桥梁工程的基础范文
时间:2023-12-28 17:40:03
导语:如何才能写好一篇桥梁工程的基础,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词,公路桥梁桩基础施工;施工技术;
1.前言
钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。施工要点是:施工前准备、埋设护筒、钻孔、泥浆拌制、成孔质量检测、钢筋笼(检测管)制作和吊放就位、安装导管、灌注水下混凝土、拆除护筒、处理桩头、桩基检测。
2.桩基础施工
2.1施工前准备
钻孔桩在施工前要对进场钻机、泥浆泵、吊车等进场设备进行试运转检查,以防钻进中途发生故障。并进行设备报验,监理审批后方可使用。开钻前由质检员对测量员所放的桩位进行复核,无误后放出护桩。
2.2埋设护筒
护筒上部障碍物用人工挖除,护筒埋设深度要保证护筒上端高出地面30cm以上。水域护筒高出水面2m以上。护简直径大出桩基直径20- 40cm。护筒中心竖直线与桩中心线重合,平面允许误差50mm,竖直线倾斜不大于1%,干处实测,水域可依靠导向架定位。
护筒固定在正确位置后,用粘土分层回填夯实,以保证其垂直度及防泥浆流失及位移、掉落。并用钢筋焊接于钻机机架上,避免塌孔发生时护筒掉入孔内。
2.3钻孔施工
1)钻机就位时要支垫平整、稳实,保证在钻进过程中不产生位移或沉陷。在钻进过程中,不可进尺太快,钻孔时,要保证孔内水头压力。钻孔要间隔施工,在钻孔桩砼浇筑24小时后方可进行其他相临桩的钻进施工(间隔大于5m除外)。在钻进过程中,不可进尺太快,开钻时、快到溶洞顶时钻孔时与地质复杂地段均应缓慢钻进。钻孔时要保证孔内水头压力。
2)在钻孔排渣、提钻头或因其它原因停钻时,保持孔内水位和要求的泥浆相对密度和粘
度。3)钻孔分班作业,连续施工。钻进时泥浆比重控制在规范允许之内,经常注意土层的变化,在土层变化处均要捞取渣样,判断土层,记入记录表中钻渣情况栏。
4)溶洞等特殊岩层必须根据实际情况及时更换钻头,钻头直径不能小于桩径。
2.4成孔
1)钻孔应一次完成,施工员在在成孔30min以前通知质检工程师与监理工程师。钻孔达到设计深度后,用探孔器和测绳,对孔位、孔深、孔径、孔形、竖直度(斜度)、泥浆和沉淀厚度等进行检查。
2)检查孔深的测绳要经常校核,探孔器下放时必须绑测绳,确保探孔器垂直下放到孔底。
进行全深的孔径检查。如探孔器下不到孔底要分析原因并重新进行扫孔,如果形成梅花桩应回填片石重新冲进,确保桩径满足设计要求。
3)探孔器直径控制在小于桩径2cm-3cm,探孔器长度为4~6倍的桩径。
钻孔桩成孔质量标准:
2.5护壁泥浆
泥浆原料选用优质粘土;采用膨润土造浆,为了提高泥浆的粘度和胶体率,在泥浆中投入适量的添加剂,其品种和掺量要有试验确定。护筒内的泥浆顶面,要始终高出护筒外水位或地下水位至少1m。
2.6清孔
1)清孔统一采用二次清孔方法。在下钢筋笼前进行第一次清孔:终孔后先用泥浆管放至孔底将孔底沉渣进行初次清理,在此次清孔时注意间断性用钻头上下抽动。此阶段加水不宜过快过早,以保证孔底沉渣基本符合要求为止。第二次清孔:是在下完钢筋笼后下导管、并接滤沙器清孔,导管可放到孔底。此次清孔缓慢注水,直到孔底沉渣、泥浆比重等指标达到图纸要求。
2)要尽量缩短下钢筋笼、下导管等准备工作时间。如由于准备工作时间太长,孔内沉渣超
限,要通过导管进行二次清孔。
3)清孔时要注意以下事项:
①保持孔内水头,防止坍孔;
②清孔后,孔底、中、上部泥浆均要符合要求;
③清孔时要保持钻孔内的水位高出地下水位1.5―2.0m以防止坍孔。在浇筑混凝土前,要对沉淀厚度进行检查,孔底泥浆的沉淀量要小于l0cm,不得用加深孔深的办法来代替清孔。
2.7钢筋笼(检测管)制作吊装
钢筋的骨架(检测管)根据施工条件满足规范要求时可分节制作,钢筋笼成型可采用卡板成型或箍筋成型,保证主筋的位置准确。在骨架上端,根据钢筋笼的长度、直径大小以及护筒顶标高,均匀设置2根吊杆(或吊环)。
为保证钢筋笼的几何尺寸及相对位置正确,钢筋加工在加工平台上放样成型,主筋接头采用闪光对焊或电弧焊,下端纵向主筋要稍稍向内弯曲,以防钢筋下放时,损伤孔壁。
钢筋笼在现场地面平卧组装,先将闭合箍筋排列整齐,再将主筋依次拉线点焊就位于加强筋上,再将螺旋筋同主筋绑扎。操作过程中,钢筋的绑扎、焊接严格按设计文件及技术规范操作,检测管根据设计文件要求与钢筋笼焊接为一体。
钢筋笼吊装时,采用扁担加滑轮起吊法,并设置4~5个吊点以防钢筋变形。采用多点起吊与内置“十”字支撑相结合的方法,吊放时要对准钻孔中心缓慢下入,严禁碰撞孔壁或高提猛落或强行下压。钢筋笼下入至设计位置后,利用吊筋固定,上下误差小于5cm。
2.8导管吊放
1)导管要采用直径不小于280~300mm的无缝钢管节组成,各节具有带密封胶垫圈的联接法兰盘或扣环。使用导管前先进行水密承压和接头抗拉试验。
2)导管安装前要检查其内壁光滑度,并编号记录。最下一节下口不设法兰,长度要尽量长一些,一般为4―6m,使拔管不带动砼,然后依次安装2~3m标准管节。在考虑孔底悬空25~40cm后,计算到卡盘顶面的高度,以便最上几节用1.5m、I.m、0.5m管节调整导管长度。
3)导管接口法兰面须平整,两法兰盘间须垫合适的橡皮胶垫(厚3―5mm),并在胶垫两面均匀地涂上一层黄油,以利密封,导管要放在孔中心。
4)砼浇筑前在料斗内放置钢板内盖,并用副机钢丝绳超吊,确保首次浇筑一次封底。布置好上料斗、贮料斗、砼运输车和吊车等的位置关系,以便操作,进退自如。
2.9水下砼浇筑
1)浇筑前控制孔底泥浆沉淀厚度,如大于规定,需二次清孔,但要注意稳定孔壁,防止坍孔。泥浆比重、含砂率按规范要求控制。
2)导管和其它工作准备就绪后,在料斗下口放入钢板盖中,确保封孔质量。
3)首批砼浇筑后,导管埋深不得小于1m。在导管上口接漏斗,使砼罐车或泵车直接对料斗口浇筑,以减少环节,加快浇筑速度。砼罐车第一车砼方量不得少于8立方。
首批砼数量根据下式计算:
V≥nD2/4*(H1+H2)+nd2/4*h1
式中:V一灌注首批砼所需数量(m3);
D一桩孔直径(m);
H1一桩孔底至导管底端间距,一般为0.4m―1.0m:
H2一导管初次埋置深度(m):
d.导管内径(m);
h1.桩孔内砼达到置深度H2时,导管内砼平衡导管外(或水泥浆)压力所需的高度(m)。
4)浇筑过程要注意保持孔内水头,每浇筑一车用测量绳探测孔内砼面位置,及时调整导管埋深。灌注接近桩顶标高时,使用竹杆或者镀锌水管测量砼面至护筒顶深度。
6)导管埋深控制在2―6m之间,导管拆除不超过10分钟。导管随浇筑随提升,并小范围抽放导管,保证混凝土能够顺畅灌注,并且避免钢筋笼上浮。避免提升过快,造成混凝土脱空现象,或提升过晚而造成埋管拔不出的现象。浇筑时连续浇筑以保证导管口混凝土的压力差,使混凝土不断从导管内挤出,使混凝土面均匀上升,孔内泥浆被混凝土置换而排除孔外,流入泥浆池中。探测孔内砼面标高要准确,使用的测绳应完好,无破损,如有破损及时更换。
