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二、发掘了优秀专业人才
石油工程设计大赛以专业发展的最新方向和理念为基础,紧密联系石油企业实际状况,对参赛队员在学习、应用、策划、合作、协调组织等能力方面提出了更高的要求。该大赛为学生提供了能施展才能的空间和科学实践的平台,激发了学生的求知欲和创造欲。通过大赛既考验了学生坚忍的意志、无畏困难和团结协作的精神等优秀素质,也检验了学生的创新思维和工程意识。大赛对学生意志的磨炼和专业素质的培养是课本上没有的,是课堂教学所不能替代的。因此通过石油工程设计大赛,一部分研究生和大学生中的精英将脱颖而出,并被行业广泛关注,为优秀人才的选拔提供一定的依据。
三、改善了传统教育模式
石油工程设计大赛有利于改善传统的教育模式。在高等教育中一直存在重视书本知识的课堂传授,而忽视实验和实践教学活动,限制了学生的创新能力和工程意识的培养。然而,石油工程类专业与工业实际联系非常紧密,须大力培养学生的创新能力和工程意识,石油工程设计大赛则有着常规教学所不及的培养功能。大赛要求每个参赛组由3~5名学生组成,学历构成不限,可跨学校、跨学科组队,能有效促进学生综合素质和高校培养质量的提高,引导和带动了卓越工程师的培养,开辟了石油工程类专业创新人才培养的新途径。
四、促进了学风、学科和专业建设,提高了教学质量
石油工程设计大赛要求学生具有扎实的专业知识、创新的思维能力和实事求是的态度。学生为了适应大赛的要求必须认真仔细的学习和查阅相关专业知识,学风会自然改善。大赛紧贴生产实际,展现专业发展的方向,对学科和专业建设也起到推动作用[2-3]。1.推动了专业课程定位大赛为高校接触和了解石油企业提供了纽带作用。在大赛的参与过程中,高校可以更加深入的了解石油企业对技术、岗位需求和市场变化情况等,从而更加科学合理对相关专业课程进行定位。2.利于课程内容的选择与组织石油工程设计大赛设置的一大特点就是:“以专业发展为导向,贴近石油企业生产实际”。比赛的设置与企业生产实际紧密结合,这就要求对专业课程内容的选择和组织须以实际生产为基础。3.利于教学方法的优化大赛题目是再现石油实际生产,代表着石油企业实际生产的要求和方向,将指引高校的专业教学方向和目标。因此,教师在教学活动组织过程中,就应以石油企业实际生产任务为载体,采用理论联系实际的教学方法,培养学生工程意识和创新思维,提高其综合能力。4.加强了师资队伍建设随着石油工程设计大赛的不断深入开展,要求专业教师能够根据石油企业实际生产需求,不断改善知识结构,加强自我专业水平的提高。院校也将组织专业教师进行培训和学习或安排到石油企业参与具体项目实践,不仅积累实践经验,也提高教师专业能力。最终院校将得既熟悉石油企业实际生产需求,又精通专业理论知识的师资队伍。
五、拓宽了就业渠道,增强了学生就业能力
石油工程设计大赛为优秀石油专业人才能在行业内充分展现自我才能提供了专门舞台,通过大赛能够发现和培养一批在科技创新方面有作为和潜力的行业后备军。通过大赛成绩,首先,学生不仅可以证明自我专业能力,也为后来就业添加筹码,增强就业能力;其次,石油企业也可以通过大赛选拔出优秀人才,为企业注入新鲜血液。在历届大赛的研讨会上,三大石油公司的代表都明确表示,非常愿意吸收获得优异成绩的参赛队员进入石油企业的生产和研发一线工作,因此,石油工程设计大赛达到了企业能有效选拔优秀人才、高校解决就业和学生拓宽就业渠道三赢的目标。
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、工程概况
石狮人防0429工程为坑道式人防指挥所,结构形式为钢筋混凝土结构,总建筑面积约4000m2,山顶地面高程最高点约153m,工程最大埋深约61m。工程主体段为中-微风化中粒黑云母花岗岩,口部为强风化凝灰熔岩、花岗岩边坡不稳定,开挖易坍塌,其余入口处为硬塑状坡残疾砂质粘性土和散体-碎裂状强风化花岗岩。
工程等级为三等指挥所;防核武器抗力级别:三级;抗常规武器打击:三级;防化级别:甲级,车辆隐蔽部为丁级;防电磁毁伤:核电磁脉冲电场强度150KV/m,磁感应强度10mT;伪装等级:三级。人防工程模筑砼要求侧墙及拱顶均一次性浇筑完成,不留下任何施工缝,以达到工程防护等级及结构自防水效果。
指挥大厅为本工程最大断面,开挖断面宽度13.3m,开挖高度9.6m,长度27m,模筑砼厚度65cm,详细截面尺寸见下图。
2、指挥大厅模筑砼施工
2.1施工方案
因人防工程结构复杂,断面多,呈工、T、凹、凸等多种形状,既有指挥大厅这样的大断面,又有开挖断面2.0m×4.2m的小断面,无法用整体式衬砌台车,给模筑砼施工带来很大困难。考虑到拆装及改装方便,模板支撑采用简易台车及拱架拼装而成,全洞施工采用三套简易台车配合二千多片300mm×1200mm小钢模板进行施工,用输送泵浇筑混凝土,主体模筑砼模板支撑见下图。为充分展开工作面,确保工程进度,分成三个施工段由三部台车根据从“先大断面,后小断面”的原则进行平行施工,具体施工顺序如下:
第一套台车模板:指挥大厅车辆隐蔽部工勤保障区及通讯区一号口遮弹层
第二套台车模板:第二防火区第一防火区三、四号接处三号口防护段
第三套台车模板:空调机房四号口空调水库生活水库二号口三号口
2.2工艺流程
(毛洞开挖)复测断面尺寸进行超欠挖整修排除基坑内积水、洞碴及杂物整平层施工测量放样拼装简易台车复测、检测台车安装情况铺设EVA防水板设置橡胶止水带、环向排水管绑扎钢筋安装小钢模版浇筑混凝土养护卸模、整理埋设盲沟浇筑底板及排水、电缆沟砼
2.3准备工作
毛洞开挖结束后,组织人员对洞身进行测量,检查毛洞超欠挖情况,依照“先里后外,先主洞后通道”原则,对超欠挖进行整修。对超挖部分定出开挖线,侧墙超挖全部回填,当超挖量大于25cm时,预先浆砌块石,小于25cm时,等浇筑砼时边灌注边垒砌块石回填;对欠挖部分及时画线打眼,进行小范围爆破,杜绝欠挖现象;有渗水地段,先设置好排水槽,泄水管等,确保洞体不漏水。
对毛洞内喷锚支护及岩体表面进行处理,若有锚杆头、钢管头、钢筋头、铁丝等外露时,事先切除或用锤打扁,然后用砂浆素灰抹平。对于基面上锐利棱角,附着大颗粒石子及突出的岩石也应敲掉或凿除,然后抹平。
2.4拼装加固简易台车
1)拱脚处连接板的每榀拱架8个连接钢筋全部用Φ16钢筋打入整平层混凝土内,并保证连接板与调平层的连接处有75%接触面积,用以消除拱脚处的侧向压力。
2)为了减轻侧压力对边模板和顶模连接螺栓的作用,在边模板直连与横梁连接直角处加45°的小斜撑。
3)为了保证拱架的主断面的竖向稳定性,减少混凝土重量对拱架的竖向作用,横梁下直撑杆件采用无缝管,并在横梁中部与两端加上整排的直撑,所有直撑顶部与横梁采用螺栓连接,用以消除振捣时直撑跑位。
4)简易台车封头板处用斜撑顶紧,防止封头板由于混凝土产生的侧压力导致封头板跑位、断裂。
2.5安装模板和附着式震动器振捣
1)安装钢模
简易台车搭设后,再安装钢模,钢模放置在两榀拱架的中间,拱顶中间留两个砼灌注口,一个作为备用,分别距模板端部2.0m,由于砼浇筑厚度达65cm,为保证砼能够流淌较远,砼管深入钢模拱顶25cm。
2)安装附着式震动器振捣
在拱架上安装8个附着式震动器振捣,分别位于左右两侧,均匀布置。
3)砼浇筑时从一个灌注口灌注,自拱脚到拱顶连续、对称地灌注,直到端头模中间拱顶流出砼浆,即可认为砼已浇筑密实。
2.6模板加固措施
1)利用系统锚杆:在系统锚杆上焊φ10钢筋,钢筋穿透模板、立档、横档,然后用蝴蝶结将钢筋锁住,防止模板向外胀模。拉结钢筋间距竖向间距同横档间距,纵向间距为1.0m。
2)在浇筑底板砼,在两侧墙体分别预埋两排∠50*50*5角钢作为地锚,距墙体1.5m、2.5m,纵向间距2.0m,然后增加墙体钢管斜撑,尾端支撑在地锚上,前端支撑于横档上。
2.7混凝土浇筑
