钢轮双轮双振压路机实施横向碾压,且复压温度应调整在110℃左右;(3)终压:终压的作用是清理前期碾压中形成的轮迹,以提升路面的平整度;一般来说,终压温度应不低于70℃,可依据现场施工条件进行合理调整;终压施工通常采用振动压路机或双轮钢筒式压路机,使用静压方式、按照2km/h的推进速度进行均匀碾压2遍左右。
2.4成品保护
在沥青混凝土道路工程结束后应开展固定周期的成品保护,待路面强度满足设计要求后才可开放通车。沥青混凝土碾压完成时应立即进行养护,且保证道路封闭,待沥青面层冷却达到固定强度后再通行;沥青摊铺后应避免车辆或人员在路表面行走,否则面层可能出现永久性变形;在施工中应做好对道路两边护栏、支撑结构等附属工程的保护,确保其清洁完整,避免沥青道路施工影响整体美观性;在初期通车过程中,应防止重型、大型车或超载车进入,且禁止漏油车通过,以减少路面损坏;及时开展预防性养护措施,以确保路面处于良好状态得到有效保护,将沉陷、漏油等病害问题消灭在隐患初期阶段,提高路面基本服务水平。
2、严格依照混凝土搅拌规则进行操作
在理想条件下想保证混凝土的生产质量,要选择合理,而且性能良好的混凝土进行搅拌。在搅拌过程中,严格根据搅拌步骤执行。第一,搅拌所需时间和搅拌原料,都应该控制在搅拌机额定容量下,这样可以有效的避免机械搅拌而出现不均匀问题。众所周知,不同的机械它的搅拌容量要求不一样,因此应该根据机械的容量来确定出原料配比,从而更加精准的计算出机器具体的原料投放量以及产出量。该做法更能满足搅拌原则需求。投料的顺序,理当严格控制和遵守。因为会直接影响混凝土质量以及生产率,搅拌过程中,需要根据原料加入搅拌筒内的顺序的不同,做出相应的调整。
3、注重混凝土模板施工技术
模板安装工程质量要求,模板工程施工过程中,应该保障质量,必须做好相关的拼缝工作,保障严密不能有漏浆问题出现。支撑的稳固性也应该得到保障,在不变形的基础上使用。另外,还应该根据桥梁施工图纸将相关规定标注出来,严格根据图纸进行。另外,模板的接缝应该有漏浆,因此在进行浇筑混凝土之前,应该保持模板面的整洁和湿润,应该有积水问题存在。模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂。浇筑混凝土前,模板内的杂物应清理干净。使用模板对该平面做好清理工作,使得表面光洁。模板施工安装技术方法:进行安装时,应该明确出安装类型,一般而言施工中会涉及到模板安装。在进行安装之前,应该将中边线留出来,根据两边短的距离,增加适当的模板,将其固定在木框中。另外,柱模板安装应该保持在垂直距离上,当经过检查合格之后再撑牢。需要注意的是,每个模板安装完成之后,相互间会形成联系,形成一个大整体。在施工过程中,不应该出现倾斜,这样就可以更好的保障在垂直距离上,使得整体稳定性更强。
4、混凝土运输
众所周知,进行混凝土浇筑时,搅拌站三台机组同时运行,只会生产出一个强度等级高的混凝土。这样的材料在运输过程中,不会存在任何风险。但是需要注意的是,不同的区域、不同的强度、不同等级,都会出现浇筑,强度类型不一致情况。第一,第一列车的混凝土到达施工现场时,应该对混凝土进行质检,工长确认了该混凝土等级强度之后,浇筑部门也确认之后,需要进行签字确认。第二,每个混凝土卸料地方应该安排一位中方工人,该工人的工作重心就是记录混凝土卸料过程,对混凝土运输车进行检查,当确认没有错误之后再进行卸料。第三,同时需要搅拌站还有现场的泵送做好交接工作,尤其是在交接班期间,这样可以避免错误出现,可以更好的保障混凝土运输过程不会出现问题,从而降低混凝土使用错误现象,提升施工质量。
5、应对水泥水化热问题
桥梁浇筑施工对混凝土水化热也会产生一定影响,当把厚度较大的浇筑块分成几层较薄的浇筑层来进行浇筑的时候,混凝土水化热的最高温升将会减小。在实际施工中采用桥梁施工浇筑方式能够有效降低水化热的温升,它能够有效减少内外温差,正是由于它具有这样的作用,因而被广泛应用于混凝土浇筑过程中。在混凝土浇筑过程中有一点需要引起我们注意,那就是浇筑间隔时间。通常情况下各桥段的浇筑间隔时间不应该过长,间隔时间过长就很容易导致气温变化从而会引起裂缝。距离之间的约束力也将会明显增加。这是我们在浇筑过程中需要引起重视的一点。混凝土施工过程中采取合理的温度控制措施非常重要。当前流行的温度控制措施有很多,优化配合比、保温保湿、控制浇筑温度、通水冷却是其中最为典型的几种控制方式。优化配合比指的是保证大体积混凝土具有较低的水泥用量、水灰比和水化热。同时还要保证混凝土具有较好的和易性和可泵性,这是控制温度变化的有效措施。浇筑温度是关键性指标,降低石子温度,严格控制入模温度是必要措施。
在经济的不断发展以及城镇化进程地不断推进过程中,我国的公路以及城市道路的数量与日俱增。然而,道路路基施工具有工序复杂、工期畅、工程量大以及流动性大的特征,从而使施工期间存有很多的安全隐患,需要对施工现场加强安全管理工作。天气变化、行政干扰以及地质情况都是道路的影响因素。由于施工工期紧张、施工场地狭窄、地下管线复杂以及需要考虑城市的通信、排水、给水以及绿化等多方面的因素,给施工增加了很大的难度,施工的质量控制已经成为一个棘手而又亟待解决的问题。本文从施工前的准备工作、施工过程中应该注意的事项以及工程完成后的保养这三个方面,分析了市政道路路基的影响因素,提出相应的解决方法和措施,以期能够对市政道路路基施工质量的提供有所裨益。
1.路基施工的质量要求
1.1结构稳定性
为了避免由于自然原因以及行车荷载导致的路基结构的失稳或者变形,应该针对性的运用一定的方法来提高路基整体结构的稳定性。
1.2强度
为了防止在外力作用下,而使路基容易产生变形,就需要增强路基的强度。
1.3水温稳定性
路基的强度会受到地下水以及地面水的影响而降低,尤其是季节性冰冻的区域,因为水温的变化引起路基会产生周期性的冻融作用,而使翻浆和冻胀形成,从而降低路基的强度。因此需要保持路基水温的稳定性,从而使路基的强度在最不利的水温环境中也不发生明显的降低。
2.路基施工的质量控制
2.1选择合理的施工方法
现阶段,主要是采用综合机械化或者机械化的施工方法,通过协调利用配套的机械,使各工序能够开展综合机械化的作业方法,促使施工进度加快,劳动强度降低,同时有利于节约工程成本,提供施工的效率和质量。所以应该根据路基施工的需要选择合适的机械以及合适的施工方法,从而提高施工的质量水平。
2.2严格施工程序
应该根据规定的要求做好技术、组织、现场以及物质四个方面的准备工作。路基施工应该与盲沟、小桥涵以及挡土墙等小型构筑物同步开展,从而防止在完成路基填筑后再来开挖修建这些构筑物,而对工程的质量控制以及进度产生影响。施工技术人员的开挖工作的开展应该根据监理工程师的指令以及施工组织设计要求执行。同时路基土石方施工的程序应该按照路堤基底处理选择填料确定路堤填( 挖) 方式路基压实有序的进行。
3.质量控制的关键程序
3.1施工测量
水准点、导线以及中线复测是施工测量的主要内容。在操作的过程中应该对以下问题予以注意。首先,熟悉图纸,复测后检查与设计是否相符。其次,为了达到施工期间引用的要求,要在中线复测中增设临时水准基点标高和加桩的地面标高;再次,在进行每道工序施工的测量放线时,要保证测量的误差是在规范的要求内,确保纵横断面定位的精度, 要根据设计的要求来确定构筑物以及施工路基的定位和几何尺寸。最后,要防止在施工过程中损害到道路下面覆盖的管网路线。
3.2路基土方施工区域内所有改建及新建工程,路基土方施工主要以填方路基为主,挖方路基只占少数