7)在浇筑到钢筋笼下端附近时,不能拆除导管,直至埋住钢筋笼2m以上后,才能拆除导管。在浇筑到离钢筋笼下端3m时,适当放慢浇筑速度,直至砼埋住钢筋笼8m以后,才可以加快浇筑速度。此时砼坍落度必须达到要求,并要延缓拆导管时间,必须在见到砼罐车时,确保拆卸导管后能立即浇筑时,再拆卸导管,防止因导管内砼沉淀导致浇筑困难。砼浇筑过程中,要随时清洗拆出的导管,最后全部清洗堆码,以便下次再用。浇筑完成后,拔出护筒并冲洗干净待用。
8)孔内溢出的泥浆要通过泥浆槽或泥浆泵回收到泥浆箱内,防止污染环境,也可重复使用。浇筑接近桩顶时,由于砼冲击力减小,易堵管,可采用抬高浇筑点来增大压差浇筑。最终浇筑高度要比设计桩顶高出0.5m―1.0m为宜。最后一节导管拔出时,要缓慢进行,防止造成桩顶泥芯。
2.10桩的检测
桩施工完毕或部分完毕,并达到养护时间后,通知监理单位及专业验桩部门对桩的质量进
行检测。桩的检测逐根进行无破损检测,并且按照设计要求的频率进行其他项目的检测,经检验合格后转入下道工序施工。
3.结语
篇2
关键词:钢套箱;施工技术;研究
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
1.工程概况
某大桥总长度为895m,共25个桥墩(台),其中4#~10#墩位于某河面上,该工程其中有5、6、7、8、9号墩常年位于水中。根据该河的水文地质特点,水中部分桥墩施工拟采用施工通道钢栈桥配合钻孔桩基平台施工方案,对钢箱梁运输采用轨道栈桥。
2. 自然条件及施工环境
2.1地质、水文条件
某桥桥区属于河流冲击地貌土质松软,两岸为该河北大道和该河南大道为一级阶地,河床主要由粗细沙组成,冲淤变化较频繁,断面有冲有淤,两岸已修筑砌石护坡的防洪堤,岸线稳固。根据钻探揭示,拟建场地在勘探深度范围内的地层有冲积层、卵石层,下伏基岩为粉砂质泥岩,
2.2、气候条件
该河流域雨水充沛,但分配不均,年平均降水量1562.0mm,4~8月为降水集中期,降水量占全年总量的80%左右,多降锋面雨,暴雨范围大、历时长;7~8月暴雨强度大;暴雨历时多为1~2天;暴雨出现次数以7月份为最多,其次为6月份和8月份。
3主要施工工艺
以8#主墩为例,8#主墩钢套箱面积约817.5m2,套箱结构分单壁和双壁组合形式,因为受力不均匀,要保证其整体下放难度较大,为顺利完成钢套箱下放的施工任务,必须编制科学合理的钢套箱施工工艺。
3.1、钢套箱的加工制作
钢套箱的加工定在北岸岛上,搭设简易场地作为套箱分块加工的工厂,分块进行加工,施工人员按照设计图纸、规范、有关工艺的要求进行加工。具体步骤是:
(1)先按图纸分块的要求进行实地放样,放样尺寸和图纸相符后,对进场的材料进行检验,检验合格后对型钢部分按设计图纸下料加工成半成品;然后结构放样尺寸进行定位,在定位好的简单模具上,把半成品的型钢焊接成骨架,把焊接好的骨架和壁板焊接。
(2)钢套箱壁板在后场分块加工焊接时,为了减少焊接变形,保证焊接质量,应选择合理的焊接工艺,尽量减少块件焊制时的变形,原则上是选用双数焊工从中央向四周焊接,沿承台中心顺时针每侧加3-5cm放余量,在现场拼接时进行修整连接。
(3)钢套箱的连接均采用焊接,其钢板的拼接采用双面焊,型钢拼接时其翼缘需要用厚度不小于10mm的钢板搭接,并对所有壁板及隔板焊缝进行煤油渗透性试验,如发现有渗水现象,应及时进行补焊。
3.2钢套箱现场拼装
当钻孔桩灌注完成后,把所有的钻机及设备清离钻孔平台,对钻孔平台进行局部改造,变成钢套箱拼装平台。在拼装平台及人行通道四周布设安全网并放置救生圈,拼装平台布置示意图见图1。
图1钢套箱壁体拼装平台布置示意图
把工厂加工好的分块套箱运到现场进行拼装,拼装时严格按照设计的要求进行。壁板连接焊接时组织技术过硬的焊工进行焊接,并对所有壁板焊缝进行煤油渗透性试验,如发现有渗水现象,应及时进行补焊钢套箱加工。套箱现场拼装顺序图见图3。
图2套箱现场拼装顺序图示意图
联系梁部分钢管桩施工平台的拼装,在施工前,钢管桩先用50t履带吊车配合振动锤,振动下沉,采用和钢栈桥施工相同的施工工艺进行钢管桩平台施工,并在钢管桩上横梁架设并固定好贝雷梁,在贝雷梁安装卷扬机,联系梁部分设两个贝雷架,每组两片贝雷片,其跨径为12.6米,卷扬机最大起吊能力20t/台,贝雷片最大弯矩160Mpa,结构安全。
3.3钢套箱的下沉及就位
钢套箱拼装好后,用卷扬机稍稍将其提起,吊离下面的支承型钢架,然后将下面的支承型钢架割除,控制下放至设计标高。在钢套箱下沉过程中,用全站仪检查套箱的平面位置,利用导向装置的微调器进行微调定位,使钢套箱的平面位置满足设计要求。钢套箱下沉见图3。
图3钢套箱下沉
钢套箱的下放用卷扬机组下沉,该卷扬机组由20台5t卷扬机组成,每台配4门滑车组.其操作方便、安全可靠。
8#主墩钢套箱体积大,为确保其准确、顺利下放到位,成立专门钢套箱下沉指挥机构,确保在钢套箱下沉时各项指令及操作及时准确到位。
钢套箱下沉系统由接高支架、扁担梁(贝雷梁和2[45]号槽钢)和卷扬机组、定位系统组成,接高支架由贝雷片组成,固定在钢护筒上,接高高度顶面高于拼装好的钢套箱高度加上卷扬机组工作高度即可。其布置见图4、图5 。
图4钢套箱下放导向装置布置示意图
图5 钢套箱下放观测点布置图
下放导向装置安装在钢护筒上,在钢套箱四个方向均设置导向装置,钢套箱下沉时的垂直度及位置由导向系统控制。
3.4沉放步骤
①启动控制系统,收紧所有钢丝绳,使其受力均匀一致。
② 提升钢丝绳,当钢套箱吊离钢牛腿10cm后停止提升。
③ 拆除吊挂钢牛腿及其它有碍下沉的构件。
④ 反向操纵卷扬机,使钢套箱平稳下落,直至钢套箱下沉到位。
3.5钢套箱下沉测量控制
在平面控制的同时进行标高控制,平面控制点除具有平面坐标外还具有高程,以利于测量操作。
测量准备用测量锤3kg6个,测绳16m×6根,施工前用江水浸泡2天,并校核其长度,在15、14、13、12、11m处用铅丝做标记;平台标高测量,每个浇筑点及测点处平台标高应提前测出,作为测量混凝土面的依据,并用油漆标示在该处。
3.6钢套箱下沉精度按规范要求进行控制见表
钢套箱定位后精度控制表
3.7封底及抽水
某桥8#主墩整个承台封底混凝土总方量为735m3,面积为826m2,其中钢护筒所占面积为91m2。封底混凝土顶标高92.04m,承台部分封底混凝土厚150cm,底标高90.54m,联系梁部分封底混凝土厚200cm,底标高90.04m,为C25水下混凝土。
3.8导管布置按以下原则进行布置:
①单根导管作用半径按4m考虑,全部导管作用范围覆盖整个混凝土浇注区。
②套箱内壁与最钢护筒间宜布置有一排导管,确保该部分封底混凝土厚度,以防渗水。
3.9封底混凝土平台搭设
(1)操作平台搭设
水下混凝土操作平台采用钢吊箱下沉时的操作平台,不另外搭设, 只需在承台范围内把原钻孔平台的面板去掉,只留下I45a和I28a的骨架,即为操作平台。
(2)小料斗及导管支承系统搭设
小料斗搭设高度计算如下:
H=0.04P-0.6h
H:管顶高出水面的最小高度
P:管底混凝土桩的最小超压力,按导管埋深0.6-1.0M,取200kn/m2。
h:导管周围混凝土面距水面的高度。h=6.5m 。
H=0.04×200-0.6×6.5=4.1m