1)浇筑的振捣方式采用插入式振动器配合附着式震动器振捣,以减少振动时对台车稳定性的影响。
2)在浇筑边墙时,采用两侧交替的浇筑顺序,浇筑过程中拱架两边的浇筑高度差控制在100cm以内,并控制浇筑速度,注意观察边模板的变形。
3)浇筑到拱顶处时应注意控制输送泵压力,压力不应过大,在拱顶封头板处设置检视口,以保证混凝土和毛洞紧密结合,而不至于产生过大压力损坏台车,并注意监测顶模变形及支撑情况。
2.8指挥大厅与第二防火区位置结构复杂,拱架加固难度大,跨度大,因此,除了按照台车加固方案加固外,还应注意:(1)在交接位置外留一榀拱架位置一起浇筑,以保证台车的稳定性;(2)接头部分采用木模,安装时注意平整度及支撑情况;(3)拱脚位置每榀增加两根Φ16钢筋以消除侧向压力。
2.9预留预埋
本工程涉及专业较多,预留预埋数量多涉及专业多,各专业交叉作业,且为了保证强度,一旦成型后严禁进行钻洞、敲打作业。施工前组织各专业技术人员认真阅读图纸,对图中预留预埋问题进行归总并制作成图。施工过程中,班组根据图纸做好预留预埋件并根据规范要求加固后,先由质检人员及专业技术人员对预留预埋件进行检查,对发现漏埋、误埋及时纠正,检查无误后报监理工程师检验,在监理工程师检查合格并批准后才可进行混凝土浇筑。
3、结论
3.1“石狮人防0429工程”采用简易台车配合小钢模板进行模筑砼施工,整体砼一次浇筑12m长,从安装简易台车,到安装泵送砼管,达到浇筑拱部砼条件,10个模工只需3天时间,施工简捷、方便。在指挥大厅及其他部位砼浇筑过程中,没有发现拱架下沉、变形、移位等情况,混凝土表面平整光滑,拱部砼浇筑圆顺、密实,模板接缝不明显,无蜂窝、麻面等现象,总体观感质量良好,达到“无装饰砼”的效果。
3.2针对人防工程断面多且差异大的特点,采用可加工简易台车配合小钢模板进行模筑砼施工,不仅能对整体模筑砼进行一次性浇筑成型,保证人防工程质量,还达到了节约成本,缩短工期的目的,值得类似工程的推广和应用。
参考文献:
[1]建设部. GB50134―2004. 人防工程施工及验收规范 [S].北京:中国计划出版社,2004.
中图分类号:TU997文献标识码: A
1工程概况
大洋河特大桥位于下游感潮河段,水文地质情况非常复杂,每天早晚涨落潮各两次,最位3.2米,最低潮位-0.8米,水位落差达4米,最大水深9米。在水中墩施工中采用了一系列科学的施工方法,取得了圆满成功。
2桩基工程施工经济比较
2.1栈桥
在主桥一侧搭设钢栈桥,为全桥水中墩基础施工奠定了基础。钢栈桥采用钢管桩基础,64式军用梁作为桥跨。这种施工方案费用低廉,简便易行,适合于有潮汐的大洋河中施工。
2.2平台
采用施工平台与栈桥相连作为整个大洋河桥水中墩施工的基本条件。施工平台采用钢管桩及型钢搭设。此方案坚固结实,完全满足施工要求,易于操作。采用“栈桥+平台”的施工方法在现场取得了最大效果,与采用打桩船或起重船的方法相比有明显的优势:
2.2.1大洋河属有潮汐的河流,虽有水,但不能行大船,若采用打桩船或起重船需租用,从水中墩开始施工到梁下部结构完毕时间为一年,所需费用较大。但采用栈桥将大洋河两岸相连,两岸施工材料及设备可以通过栈桥运输,比采用船只运输更为方便易行。
2.2.2将栈桥搭设在施工平台的上游而且与其连为一体的施工方案安全、可靠;根据调查翻阅有关气象资料显示,大洋河每年3月处于冰凌期,冰凌由于海水涨潮由下游向上游冲击,破坏力量较大,落潮自上游向下游冲击破坏力量较小,8月处于汛期,将栈桥与施工平台连为一体,增加了栈桥整体稳固性,因为栈桥全长380m,每跨为两根单桩承重,竖向荷载靠磨察力可满足施工要求,但横向抗冲击性能差,尤其是3月冰凌期的冰块冲击和8月汛期的水中杂物;施工平台为矩形群桩,稳定性、抗冲击性能较好。因此将栈桥搭设在施工平台的上游而且与其连为一体的方案既节约资金又安全可靠、切实可行。
2.2.3“栈桥+平台”施工方案均采用常用材料搭设,除64式军用梁需租用外,其他均可就近取材。
2.2.4施工平台设计为I40工字钢双层横垫梁,平台面为I16工字钢结合枕木平台面,利于钢围堰的沉放、平台面、横垫梁的拆除,简便易行;另外,利用平台钢管桩和钻孔桩的钢护筒(钢围堰沉放导向架),搭设钢围堰拼装、沉放的负平台,利用I40工字钢简式门架沉放钢围堰,降低重心,增加安全系数方案,经济可行。具体经济对比见下表:
项目名称 初步设计方案 最终采用方案
11#-16#水中墩施工平台 钢管桩基础, I40工字钢横垫梁, I16工字钢结合枕木平台面。 管桩基础, I40工字钢双层横垫梁, I16工字钢结合枕木平台面;管桩搭设负平台、拼装、沉放钢围堰。
设备材料采用 各种钢材: 485.54 T,10t浮吊:2台,运输船:2艘,300马力机动舟:1艘,65t履带吊:1台。 各种钢材:566.46T,10t浮吊:1台,运输船:2艘,300马力机动舟:1艘,65t履带吊:1台。
效益比较 一、材料费用:
I16工字钢:9.84 t*6*3500元/T=20.66万元
I40工字钢:10.34 t*6*3500元/T=21.71万元
L75角钢:2.4 t*6*3500元/T=5.04万元
φ529钢管桩:56.66 t*6*3500元/T=118.9万元方木:19.66m3*6*1500元/ m3=17.69万元
二、搭拆工费:50000元/座 *6 =30万元
三、机械费用:24万元
四、其他费用:5万元
总计费用:243万元 一、材料费用:
I16工字钢:11.48t*6*3500元/T=24.11万元
I40工字钢:12.06 t*6*3500元/T=25.33万元
L100角钢:4.4 t*6*3500元/T=9.24万元
φ529钢管桩:56.66 t*6*3500元/T=118.9万元枕木:2016根*25元/根(不含残值20元/根)=5.04万元
二、搭拆工费:75000元/座 *6 =45万元
三、机械费用:18万元
四、其他费用:8万元
总计费用:253.62万元
注: 施工费用增加10.62万元,但水中墩钻孔桩施工工期提前35天, 节约间接费用56万元,钢围堰拼装、沉放施工工期提前25天,节约间接费用120万元,确保合同工期及后续工作顺利进行。
2.3钢围堰
大洋河特大桥10-16#水中墩施工,原设计采用双壁钢围堰,现场加工,汽车运输,25t汽车吊配合八三式军用墩拼装,射水吸泥沉放,后经多次检算、对比、论证、经济比较,钢围堰下部6m采用双壁上部5m采用单壁,场地制作,施工平台上65t履带吊配合简式门架拼装沉放。和土石围堰、木质围堰相比,具有节省材料、轻便,操作简便,施工速度快等优点,具体经济对比见下表:
项目名称 初步设计方案 最终采用方案
11#-16#水中墩施工钢围堰 采用双壁钢围堰,履带吊配合八三式军用墩拼装沉放。 单双壁结合钢围堰,履带吊配合简式门架拼装沉放。
设备材料采用 各种钢材:1553.86 T,浦沅25t汽车吊:1台,65t履带吊:1台,八三军用墩:16套,Q5PS砂石泵: 12台,NL200-16污水泵: 12台,8t加长东风汽车: 1台。 各种钢材: 993.86 T,65t履带吊:2台,门式支架:6套,导链:20个,Q5PS砂石泵: 12台,NL200-16污水泵: 12台,8t加长东风汽车: 1台
效益比较 一、材料费用:
δ8mm钢板:60.17t*14*3500元/T=294.83万元
各种型钢:50.82t*14*3650元/T=259.69万元
八三军用墩(16套,47.94t/套,使用6个月)
①租赁费:47.94*16*6*150元/月.T=69.03万元
②搭拆工费:47.94*16*400元/T=30.68万元
③运输进出库费:47.94*16*250元/T=19.18万元
二、施工费用
1钢围堰加工费用:110.99*14*2100元/T=326.31万元
2沉放费用:155.38万元