(1)对填方路基的施工质量的控制主要需要注意以下几点:首先,采用分层填筑,下一层填压的开展需要在确保上一层已经被压实,同时在压实前要测定其含水量以确保含水量符合要求,否则可能导致返工。其次,准确标定干密度试验
分别标定不同土质的干密度。再次,分段施工,如果不在在同一时间填筑纵向搭接两段的交接处,则先填地段应按1: 1 坡分层留台阶, 如果在同一时间填筑两个低端,则应分层相互交叠衔接, 搭接长度要大于两米,否则可能导致路基发生不均匀的沉陷,而使路面不平整。如果地下水影响到路基的稳定性时,应该将不易风化的砂石材料、水稳定优良以及无机结合料填在路堤的底部,从而提高其稳定性。
(2)控制松铺的厚度碾压的遍数、土质的类别以及压实机具的功能都会对松铺的厚度产生影响。应该根据具体的情形,确保压实密度,路床顶面层最小松铺厚度要不小于8cm。路床顶面层以下层的厚度控制,一般压路机为500mm。
(3)应该对路堤的坡度以及几何尺寸的填土宽度进行严格的控制。应该使每侧的宽度都应该超出设计宽度30cm。压实的宽度应该大于设计宽度,要使压实符合质量要求,最后削坡不得缺坡,从而确保路堤的稳定性。
(4)了解压实的方法。压实的顺序应该是先边后中,从而促使路拱的形成。应该先轻压,后重压,从而使其与土基强度的增长相适应。压实的节奏应该先慢后快,从而防止机械推动松土。同时在碾压前要整平,应该从路的中线向两边的路堤整成2%~4%的横坡,在碾压弯道的部位时,要注意碾压应该首先从低的一侧再向高的一侧,从而促使单向超高横坡的形成,且前后两次不同的碾压轮迹要保持12~20cm的重叠。尤其是要对压实的均匀性进行控制,防止不均匀沉陷的产生。
(5)合理安排机械作业。按照具体的工程地形地貌路基断面形状,土方调配情况、用土量,对机械运行的路线进行合理的设置,制定详细清晰地机械运行作业图。如果出现土的含水量不足的情形,应该及时的配备晒水车进行晒水。如果出现含水量超标时,应该配备翻晒机翻晒,用压路机碾压。对施工机构与组织进行合理的设置,能够保证施工按时按质地完成,从而促使效益最大化的实现。
4.其他构筑物施工质量控制的要点
在完成基本的构筑物之后,才能填筑桥台台背、挡土墙、涵洞两侧以及涵顶,但是因为场地比较小,为了确保这些构筑物不受到损害,所以增加了填筑压实的难度,很容易产生积水。若是填筑不得当,则可能导致构筑物与完工后的填土的连接部分产生沉降差,从而使行车的安全性、舒适性以及速度等方面受到影响,更严重的是可能对构筑物的稳定性产生影响。
(1)一般在以下几个范围内选用渗水性土作为填料来填筑: 台背顺路线方向,上部距翼墙尾端超过台高加2m, 下部距基础内缘>2m;拱桥台背超过台高的三到四倍; 涵洞两侧大于孔径的两倍; 挡土墙墙背回填部分。若是不能很好的在台背使用渗水土时,在非冰冻区域的高水位以下,在冰冻地区自路堤顶面的2.5m以下,填筑可以使用与路堤一样的填料。尤其是要注意禁止在填料中混入构筑物基础挖出的劣质土。
(2)填筑桥台背后填土应与锥坡填土同时进行,应该在两侧将涵洞、管道缺口的填土对称均匀回填。 涵顶填土的松铺厚度小于50~100cm 时,禁止施工机械以及重型车辆通过;在接近构筑物的1m的范围内禁止大型机械作业或者通过。
(3)排水桥涵等结构物处填土,要避免在施工中的雨水流入,用挖沟的方法或者使用水泵将已有的积水进行排除。要设盲沟引出地下渗水。如果在不得以的情况下采用非渗水土填筑时,要用粘土等不透水的材料封顶,或者设置横向的盲沟。应该做好挡土墙墙壁的反滤层,发挥泄水孔的作用,使水能够从此处排出。
5.路基施工的问题及解决措施
(1)严格控制不合格的土填入路基。如果不经选择的将一些带草皮的土、表层土或者腐殖土等不符合质量要求的土填土到路基,则会导致不符合压实的标准,而引发路基出现沉陷等质量问题。
(2)保证达到压实标准如果采用的施工方法不争取,则可能导致路基的压实度不能达到设计的要求,影响路面的质量。其解决的措施和方法是避免将不同的土质混填,应该分 对不同的土质进行不同的击实试验,保障实验的精准性,施工的开展最好是能通过铺筑试验路来获得相应的技术参数的指导。保证压实符合质量要求,同时在施工的过程中应该对纵横的坡度进行检验,从而确保压实度的均匀以及每层土的厚度均匀,规范在桥头涵洞处的填土,从而符合压实的标准。
一前言
随着社会经济的发展,城市道路建设的增加,道路施工技术有了很大的提高,但还是需要相关人员的进一步完善提高,这就要建设单位工作深入有效、施工企业自控到位、工程质量监督机构工作要有力等才能取得预期的效果。
二沥青混凝土面层主要施工技术
⑴主要原材料准备。①为保证其质量。采用工厂化生产的改性沥青产品,即成品改性沥青。成品改性沥青应有产品名称、代号、标号、运输与存放条件、使用方法、生产工艺等说明,在使用前应取样融化检验是否有离析现象及各项技术指标。②集料。采石场在生产过程中必须彻底清除覆盖层及泥土夹层.集料成品堆放场地应作硬化处理。集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,具有足够的强度、耐磨耗性。集料应具有良好的颗粒形状,用于道路沥青面层的碎石不宜采用鄂式破碎机加工,丽应采用反击式或圆锥式破碎机进行二级以上加工。③填料。沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料绎磨细得到的矿粉,原石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干燥、洁净,能自由地从矿粉仓流出,其质量应符合规范要求。小于0.075ram的含量应大于85%。
⑵沥青混合料的拌和。沥青混合料拌和,应做到混合料配合比准确和稳定,混合料拌和应均匀一致,并具有适宜的温度。拌和时应注意如下事项:选择先进的拌和设备。设备应集供料、加热、计量和拌和于一体,并应配置自动记录设备,在拌和过程中应逐盘打印沥青及各种矿料的用量、拌和温度;保证沥青混合料的均匀性。一定要控制好拌和时间,一般取 20 个试样进行筛分,并测定其沥青含量的偏差,尤其是在拌和改性沥青混合料时,干拌时间一般要增加 5 ~ 10s;每次开机前,要对搅拌设备、附属设备及沥青用量进行检查,情况正常时方可开机,同时要对干燥筒预热后,再逐渐加料运行;根据配合比,严格控制各种矿料及沥青、粉料的用量,级配偏差控制在 3% 以内,沥青用量偏差控制在以 0.3% 内。同时应控制热料及沥青温度以及出料温度,防止沥青老化。沥青混合料搅拌要均匀,无花白料、粗细料离析及粉料结团等现象。
⑶沥青混合料的运输。沥青混合料的运输采用自卸汽车,车槽内均匀薄薄地涂刷植物油洗洁液混合液,以防止混合料粘到底板上,但不得有多余残液积留在车厢底部,装料时汽车应按照前、后、中的顺序来回移动,避免混合料离析,运料车卸料时,设专人进行指挥,运料车辆严禁冲撞摊铺机。为防止温度降低过快,运输车辆在装满混合料后,立即用篷布覆盖严密,并绑扎牢固。在混合料运到现场后,不得揭开篷布,直接升斗卸料;为了保证沥青混合料不间断地运至摊铺现场,必须有足够的车辆来运输。
⑷沥青混凝土的摊铺。为保证沥青上面层的高程、厚度、平整度,上面层摊铺采用非接触式平衡梁自动找平装置,采用一台摊铺机进行摊铺;摊铺过程中随时检测调整松铺厚度,确保松铺厚度偏差在Omm一3以内。现场用水准仪进行高程和横坡检测工作,发现异常,及时调整。在摊铺过程中,应避免停机待料。设专人指挥自卸车往摊铺机料槽中卸料,防止汽车后轮碰撞摊铺机;用机械摊铺的混合料未压实前,施工人员不得进入踩踏。一般不用人工不断地整修,只有在特殊情况下,需在现场主管人员指导下,允许用人工找补或更换混合料,缺陷较严重时应予铲除,并调整摊铺机或改进摊铺工艺。