导管顶口标高:4.1+97=101.1m。根据实际情况,导管顶口搭设标高为104m。导管外径为Ф325mm管,导管使用前作水压、水密性实验,合格后使用。试验的水压按导管超压力的1.2倍取值。导管的作用半径按4.0m考虑。导管底口距离钢套箱底板15cm左右。小料斗采用直接置于夹具梁上,导管采用手拉葫芦吊挂于夹具梁或平台梁上。
水下砼的灌注采用垂直导管灌注法,封口总的顺序,从钢套箱壁体四周向中央进行封口,从上游侧承台向下游侧浇注。封口前,用测深锤从导管内测出导管下口与套箱内碎石层距离,依靠葫芦调整至15-20cm,当一根导管封口完成后进行其相邻导管封口时,先测量待封导管底口处的混凝土顶标高,根据实测重新调整导管底口的高度;封底混凝土施工前,测量人员按每15 m2布设一个测点,浇注混凝土时作好测深记录,同时每根导管封口结束后应及时测量其埋深与流动范围。
当封底混凝土浇筑完成后其强度达到85%的要求后,并确保河水水位在97.5m的设计水位以下方可进行抽水。
钢套箱内抽水后可能渗漏的地方主要是套箱壁的焊缝及套箱内壁与封底砼的连接部位。
3.10某桥8#主墩钢套箱钢套箱用卷扬机组下沉,该卷扬机组由20台5t卷扬机组成,每台配4门滑车组。其操作方便、安全可靠。
篇3
关键词:公路路基;质量管理;桥梁工程;填筑材料;强度管控
中图分类号:U41 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)09-0096-02
随着我国公路和桥梁建设的迅猛发展,对公路与桥梁的建设提出了更高的要求。路基是公路的基础,桥梁是公路结构的关键组成部分之一。路基的安稳性与质量的可靠性给公路的使用品质及其寿命带来了直接的影响。公路桥梁施工阶段之特殊性决定了一定要对其施工质量实施严格管控。这不但关系到国家经济建设的发展,而且还关系到人们群众的生命和财产安全。
1 公路路基施工中的质量管控
在路基施工时,路基往往是由自然土筑起的,路基填筑完应当及时对自然土采取测试与分析,研究它的物理力学性能,同时检查其包含的水量及最大干容量,能够有助于施工单位实行施工。
1.1 公路路基填筑材料的管控
进入路基施工时应当将不符合要求的表土清除干净,清除的厚度大约是0.3m,通常包含淤泥、草皮子、垃圾等土质。实施路基填筑时,需要操作人员依照一定的频率对线路上存有的自然土定时检测、研究,然后明确其根本性质以及含水量及最大干容量是否适应路基填筑标准。如在施工阶段中,遇到土质不一样的状况,应当即刻地补做室内击实检验;如遇到一定的选取线外借土场,应当尽量选取塑性指标小的能够适宜经济平衡的砂性土实施填筑;若是选取石方填筑,应当注重粒径与强度的选取,特别是含泥量应当符合规格。
1.2 公路路基强度管控
在路基施工中,压实度能够有效地体现出路基各层的密实状况,而且,弯沉值也能够体现路基上方的整个轻度。而当两者达到合格的条件之时,路基整体的安定、耐久性与强度才能够实现标准的条件。同时,应当注重技术方面的要求,尽管路基工程于施工过程中对技术的要求并非复杂,但仍要严格地依照执行规程实施。
1.3 强化公路路基的养护
对路基实施浇筑完成后,应当强化养护,可是初期不能采取洒水养护的手段,等放热结束以后,才可使用此种养护手段。养护时,应定时地实施温度检测,尽可能把温差控制于局限范围之内,同时可以采用在路面盖上草袋等减少路基表层的热量扩散,维护相对潮湿的状态,既降低路基因为缺少(水)而产生干缩裂缝之现象,而且又拖长其散热的用时,使总温差促成的拉应力小于路基之抗拉强度,有效防止产生道路裂缝。
2 桥梁工程的质量管控
2.1 桥台、桥墩等桩基施工阶段质量管控
具体应注重如下两个方面的工作:
2.1.1 精确搞好测量工作。在桥台、桥墩施工过程中,应当全面保证放线工作要做到准确无误,施工完毕后,桥梁的整体的平面位置也就确定了下来。所以,在施工中需要全部的定位测量工作依据设计的基本规定来精确地实施,以免产生毫厘偏差。
2.1.2 注重外型的美观。在桥梁施工过程中,许多时候会产生振捣不均匀的问题,抑或于其他的施工技术方法上产生缺陷而致使外观方面的质量问题。所以,进入施工时,相关施工员工以及监理人员需注重这一点,同时对桥梁的整体构架,乃至结构的任何大、小部位之外形数据都达到了如指掌,从而实现施工与架构图纸的结构的完美一致。
2.2 支架、模板的施工质量管控
一些市政桥梁位于水库旁,而且地势起伏,容易产生给整个桥梁地基的承负力带来较差的影响因素。所以,在此时采取先砌浆砌块石条基,然后再搭建落地钢管支架之施工方法,在施工之前,应对整个支架的设计实行详尽的计算,并且经过监理给予审批,准予合格后方能施工,支架搭建完成后,应当确保验收成功,并且安置箱梁底模板,模板采取2cm厚竹胶板。安置时要先实施底模,再实施测模,最后确立顶模。在全部施工中,设计需要预先留出预拱度。同时在箱底板与腹板之钢筋位置绑扎完后,就能够安置地板与副班之侧膜板了。安置时,应当注重施工过程的垂直与平整度,并且适宜验收的标准,在支架下设放沉降观测点来实时观测记录状况。
2.3 普通钢筋、预应力钢绞线安装的质量管控
底模安装完以后实行首次箱梁底板与腹板之钢筋绑扎,底板与腹板的砼浇注完毕、项板及翼板底模安装完成,再实施顶板及翼板之钢筋绑扎。钢筋应当与加工(厂)实行加工,而绑扎、安装就要在现场实施,同时采取轨道筋固定法对预应力孔道实施固定,确保安装顺利。
2.4 高墩台施工的安全管控
在安全控制方面应当注意的问题是:首先要注重的是悬挂安全网的安全,其可以有效地预防发生高空落物,施工人员在施工时应当系好安全带,以免发生干活时因为不小心导致的坠落情况。其次,施工中对用电方面也是重要因素之一,需要安装漏电保护器。尤其在雨季实施施工之时,应当注意防洪,施工人员应当严格依照操作规程进入施工,备有专职安全员的应当随时予以检查监督,发现安全问题隐患应及时排除。
2.5 严格管控好送桩的标高
在桥梁施工建设中,许多地区的桥梁的桩基都属于摩擦桩,其主要控制的目标即标高控制,此外,设计者有时也会采取标高与贯入度双项控制的办法。
2.6 严格管控好堰内打桩的桩位
在围堰内打桩时,往往会出现桩位产生移动之现象,致使桩群中心与设计值二者相互间有较大的偏心。产生此种情况有效的解决方法有两种:
2.6.1 监督施工部门全面保障围堰的质量,在填土之前应当完全清除淤泥,随时关注填料的质量与密实度。
2.6.2 在拔桩的时候应当预先保留一个移动量,即使出现少量的移动,也会将桩位控制到合理的偏差值内。
2.7 对施工材料的管控
具体应当注重如下三个方面的工作:
2.7.1 应对供货单位产品的质量保障能力实施评审,即考查供货方及材料供应能力的实际情况。
2.7.2 搞好所需材料进场的记录。
2.7.3 搞好材料质量的检测与验收。
3 结语
综上所述,强化对路基工程与桥梁工程在施工过程中的质量管理,是一项比较关键的工作环节,对于整体运营的质量体系发挥着决定性的功能作用。所以,在进入施工时,应当严格遵守各项规章制度,依据符合实际的规范要求实施操作,而且还应针对不相同的公路与桥梁的真实状况采取相应的质量控制手段,从而实现从根本上保障施工质量的目的。
参考文献
[1]凌建明,王硕,钱劲松.浅覆土路基构筑物结合部力学
响应与设计方法[J].同济大学学报(自然科学版),
2013,(1).