三、机械费用:122万元
四、其他器材:10万元
五、其他费用:85万元
总计费用:1372.1万元 一、材料费用:
δ8mm钢板:40.17t*14*3500元/T=196.83万元
各种型钢:30.82t*14*3650元/T=157.49万元
门式支架钢材:20t*7*3650元/T=51.1万元
二、钢围堰加工费用:
70.99*14*2100元/T=208.71万元
三、沉放费用:77万元
四、机械费用:146万元
五、其他器材:5万元
六、其他费用:65万元
总计费用:907.13万元
注: 节约费用464.97万元,工期提前45天,确保合同工期及后续工作顺利进行。
2.4浅滩深基坑施工
在浅滩段进行深基础施工,基坑侧壁极为不稳。施工中采用钢管桩支护配合井点降水的施工方案,有效解决了粉细砂地质条件下的侧壁稳定问题。具体经济对比见下表:
项目名称 初步设计方案 最终采用方案
6-9、19-24墩陆地深基坑施工钢管桩 采用钢板桩。 采用自制钢管桩配合降水井。
设备采用 DZJ60振动桩锤1台,65t履带吊1台,φ150mm水泵4台。 DZJ60振动桩锤1台,65t履带吊1台,30KVA交流电焊机,φ150mm水泵4台,φ450mm旋转钻机1台。
效益比较 一、材料费用:
拉森IV钢板桩:71.61t*5*9000元/T=322.25万元
其他型钢:10.8*5*3650元/T=19.7万元
接头等加工费用: 2.3万元
封底砼:45m3*20*400元/m3=36万元
二、机械费用:28.64万元
总计费用:408.89万元 一、材料费用:
鞍山奥通产的φ429钢管桩:54.78 t *5*3650元/T=99.97万元
其他型钢: I16工字钢13.53*2*3650元/T=9.8万元
L100角钢6.18*2*3450元/T=4.3万元
焊接锁扣加工费用: 6.3万元
井点降水:7.4万元
抛填片石:45m3*20*50元/m3=4.5万元
二、机械费用:13.46万元
总计费用: 145.73万元
社会的发展历程决定了当前桥梁工程的发展,在桥梁工程发展方面,施工的技术水平和手段逐渐的提高,为当前的工作带来了深刻的影响,在手段中,扩大基础是其中的一方面,同时将基础底板直接作用咋工程的惩戒地基上也是需要重点做好的。一般来说,但却的施工过程中,重要的方面需要结合当时当地的情况,需要了解桥梁的整体负荷程度,在一些连接部位进行高度处理。
1、桥梁扩大基础施工技术控制措施
1.1 浆砌块石基础施工的主要控制点点如下
(1)砌块之前首先进行的现场附属物和垃圾的清理工程,然后可以将砌块进行浇水处理,保持其湿润,水锈要保持干净的程度。
(2)施工的过程需要确保整个现场没有水渍,这主要是和水泥的性能有关的。
(3)在施工的过程中,需要禁止有水流入,同时所需要的混凝土使用需呀采用灌注的方法进行,不可以自行进入施工现场。
(4)施工现场特别是一些施工的边缘地区是需要特别重视的,要严格隔水处理,一般来说,整个的施工过程都不应该有水渍,而必须要等到混凝土和水泥整体稳定了之后才可以浇水处理。
浆砌块石是施工的关键,一般来说需要分层进行处理,每个分层的要求都有所不同,在开始砌块的时候,需要打好基础,这个基础主要是用混凝土进行锻造和使用的,待全部清理和浸润之后,才可以进行灌装。在灌装的过程中,各层之间需要做好隔离,特别是在内层部分,需要和外层之间有一定的距离,才能够保证整体的弧度,保证砂浆的饱满程度,一般来说,片石砌体要求很高,需要两到三层的工作层完成,而在每个工作层之间的水平缝都要人工的找平,尤其是各个层次之间的距离方面,进行多次的测量和抽样工作,才能够使各个部位相互错综,不会影响彼此的强度和韧度。
1.2 片石混凝土基础施工
片石混凝土进行施工的过程是混凝土的基础施工过程,当基层的土质干燥时候,才可以进行岩石的夯实和润湿作用,用20公分以上的水泥进行灌浆处理,在水泥的第一层进行混凝土的整体处理,对于基层的混凝土主要是用来基础使用的,应该有一定的规范和标准,当目前我国对这一方面的处理还不是很严格,许多专业的知识和处理的水平都有待更高的发展。
(1)应选用未被锻炼的且无裂纹、夹层的、高度小于15cm、具有抗冻性能的石块。(2)石块的抗压强度应不小于25MPa及混凝土强度等级。(3)埋放石块的数量不宜超过混凝土结构体积的25%;当设计为片石混凝土砌体时,石块可增加为50%~60%。(4)石块应清洗干净,应在捣实的混凝土中埋人一半以上;石块应分布均匀,净距不小于lOcm,距结构侧面和顶面净距不小于15cra;对于片石混凝土,石块净距可以不小于4~6em,石块不得挨靠钢筋或预埋体。
1.3 钢筋混凝土基础施工
(1)钢筋混凝土基础应在对基底及基坑验收完成后尽快进行钢筋的放置和绑扎;在底部放置混凝土垫块,保证钢筋的混凝土净保护层厚度,同时安放墩柱或台身钢筋的预埋部分,保证其定位准确;对钢筋根数、直径、间距、位置等进行验收,满足设计文件和技术规范要求时,即可浇筑混凝土。进行混凝土的浇筑时,对于已拌制好的混凝土,运输至现场后,若高差不大,可直接倒人基坑内;若倾斜高度过大,为防止发生离析,应设置串筒或滑槽,槽内焊上减速钢梳,保证混凝土整体均匀运人基坑,用插人式振捣密实。
(2)混凝土的浇筑应分层进行,但应连续施工,在下层混凝土开始凝结之前,应将上层混凝土灌注捣实完毕。基础筑完凝结后,应覆盖草袋、麻袋、稻草或砂子,并经洒水养生。养生时间一般普通硅酸盐水泥混凝土为7昼夜以上,矿渣水泥、火山灰质水泥或掺用塑化剂的混凝土应为14昼夜以上。
(3)水下灌注混凝土一般在排水困难时才采用。基础圬工的水下灌注分为水下封底和水下直接灌注基础两种。前者封底后仍要排水再砌筑基础,封底只是起封闭渗水的作用,其混凝土只作为地基而不作为基础本身,适用于板桩围堰开挖的基坑。现代桥梁基础水下灌注混凝土广泛采用垂直移动导管法,其具体施工方法将在本章第二节“桩基础施工”中介绍,值得注意的是:当封底面积较大时,宜按先低处后高处、先周围后中部的次序用多根导管同时或逐根灌注,并保持大致相同的标高进行,以保证混凝土充满基底全部范围。同时,根据封底面积、障碍物情况、导管作用半径等因素确定导管的根数及在平面上的布置。导管的有效作用半径则因混凝土的坍落度大小和导管下口超压力大小而异。证了水下混凝土的质量。至于与水接触的表层混凝土,可在排干水而外露时予以凿除。
2、扩大基础施工质量检验
2.1 地基检验应符合下列要求
基坑内地基承载力必须满足设计要求。基坑开挖完成后,应会同设计、勘探单位实地验槽,确认地基承载力满足设计要求。地基处理应符合专项处理方案要求,处理后的地基必须满足设计要求。基坑回填时,对于当年筑路和管线上填方的压实度标准应符合规范的要求。在正常情况下,所灌注的水下混凝土仅其表面与水接触,其他部分的灌注状态与空气中灌注无异,从而保证了水下混凝土的质量。至于与水接触的表层混凝土,可在排干水而外露时予以凿除。
2.2 基坑回填应符合下列要求
除当年筑路和管线上回填土方以外,填方轻型击实压实度不应小于85%。填料应符合设计要求,不得含有影响填筑质量的杂物。基坑填筑应分层回填、分层夯实。现浇混凝土基础质量检验应符合规范要求。对于一些质量水平不稳定的基础回填土来说,需要进行严格的质量把关和控制,不合格的坚决不使用。
桥梁是当前市政工程施工的重要组成形式,其在施工的过程中是保证公路施工正常良好进行的关键。扩大基础的种类有浆砌片石、浆砌块石、片石混凝土、钢筋混凝土等几种,是利用相应的材料进行分析与管理的过程,其在施工的过程中是采用相应的技术手段进行分析与控制的过程。
3结语:
在当前的施工过程中,随着高科技手段和技术的投入,各种质量较好的建筑逐渐进入城市的发展中,而我们需要继续保持这种整体的发展性能,在建筑中首先关注质量,其次才是其实用性,结合当时当地的条件,做好调剂工作,为我国的桥梁施工技术更进一步打下良好的基础,同时为我国整体建筑行业的发展提供更好地平台,促进市政工程项目的整体性能。