⑸碾压。沥青混合料的初压、复压采用钢轮振动压路机碾压,碾压应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行。初压采用钢轮压路机进行,前进时静压,后退时振动碾压,复压采用钢轮压路机振动两遍,碾压段的长度控制在30m~50m之问。在初压和复压过程中,采用同类压路机并列成梯队压实,采用振动压路机压实改性沥青混凝土路面时,压路机轮迹的重叠宽度不应超过20,当采用静载压路机时,压路机的轮迹应重叠1/3~l/2碾压宽度。终压选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压不少于两遍,至无明显轮迹为止。压路机应以均匀速度碾压,压路机适宜的碾压速度因初压、复压、终乐及压路机的类型而别,可通过试铺确定,改性沥青路面摊铺后应抓紧碾压,由专人负责指挥协调各台压路机的碾压路线和碾压遍数,使摊铺面在较短时间内达到规定压实度,且碾压温度符合规范的规定。
⑹接缝处理。①纵向接缝的处理。对于采用一台摊铺机进行摊铺形成的纵向接缝,在前部已摊铺混合料部分留下10cm―20cm宽暂不碾压,作为后续程基准面。上下层的纵缝应错开 20cm 左右,表层的纵缝要顺直,且应留在车道区划线位置;②横向接缝的处理。相邻两幅及上下层的横向接缝要错位 1m 以上;从接缝处起继续摊铺混合料前,要用 3m 直尺检查端部平整度,当不符合要求时应予以清除; 摊铺机离开接口后,应立即清除散骨料,然后进行碾压;每碾压一遍向新铺混合料移动 15 ~ 20cm,直到全部在新铺层上为止。
⑺沥青混合料路面平整度控制的技术措施。①首先要将沥青混合料中面层的质量缺陷弥补好,以保证中面层无杂物无明显局部凸起或低洼处。②严格防止混合料产生离析,自卸车在装料时要按规定的次数进行移动,以免粗集料离析。摊铺机应均匀、连续、不间断摊铺,变换速度与中途停顿是造成不平整的主要原因。碾压速度要与摊铺机速度相匹配,碾压要保持合理有效的遍数,同时要解决好粘轮与水隔离的关系,防止过度用水造成的急骤降温。③施工机械的配置.碾压设备至少有一台8t~10t的钢轮压路机,一台l0t~12t的振动压路机、一台16t的胶轮压路机,否则即使不停的循回碾压,仍难以满足路面的碾压要求。在碾压时,先轻碾后重碾,先压边,后逐步向路中心碾压。按工艺规定的碾压速度、遍数、重叠宽度进行初压、复压、终压3个步骤,终压用双轮钢筒式压路机静压收面,最后压平轮迹。
三质量控制管理措施探讨
1CFG桩处理地基的特点综述
1.1适用范围广
CFG桩复合地基适用于条形基础、独立基础,也适用于筏形基础、箱形基础。就土而言,适用于处理粘性土、粉土、砂土、淤泥质土地基。从挤密效果看,既可用于挤密效果好的土,也可用于挤密效果差的土。CFG桩适用于多层建筑、高层建筑的地基处理,目前己经被广泛用于高层建筑。
1.2承载力强
CFG桩桩长可以从几米到20多米均可,并且可以全桩长发挥桩的侧阻力,桩承担的荷载占总荷载的百分比可在40%-75%之间变化,使得复合地基承载力的提高幅度大并且具有很大的可调性。当天然地基承载力较高时,若上部荷载不大,可将桩长设计得短一点。有时根据承载力要求和具体土层情况,可采用长短桩间隔设置,发挥不同土层的端承力。
1.3桩体排水
当CFG桩在饱和的粉土和砂土中施工时,由于成桩的振动作用,会使砂土液化,土体内产生超静孔隙水压力,刚刚施工完的CFG桩将是一个很好的排水通道,孔隙水沿着桩体向上排出,直到CFG桩桩体硬化为止。此现象不仅不会影响桩体强度,反而对减小因孔压消散太慢引起地面的隆起和增加桩间土的密实度大为有利。
1.4沉降变形
CFG桩复合地基复合变形模量大,建筑物沉降量小是其重要特点之一。对于上部和中间有软弱土层的地基,采用CFG桩进行地基处理,桩端持力于下面较好的土层,可以获得变形模量较高的复合地基,从而有效地控制建筑物的沉降。根据大量工程实践得知,采用CFG桩进行有效的地基处理后,建筑物的沉降一般可控制在20-50mm左右。
1.5时间效应
利用振动沉管施工时,由于振动作用,将会对桩间土产生扰动,特别是高灵敏度的土,会使其结构强度丧失或降低,成桩结束后,随着恢复期的增长,结构强度逐渐恢复,桩间土的承载力会有所增加。另外CFG桩本身强度在28d-60d过程中增长的最快,以后强度逐渐慢慢增加。特别是高标号的混合料要到60d龄期才能达到或超过设计强度。
2工程背景资料
某市政道路某段软基路基宽56.0m、路线长约3Km,由于整个路堤斜交座落在一条河道上,河道与附近的淤泥厚度变化极不均匀的分布,加之路堤填土高等原因,发生滑塌。
根据相关的设计理论和计算资料反映,滑塌段软基CFG桩处理的设计参数为,平均桩长20.4m,桩径500mm,桩体强度C15(材料配合比:水泥:碎石:沙子:粉煤灰=1:6.24:3.12:0.76),桩距为1.5m,采用正方形布置,垫层厚为0.3m,采用2-4级配的碎石填料。
3地基处理主要施工技术探讨
3.1施工机械设备
长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机组成的完整的施工体系,本工程采用2台ZKL800BB型步履式长螺旋钻机、1台HBT60型混凝土输送泵、1台JS50型混凝土搅拌机。
3.2主要施工工艺
(1)测量定位
测量定位采用打孔灌石灰的方法处理,即先用直径30的钢管打孔300mm深的深度,然后灌入石灰粉,再插入钢筋进行复核桩位,施工中所有桩孔一次定位完成。
(2)钻机就位
钻机就位前需检查场地情况,如果场地较软,应增加支腿接地面积。若场地坡度>30°应加垫枕木施工,钻机就位后必须平衡,启动四支腿油缸调整钻机水平,确保钻塔垂直度≯1%,对位偏差≯20mm,钻机开钻前必须严格检查钻头上楔形出料活门是否闭合。
(3)钻进成孔
钻进过程中根据地层变化和动力头工作电流值对钻压、转速和钻进速度进行合理调整,钻进采用间歇式钻进方法,即钻进一空钻一钻进,钻进至设计深度后空车30-60s,待电流稳定确认桩长满足要求后终孔停钻。
(4)混凝土搅拌及泵送
混凝土搅拌应该严格按配合比配料,严格控制好进场原材质量,每盘搅拌时间≮90s,经常检查混凝土的和易性及坍落度,控制好混凝土的搅拌质量。
(5)每桩灌混凝土结束后,应及时进行封顶以保护桩头。
(6)施工中遇到地下障碍使桩位偏移时应及时处理后再次就位,并对混凝土泵送中遇到输料管堵塞或钻进中出现的异常问题及时正确处理。
3.3施工质量控制
在制作桩体时应特别注意拨管的高度与速度。在没有施工现场成桩试验等有关参数时,桩管内灌满混合料后,应先锤击5-10s,再开始边锤击边拨,以防止桩底出现吊脚现象。每次拨管高度宜控制在0.5-1.0m,每拨管一次停拨锤击5-los或者反插深度0.3-0.5m;拨管过程中,应分段添加混合料,桩管内混合料始终高于拔管高度1.5m,以保证桩身的完整性。拨管速度控制在1.5m/min以内,当拨管通过淤泥夹层时,应适当放慢拨管速度,以防止桩身出现缩径现象;在施工过程中,发现有些桩成孔到设计深度,开始泵料时,钻头阀门打不开,无法成桩。经调查,钻头阀门打不开有两种原因:钻头问题,当钻头加工不合理时,成孔过程中土中的砂粒或小卵石易卡死阀门,造成阀门打不开;由于桩端落在砂土层,桩端土质具有良好渗透性,导致阀门外的水头压力大于钻杆内混合料的压力,造成阀门打不开。本工程钻头穿越细砂、圆砾、卵石层,终孔于粉细砂层及细中砂层上,很容易导致阀门打不开。经设计组和施工组共同商量改用防水钻头或者是适当增加桩长,中低压缩性的粉质粘土层或粘质粉、砂质粉土层,避免阀门打不开的情况发生。超级秘书网