[2]李强,唐树名.锚失效影响岩质边坡稳定的数值模拟
[J].重庆交通大学学报(自然科学版).
篇4
关键词:桥梁工程课程;案例教学;案例设计;案例组织;力学特征
中图分类号:G6420;TU997 文献标志码:A 文章编号:10052909(2017)02006604
一、对桥梁工程课程案例教学的认识
案例教学弥补了传统教学方法的缺陷,并有助于提高学生的综合素质,在国内外得到了广泛应用。从教学方法上看,案例教学改变了单向的知识与技能传授的方式,使学生能够主动参与分析案例中的实际问题,激发思维能力和创新潜能。特别是对工程应用学科,利用案例能使教学更贴合工程实际,以工程问题为导向[1],有利于培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,符合卓越工程师培养的目标要求。
桥梁工程课程是道路与桥梁工程、桥梁与渡河工程等专业的必修课。该课程涉及建筑材料、材料力学、结构力学、结构设计原理等众多前期课程,同时该课程又集理论和实践为一体,是工程应用性极强的一门课程。对于这样一门课程,实行案例教学具有如下特点:
一是,能综合材料、力学理论、构造知识和施工方法等多方面与工程实践密切相关的内容,使学生将前期课程所学的知识形成网络体系[2],培养学生综合各种所学知识,并用于分析和解决问题的能力,提升学生工程素养。
二是,更贴近工程实际。以往教学仅注重桥梁工程的系统性和理论性,而忽视有关构造细节和施工技术。案例教学中的案例来源于真实工程实践,有助于引导学生深入了解有关桥梁构造设计和施工技术方面的知识,并与理论结合,形成理论和实践的统一认识。
三是,利用案例教学灵活的特点,紧密结合桥梁工程技术的发展,及时追踪桥梁工程建设的最新成果,如新结构形式、新设计理论和施工技术等,拓宽学生知识面和对本学科的视野,循序渐进地培养学生对桥梁工程演进发展的敏锐性。
从教学方法论上看传统的桥梁工程课程教学模式是理论到实践的过程,教学内容较为系统,教学组织较易开展;案例教学则是从实践回归理论的过程,先摆出问题,再针对问题寻找解决方法。在教学过程中如何编制案例才能达到较好的教学效果,在案例的设计和组织上必须有所思考。本文正是基于这一出发点,对桥梁工程课程案例教学的设计和组织进行探讨。
二、桥梁工程课程教学案例分类及特点
按照案例的素材来源,桥梁工程课程教学案例包含设计类案例、施工类案例和事故类案例等,也可以收集日常生活中的某些力学现象进行归类。设计类案例可以帮助学生建立对桥梁设计和构造最直观的认识;桥梁设计与桥梁施工技术紧密相联,施工类案例可以进一步加深学生对桥梁设计理论的认识和理解;事故类案例震撼性强,结合事故原因辨析,可以为学生掌握和应用知识点提供极为有益的帮助。
按照案例教学方法又可分椋貉菔拘桶咐教学、讨论型案例教学和角色扮演型案例教学。演示型案例教学严格意义上不属于上述案例教学的认知范畴,因为它仍然是一种单向的教学模式。但是应该看到它在教学中的优点,案例短小精悍,演示型案例教学主要以教师为主,教学过程容易把握,在教学课时有限的情况下,演示型案例教学在加强理论教学效果上优势明显,其仍然是常常采用的一种教学方法。
讨论型案例教学强调教师和学生的互动,教师介绍案例的背景,并循序渐进地提出问题,引导学生思考,并发表自己的见解。讨论型案例教学可以调动课堂学习气氛和学生学习兴趣,培养学生的表达能力,以及思考问题和解决问题的能力;案例讨论以学生为主,教师仅仅是一个抛砖引玉的主持人。讨论中学生思想产生碰撞,有利于启迪新的想法,拓展创新思维。参与讨论的学生人数不受限制,是案例教学采用较多的一种形式。
角色扮演型案例教学以学生为主体开展教学活动,需要教师事先设定某个工程项目和各方立场观点,并将学生分组安排,教师也可以作为其中一方的扮演者参与其中。角色扮演型案例教学中学生是主体,需要学生主动收集相关材料,可以最大程度地激发学生参与的积极性。课前准备充分是保证角色扮演型案例教学效果的前提条件,选择合适的案例背景并加以设计则是此类案例教学的关键。角色扮演型案例教学要求参与方准备时间较多,作为课程教学开展的次数也受到一定限制。
案例教学的实施可以在课内也可以在课外,课内案例教学受时间限制需要安排紧凑,以演示型案例教学或讨论型案例教学为主。课外案例教学在时间上较为宽松,形式也可以更为多样,如利用学校
所在城市众多桥梁的现场环境,组织学生周末春游、秋游,在宽松的环境下开展角色扮演型案例教学,可以极大地调动学生的参与积极性。
三、桥梁工程课程教学案例设计原则
课程教学案例设计的一般原则,如案例的典型性、启发性,案例与培养目标的一致性,案例的可理解性等[3-4]。具体到道路与桥梁工程专业,桥梁工程课程教学应以培养工程素养和综合能力为导向,培养学生对工程问题的敏感性,并能应用所学知识分析问题和解决问题。桥梁工程课程涉及材料、力学、设计等多门课程的内容,但现有教学强调基础知识的传授,忽视知识的系统整合,以致学生面对实际问题,感到
不知如何应对,无从下手,总是希望有个固定的模板加以套用,这样将极大地限制学生工程创造能力的发挥。
在桥梁工程课程教学案例的设计上,笔者建议将力学理论作为一条主线。作为高年级专业课,桥梁工程课程教学具备将前修的材料和结构类课程内容进行整合的条件,在教学内容中以力学理论为主线,同时在案例的设计上加以体现。如文献[5]针对梁式桥静力体系划分作了教学案例分析。以力学理论为主线的案例设计,可以整合桥梁工程课程知识点,系统梳理桥梁工程课程与其他前修课程的内在联系,培养学生面对工程问题时能综合所学知识解决实际问题的能力。桥梁工程设计、构造和施工教学内容中包含的力学知识如图1所示,各部分与力学知识的结合表现在三个层面:一是材料层面,如基于材料受力的截面应力分布、各应力形态(弯曲应力、剪应力、压应力、局部受力),以及由应力超限造成的各种破坏形态等;
二是构件层面,如梁、柱、扭、索等构件的受力及变形;
三是结构层面,如梁式桥、拱式桥、索承桥,以及由基本结构组合形成的各种组合结构等。
四、桥梁工程课程案例教学的组织
(一)收集典型题材
案例教学中,选择好的题材是吸引学生注意力的有效手段,同时也是学生衡量案例教学好坏的第一印象。有关研究也表明,学生即使对案例涉及的知识不明确,也能够对案例的好坏作出评价,可以说案例教学效果的好与坏,首先主要取决于案例题材的选择是否适当。题材应来源于真实的工程实际,要提供丰富的信息,最好结合图片、视频或动画演示来讲解。案例来源的客观素材要详尽,但受制于课内教学的时间限制,案例教学的内容又要精炼,要与教学大纲保持一致。把握案例内容的难易程度,处理好案例教学时间分配,才能达到事半功倍的教W效果。
(二)精心编排过程