参考文献
1 前言
某工程总高度为16.9m,地下结构2层。工程结构形式为全现浇钢筋混凝土框剪结构,其地基工程采用的是大体积筏板基础,筏板的尺寸为55.650×52.910m,基础部分的标高分别是-16.600m、-19.400m、-16.300m,底板的厚度为1700mm、2500mm、1400mm。在该底板上部结构的四周都是钢筋混凝土剪力墙,其厚度达到700mm左右。东西两侧为液压系统泵房,-7.000m及±0.000m为两层大平台,-9.410m处沿剪力墙及柱有一圈牛腿。中部为360MN挤压机、150MN挤压机基础,混凝土为C40,抗渗等级S8。底板混凝土总量5700m3。在本工程中,对于底板的施工我们需要采用商品混凝土进行浇筑,为了使混凝土的后期强度充分发挥作用,可以在混凝土配制的过程中加入适量的矿粉或者粉煤灰,然后采用R60来设计混凝土的强度;这样可以在一定程度上减少水泥的用量,也就意味着降低水泥的水热化作用,避免混凝土出现温度裂缝。在基础部分底板施工过程中,需要用到的钢材量达到582吨。而且施工人员需要注意的是,在浇筑混凝土的过程中,一定要保证其连续性,这样才能够使混凝土达到设计的要求。
2 施工前的准备工作
相对于普通的混凝土工程而言,大体积混凝土工程的要求更高,一定要避免因水泥的水热化作用而导致混凝土出现温度裂缝,所以我们需要从原材料的选择方面、施工工艺方面、施工技术方面来防止这一现象的发生,只有这样,才能够从源头上保证大体积砼的施工质量,也能够防止温度裂缝的产生。
2.1 原材料的选择
根据本工程的实际情况,我们需要采用商品混凝土进行施工,其中所选用的主要原材料应该达到以下几点要求:(1)水泥的选择。要求水泥是P・042.5的普通水泥,具有一定的抗折、抗压强度;(2)粗骨料的选择。粗骨料应该选用粒径为5~31.5mm的碎石,在此范围之内,选择粒径越大的碎石,混凝土拌制之后的和易性也就越高,强度就越高。并且还在一定程度上减少水与水泥的用量,降低谁惹话的所用,避免混凝土出现裂缝;(3)细骨料的选择。技术人员应该选用粒径在0.5mm以上的中砂,如果中砂粒径越大,那么就会相应的降低水与水泥的用量,避免混凝土在施工过程中出现收缩裂缝;(4)粉煤灰的选择。为了使混凝土达到泵送的条件,我们需要在混凝土当中掺入适量的粉煤灰,以此来提高混凝土的和易性;(5)外加剂的添加。需要在混凝土当中掺入合适的膨胀剂,并且要求其抗折与抗压强度达到设计的要求;另外,技术人员还可以在混凝土当中掺入适量的混凝剂与减水剂,以此来避免混凝土出现裂缝的情况。
2.2 混凝土配合比的设计
在该工程的基础工程当中,要求在筏板基础浇筑混凝土的强度等级为C40,并且要求其抗渗等级达到P8。因此我们需要取样对混凝土配合比的设计进行试验,从而设计出混凝土配合比为水泥:粉煤灰:矿粉:砂子:石子:水为:290:165:45:765:1065:165;混凝土坍落度120~160mm;混凝土缓凝时间10~12小时。
3 施工现场的准备工作
在工程施工之前,我们需要做的工作是:(1)需要对基础工程的钢筋、柱等工程施工完毕,然后由监理部门对其进行验收,为下一步工作环节奠定基础;(2)在基础工程底板施工过程中,我们需要对一些水坑支撑相应的模板,并且需要采用木质模板进行支撑;(3)需要对基础工程进行标高,并对其做出相应标记。在浇筑混凝土之后进行找平层施工;(4)在浇筑混凝土的过程中,我们需要在其中埋设一个测温管,并且在施工现场准备棉被等,以供混凝土养护所需;(5)建筑三方应该相互协商,在施工现场应该做好相应基础设施,安装好水电,从而保证工程的顺利施工;(6)施工单位或者建立部门应该安排相应人员在施工现场值班,将工作落实到每一个人身上,这样才能够保证工程的顺利完工。
4 大体积混凝土施工
混凝土泵送系统的布置,在建筑物北侧设置一台拖式泵输送混凝土,东西两侧各一辆汽车泵有顺序浇筑。
混凝土浇筑顺序,挤压机底板混凝土浇筑采用一台混凝土拖式泵配合两台混凝土汽车泵进行浇筑。为了保证底板混凝土施工质量,各段需要连续浇筑施工,以达到自防水抗渗混凝土要求。混凝土施工从东侧开始,按设计好的分层顺序进行浇筑。
混凝土浇筑前,根据混凝土分层厚度,在基础内部设置分层立竿,立竿采用钢筋制作,放置混凝土放灰处,间距10m。
混凝土拖式泵设置在基坑北侧进行施工,汽车泵布置在基坑东西两侧进行施工。
混凝土浇筑到第9层前,现场配备一台48m汽车泵、一台42m汽车泵站在基坑东侧、一台拖式泵放在基坑北侧进行混凝土浇筑作业;混凝土浇筑到第9层后,42m汽车泵转到基坑西侧,同时新增一台42m杆汽车泵站在基坑西侧进行混凝土浇筑作业。
合理安排浇筑顺序,基础底板混凝土从东向西方向推进;采用分段分层浇注,基本分三层,每层50cm左右。混凝土初凝时间要求10h左右。所以浇筑底层和顶层的时间间隔要在8~10h完成,才能确保上下层混凝土结合好。
混凝土从基础垫层开始垂直浇筑到基础顶面,混凝土会自然流动,形成一个三角形的斜坡、自然流淌的混凝土实体,然后水平方向每3~5m左右为一个浇筑段连续浇筑;根据施工组织安排和泵送混凝土初凝时间的限制,每一段混凝土必须在10~12h内浇筑完毕。
5 混凝土养护
5.1 上面覆盖一层塑料布,然后在上面覆一层棉被。养护至混凝土中心和表面温差平稳、正常后,撤出保温和停止测温。
5.2 新浇筑的混凝土水化速度比较快,盖上塑料薄膜后可进行保温保养,防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝。
5.3 柱、墙插筋部位是保温的难点,要特别注意盖严,防止造成温差较大。
5.4 停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后,可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉,使混凝土散热。
结束语
在本工程施工过程中,监理部门与施工单位必须要对整个工程进行严格的、科学的管理,采取有效的措施来避免温度裂缝的发生。通过本工程的时间证明,在采用大体积砼就行施工的过程中,我们需要认真执行每一项工作,并对每一个施工环节进行严格的控制,这样才能够保证工程的质量,才能够提高工程的经济效益。实践证明,大体积砼施工技术具有非常广阔的发展前景。
参考文献
1、施工前的准备
1.1材料设备准备
施工前,应预先确定砼地面施工流程,配置合适的施工机械设备(包括数量)及劳动力,做好施工机械的检修工作。本次施工主要材料及机械设备如下:驾驶型抹光机、手扶型抹光机、切缝机、刮平振捣整平机、水平仪、振捣棒、钢筋、[16或[20槽钢、刮杠及其它小型工具。
1.2场地平整
测量人员在厂房墙面弹出地面顶标高线,配合铲车进行场地回填砂找平工作,控制回填砂的顶标高在-200L至-210L之间。铲车平整不到位的位置由力工负责平整。
1.3周边成品保护
在施工前需用五彩布(或塑料薄膜)将厂房维护墙、钢柱、彩板进行维护,做好成品保护。
1.4定位放线、支侧模
本次施工定位放线重点在于控制槽钢侧模的标高,混凝土设计厚度为200mm厚,使用槽钢侧模,具体做法为事先在侧模下方做灰饼,间距不大于1500mm,以控制标高。安装模板前应挂通线,按挂线位置把侧模板放在基层上,初步固定其位置,用水准仪检查模板顶部标高是否附合设计要求(可略高1~2mm),并检查模板是否平直,待侧模顶标高达到设计要求后使用钢筋棍钉入地面下与侧模点焊使槽钢水平固定,再在槽钢下方用横向钢筋棍点焊与立棍和槽钢上,使其纵向固定。从而到达严格控制侧模标高的要求。钢筋绑扎完毕后,将水准仪放置在现场周围,由控制点引入标高,在地板钢筋每4m×4m焊接一条垂直地面方向的钢筋,将钢筋截断在地面成型标高的位置,浇灌混凝土时由的钢筋头控制地面成型标高,浇捣混凝土时厚度略高于钢筋头,随即振捣密实,然后以钢筋头为标志,检查平整度,在二次长刮尺刮平时再进行标高复核,保证标高误差控制在4mm以内。