混凝土坍落度控制在70-90mm,水灰比宜在0.6-0.8之间;桩位应保证准确,其偏差允许不大于150mm,桩身保持垂直,垂直度偏差不应大于1%;按序跳打施工,向一个方向逐渐推进,以防止地冒,在已成桩的桩顶埋设标尺,观察施工对己成桩的挤压情况,防止已成桩受挤压而断裂并了解地面地冒情况;若遇孤石,则桩位应适当移位,以保证桩体满足设计要求;根据桩机顶部吊下的垂球即可控制垂直度,垂直度控制在1%以内;定期对桩机进行检测,保证施工的连续性。
CFG桩作为一种新的道路软基处理方法,在应用上有其与一般房建不同的地方和自身的特征。本文根据道路软基处理特点和质量要求,以解决实际工程问题为背景,从实用设计方法、和施工控制等方面系统的对CFG桩在市政道路软基处理中的应用进行了研究。
参考文献:
道路交通行业的逐渐进步是由于国家社会主义市场经济的不断发展,车辆承载力的增加也随着交通车流量逐渐增多,这就导致了道路施工标准更高更严格的要求。我国最基本的基层材料是水泥稳定碎石半钢性基层材料,这种材料的道路使用性能比较好,并被我国各部门公路和城市道路当成一种主体性基层材料得以广泛应用,这是经过相当长的时间不断使用得出来的结论。笔者通过在南平市八一路道路拓宽改造工程、厦门环岛路10公里段扩建绿化工程及莆田市荔港大道建设工程-壶山大道跨线桥等工程对水泥稳定碎石施工技术进行分析探讨,以供大家参考。
1工程实例
此工程项目为莆田市荔港大道建设工程,总长度为22 km,车道行驶宽度为2 m×13 m,碎石石灰粉煤灰基层44 cm,沥青混凝土的厚度为12 cm,水泥稳定基层厚度为42cm,而水泥稳定碎石基层的比例达到60%。对水泥稳定碎石基层的施工程序安排一定要按照国家有关资料的规定进行实施,并且设计的时侯严格要遵守市政道路工程的操作标准进行设计。施工过程中的运输、摊铺、碾压施工技术有关注意事项是需要施工人员按照所处的方位与施工时所使用的材料情况进行重要研究。
2水泥稳定碎石的施工技术
2.1所需材料
2.1.1水泥:水泥应该使用凝结时间较长(宜在6H以上)的,如普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥与火山灰质硅酸盐水泥。不宜选用的水泥为快硬水泥、早强水泥以及受到潮湿导致变坏的水泥。采用标号较低(为325)的水泥比较合适。一定要选择符合我国国标规定的水泥。
2.1.2混合材料:混合材料的两大类是活性材料与非活性材料。能与水泥中离析出的氧化钙反应的粉煤灰等物质是活性材料。没有活性或活性非常低的人工或天然的矿物材质是非活性材料,材料的细度和含有利的成分是对这种材料的质量标准。
2.1.3集料:应选用人们手工选择配制的碎石,集料的最大粒径应低于40mm,颗粒组成范围,用表1中1号级配是城市主要道路用作底基层是所要求的,集料的最大粒径应低于30mm,颗粒组成应在表1所列2号级配范围内是用作基层时所要求的。磨耗值应低于35%,压碎值应低于30%的石料是所要求的。
表1适宜用做水泥稳定集料的颗粒组成范围
2.1.4水:可搅拌和护理水稳的是比较合适于人们饮用的水。对水泥强度发展有重要影响的物质,必须对有质疑的水质进行试验。不宜用于水稳施工的水是从水源中取水制成的水泥砂浆的抗压强度与蒸馏水制成的水泥砂浆抗压强度比,是不高于90%的水。
2.2准备工作
能为施工作业带来很大的便利是做好前期的准备工作,底基层、土路肩、施工放样等都属于道路工程的前期准备工作。对基层不仅要参照工程标准验收外,对于基层的强度指标也要给予足够的关注,这样才能保证路面车辆经过之后满足荷重要求。土路肩的工程在于给水泥稳定碎石一个侧限,以代替边模来确保路缘处的标高、压实度与标准相符,这样不仅降低了材料消耗且节省了工程造价成本。土路肩的压实厚度与水泥稳定碎石在压实厚度上一致,宽度达50 cm,土路肩内侧采取方木立模、人工整平的处理方法。考虑到施工期间排水问题,土路肩每隔30 m需开挖泄水沟,施工放样必须准确把握。
2.3摊铺
2.3.1摊铺下基层:下承层的保护在施工过程中应相当注意,将水泥稳定碎石摊铺的方式有用推土机粗略整平、再用平整机进行精平粗平、最后人工进行精平。(1)按照运输车辆的具体吨位,对各个车料的堆放面积严格计算审核。从远到近对混合料根据以上计算距离卸置于下承层堆放面积的中间,对卸料的距离必须准确把握,这样可以防止路段料达不到要求,混合料处于下承层上的时间需要严格掌握。(2)施工前要采取相关的性能检测,以保证水泥稳定碎石的指标系数达到要求,通常需参照1.25~1.30的范围选择运用。(3)把混合料防止好之后,先把料堆用推土机整理到平整状态,然后在道路中间隔10m测量好高程,最后用平地机进行精确整平。
2.3.2摊铺上基层:(1)摊铺集料实施之前,要想了解集料的松铺系数应对照有关的实验。有时可选用ABG423沥青摊铺机按照之前的施工情况进行施工,把握松铺系数在1.23~1.25是在选择振动和双夯锤时需要注意的。第一次摊铺集料应采取松铺系数的下限1.23,摊铺20 m,碾压结束后需尽快测量3个~5个断面的标高,每个断面应布置3个左右的测量点,这是为了减少松铺系数的误差。(2)施工选择的拌合机和摊铺机在生产作业能力上需相互吻合,摊铺机保持持续操作施工,这样可以降低摊铺机停机待料的时间,将摊铺速率控制于1 m/min。(3)水泥稳定碎石基层需防止纵向接缝,选择2台摊铺机在前后相隔5 HI~10 HI同步向前摊铺混合料,碾压工作必须同时进行以防止发生离析现象。(4)安排专业技术人员于摊铺机后对粗集料离析现象清除,需要重点消除的则是局部粗集料“窝”,然后结合新拌混合料实施填补。(5)如果遇到变宽的路面,则不应使用摊铺机摊铺时,应改为人工摊铺。人工摊铺的松铺系数在1.3~1.35,摊铺要重点处理离析现象。(6)因路中排水检查井以及下承层局部低洼等问题,常导致水泥稳定碎石基层表面凹凸不平,这就要结合齿耙对表层进行耙松,再使用新拌混合料找补平整。
2.4碾压
2.4.1碾压顺序与速度:(1)采用稳定碾压在摊铺结束时,不仅可以进行振动碾压施工,也是为了增加表层密实度。稳定碾压对压路机的标准不宜过多,只需12 t的静压压路机则能满足。考虑到减少机械配置数量,施工时振动压路机可不开振动进行碾压,仅需一个来回碾压则达到表面稳定的要求,碾压速度控制在1.5 km/h~2.0 km/h。(2)振动碾压对于压实度有着决定性作用,振动时要选择碾压效果好、性能优越的振动压路机,且碾压时配合准确的振动参数以满足碾压遍数的要求。振动时碾压轮重叠量需控制在轮宽的1/2~1/3,这样能有效清理压痕,维持良好的平整度,碾压的最佳速度为3 km/h。(3)摊铺或碾压时表面会出现不同程度的表面裂缝和轮迹,轮胎式压路机的轮胎弹性较大,对能路面造成揉搓的作用,这可以降低路面裂缝造成的作用。碾压遍数在1遍~2遍则能满足路面需要,碾压速度在4 km/h~6 km/h。(4)振动碾压的作用深度大,深层密实作用较好,而此种方式会导致表面密实度不足。选择作用深度小的静压能满足表层密实效果,特别是大吨位的单钢轮压路机性能更好。要想减少机械配置数量,施工时振动压路机不开振动,操作两个来回则达到施工标准,碾压速度控制在2 km/h~3 km/h。