案例教学过程的设计应具有明确的目的性,一个好的案例设计应该是引导学生拓展思路的一个教学过程,学生的参与度是衡量案例好坏的指标。围绕桥梁工程课程教学目的,桥梁设计比较方案、施工过程的可行方案、施工过程的多种可能性等都可以作为案例编排的内容。案例的编排可以按照由工程背景、工程问题展开,进而组织讨论这一流程进行(如图2)。如某拱桥缆索吊装施工过程,围绕挂扣过程设计案例教学过程如下:首先介绍该工程采用的缆索节段吊装施工方案;其次提出缆索系统和拱结构挂扣系统中存在的实际问题,如扣索张拉、背索锚固等影响线形和施工安全的问题;最后提出如何解决上述问题的具体措施和方案,并结合所学的力学知识开展讨论。
(三)注重案例分析
对案例的分析或点评,是案例教学的重要环节。一般而言,学生还不具备对案例分析进行评判的能力[6],因此教学过程中,案例分析或点评是目前案例教学容易忽视的部分。对案例的分析或点评是梳理学生思维的过程,对巩固学生对知识点的理解,培养他们综合应用知识的能力具有重要作用。对案例的分析应该把握案例的关键内容,除了通常的口头点评外,还可以采用其他多种形式。如索承桥抗风问题,可以以美国塔科马大桥风毁事故为案例,播放该桥垮塌的视频,不仅让学生感受桥梁垮塌的震撼效果,更应引导学生观察桥梁的破坏形态,培养学生的观察能力,进而引导
他们思考造成桥梁垮塌的原因。为了帮助学生理解对大桥扭转剪切破坏原因的分析,可设计“火腿肠”教学模拟演示,要求三名学生徒手剥开火腿肠,演示弯、拉、扭三种情况下剥开火腿肠的难易程度,以此证明扭转剪切破坏的效果,这种结合实际生活的体验使学生对相关知识的理解更为深刻。
五、结语
精心设计和组织案例教学,对培养以卓越工程师为目标的道路与桥梁工程专业学生具有十分重要的作用。本文对桥梁工程课程案例教学进行了归纳和总结,对教学中案例的设计原则进行了探讨,并对案例教学的组织提出了一点初略的看法。实践证明,这些总结和探讨有利于桥梁工程课程教学,也收到了较好的实践效果。
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篇5
关键词:道路桥梁工程;软土路基;施工技术
随着城市规模不断扩大,各种地况都被建造成了可供人们所使用的道路,软土地基就自然而然成为了一种隐患。又因软土地基危害也较大,如果不重视,很容易造成道路沉降,影响人们的正常使用。因此在施工前期就要对整个施工区域的地质进行详细的预测量,根据区域特点进行施工,针对不同软土路基制定不同的处理方案,才能保证整个工程的质量。
一、道路桥梁工程软土地基的概述
道路桥梁工程中的软土地基问题主要是在工程施工建设过程中遇到的比较松软的土质,这些土层一般含水量比较大,并且其承载能力也比较弱。一旦这种土质遇到比较大强度的压力,就会产生粘着,从而导致变形。分析引起这种土质出现变形的原因是多种多样的,但是最为主要的一个原因就是由于填土层不均匀的沉降。软土地基作为不良地基来说,其缩水性很小同时压缩性比较高,如果要在软土地基上进行工程建设,修建建筑物时,务必要注意和重视将会出现的稳定以及地基变形问题。软土地基上展开建筑物施工建设,地基的变形能力以及地基强度均不能满足设计的要求,必须采取必要措施对其进行处理。道路工程建设时,需要全面考虑到地基的孔隙、地基含水量的大小以及地基渗透性等因素,避免出现沉陷或者不安全事故的发生。
正是由于软土地基的独特性质,所以在道路工程施工中,选用的土质处理方案都是不同的。通常情况下,其主要表现为两方面的特点:其一,土质的变化一般很容易受到自然环境和外力的影响;其二,土质出现强度比较大的压缩性一般是在高压之下,即就是道路在运行中产生的比较大强度的压力,受到过往车辆的影响,车辆或行人产生的压力,就会导致沉降的出现,道路安全得不到保证,行人及车辆也会受到危害。
二、道路桥梁工程对于软土路基的处理原则
根据以往处理软土路基的工作经验以及处理软基成功的案例进行对比分析可以得出在道路桥梁的建设当中,影响软基处理的影响原因比较多,而且也较为复杂,即使是有着同一类型的物理性质的软弱土层,由于其所要修建道路的功能性质的不同,而导致在选择对软基处理的不同方式以及方法方面,仍然存在着较为明显的差异。因此,为了促使道路桥梁软基处理起来有着高质量的处理水平以及处理完成后带来比较强的经济效益,就必须在对软基方案的选择过程当中,对所要修建道路所包含的水量、压缩系数、孔隙比、渗透系数以及路基承载力等进行详细的查探以及深入的分析和计算,同时还应当对道路建设施工现场,进行实地考察和勘探分析,并以此来深入到内部去了解道路所处的位置,包含的软湿土层以及其具体的原因及主要特性。另外,还可以通过以往道路桥梁的成功案例并结合以上所分析出来的结果,再进行相应的技术可行、经济适宜的手段来进行地基的加固,主要是使用合理的软基处理来控制道路地基的沉降问题,以提高承载力为目的,确保道路桥梁的高效、优化的施工建设。
三、道路桥梁工程软土路基的施工技术
1、 表层处理技术
在软土路基处理技术中,表层处理技术是比较常见的一种技术,一般用于土质较软的地方。表层处理技术是通过增添材料、排水、敷设等,以达到改善地表强度的作用。经过该技术所处理过后的软土路基,地基的表层强度得到大幅度的增强,有效的防止了地基局部断裂情况的发生。
在使用表层处理技术之前,对施工人员有一定严格的要求,也就是要对全部的施工地段进行整体全面的检测并进行细致的分析,要求施工人员要熟知施工地段的软土路基的土质状况、水分情况、强度等条件,以便选取适宜的施工方法进行预防与处理。对于软土路基中的表层处理技术来说,它可以高效率的改善路基的表层成分,增强表层的耐强度,这样方便施工的顺利开展。尽管表层处理技术操作方便易行,但它却不能真正的保证路基的持久耐强性,所以,该技术领域人员还需要不断进行探索与改进。
2、使用添加剂的处理方法
这种方法通常是对那些表层的粘性土层进行加固处理,在表层的粘性土层当中加入添加剂,以改善软弱地基当中的土壤压缩强度,从而促使这种强度能够极大的满足那些施工机械以及相关市政道路方面的的承载力指标的要求。通常在工程当中都是采用像生石灰、熟石灰以及水泥这几种材料作为添加剂的底料,这样搅拌在一起才能有效的提高填土的固结稳定性。采用石灰类的添加时,一般需要经过事先的的搅拌或者是预拌的过程,这样才能有效的降低那些软弱地基当中土壤所包含的水量以及其产生土壤颗粒的效果。同时,在添加辅助材料之后,一些给固结的土层一般会随着时间的推移,其内部的土壤会产生相应的化学性固结反应,使得软基粘土的成分开始发生质的变化,并最终实现市政带路软基土层的固化强度,从而提高地基的承载能力。
3、深沉搅拌桩处理方法