2、混凝土施工技术
2.1、混凝土摊铺
1)、经项目部仔细研究,混凝土宜跳仓浇筑,施工缝应结合伸缩缝一起设置。每个区段内短向(7m)隔跨支模,从而做到隔跨浇筑混凝土,待混凝土强度达到设计要求后,利用第一次浇筑的混凝土地面作为第二次浇筑混凝土的侧模进行第二此混凝土的浇筑。在浇捣基层混凝土时可能发生裂缝的主要原因是:基层混凝土强度等级高,产生的水化热高;冬季施工,环境温度低,混凝土内与环境气温温差大;养护不当,混凝土温度较高时突然浇冷水养护,也会产生无规则的多条微裂缝,裂缝严重的可导致底板渗漏。要防止裂缝必须从设计上设置伸缩和后浇带,并在金刚砂地面完成后割缝,施工中改善施工工艺,降低混凝土温度应力和提高混凝土自身抗性能这两方面综合考虑。
2)、混凝土采用商品混凝土。商品砼的拌和根据设计的配合比拌制,落度要严格控制在进场时160~180mm。由混凝土罐车运至厂房内,将混凝土自卸入模,出料及铺筑时卸料高度必须控制在1.5米以内,以免产生离析,若发现离析,应重新搅拌。
3)、混凝土的摊铺采用纵向分条的方法施工,纵向分条的宽度与分隔缝同宽。摊铺从端部开始。当混凝土拌和物倒入模内时,卸料要集中,速度慢,虚厚高出模板2cm左右,必要时进行减料或补料工作,纵横断面符合要求。摊铺混凝土时应连续摊铺,不得中断。
2.1、混凝土振捣
用刮平振捣整平机对砼表面进行振捣、刮平和整平。整平机的振击的影响深度可达30cm,整平机搁置在槽钢上。整平机操作时,可由操作人员按振动电机运转方向来回牵引设在整平机两端的牵引索,即可对混凝土进行振捣及刮平,往返振动二次,行进速度控制在每分钟1米左右,可达到平整和夯实的要求。
2.3、抹光机提浆抹光
1)、混凝土整平、振实后,静停4h左右(视气温、混凝土坍落度等具体情况而定),使混凝土处在临界初凝期,其判定方法是:脚踩到上面有脚印下沉5mm。
2)、抹光机表面提浆、搓毛、压实:用浮动圆盘的驾驶型抹光机在混凝土面上粗抹一、二遍进行提浆、搓毛、压实。
3)、采用抹光机开始抹面上工作均匀反复抹光压实,每抹一遍结束后,要待砼表面水分蒸发后再进行下一次打抹。
4)、若遇局部表面如有凹塘或不太平整,应立即先进行人补浆抹平,再进行机械抹面。
5)、待整个面层抹平压实,调出原浆后即视为粗抹完成,且粗抹工作应控制在混凝土初凝后不久完成。
2.4、机械压光
直接用抹光机开始进行机械抹光,从一端向另一端依次进行不得遗漏,严格按照混凝土浇筑顺序进行抹平、压光,边角及局部机械抹不到的地方由人工随机械搓毛、压光。板块表面有凹坑或石子露出表面,要及时铲毛、剔除补浆修整,模板边缘采取人工配合收边抹光。抹面压光时随时控制好平整度,采用2m靠尺检查。抹光机重复上述操作5遍以上,直至混凝土表面完全终凝为止。
1)、水泥混凝土面层
在混凝土终凝前,用抹光机再次进行抹平压实,经反复抹压,待面层已抹压得比较平整光滑后(抹压过程中每一遍抹压均要调节一次叶片与地面的角度),质检人员进场用靠尺进行仔细检查平整及光洁情况,对于不符合要求部位,用抹光机进一步压光抹实。
2)、耐磨面层
⑴、耐磨面层施工时,在混凝土粗抹调出浆头后,即将规定用量的2/3耐磨材料均匀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,用抹光机进行打磨。
⑵、待耐磨材料硬化到一定阶段,约定30~60分钟(视当时温度、温度等情况)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,用抹光机再次进行打磨。
3、养护、割缝
为克服温度变化产生裂缝,需在已浇筑好的混凝土地面上垂直于混凝土浇筑方向用切割机切缝。切缝时间应从严掌握,过早切缝会使石子松动损坏缝缘。过晚切缝困难,且缝两端易产生不规则开裂。适宜的时间为混凝土抗压强度达到6~10MPa。在本季节通常养护3天后可进行割缝施工。具体操作方法如下:在拟切缝的水泥混凝土上弹出墨线,安好导轨导向架,将切缝机定位,开动切缝机,放水,转动刀架手柄,缓慢进刀,采用0.7mm厚金刚石锯片切缝,使锯片首先达到设计缝深,然后旋紧螺丝,锁住丝杆并开动行走,从而形成>50mm深、0.8mm宽缝。
3、成品保护
1、提高成品质量保护意识,明确各工种对上道工序质量的保护责任及本工序工程的防护,上道工序与下道工序应有必要的交接手续,以明确各方的责任。
2、相邻板块施工注意成品保护,其施工间隔应为前期施工板满足一定强度,一般可为3~5天。抹面施工时,操作人员要脚穿网格鞋。在养护期间,当面层砼强度达到1.2MPa,严禁上人。
3、面层施工结束后,应及时喷洒养护剂,覆盖塑料薄膜,严禁踩踏,养护7天后方可掀薄膜,并应有人看管,做好后期防护工作。当急需进行后续施工时,需在整个楼地面满铺纤维板防护,防止楼地面受损。禁止在已完工的楼地面上拖运钢筋、拌和砂浆,揉制油灰,调制油漆等,防止地面污染受损。
4、结束语
混凝土施工已经是城建施工中的重中之重。城建工程类型多样化、规模不一、要求不一、给工程建设带来了极大考验。近年来城建安全事故频发,而混凝土作为城建工作中的重点,它的各个施工环节都需要严格把关,只有这样才能避免安全事故的发生,人民财产得以保障。
中图分类号:TU37文献标识码: A
1、工程概况
大连天地软件园河口湾产业区配套住宅公建建设项目位于大连市高新区小平岛,结构类型为:框架剪力墙结构。层数:地上23层,地下1层。建筑面积为35829平方米,基础采用钢筋混凝土底板加桩基础,钢筋混凝土底板基础厚达800,底板混凝土浇筑量约为3300立方米。该建筑基础为典型的大体积混凝土基础。基础混凝土强度等级为C30P6。
2、施工控制
2.1、裂缝形成原因
大休积混凝土裂缝产生的主要原因是混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致的。温度裂缝产生主要原因是由温差造成的,而混凝土收缩裂缝主要是塑性收缩产生的。
(1)混凝土浇筑初期产生大量的水化热,由于混凝土是热的不良导体,水化热积聚在混凝土内部不易散发,使混凝土内部温度上升,而混凝土表面温度为室外环境温度,这就形成了内外温差,这种内外温差在混凝土初凝产生的拉应力超过混凝土抗拉强度时,就会导致混凝土裂缝。
(2)在混凝土浇筑一定时间之后,水泥水热化基本已经完全的释放,混凝土已经从最高温逐渐降温,降温的结果就是会引起混凝土收缩,再加上混凝土多余水分蒸发等等引起的体积收缩变形,最终就会受到地基与结构边界条件的约束,不可以随意的变形,最终就会使得拉应力的产生,在该拉应力超过混凝土极限抗拉强度的时候,混凝土整个截面就会产生贯穿裂缝。
(3)外界气温变化
大体积混凝土在施工阶段,其浇注的温度会随着外界气温变化而变化。尤其是在气温骤降的时候,最终就会大大增加内外层混凝土温差,这对大体积混凝土是十分的不利。温度应力是因为温差引起温度变形造成的,温差也就会愈大,温度应力也愈大。与此同时,在高温的条件之下,大体积混凝土不易散热,混凝土内部的最高温度通常可以达到70℃左右,且延续时间也相对比较长。所以,应该得及时的采取温度控制措施,在最大限度之上来防止混凝土内外温差引起的温度应力。
(4)混凝土的收缩
混凝土中约有20%的水分是水泥硬化所需要的,而约80%的水分要蒸发,多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后,再处于水饱和状态,还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化,这对混凝土是极为不利的。影响混凝土收缩,主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种、以及施工工艺(特别是养护条件)等。