2.4.2碾压工作时间的长短:施工时要尽量减少碾压工作的时间,这样不仅可以很好的保护基层强度,而且对碾压后的基层很快地压实有很大的帮助。然而,若碾压段长度过小,则会导致压路机频繁换向,使得压实接头的数量增加,这些会破坏压实的均匀性和基层的平整度。碾压工作段需保证强度损失能承受的最大长度。结合水泥稳定碎石基层施工的相关指标,如:延迟时间、拌和吨位、运输距离、摊铺速度和碾压时间,通过计算就能得到施工允许的最大碾压长度,按照施工现场的气温和碾压作业水平,碾压长度通常在30mm~60mm。
2.4.3 碾压步骤和次数:水泥稳定碎石基层的压实步骤是稳压、振压、静辗、收光。(1)稳定的基础为保证摊铺好的混合料处于稳定状态,以此避免振动碾压时出现推挤。稳定选择的压路机吨位重量需严格控制,通常处于12 t~15 t。按照机械装备形式,选择振压时采取的压路机不开振动完成碾压。(2)振压在水泥稳定碎石基层压实中是关键的步骤,通常使用12 t~18 t振动压路机完成碾压。考虑到促进基层全厚范围内压实效率、压实质量的提升,应要求压路机能具备几种不同的振动频率和振幅,这样就能在施工过程根据实际需要进行调整控制。振压的碾压方式与压路机型号、混合料配合比、铺层厚度等多方面因素相关,施工时严格把握这些因素有助于满足预定的密实度要求。(3)选择低频、高幅振动后,能不断增强基层的“深度”密实度,表面5 cm~10 cm范围内密实度较小。静压时为了让路面基层的表层去的良好的密实度,防止振压表面带来不良影响。静压一般选择12 t~18 t的单钢轮压路机,按照机械装备状态可选择振压时使用的重型压路机不开振动实施碾压。
3施工中值得注意的几个问题
3.1加快机械化施工速度,加大施工管理力度
因为要求水稳施工要在最短的时间内完成,而且质量也一定要达到要求,不然就不容易修理所形成的板块。因此一定要把施工管理加强,机械化施工程度也要加强,这样大规模、标准化的施工方法就能形成,也能使水稳的作业要求达到标准的规定。
3.2水稳在加入粉煤灰后更容易施工后期强度高。
由于混合料在只加入砂的情况下,需水量逐渐变多,干缩性也逐渐变大,在夏天高温炎热干旱的情况下进行施工操作是极容易出现裂缝的,而且在振动式压路机碾压道路过程中极其容易出现翻浆现象,压路机施工很难实施。而对改变它的和易性,降低水化热温升,这些用粉煤灰均有显著效果。粉煤灰的添加,水温的后期强度被提高,粉煤灰的活性及球形颗粒表面光滑,骨料之间的摩阻力在水稳施工中可被减少,而且相对应的拌合物所用的水也逐渐减少,水稳的和易性也得到改变,越变越好。粉煤灰使水稳产生强度的同时也散发出一部分热量,但这散发出来的热量是很少的一部分,这样就会减少由温度变化而导致裂缝,所以掺加粉煤灰的效果是好的。
3.3水泥所需量用水所需量的控制
在搅拌水稳时水泥用量太少会使它的胶凝作用逐渐减少,用量太大会逐渐加大水化热反应温度,裂缝很容易就形成了,还有在振动式压路机施工作业时,很容易在水稳表层形成一层水泥浆覆盖面,覆盖了整个水稳表层,这样水稳水化热的挥发就被阻碍了,有害于压路机施工,所以一定要把握准确水泥用量用水量。
中图分类号:TU74文献标识码;A
道路是国民经济的重要命脉,发挥着非常重要的作用。我国地域辽阔,各个区域经济发展不平衡,总体上水平不高,所以我国的道路建设更显其对我国经济发展的特殊重要性。从某种程度上我们可以说,道路桥梁的质量问题往往是由于施工人员的麻痹大意造成的,对于道路桥梁施工过程中的应该注意、应该得到重视的问题,而施工人员没有予以必要的注意。为此,对于道路桥梁的施工问题,有关人员必须予以足够的重视,把好质量关,保证其施工的顺利进行。[1]
一、道路桥梁的施工现状分析
道路桥梁的施工受许多因素的影响,其中包括施工当地的地质条件、选择的道路桥梁施工工艺、施工人员的技术水平以及施工原材料的选用等。受这些因素不同程度的影响,对道路桥梁的施工质量也造成了或多或少的影响,道路桥梁裂缝的出现和桥梁钢筋的腐蚀都与这些因素有关系。这些施工质量的出现大大降低了道路桥梁施工的耐久性,大大缩短了道路桥梁的使用寿命,进而对道路承载的运输效益造成不可估量的损失,严重的还会对道路行人和车辆的安全造成危害。所以只有对桥梁施工采取具体预防措施,制定具体管理制度,才能使桥梁工程的施工质量不断提高。
二、道路桥梁施工技术的特性
(一)路桥施工生产周期长
通常来讲,建筑施工由于受到多种因素的影响,施工周期较长,有些施工项目甚至出现间断式的停歇,道路桥梁施工建设,对于城市经济发展建设而言,起到了至关重要的推动作用,对此,必须严格的按照施工周期进行施工,这也将有助于调动施工人员的积极性,进而减少施工中更多质量问题的出现。
(二)施工人员的流动性较大在建筑施工行业中,由于大多数的施工人
员都没有正式的签订劳动合同,很多施工人员都没有经过正规的学习与培训,大多数都是农民工,对此在一个工程项目上的不同岗位之间进行任意的流动,有些甚至出现不同地区,不同项目上的人员流动,这就严重影响了道路桥梁的施工建设,进而不能形成一支好的施工队伍。
三、道路桥梁施工过程存在的问题
(一)钢筋锈蚀问题在道路桥梁施工中的出现
道路桥梁施工所用的原材料是混凝土,而混凝土在浇筑时需要的应力部件是钢筋,因此钢筋质量的好坏和其寿命的长短将会对道路桥梁的寿命和质量造成直接的影响。
混凝土中钢筋出现锈蚀是一种常见的问题,也是道路桥梁施工中应该注意的三大问题之一,一旦道路桥梁中的钢筋出现锈蚀现象,道路桥梁的安全和寿命都会受到最直接的威胁。造成道路桥梁钢筋锈蚀的原因有原料本身的问题、钢筋使用的环境条件问题以及道路桥梁施工工序选择的问题等。此外,钢筋所承受的其他剪切应力状态不同也是造成钢筋锈蚀的原因之一。总结以上内容可以发现道路桥梁钢筋的锈蚀问题是十分复杂的,不能从单一条件出发对其治理,要从多方面入手,对该问题进行综合治理。[3]
(二)铺装层松散脱落问题的出现
道路桥梁的铺装是桥梁建设中相对来说工程量并不大的部分,但对道路桥梁的质量却起到至关重要的作用。一般情况下,道路桥梁的铺装工程是最容易被忽略的部分,因为其接近道路桥梁工程的结尾,往往对该施工工序的控制不足,导致了铺装不久的道路桥梁铺装层出现,或者这是浇筑的混凝土出现了松散或脱落的现象"因此,在道路桥梁的施工中不能对该工序偷工减料。铺装层是道路桥梁的刚性构件,直接承受来自交通运输中的载荷冲击,如果铺装层的质量不合格,那么越来越大的道路交通压力竟会导致铺装层出现问题的概率不断增加。
(三)道路桥梁施工方法设计不当
技术是指导实践的最关键的因素,只有掌握了高效的技术手段和实施方法,才能保证道路桥梁施工的顺利进行。目前,我国很多施工单位对于道路桥梁施工的重要性并没有深刻的了解,在没有掌握道路桥梁施工的基本的技能和技术要求,在理论不扎实的情况之下盲目的进行施工,对于道路桥梁施工的安全维护方法更加是无法掌握,以至于造成了道路桥梁施工中出现很多的安全隐患,使得施工人员和城市道路本身的安全性能大打折扣。在道路桥梁施工的设计施工中包括很多环节,其中有勘察、设计、施工和监测等工作环节,整个工作环环相扣,是紧密联合在一起的,如果一个环节出现了问题,会造成整个系列的崩溃和坍塌,所以掌握良好的道路桥梁施工理论和实践基础知识,对于设计者和施工人员都是十分重要的,理论工作和众多的实践经验是完成道路桥梁施工相关工作的重中之重。[2]
四、道路桥梁施工中出现问题的解决措施
(一)加强道路桥梁的施工安全控制