这种处理的方法主要是采用水泥或者是一些其他的相关材料来调和成一种专门针对软土进行固化的的固化剂,这种类型的固化剂通常都是由一些周围的软土和搅拌桩主体产生共同融合作用,从而形成一种复合类型的地基。而且通过深沉的搅拌桩,还能够对软弱地基的综合承载力进行提升加强,也能强化地基所具有的强度等,能够有效的实现减少地基均和沉降量的效果。深沉的搅拌桩处理起来不可超过15米,假如超过了15米,则搅拌桩就很难那保证其自身的强度。所以,为了提升搅拌桩的质量,在施工之前就必须进行查探分析,这样才能确保搅拌桩实现高水平的处理效果。
4、压密注浆碎石桩处理技术
压密注浆碎石桩处理技术,实际也就是合理运用被加固场地的桩位成孔,再凭借碎石体进行低压注浆。完成初次凝结以后,使用预埋注浆管对其进行高压注浆,让碎石桩体和桩周土达到较高密度以此作用形成复合地基。这种技术的应用处理不但确保软土地基符合路桥建设安全要求,还能促进原路堤安全和稳定性避免其他破坏产生。
5、 高压喷射注浆法
高压喷射法是使用钻孔机进行施工,操作方便,施工简单,处理成本较低,与其他处理方法相比,有其自身的优势,在实际的公路工程建设施工中经常被采用,取得了明显的效果,在很大程度上改善了软土地基的不利方面。但是,高压喷射注浆法也不是对每种软土地基都适用,有些比较特殊的软土地基使用这种方法效果不是很明显,在公路工程软土地基处理方式的选择上一定要根据实际的需要进行正确选择,才能提高处理效果,改善软土地基。
高压喷射注浆处理方法的施工就是采用钻机钻入地基的底层,软土地基的浆液从注浆管道喷出来,这样不断地重复,使得软土地基的土体得到了改变,进而在各种外力的作用下土体重新排列组合。高压喷射注浆适宜在软土地基的含水量比较大的情况下采用,因为采用的是钻机施工,湿度和含水量太低,钻机没法钻入地基的底层,也就无法喷浆。
6、挤密法
挤密法是经施工机具对地基进行震荡后,将石粉通过震动机具掺入到软土地基中,再利用夯实法对地基进行夯实处理,使其形成土石结合的硬度较大的土质,提高地基的承载能力。优点在于石粉的合理均匀掺入可有效地避免如填石法所带来的路基地面不平整问题。缺点是施工工艺复杂,技术含量高,所用施工设备机具较多,成本投入大。石粉掺入地基中不均匀同样会造成路面不平整现象。使用范围:此种处理方法基本上适用于各种类型的软土地基的处理。
综上所述,道路桥梁的软基进行施工的过程,软土路基对路桥基础的承载能力以及稳定性具有很大的影响,为了能够更好的保证施工的进度以及实现路桥工程的建设目标,要对软土地基进行更好的处理,以此切实保证路桥工程的建设目标得以实现。
参考文献:
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[关键词]市政道路桥梁;软土地基;施工处理
中图分类号:U416.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)03-0162-01
1 软土地基常见病害
1.1 常见软土特性
软土地基具有承载力低、沉降量大、固结完成时间长等不利的工程特性。在软土地基上修筑公路,潜在的工后沉降会对交通运输造成相当大的危害,因此要对地基的沉降进行较为准确的预估。深入探讨软土地基的沉降发展规律,利用有限的沉降实测数据,选取合理的预测模型及方法预测地基的后期沉降,对于控制施工进度,指导后期的施工组织与安排,具有重要的理论与工程实际意义。
1.2 地质勘探工作欠缺
在工程施工前期,未制定严格的管理方案,勘测工作人员地质勘测不到位,导致勘测数据出现错误。有的勘测人员职业素质较低,对勘测工作不认真,在勘测时马虎的带过,导致应该加强地基的地段未做任何处理措施,以至于在施工过程中埋下隐患,对道路桥梁的安全建设带来严重的问题。
2 软土地基的施工处理措施
在软土地基处理之前,必须要做好勘察工作。因为不同的情况下软土地基的处理方法是不一样的,没有实地的勘察数据根本不可能得出科学的处理方法。当然,勘察工作也需要根据相应的技术规范进行。具体来说,勘察工作应当包含以下几方面的内容:第一是软土的范围、整个待建区域以及周边区域的地形地貌、软土附近有无明暗河流塘沟等等水域;第二是勘察软土的具体类型和形成原因,进一步分析软土的
具体厚度和深度;第三是本地的水文情况,无论待建区域时都有水,都要把握整个地区的水文情况,应当精确地测出地下水位、流量等信息;第四是施工各阶段对于软土的影响,例如开挖回填工作对软土物理特性的影响等等;第五是本地区类似道路桥梁工程或者是建筑工程的基本经验。根据上述工作,应当得出以下的结论:软土的基本物理特性和指标;软土自上而下多层的力学指标;水文情况等等。
2.1 加载换填法
在工程软土地基的处理中,工程单位常用的施工方法就是加载换填法,其应用就是使软土下降,同时加强地基的强度,能够有效的防止抛填物在土中发生沉降现象,对地基造成破坏。在减少地基沉降固结的措施中,利用施加压强的方式对内部进行填充,以减少空隙。在填土加载法的运用中,可以在采取在地基面层上加铺纱层,另外铺上一层不透水的膜,形成一种封闭式的加载法。在进行换填时,要按照设计上的要求,当换填工序完成后进行加载,做好换填物的夯实工作,使能够保障软土路基的承载力。
2.2 密实法
密实法顾名思义就是借助外界物理力量,将软土尽可能地压缩密实,将土体内部的孔隙处理地较为紧密并且将土体中的水分拍出来。这种方法一般都是用物理力量进行的,常见的是两种方法,一是强夯,一是加桩。前者是用重达几十吨的重锤垂直落下,利用重力作用将软土地基进行夯实,而后者则是采用各种方法在软土地基中设置碎石桩,用桩体来对软土进行挤压。但是密实法也具有一定的限制,因为重锤强夯必将造成很大的噪音,会影响周围的环境,所以不宜在闹市区进行。另外强夯法不适用粘性较大的软土。
2.3 灌浆施工方法
在地基的施工处理中,遇到相对较软的地基可以采用粉喷法,利用化学的原理将水泥砂浆灌注到地基的缝隙当中,能够有效的改善土层的性质,加强其硬度。在进行喷粉施工技术时,做好钻机的选择工作,对其位置要按照要求进行合理的固定,按照相关程序严格进行控制,根据具体情况实施相应的措施,保障施工技术的顺利进行。
2.4 粉喷桩法
道路桥梁工程中的桥头、涵洞及通道处要求严格控制地基沉陷,那么在软土地基处理中,就可以将粉喷桩法给运用过来。在开支气泵喷粉搅拌过程中,结合实际情况,对喷粉压力适当调整,避免有喷粉困难或者堵管等问题产生。施工当中,还需要严格控制其他参数,包括喷粉高程、停灰面、下钻深度等,促使粉喷桩的长度符合于施工要求,且实时控制粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀度等因素。
2.5 塑料排水板处理软基基本方法
竖向塑料排水板处理软弱地基,是用塑料排水板将地基中的水排除,以增加作用于土颗粒的有效应力来加速地基固结沉降,达到提高强度的目的。这种方法的优点是:排水板是正规厂家生产的,质量容易保证,成本较低,在施工过程中没有排水孔断面不均匀和受堵塞的情况,断面小,对地基扰动小,打设机械轻,可用于较软的地基处理中。