2.2、为了控制大体积混凝土温度和收缩裂缝的产生和进一步展开,就必须从降低温度应力和提高混凝土本身的抗拉性能两方面加以考虑,从材料质量和施工工艺两方面给予加强。材料质量方面包括水泥强度与水灰比,粗细骨料的种类质量和数量,外加剂和掺合料;施工工艺方面包括搅拌与振捣,养护的温度和湿度,龄期。
3、大体积混凝土工程施工质量保证措施
3.1、优化混凝土配合比设计
用于本工程的粗骨料全部采用连续级配,细骨料采用河砂,外加剂采用膨胀剂、减水剂,掺合料采用粉煤灰及矿渣粉(拌制每立方混凝土用量都为58kg)。同时,适当减少水泥用量,最大限度地减少水泥水化热的产生。混凝土由商品混凝土厂家供应,我们委托大连市工程质量检测中心对混凝土配合比进行了优化设计,在设计配合比时充分考虑了施工现场和本市地材的实际,细骨料采用绥中河砂;粗骨料为石灰石矿的5-25碎石;外加剂为FS-6及UEA;粉煤灰为大连热电厂Ⅱ级粉煤灰。为了便于泵送,混凝土坍落度设计为(180±20)mm,考虑到施工时间较长,初凝时间为30h。
3.2、优化施工方法及工艺施工
总体上采用水平分层、纵向分段的方法进行。具体过程如下:(1)浇注前的技术准备:浇注前检查模板几何尺寸、钢筋及基础预埋件定位是否准确;清理模板内的杂物,还得邀请现场监理工程师进行浇注之前的验收工作,统一签发浇筑令。现场准备:在技术准备工作完成之后,向商品混凝土厂家发出浇筑混凝土申请,并且相应的还得检查现场机具设备的运行情况,现场道路畅通情况,及其防雨措施与夜间照明设施等等。人员准备:得充分的考虑到本工程一次性浇筑量大,混凝土运输距离比较远,市内交通运输状况不确定性等因素的影响,我们得妥善安排管理人员,对施工人员、技术人员以及现场指挥人员都得实行轮流倒班制度。(2) 混凝土的浇注采用的是2台汽车泵泵送混凝土入模,分层浇注,分层厚度为40cm。浇筑基础底板,施工顺序为从中间向两端同时的进行。在浇筑第二层的时候,改为由两端向中间方向进行。采用的是插入式振捣器,逐次的进行振捣施工,移动的间距为≤7.5cm,在振捣的时候就得要求将振捣器插入下层混凝土,振捣器插入下层混凝土深50~100mm。
3.3、商品混凝土材料的质量控制
(1)得充分的保障混凝土在良好的质量之下,浇筑质量务必得要提高混凝土拌合物的和易性,其主要的包括了保水性、黏聚性以及流动性三个方面。影响到混凝土拌合物以及易性的主要因素包括了单位体积用水量、砂、组成材料的性质、时间以及温度。单位体积用水量决定了水泥浆的稠度与数量,其实影响混凝土拌合物和易性的最为关键的原因。砂率是混凝土中砂的质量占石、砂总质量的比率。组成材料的性质量包括了水泥的需水量以及泌水性、掺合物、外加剂以及骨料的特性等方面。所以就得材料的质量,减少用水量,降低水灰比是保障混凝土工程质量的关键。
(2)根据本工程施工的季节、气候和运距等因素,混凝土施工前预先到商品混凝土公司进行原材料取样并做检验和试配,根据试验结果确定施工配合比。由于商品混凝土公司只用P・O42.5普通硅酸盐水泥,水泥的3d和7d水化热分别不宜大于240kJ/kg和270kJ/kg,而普通硅酸盐水泥在混凝土早期强度发展时水化热释放较多,故在混凝土内掺入减水剂,并且控制坍落度在160mm-180mm。采用5~31.5mm级配均匀的碎石,含泥量不大于1%;采用细度模数为2.5~3.0的中粗砂,含泥量不大于3%;掺加Ⅱ级粉煤灰,水灰比控制在0.45以下;砂率控制在40%以下,在保证混凝土强度的前提下减少水泥用量降低水化热。
(3)施工过程中安排有责任心的施工人员到商品混凝土公司进行资料核查,现场检查原材料质量,并封样见证取样送检。确保原材料质量和数量符合配合比参数要求。并在现场对混凝土实行检测,加强混凝土坍落度检测保证混凝土和易性,每工作班坍落度检测二至三次,并做好相应记录。
3.4、及时养护混凝土
在大体积混凝土施工过程中,需要及时对混凝土进行养护。具体方法是混凝土浇筑后应立即覆盖保温,先在混凝土表面覆盖二层草席,然后在上面覆一层塑料薄膜。新浇筑的混凝土水化速度比较快,盖上塑料薄膜后可进行保温保养,防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝,同时可避免草席因吸水受潮而降低保温性能。
总之,混凝土在水化过程中要释放出一定的热量,而大体积混凝土由于结构断面较厚、表面系数相对较小,最终就会使得混凝土的内部水泥水热化的大量聚集而无法及时的散发出去,最终就会产生温度裂缝。所以,控制水热化就是大体力混凝土施工的关键所在,上文提及的优化配合比、采取粉煤灰替代部分水泥的措施,实质上就是得有效地通过适当的减少水泥用量而最终达到合理降低水化热的根本目的;其他几个措施均是在减少混凝土内外温差的基础之上而考虑的,可以最大限度地降低内外温差,防止混凝土出现裂缝。
参考文献
中图分类号:TU553 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)08-0136-01
引言
随着社会经济的发,人口逐渐向城市聚集,越来越多的城市地下空间得到开发和利用,由于在城市中用于施工的场地有限及周围环境要求高,特别是地面有不便拆除的构筑物、交通干道等场所,采用地下顶管施工已成为市政基础设施施工中的最佳方法。采用此方法铺设地下管道对周边环境干扰小,可减少对交通、市民正常活动的干扰。
1.工程概况
某污水处理厂首期配套污水收集系统工程的管线全长共1.3km,施工方式分为开槽施工、顶管施工,其中大部分采用顶管法施工(顶管段长1.2km)。
2.顶管机选用与顶力计算
2.1 顶管机的选用
顶管施工的过程中最需要注意的就是适应性,由于顶管的设计位置不一样,地质的情况也会有多变,所以一定要根据具体的情况来对待,要选择适当的施工方式进行,这样才能够具有事半功倍的效果。
本工程施工进行的管道安排一般都是位于第②2层粉质黏土夹粉土层或者是第④层粉土层,这两层的土壤都不是非常稳定,这样就需要运用泥水平衡式的顶管机来进行施工;但是位于第②1层、第②3层或第③层粉质黏土层的管段,就需要运用土压平衡式顶管机。
2.2 顶力计算
在进行顶管施工的过程中一定要事前进行压力的计算,这样就可以很好地进行千斤顶的确定和选用,同时对于之后设计墙体以及相关的加固工程懂非常重要。现就通过泥水平衡式的顶管机在进行顶管施工过程中的压力计算为例进行分析,其计算公式为:
F0=ΠD1LfK+NF
式中:管道的外径用D1表示;所设计的管道长度用L来表示;管道外壁与土壤之间的摩擦力平均值用fK表示,如果运用触变泥浆减阻技术,粉性土取6.0kPa;NF 为顶管机的迎面阻力,NF=(ΠD12γSHS)/4。
通过上述公式的计算,其理论顶力总是比实际操作过程中要打很多,同时由于顶距的变化而不断增加,这两者的差距也在不断加大,造成这种现象的主要因素就是上述公式知识对触变泥浆减阻措施尽心考虑,并且由于顶管的长度也会影响着顶力的打下。砸实际才做过程中,顶力还与施工的环境,施工的工艺以及顶进的长度相关。就实际测量结果而言,顶力并没有因为顶距的增加而曾现线性地增加,最开始顶力确实在不断增加,但是由于有注浆减阻的作用,进而导致顶力的增加变慢。
3.工作井、接收井设计与施工
3.1 结构形式
一般而言,接收井与工作井的结构形式可以通过地下连续墙体、混凝土沉井技术以及钢板桩技术或者运用SMW 技术等方式解决。如果顶管需要深度填埋,而且所在的土层地质条件不好,顶管顶力非常大的土壤中,特别是在一些流沙层面的土壤中就一定要采用钢筋混凝土沉井来解决,并且在工程完工之后,接收井和工作井要经常进行检查,这两个井都需要采用钢筋混凝土沉井技术。
3.2 平面形式与尺寸