道路桥梁的安全对于所有人都是相当重要的,尤其像桥梁建筑这种大型施工技术,它的本意是造福人类,决不能因此而伤害了人类,发生无法挽回的悲剧!所以我们必须注意建筑的安全这方面的问题。进行施工建筑的工作人员必须携带安全带!防止出现意外事故,还要给施工人员购买保险,以防万一。在施工外侧隔离安全带,挂上安全网,防止高空落物伤人。加强用电网安全管理,施工重地的电量需求非常大。我们一定要确保用电安全!安装漏电保护器,停止施工时要切断电源。选择具有高级技能的工程师来操作施工,任何操作技术人员必须严格按操作规程进行操作。安排专职的安全员随时进行检查,发现安全隐患及时排除。对于使用的钢筋材料一定要严格把关,不能因为节约成本而忽视质量安全问题,时刻把人命安全放在首位。
(二)加强对道路桥梁的养护
随着社会的发展,道路桥梁的养护也成为道路桥梁质量保护的施工后措施,为了做好道路桥梁的养护工作,要根据道路桥梁养护里程的不同、辖区内桥梁数量的不同,派送专职的道路桥梁养护工程师,做道路桥梁的养护、检测、维修以及改造工作。只有这样才能更好的延长道路桥梁的使用寿命。
(三)解决道路桥梁混凝土的结构裂缝问题
道路桥梁最常发生的一个问题就是裂缝,这会影响到道路桥梁的使用、外观等,产生这一问题的主要原因是所使用的混凝土材料不过关"施工人员操作失误!如采用劣质混凝土材料,未按标准进行混凝土调配或者搅拌力度不够等!解决该问题的措施主要有以下几方面:
1、施工时根据温度裂缝使用隔热设备;
2、根据实际情况使用合适的混凝土;
3、制定恰当的施工工艺,控制好水灰与水泥的用量,控制好浇灌温度与搅拌力度;
4、施工人员在施工的过程中,尽量避免操作失误,减少裂缝的产生;
5、要对产生裂缝的原因进行及时的分析,采取合理的办法治理,以确保道路桥梁的正常使用和外形美观。[4]
五、结束语
总之,道路桥梁建设对于国家和人民来说都具有重要的意义,所以在实际的施工中必须要做到事事谨慎,严格按照施工标准进行施工,加强对施工质量的控制力度, 不仅能够保证工程质量、 确保行车安全、 延长道路的使用寿命, 还能避免因返工或大修而给国家带来经济损失,进而促进其经济建设的发展。
参考文献:
[1]刘广强.道路桥梁施工中存在的问题和措施[J].中国城市经济.2011(18)
桥梁布跨桥梁基本跨径的选择,需综合考虑经济性、整体协调性、施工难度等诸多因素。过大或过小的跨径对桥梁经济性与美观性均带来一定影响。管村桥(寿昌溪)大桥采用整体式断面,该桥全桥共1联:5×25m。该桥4#墩处桥梁高度小于5#桥台,结合桥位平面图分析,虽然终点处取消1孔,可减小桥梁规模,同时也能降低桥台填土高度,但考虑到降雨时寿昌溪水位暴涨暴落、流速急,为泄洪需要,不宜缩短。桥型布置本桥所处主要为乡镇村落,对景观要求相对城市桥梁要弱,因此上部结构不考虑采用工期长、施工复杂、造价高的现浇预应力混凝土箱梁,而采用施工方便、快捷、造价省的预制拼装结构。空心板主要适用于跨径≤16m(20m及以上跨径空心板梁存在的病害较多)的桥梁,20m及以上跨径的标准桥跨主要有小箱梁和预制T梁2种。对不同跨径小箱梁和T梁2种结构进行比选[2],从比较结果来看,各种跨径梁呈现跨径越大,造价越贵的趋势;上部结构造价25m跨径T梁较小箱梁高约12.3%,相差不大,但施工相对简单。小箱梁由于横向刚度不足等原因,近年来出现问题较多。T梁横向通过横隔板刚性连接,行车舒适、受力性能好;主梁采用现场预制,架桥机架设施工,工期短,吊装重量小,工艺成熟。寿昌溪没有通航要求,梁高不受限制,采用T梁。虽然桥梁跨越河道时,为减少对河道行洪能力的影响,尽可能在水中少设墩柱,但本桥桥基处于岩溶区,溶洞分布位置有较强的不确定性。本桥原设计为上部结构采用预应力砼(后张)T梁,先简支后连续的超静定结构;为减小桥基这种隐蔽的、随机发生的地质问题对桥梁结构的影响,采取特殊设计,更改上部结构为结构简支、桥面连续跨径小的静定结构[3]。这样做好处是结构受力明确,能消减桩基不均匀沉降影响。经过经济技术比较,并兼顾全线桥梁的标准化设计,综合考虑确定上部结构采用25m跨径预应力砼(后张)T梁。因柱式墩经济性好,工艺成熟,施工方便,与桩基础衔接性好,下部结构采用柱式墩、肋板台,墩台基础均采用钻孔灌注桩。虽然该桥桥墩高度不大,最大桥墩高度为6.1m,也不存在软土层,但考虑到本桥桥址区水位随季节变化暴涨暴落,桥梁墩台易受水流冲刷;为能有效抵抗山区河流强力冲刷,增强桥墩整体受力性,本桥设置底系梁。预制板梁梁顶设10cm厚C50砼整体化调平层,调平层顶设置10cm沥青混凝土铺装。在调平层与沥青混凝土铺装之间设防水层。桩基设计该桥场地内基岩面起伏大,右幅桥桩基大多基岩埋深浅,但左幅桥桩基全~强风化层厚度大,且在中风化基岩上部有溶洞发育;若均采用端承桩,则左幅桥3#、4#墩桩长深度将超过60m,而部分桩长约15m,桩长差异很大。根据本桥地质实际,部分采用端承桩、部分采用摩擦桩。具体分3种情况:(1)按端承桩设计,遇溶洞穿过,嵌入中风化灰岩该桥左幅1#墩和右幅2#、3#、4#墩桩基穿过溶洞,防止塌孔和漏浆。溶洞区域应逐桩钻孔,确保桩端以下8m无溶洞。此类桩基中风化层上部有岩溶发育,应穿过溶洞进入下部完整基岩。左幅1#墩桩基,ZKS43A钻孔表明在高程95.1~99.7位置出现溶洞,洞高4.6m,洞跨较大,充填。该处溶洞上持力层不足,为全风化及强风化层条带状灰岩夹泥岩。该桩基穿过溶洞,嵌入中风化条带状灰岩夹泥岩。(2)按端承桩设计,嵌入中风化灰岩地质资料表明,本桥0#台及右幅1#墩和左幅2#墩桩基无溶洞穿过,且下部的中风化条带状灰岩夹泥岩埋深较浅,物理力学性质较好,可作为桩端持力层,按端承桩设计。(3)按摩擦桩设计,桩基底端设于溶洞上方该桥左幅3#、4#墩及5#台按摩擦桩设计,溶洞的桩基洞顶上方有足够深度的全风化及强风化层条带状灰岩夹泥岩持力层,可满足承载力要求。本桥墩台桩基分别采用直径为1.5m、1.2m的摩擦桩或端承桩,单桩轴向受压承载力容许值[Ra]按文献[4]中相关规定计算。本桥要求端承桩进入中风化条带状灰岩夹泥岩嵌岩深度墩台分别不少于6m、4.8m。该桥桩基最小单桩轴向受压承载力容许值及入岩有效深度。
桩基础施工特点
【 abstract 】 along with our country road and bridge construction and expansion of the size of the, in the road and bridge construction engineering, more and more widely applied to prestressed technique, however it appears quality problems are increasing and the causes of the problems are diverse. This article discussed in the road and bridge construction of prestressed engineering application, and then summarizes the roads and Bridges of prestressed technique in engineering application problems, and probes and expounds improving these measures.