塑料排水板的设备有两种形式:一种为履带式打桩机,一种为门架式插板机(带导轨)。要求用能打人设计深度的静力式或振动式设备,不可用锤击式或水冲式。套管插入杆为扁平状或圆形,内径大于排水板的尺寸,长度大于排水板设计长度,在打设中保护排水板不被损坏。
施工工艺流程:测量放样一地面清理及调平层铺筑一铺垫泥质岩找平层铺设下层砂砾石垫层放出桩位打塑料排水板灌砂砾及填坑铺设上层砂砾石垫层铺土工布埋设沉降观测板。
打设形成的孔洞应用砂砾石回填,不得用土块堵塞;将施工中形成的坑凹填平.填坑时应将排水板扶正:将排水板端头向路线外侧压倒平贴于砂砾石垫层上并用砂砾石覆盖。由于此项工作稍滞后排水板施工,又需待全部排水板施打完成才铺设上层砂砾石垫层,因此可先做成小砂砾石堆。
2.6 加筋法
这里的“筋”并非是建筑工程中常见的钢筋,否则其就应当归入加桩法类型中。加筋法最常见的“筋”是土工织物,也就是一般人工制造的合成纤维纺织品以及土工隔栅。加筋法的使用限制比上述的四种方法还要大,并且因为其成本问题,在处理软土地基之外更加适合边坡稳定、护岸护坡等工程。
2.7 加固土桩施工方法
加固土桩是采用深层的搅拌法对软土地基进行加固,使地基能够在石灰、水泥等施工材料中稳定饱和,可以使用机械的搅拌技术对其进行施工。
3 结语
随着社会经济的蓬勃发展,人民群众的生活质量必将有所提升,而对于道路桥梁的需求也将会越来越大。通过在施工中总结的经验,在以后施工过程中的各阶段、各环节采取一定的措施加以控制通车后相应的病害,建筑施工单位更应当担负起自身的责任,处理好软土地基问题,以科技含量高的施工方法提高工程质量。
参考文献
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【关键词】桥梁工程 软土地基施工 有效措施 公路施工 软土地基处理
公路桥梁工程在近年来不同的地方进行施工过程中,不时会遇到软土地基,尤其是是处于沿江、沿湖、沿海地区的地基,同时在沿江沿海地区由于对交通的需求随着经济的发展越来越大,公路的修建中不可避免的会遇到桥梁的修筑,软土地基显然给公路桥梁的建设带来了较大的麻烦,我们必须要对软土地基进行一定的处理。在软土工程的修建中,对淤泥质软土地基必须要采用有效的处理办法和工艺,那么如何才能保障软土地基的牢固性能,这直接关系着整个工程的质量。因此,工程中对于软土地基性能、作用以及施工技术就越来越受到行业内部的广泛关注。
一、软土地基的基本介绍
软土中包括淤泥和淤泥质土,一般都存在在河流、湖泊等附近,软土基本都以灰色为主,天然缝隙要一般都不会高于1.0,同时软土的天然含水量都要远远大宇液限细粒土的天然含水量。软土地基具有以下几个特点:1)吸水性差;2)扰动性大;3)灵敏度高;4)固结时间长;5)固结系数小;5)抗剪强度低;6)可压缩性强等。除此之外,软土的每一层都具有与其他层面差别很大的物理性质。一般来说,软土是由粘土粉粒构成,并且软土颗粒的直径都不是很大,多呈现薄叶桩,还有大量的负电荷附着于其表面,而且还有大量的偶极化分子。因此在软土层发生沉积作用以后,都会形成絮状的结构。
二、在公路桥梁施工中如何处理软土地基
(一)软土地基处理的施工准备
在公路桥梁的施工中,进行软土地基的处理中必须要明确处理原则和适用的一定范围,这样才能在充分掌握施工区域的基本情况的基础上进行合理、科学的安排,提出合理的工作方案,进行合理施工。在施工之前,我们要几点重要的资料进行收集和分析:1)对于软土地基地质的调查数据和考察报告;2)详细准确的水文地质、工程地质、地基基础的有关资料;3)在对前面的两项的充分了解的基础上,科学合理的选择适宜该土地的施工方案;在这个过程中,我们需要对不同的施工方案进行对比、可以结合不同方案的优劣进行综合使用,这样就可以全年降低施工方案与施工环境不能相容的机率。4)在公路桥梁施工之前,必须要将施工方案进行实地实验,及时在试验中发现问题,进一步完善施工。
三、软土地基施工中的具体的处理方法
3.1、 换填法
换填法就是将软土基地中的透水性差、固结系数小的软土土层用具有较强承载力且透水性能强的土层来换填,直接将原先的土层进行改造,这样可以从根本上解决软土地基的种种缺陷,并且将土层的分布区域进行充分优化。在这个过程中能够用于换填软土基地的土层可以利用土层性能基本稳定的灰土、水泥土、粗砂以及砂壤土等。但是换填法一般都应用在软土层土质相对较薄的软土基地中,因为换填法的经济成本相对较大,较厚的软土土层用这种方法经济成本太大,一般不建议采用,值得注意的是,在进行换填法的时候,要尽量减少对土层的深挖,必须要确保回填土的夯实处理,这样才能全面提高承载力,从而确保工程质量。
夯实处理技术就是利用机械物理碾压的方法,将表层的地基充分压实,必须要保证软土基地的密实度和强度,利用夯实处理的方法,可以达到1.2米的深度的夯实,在利用重锤夯实的过程中,必须要将软土地基的含水量掌握好,只有将最优含水量控制好,才能够将夯实处理技术才能够达到最良好的效果。
3.2、抛石挤淤处理方法
抛石挤淤的处理方法就是利用片石的抛投将软土土层中的淤泥挤出路基范围,然后利用再片石上部铺上沙层,填土填埋,在抛石挤淤的实际的施工的具体应用中,必须要严格按照具体的施工要求进行施工,在相对平坦的软土层施工中,应该要利用路堤中心依据等腰三角形的形状填塞,将周围的位置中的淤泥和软土挤出。
3.3、排水固结的处理方法
排水固结的处理方法是将排水系统安放在地基底层中,然后将土层中较高含水量的土层中的水流统一在排水系统中进行统一排水,这样就可以将土层的稳定性充分提高,避免土层降低。在这个过程中一般都包括两个部分,即加压和排水两个部分。根据,不同的排水要求可以分为塑料排水个沙井排水,我们一般利用塑料排水,因为塑料排水施工的工期短,施工速度快并且排水效果良好,但是,塑料排水材料寿命较短,因此必须要严格按照施工要求。
3.4、强夯的处理方法
强夯的处理方法重点应用于粉土、黄土、沙土、杂填土、素填土、低饱和粘土的软土地基。所以强夯法对于土质个土层的要求相对较高,必须要充分考虑土质和土层,比如对于饱和度相对高的土层就不能应用强夯法,但是将饱和度高的土质的前提下添加一定的砂土层就可以利用这样的方法就可以继续应用,同时利用强夯法相对经济耗损低,使用的设备简单、施工周期短,因此最近几年中这种方法常被人们使用。
3.5、超载预压的处理方法
超载预压法的使用首先要将超载比和预压时间之间的关系进行确定,然后再将其和施工中的土质个土层的性质特点充分联系起来,这样就可以最大程度上接近预期的效果,使得它能够协作产生超载预压的结果,增加土层的固结,将土层的固结度全面强化,从而降低土层的沉降机率,提高土层的稳定性,适当的固结时间可有助超载预压的实施效果。但是时间过长,则对预压效果影响不大。