根据场地中其他相关市政管线的位置设计,沉井平面的形状要设计成圆形或者是矩形。并且,由于工作井具有最小的内径长度,应该通过顶管机长度来进行确定,并且也可以通过下井管的长度来进行计算,最终的结果去较大的值即可。工作井中的最小内径宽度应该满足顶管顶进同时还要能够安放相关设备,施工人员也要有空间进行施工。通过施工的实际操作以及经济性的标胶,最终得到管径不同而相对于工作井的接收平面尺寸。
3.3 竖向设计
为了充分考虑市政地下空间的利用,作为永久结构检查井使用的沉井顶板标高按管道顶面上2.0m控制,同时顶板上覆土厚度按大于1.0m而不超过4.5m进行设计,底板顶标高按管底下0.5m 施工空间考虑。同时为了考虑顶管施工时的安全,对于井顶上覆土厚度大于1.0m的,井壁顶作接高处理,接高到地面下0.5m,作为临时支护措施考虑。
4.顶管施工措施
4.1 进出洞口措施
顶管施工过程中,非常关键的一个环节就是对进出洞口的处理。由于土层稳定性不高,在施工过程中工具头就会因为土体自稳定性不强或者涌水等原因而发生各种事故。所以可以通过下面措施的运用来避免:
(1)在顶管工作井中要通过盘根止水穿墙管来进行处理。
(2)在井壁的外侧部分通过3排高压旋喷桩来对洞外的土壤本体进行加固,同时可以进行止水作用。旋喷桩桩径一定要设置为准600mm,搭接长度200mm,管底与桩底之间的高度要为3m,桩顶同沉井顶,旋喷桩的每立方水泥用量为300kg/m3。旋喷桩加固宽度为管道外每边不小于1.2m。对洞口进行加固时,一定要将洞口的土体进行密封好,在第一次凝固之后短时间之内不能够有坍塌的现象,这样才能够保证机头的顺利推进,桩体强度不高,刀盘很容易切碎。
(3)管道进入洞之后一定要根据设计的需要进行封闭,这样防止水土向内流动。
(4)管道接收孔之后,一定要根据设计的需要进行封闭。为了防止沉降现象的发生一定要运用柔性材料进行封堵。
4.2 顶进施工技术措施
顶进施工工艺流程:顶管施工准备机头出洞入泥顶进吊下管节、接管顶进、测量、记录、纠编顶完一节、循环顶进最后一节竣工测量机头进洞、拆吊结束。
对于管道所在土层为饱和的粉质黏土夹粉土、粉土或砂性土等不稳定土层时,为了确保能够正常施工,确保管道上部拥有非常稳定的结构,在管道顶端可以通过下面的方式来实现:
(1)在工作井中一定要安装一个洞口止水装置;
(2)将高压旋喷桩放在接收井与工作井之间,并且进行土体的加固工作;
(3)在顶进施工过程中,在管道外面进行泥浆压变的作用有两个,第一可以降低顶进之后的阻力,第二,可以对管道周围存在的间隙进行填充,进而形成一个泥浆保护套,这样就可以对地层进行支撑,进而防止沉降现象的产生。
(4)结束顶管之后,应该将土层与管道外壁之间的间隙用水泥砂浆进行填充。以此来将触变泥浆置换出来,保证周围土壤能够很好地与顶管管道之间密封,以此来构建防水层,降低沉降的可能。
4.3 顶管接口措施
因为在顶进的过程中,有很多未知的情况发生,管材受力也不会很均匀,所以对于管材的要求是非常严格的,同时又因为施工的过程中是处于地下水的环境中,对于管材的要求又相当严格,管材不能够出现渗水的现象。所以,顶管在接口的处理上也是要求严格,一般采用F型的顶管接口,同时加用密封橡胶和衬板进行辅助,这样就可以避免在相邻的两个管道之间出现漏水的现象产生,进而避免重大质量事故的发生。对于管道接口处于饱和的粉质黏土夹粉土或砂性土等不稳定土层中,土地要通过运用注浆的方式来进行加固,这样就可以方式接口封闭不好而出现水流情况,造成管上部地面的沉降。注浆材料可采用水泥+水玻璃。
5.结语
通过对软土层中顶管施工技术的分析,可以得出以下结论:①在工作井和接收井下沉过程中,应该通过各种合理的方式进行流砂的防止;②在顶进施工时,可采取注浆包裹加固等措施来加固土体,这样就可以防止地下水不断流动,降低沉降现象的可能性。实践证明,顶管施工技术是一项经济的、可行的施工方式,具有良好的发展前景。
参考文献
1 大口井井点降水的特点
(1)排水量大,降水深,降水效果好。
(2)降水范围大,井距大,对施工平面布置的干扰小。
(3)不受土层限制,可用于各种情况。
(4)成孔较易解决,机械灵活,操作简单。
(5)井点制作,降水设备及操作工艺、维护管理均较简便。
2 大口井井点降水的作用
(1)通过降低地下水位消除基坑坡面及坑底的渗水,改善施工作业条件。
(2)增加边坡稳定性,防止坡面和基底的土粒流失,以避免流沙现象。
(3)降低承压水位,防止坑底隆起与破坏。
(4)改善基坑的砂土特性,加速土的固结。
3 水在土中渗流的基本规律
土体本身如果存在并保持水头差,水就会不断地产生流动,形成稳定流。其渗流速度:
v=k·i(适用于砂及其他较细颗粒的土中)
水在土中渗流的速度v取决于两方面的因素:①土的透水性(反映为渗透系数k的大小);⑦水力条件(反映为水力梯度i的大小),这就是水在土中渗流的基本规律,也就是著名的达西定律。这对于我们理解许多地下水的现象有很大的帮助。
4 施工工艺
4.1 大口井井点系统设备
①井管:采用φ400/300mm水泥砾石滤水管,井下部3m的滤水管外包一层40目/cm2尼龙网。②水泵:采用QY-25型潜水电泵。③大口井构造见图2。
4.2 大口井布置及埋设
(1)大口井布置。基坑主体明挖施工,大口井布设沿主体结构直线布置,井深设于基坑底深5.5m处,井间距15m。
(2)大口井埋设及洗井。大口井采用旋转钻机成孔、泥浆护壁,成孔直径为705mm。井管沉放前先进行清孔,清孔采用吊筒反复上下提升洗孔。井管安放垂直,井管与孔壁间用粒径3mm~7mm砾石填充作过滤层,井口下0.5m范围内用黏土填充夯实,并设井盖防护。安放水泵前,再进行一次清洗、滤井,冲除沉渣,保持滤网畅通。
潜水电泵吊入滤水层部位,潜水电机、电缆及接头保证有可靠的绝缘,并配置保护控制开关。
4.3 大口井井点施工顺序
井位放样-做井口、安护筒-钻机就位、钻孔-回填井底-豆石垫层-吊放井管-回填管壁与孔壁问过滤层-安装水泵及控制电路-试抽-降水井正常工作-降水完毕拔井管-封井。
4.4 并点监测
沿基坑四周布设φ100mm的降水观测孔,利用钢尺水位计进行水位量测。
其要求包括:
(1)降水开始前,所有抽水井、观测井统一联测静止水位,统一编号,统一基准。
(2)观测时采用钢尺水位计,将仪器探头沿水位管下放,当碰到水时,接收机会发出蜂鸣声,读出钢尺电缆在管口处的深度读数,再结合精密水准连测的管口高程,就可以求出地下水位的绝对高程。
(3)每天重复观测,利用基坑外地下水位的变化,监测地下水对周边环境的影响。
(4)根据水位变化情况与预测计算分析,及时发现问题,调整抽排系统,并与基坑其他岩土工程监测资料进行对比分析,及时建议、确定采用的防治措施。
4.5 排水设施
大口井降水从基坑开挖前7天进行,直至基坑回填施工完成后才可停止抽水。
从大口井中抽出的水,沿基坑四周排水沟汇集到沉淀池中,经沉淀后排入市政排水管网。开挖到基坑底后,必要时基坑底四周设水沟和集水井,汇集坑内积水,用潜水泵抽到基坑四周的排水沟,经沉淀后排入市政排水管网。
井管使用完毕后借助钢丝绳、钢链拔出,拔除后利用黏土球填衬封死至结构底板下,在底板浇筑时,将埋入底板的井管段封死。
5 机具设备
6 劳动组织
见表2。
7 质量措施
(1)降水施工方案经监理审批后实施,由专人负责抽水、观测,做好观测记录,及时反馈信息。
(2)地面钻孔前,探明孔位处确无地下管道、管线后钻孔,否则调整井位。
(3)井管施工过程中,控制井径、井深、井管配制、砂石料填筑、洗井、试抽五道工序的质量。
(4)按降水监测要求做好监测记录,根据水位、水量变化情况及时采取调整措施。
(5)井点供电系统采用双线路,防止中途停电或发生故障,影响排水。
8 安全措施
(1)加强对周围地表及建筑物的沉降观测,及时取得数据,保证安全施工。
(2)一旦发生水位观测孔中的水位、水量变化异常、局部区域出现超降现象,立即采取措施。停止降水,必要时进行地下回灌。
(3)加强对附近管线的沉降观测,及时取得数据,保证安全。
(4)发现周围地表、建筑物和管线监测记录有异常,立即进行分析,必要时停止降水,进行加固。