【 key words 】 road and bridge prestressed problem solutions
中图分类号:K928.78文献标识码:A 文章编号:
一、 预应力的技术优势
预应力技术在道路桥梁中的应用并非只局限于路桥的结构,而且还被运用到路桥的加固维修、山体边坡等的加强锚固、大型构件提升以及顶推施工等各个方面,由于预应力技术的应用不仅能够节省道路桥梁的施工材料,并减轻其自重、增强其结构的抗渗能力和抗裂水平、降低其结构主拉应力和竖向剪力、提高其结构刚度,而且同时还具有施工工艺便捷、结构形式简单、设计安全可靠等特点,因此预应力技术在道路桥梁的建设中,尤其是近年来我国大力开发和提高交通设施的建设浪潮中,对于增强道路桥梁的承载能力和使用年限等方面,都有着非比寻常的重要意义。
二、 预应力在道路桥梁施工中的应用
2.1 预应力技术在路桥钢筋混凝土结构中的应用
混凝土裂缝是钢筋混凝土结构中的防不胜防的质量通病,特别是在道路桥梁中的大型钢筋混凝土结构和构件当中,更是极其容易出现裂缝。而在钢筋混凝土结构中运用预应力技术,可以避免结构和构件过早出现裂缝的情况,效果十分明显。具体应用就是在道路桥梁钢筋混凝土结构和构件的加载或者使用之前,给其受拉区的混凝土预先施加压力,即是在其混凝土的受拉区内进行钢筋的张拉,然后通过钢筋自身的回缩力,使得混凝土受拉区预先受到钢筋给其施加的压力。由于当此混凝土结构或构件在受到外荷载施加的拉力时,必须要先抵消受拉区混凝土当中的预压力,然后才能使混凝土受到拉力,这样就非常有效地限制了混凝土的伸长,以此来达到延缓甚至不出现裂缝的目的。
2.2 预应力技术在碳纤维片中的应用
基于道路桥梁中跨度较大、构件受弯能力的要求高等特点,其受弯的结构和构件通常都是大型的钢筋混凝土T型梁或箱梁。而由于路桥中钢筋混凝土梁的受拉区的混凝土拉应力和受压区混凝土压应力都非常大,因此为了使结构和构件满足其受弯能力的要求,其成本也特别的高。而采用碳纤维片粘贴法对路桥钢筋混凝土梁进行加固,能够利用碳纤维自身的高强度,并且施工工艺也比较简单,因此逐步得到了广泛的应用。尤其是在碳纤维片中采用了预应力技术之后,就更加可以充分地发挥其特点,从而有效地提高路桥钢筋混凝土梁的性能。因此,预应力碳纤维片也越来越普遍地应用到道路桥梁的加固改造工程中。
2.3 预应力技术在钢筋混凝土路面中的应用
在道路桥梁的混凝土路面中应用预应力技术,是在近年来才逐渐兴起并普及的一项创举。其作用原理与预应力技术在路桥钢筋混凝土结构中的应用大致相似,同样也是通过预应力钢筋的配置来对混凝土路面进行一定的约束,从而达到延缓甚至不出现裂缝的目的。当然,要在混凝土路面中应用好预应力技术,前期的理论研究工作更加的覆辙,要通过对交通荷载以及温、湿度的变化引起的路面混凝土板的翘曲约束和路面混凝土板收缩期间的板底摩擦约束等因素进行深入地研究,从而能够道路桥梁的混凝土路面施工中合理地施加纵向预应力来避免混凝土路面的横向收缩开裂。目前此技术已绎逐渐走向成熟。
三、 预应力在道路桥梁施工中存在的问题
3.1 波纹管堵塞
堵管是指在混凝土浇筑后波纹管出现堵塞的现象发生了堵管会导致后期预应力钢绞线穿束无法通过或张拉预应力时钢绞线实际伸长值与设计计算值相差很大,给施工带来不必要的麻烦,即影响了工期,又耗费了人力。引起堵管的原因分析:首先,施工单位在施工过程中没有严格按照施工规范安装波纹管,出现波纹管定位不精确引起的弯折扭曲、套管接头松动,或者是在混凝土浇筑施工中,振捣人员在振捣混凝土时操作失误,造成波纹管局部的破裂,直接导致混凝土水泥浆渗漏到波纹管中造成堵管。其次,波纹管自身的质量缺陷引起漏浆堵管。
3.2 预应力超长时出现的一段张拉工艺问题
国内现浇大跨度(3~5跨,每跨30—50m)预应力连续箱梁底板预应力束一般采用一端张拉的工艺。例如某箱梁桥5跨,第一联跨66m,第二联跨88m,第三联跨150m,如采用一端张拉的工艺将一束钢绞线拉直需要0.3—0.4Ak的拉力,而如此长的孔道要跨越多道箱梁横隔板,其孔道摩阻是多少,要通过试验才能确定。根据国内外相关规范规定:跨度≥30m以上的预应力桥梁,均要求采用两端对称张拉工艺,才能保证跨中有效预应力和桥梁在恒载和活载作用下跨中所需抵抗弯矩的建立:否则会导致跨中承载力不足,而产生正截面裂缝。根据交通部专门调查资料,已通车的公路桥梁中,几乎都出现过由于张拉工艺不适合而产生大量裂缝的现象。
3.3 后张预应力结构张拉力控制的问题
预应力施工作业不够规范,特别是张拉力控制不严对预应力桥梁质量影响较大。一般张拉作业采用张拉力和预应力筋伸长量同时控制,以张拉力为主,以伸长值校核张拉力。通常张拉力的计量采用1.5级油压,误差大,有的千斤顶甚至未经计量标定就张拉,而且张拉人员多数未经专业培训,如果作业不专心,经常容易出现较大误差,甚至读错表,发生张拉力忽高忽低的现象。特别在多束张拉时,由于每束张拉力都不同,往往对预应力筋的伸长值计算不准确,弹性模量取值混乱,实际张拉时难以做到将伸长量按规范规定控制在±6%范围内,导致张拉力失控。
3.4 预应力结构张拉前出现裂隙问题
钢筋砼结构在使用荷载作用下裂隙是不能避免的,部分预应力的B类构件也允许出现有限制的裂隙,而在预制场内的构件,则应尽量避免出现裂隙。张拉前出现的裂隙经常是由于干缩和温差造成的。裂缝常在表面处,宽度较细、分布不均,梁板类构件多沿短方向分布,有时产生在箍筋位置,有时从构件顶面延伸到构件侧面,温度裂缝温度裂缝有表面的、深进的和贯穿的,走向元一定规律。梁板式构件裂缝多平行于短边,深进和贯穿的裂缝一般与短边方向平行,裂缝沿构件全长分段出现。
3.5预应力钢筋孔道堵塞问题
这种现象主要发生在后张法构件中,预留孔道塌陷或堵塞使预应力筋不能顺利穿过,不能保证灌注工程质量,影响张拉效果。产生的主要原因是抽芯过早,水泥砼尚未凝固,不具有一定的强度,或抽芯太晚,橡胶抽拔管可能被拔断。
四、 路桥施工中预应力存在问题的解决方案
遇到堵管问题,首先根据预应力筋曲线坐标,标注漏浆孔道堵塞的位置,在避开梁的主筋位置,采用冲击钻缓慢进行开孔,清除波纹管中的水泥浆块,使钢绞线能顺利穿过波纹管并能够自由伸缩;然后待张拉完毕后用高一等级微膨胀混凝土封堵孔洞。可采取以下预防措施:在施工下料前对波纹管质量仔细检查,对有缺陷的波纹管及早发现:在浇筑混凝土前检查波纹管的安装位置,固定好,检查套管接头连接是否牢固,密闭性是否达到要求:在浇筑混凝土过程中注意波纹管的保护,避免振捣棒碰坏波纹管。
为预防表面温度裂缝,应控制构件内外过大的温差,在夏季施工时优先使用低水化热水泥。在低温时预制构件应采取保温措施,不要过早拆除模板。对空心板等薄壁构件适当延长拆模时间,使之缓慢降温。预制构件和台座之间应涂刷有效隔离剂以预防粘接,使构件不受底模热胀冷缩的作用。在砼浇筑前的施工作业中应注意保护隔离剂,对于用长线法生产先张构件应及时放松应力筋,以减少约束作用。
结语
在道路桥梁施工预应力工艺较复杂,在预应力施工中应做好预应力施工操作人员的技能培训,严格要求按照操作程序施工,认真做好施工前后的各项检查,早发现问题,因此从设计到施工的所有技术人员都应精心设计、保证工程顺利施工,编制科学合理的施工方案严格按照施工验收规范、操作规程作业,同时应不断应用新技术、新材料、新工艺,确保工程施工质量。
参考文献
1、工程概况:
中山大道污水管工程,管道总长度3560m,管径分别为DN700、DN600、DN500、DN400,管材为HDPE双壁缠绕管,其中有一段DN管道约1300m,原计划采用明挖施工,采用密扣拉森钢板桩支护形式。论文参考,截污管道。根据地质报告,该段地质情况复杂,且地下水丰富。论文参考,截污管道。管道所处位置土层从上而下分别为人工填土及淤泥、淤泥质土,边坡稳定性差。管道埋深约5m。刚好处于砂层,砂层含水量较为丰富,为强透水层,极易产生管涌和透水流沙等现象。一旦基坑外侧出现水土流失,必使离基坑边不到5m的城市主干道路面下沉、开裂,造成不可估量的损失。经多方论证,决定采用且具有非开挖、对周边土体影响小,施工工期短等优点的定向钻牵引法施工。
2、施工要点
定向钻牵引法又称导向钻进施工,是非开挖敷设地下管线技术的一种,其主要施工流程如下:
2.1、管道检查
HDPE双壁缠绕管具有抗外压能力强,是能承受较大拉应力的管材;具有较好的柔韧性,能较好适应沉降,从而提高管道的抗震能力;单位重量轻,在牵引过程中减少与孔壁的摩擦力,提高施工效率和节约成本,非常适用牵引施工等特点。为确保工程质量,管道规格、环刚度、弯曲受拉极限等必须满足设计要求,管材进入工地时要仔细检查。
2.2、钻杆轨迹设计
该段管为重力流截污管,必须按设计流水位标高、流水坡度进行埋设,故钻杆的钻进轨迹设计必须按管道纵剖布置图进行设计。钻杆的钻进轨迹包括两个部分,造斜段和铺设段。造斜段是钻杆进入敷设管道深度的过渡段,直线段是管道穿越障碍物的敷设段。
钻杆轨迹的形态取决于穿越起点A与穿越终点B,敷设深度h、造斜段曲率半径R1(取1200d(钻杆直径取mm),故R1=m)。论文参考,截污管道。如下图示:
2.3、工作坑施工方案
每段管道牵引需要挖掘2个工作坑,包括入口工作坑、出口工作坑。均采用机械挖掘,采用密扣钢板桩支护。
入口工作坑是为了检测钻杆的钻进角度和旋转扭动等工作状态而设的工作坑。在钻机前面6~10m处挖掘。尺寸为宽×长=1.5×6m,挖深由地面渐变到深4.5m。
施工工序为:破除路面→打钢板桩支护→挖土→清运余泥→工作坑围蔽。
人工挖泥过程注意不要损坏人行道的地下管线。
出口工作坑是回拖时提供排水管入洞工作坑,出口工作坑尺寸和施工方法与入口工作坑相同。
2.4、钻进技术方案
导向钻机的主要部件为:轮式钻机、操作系统、动力站、液压系统、钻头、钻杆等,对照安装使用规范进行安装。
钻机运到现场必须先锚固稳定,钻机如果锚固不稳,将会发生功率损失或者功率作用在机器身上,造成机器和人的伤害。钻机是依靠地锚座和后支承与地基固定的,安放钻机前应先平整场地,根据预先设计的的钻机倾斜角度进行调整,依靠钻机动力将锚杆打入土中,使后支承和前底座锚与地层固结稳定。论文参考,截污管道。
导向钻进原理:钻机的钻头的一侧为斜面的鸭舌形状,钻头通入高压水射流切割土体,若钻头旋转和加压钻进同时进行,由于四周受力方向均一,钻头呈直线钻进;若只加压钻进而钻头不旋转,由于受到斜面的反作用力,钻头则朝斜面法线反方向钻进,实现造斜钻进。
钻杆轨迹的第一段是造斜段,控制钻杆的的入射角度和钻头斜面的方向,缓慢给进而不旋转钻头,就能使钻头按设计的造斜段钻进。钻头到达造斜段完成处,接下来的是排水管流水段的钻进。旋转钻头,并提供给进力,钻头就能沿水平直线钻进,由于在钻头位置安装了最先进的探测仪器,在钻进过程中通过地面精密接收仪器,通过接收仪器数据调整钻头角度,使得钻进按照流水线标高路线前进。到达出口工作坑,完成钻孔工序。
2.5、回拉敷设管道
扩孔成功到1000mm后,可以进行回来管道工序。在回拖前要进行管线连接的工序,用热熔法将双壁缠绕管连接成与成孔长度相当的管道。准备好后,将管道与扩孔器相连,回拉将管道牵引进孔洞内。论文参考,截污管道。
2.6、检查井
对于每一牵引管道段内的检查井采用竖井人工挖孔护壁作业法进行砌筑。论文参考,截污管道。放样放出检查井位置后,采用逆作法,每一节段的高度控制在1m以内,开挖到管道位置后再进行砌井施工。井壁和护壁之间空隙用中粗砂灌水填充。
3、结束语
现在社会正处于高速发展阶段,为满足社会发展的各市政功能要求,每年需敷设、修复大量的公用管道(如雨、污排水管道、通讯光纤、供水管道、电力电缆等),这些管道往往沿着城市现有道路敷设,如采用传统的明挖敷设法,必对人们的日常生活和生产造成严重的影响。随着人们环境保护意识的增强,定向钻牵引等非开挖敷设地下管线的工艺将得到大力的运用与发展。
本工程成功采用了HDPE双壁缠绕管定向钻牵引施工技术,不但保证了工期,确保了工程的安全,更最大限度减少了工程对周边道路的影响,取得了良好的社会和经济效益。
参考文献:
[1].赵明华,卢华峰,秦双乐,定向钻穿越施工控制方法[J].武汉工程大学学报.2009.(05)