9 技术经济分析
(1)一般降水深度可达到10m~50m。
(2)降水面积大,时间长。
(3)单位降水费用较轻型井点低。
10 工程应用实例
中图分类号: TU74 文献标识码: A 文章编号:
0、前言
大体积混凝土施工阶段所产生的裂缝,一方面是混凝土内部因素;由于内外温差而产生的;另一方面是混凝土的外部因素:结构的外部约束和混凝土各质点间的约束,阻止混凝土收缩变形,混凝土抗压强度较大,但抗拉能力却很小,所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时,即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内,一般不会影响结构的强度,但却对结构的耐久性有所影响,因此必须予以重视和加以控制。
一、 建筑概况
某高层建筑总建筑面积54450㎡,建筑高度91.2m,地上23 层、地下2 层,框架剪力墙结构,基础为筏基础,基础长86.4m,宽36.5~44.2m,厚度主要有2.1m、2.4m 两种,最厚达3.5m,基底标高-12.6m、-12.9m 不等,最深达-14.2m,筏板基础混凝土量8100m3,基础混凝土强度等级为C35,抗渗等级为S8。
二、原材料的选用
1、水泥
在大体积混凝土的施工过程当中,由于水泥水化热所产生的升温较高、降温的幅度较大,容易导致温度裂缝的产生。所以在调配大体积混凝土的时候,在能够满足耐久性和强度的前提下,应该尽可能选择低热或者中热的矿渣硅酸盐水泥。因为大体积混凝土的工程量较大,水泥的用量也很大,所以在水泥进场的时候要加强对其的检验工作,以确保水泥的质量,并尽可能地降低单位体积大体积混凝土的水泥用量;从而降低混凝土的水化热,把混凝浇筑以后的内外温差以及降温的速度控制在正常的范围内。
2、粗骨料
鹅卵石和碎石都可以采用,应该采取连续的级配。在大体积混凝土内的配筋间距一般都大于100毫米,而且在大多数情况下都采用泵送混凝土,泵管的直径应为150毫米。卵石的最大粒径应为50毫米,碎石的最大粒径应为40毫米。增大粗骨料的粒径可以减少水泥的使用量,从而减少混凝土在配制过程中所产生的水化热,而且混凝土的泌水量和收缩也会随之而减少。另外需要注意的是,在粗骨料中针状和片状的颗粒含量应该小于15%,含泥量应该小于0.5%,并要确保粗骨料中不含有有机杂质。
3、细骨料
应该选用中砂或者是粗砂,其细度模数应该保持在2.70至3.10之间。与采用细砂相比较,使用中砂或者粗砂,每立方米的混凝土中可以减少25到35KG的水泥用量。含泥量应该小于3%,泥块的含量应该小于1%,并确保不含有有机杂质。
4、掺合料
根据国内大量的试验得知,如果在混凝土中掺入粉煤灰以后,这些粉煤灰不但能够代替大量的水泥,而且还因为粉煤灰呈球形的原因而对混凝土起到的作用,从而大大地改善了混凝土的可泵性和工作性,而且还可以大大地降低水泥的水化热。掺入粉煤灰的量应为水泥用量的15%至20%。
5、外加剂
为了减缓水泥早期的水化热以及增强混凝土易和性,应该在混凝土中适当地加入一定量的缓凝型减水剂。应该把混凝土的初凝时间尽量控制在5小时,而终凝时间应该在12小时内。
三、控制好混凝土的出机温度及其浇筑时的温度
为减少混凝土的温升,减少混凝土的内、外部温差,应该把握好混凝土的出机温度和浇筑时的温度,做好相应的控制措施。
(1)出机温度的控制
石子的比热只有0.8左右,而每立米混凝土中有40%都是石子;水的比热比较大,但每立米混凝土中只有6%左右的水;所以石子和水对混凝土出机温度的影响较大,随后就是砂子的温度,水泥对出机温度的影响最小。当外界的环境温度较高时,为了避免太阳光的直接照射,应在砂石堆的上方设置遮阳棚,并喷洒进行降温。可以在水中加入冰块,把水的温度控制在5摄氏度左右。用冰量可按以下公式进行计算:
P=7.5+1.125(tw-10)
其中P为用冰率,表对冰水的百分率; tw为降温之前的水温,单位,℃
混凝土的出机温度控制在18至20℃之间比较适合。
(2)浇筑温度的控制
把混凝土从搅拌机中倒出来以后,经运输、泵送以及振捣等一列系工程以后的温度称为混凝土的浇注温度。为了降低混凝土的最高温升,从而减少混凝土的内、外部温差,可以采取以下两点措施:①提高混凝土的施工速度,尽可能地在低温或者是夜间进行施工;②因为冷量的损失对浇注过程的影响较大,所以要加快运输的速度,加快浇筑,尽量缩短浇筑的时间。
四、施工工艺控制措施
4..1控制混凝土出机温度和浇筑温度
为了降低混凝土的总温升,减少内外温差,控制混凝土出机温度和浇筑温度是一个很重要的措施。对混凝土出机温度影响最大的是石子及水的温度,砂次之,水泥的影响较小。因此,具体施工中可采取加冰拌和,砂石料遮阳覆盖,送管道用草袋包裹洒水降温等技术措施。
4..2浇筑要点
(1)大体积混凝土的浇筑,应根据整体连续浇筑的要求,结合构件尺寸的大小等具体情况适当选用全面分层、分段分层、斜面分层等方法。同时要尽量减少混凝土分层次数和分层浇筑的时间间隔.,保证混凝土的浇筑能力,确保浇筑连续均衡,避免冷缝的产生。
(2)必须合理安排施工时间,尽量避免在高温时段进行混凝土浇筑。尽量降低混凝土的浇筑温度,减少结构物的内外温差,并延长混凝土的初凝时间。
(3)新旧混凝土交接面严格凿毛,为了新旧混凝土更好的结合,在新混凝土中掺加膨胀剂;
(4)对已浇筑的混凝土,在浇注后未初凝前进行二次振动,以此排除混凝土因泌水,在石子、钢筋及预埋件下部形成空隙和水分,提高粘结力和抗拉强度,并减少内部裂缝与气孔,提高抗裂性。
(5)对大面积的板面要进行拍打振实,去除浮浆,实行二次抹面,以减少表面收缩裂缝。
4.3.3温控措施
(1)设置冷却水管:在混凝土中设置一定量的循环冷却水管,通过不间断地循环冷却水,吸收混凝土的热量,冷却水与混凝土的温差限制在25℃以内。
(2)测温点布置:测点须具有代表性,能全面反映大体积砼内各部位的温度,从大体积混凝土高度断面考虑,应包括底面、中心和上表面,从平面考虑应包括中部和边角区;测温线应按测温平面布置图进行预埋,预埋时测温管与钢筋绑扎牢固,以免位移或损坏。
(3)测温:利用测温技术进行信息化施工,可以全面了解混凝土在强度发展过程中内部温度场分布状况,并且根据温度梯度变化情况,可定性、定量指导施工,控制降温速率,控制裂缝的出现。测温从混凝土浇筑后马上开始,升温阶段每半小时测一次,降温阶段每半小时测一次,根据温度变化情况3~5天后,可以每2h测一次。7~10天后,可以每4h测一次。根据每天的测温记录来调整保温养护措施,及时加强保温或延缓拆除保温材料以防止混凝土温差超过25℃。4.3.大体积混凝土养护
养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度,以便控制混凝土内表温差,促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展;养护必须根据混凝土内表温差和降温速率,及时调整养护措施。
在每次混凝土浇筑完毕后,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护。不同施工季节应选择不同的混凝土养护方法。夏季施工时,要采用草帘覆盖、蓄水、洒水、喷水等降温方法进行养护保持混凝土表面经常湿润,模板也要浇水,以防止外界高温倒灌,发生干缩裂缝,从而促进混凝土强度的稳定增长;正常气温时,可喷刷养生液养护;冬季施工时,为防止表面降温过大,引起裂缝,可使用保温材料来提高混凝土的表面温度,也可用薄膜养生液、塑料薄膜等封闭材料对混凝土保温、保湿,在寒冷季节可搭设挡风保温棚。
五、结束语
综上所述,大体积混凝土的施工技术是一项多样化的系统工程,它涉及到方方面面。所以我们必须要采取科学创新手段来务实工作,以期提高企业经济效益,建造优质工程。
参考文献