3.6、灌浆的处理方法
灌浆法是将现代电化学原理作为基本依据,利用高压旋喷法、粉喷法等措施采用浆液来将软土的土层结构和性质进行改变,这样就可以让土层达到最优化,这个过程中,浆液可以选用水泥砂浆和水泥浆,也还可以选用硅酸盐等化学物质。在粉喷法的应用上要将处理钻机的位置控制好,将钻机位置与实际图纸设计上相一致,桩的孔位偏差低于50mm,垂直偏差也不能高于1.5%。根据具体的实施要求和实施情况,确定喷粉的具体时间和水泥的使用量、粉喷桩长度等,并准确、及时的记录。
结束语:
公路桥梁的施工中,对于软土路基的施工处理技术直接关系到公路桥梁工程的建设质量,进而影响着公路桥梁的使用时间和安全,影响着人们的日常生活,因此,在公路桥梁软土施工处理技术中,工作人员必须要按根据具体的施工环境,对软土层进行考察分析,根据不同的环境和土质选用适用的方法进行加固处理,并且在施工的过程中,必须要严格按照施工要求,全面提升公路桥梁施工质量,促进经济发展。
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关键词:道路桥梁工程;软土地基;病害问题;处理措施
软土地基主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高,其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。软土地基的具有不可预见性的特征,并且在不同的区域呈现不同的特征,所以在设计施工的过程中,稍有偏差,就有可能引发严重的道路桥梁施工质量安全事故。所以为了提高该段公路路基的稳定性和承载能力,需要采取科学有效的措施对道路桥梁工程中软土地基进行处理。文章就软土地基特性及常见病害展开分析,探究如何处理道路桥梁工程中软土地基问题。
一、道路桥梁工程软土地基的主要特征
对施工现场的软土地基的实际情况进行分析并掌握是道路桥梁工程项目顺利实施的基础保障,一般情况下软土地基在不同的地域内软土塑性、含水量和空隙等指标也是不同的,所以面对不同特征的软土地基,要采取不同的施工技术。首先,施工单位要严格的根据施工图纸,并且结合现场的软土地基特性做好分析和勘探工作,掌握软土地基的含水量、塑性指数等指标,为道路桥梁工程的顺利展开奠定基础。其次,在施工的过程中,施工单位需要结合软土地基现场的实际情况,针对性的制定施工技术方案,改善软土地基的使用性能,满足道路桥梁工程对地基承载力和稳定性的要求。最后,软土地基薄厚不均是最为显著的特征,由于载荷问题会出现重心偏移的问题,所以在具体施工的过程中,会发生地基沉降问题,损坏路桥的使用功能,甚至会出现建筑物倾斜、倒塌等危害,软土地基施工人员要全面掌握建筑物出现沉降的原因,针对性的采取有效措施,解决沉降问题。
二、 软土地基的常见病害
(一)沉降问题
软土颗粒之间都有较大的缝隙,并且含水量占到很大比例。在后期道路使用的过程中,软土地基中的水分会不断会挥发,土颗粒之间密度的加大,致使道路沉降。道路沉降导致路面凹凸,会引发行车颠簸、跳动,影响了行车驱动力的传递,使车辆的行驶速度受到不同程度的影响,严重会引发较为严重的安全事故。
(二) 稳定性问题
地基土颗粒会向任何可以发展的方向依据不同的具体状况变形,会导致地基土块的移动、变形等,会给过往车辆行人带来无法预估的危害,如果不能及时的解决问题,不仅会对形成安全造成一定的影响,并且会伴随着较大的财政损失。
三、道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施
(一)软土地基的设计
道路路桥梁工程施工中,软土地基的设计是重要的施工组成部分,其设计的步骤主要表现在以下几个方面:第一,要对施工现场的地质、地形等展开勘测和分析,测出软土地基的厚度和范围。第二,勘查透水层的位置并且分析其具体的状况,综合性地全面分析地基的承载力和稳定性情况。第三,在软土地基设计的过程中,需要借鉴结合其他的工程,并且根据当地的实际情况对处理方法进行改善,促使设计方案与实际施工条件相适应。第四,在软土地基设计的过程中不仅要综合考虑施工的质量,还要分析施工工期以及施工的成本,最终得出符合实际道路桥梁工程施工的设计方案。
(二)表层处理方法
软土地基表层坚硬程度和抗压强性能直接关系到软土地基施工的整体质量,所以对软土地基表层的处理十分关键。根据实际情况可采取表层排水法、敷垫材料法、添加剂法、粉喷桩加固处理法等。
1. 表层排水法
在软土地基的土壤勘测中经常会遇到部分范围土壤的含水量较高,在这种情况下需要进行地表排水,尽量降低表层土壤的含水量。一般在软土地基施工的过程中,地基表层排水后会添加 0.5~1.2m 左右的砂砾和碎石块,保证地基土壤的硬度和承载力,对在施工中使用大型机械奠定了基础。
2.垫敷材料法
软土地基经常会因为土层的不均匀导致局部发生不均匀沉降和侧向位移等问题,针对这种情况,可以采用垫敷材料法提高地基的支承能力。常见的垫敷材料有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等,这些材料都具备较好的抗剪和拉抗力,对提高软土地基的承载能力发挥着积极的作用。
3.排水砂垫层技术
排水砂垫层技术主要是应用于地基上部土层较薄的情况中,软土地基上部较薄的土层往往具有较大的含水量,对道路桥梁地基的施工带来很大的不便。在具体的道路桥梁软土地基施工的过程中遇到这类情况,应该在软土地基的上层土层中敷设0.5~1m 的砂垫层,主要的作用是固化上层土层中较软的土层,为排水层功能的实现奠定基础,实现对水流的疏散作用。另外,排水砂垫层技术在一定程度上能够缩短软土地基施工工期,有效的提高道路桥梁工程的施工效率。
(三) 桩基础处理技术
桩基础处理技术是针对较弱地基,将桩基础硬性打入地基内部,桩基础技术的应用最为关键的是对于桩基础结构的制作应该加强控制,切实保证桩基础结构的质量和强度。同时对打入的位置进行充分的思考,保证打入位置的针对性,最大程度的提高软土地基的承载力。我国道路桥梁工程中通常桩基础处理技术中应用的桩基础结构是混凝土桩基础结构。
(四) 粉喷桩加固处理技术
淤泥质土、粉土以和较高含水量的粘性土是软土地基中常遇到的土质类型,针对这些地基土壤类型常采用粉喷桩深层搅拌法加固地基,这是方法是一种新型的饱和软粘土地基加固方法,主要是利用粉体状固化剂,例如水泥、石灰等,固结软土并形成整合性、水稳、坚固度较大地基。值得注意的是在具体的施工过程中需要强制的混合搅拌软土和固化剂,利用一系列的化学反应,促使软土的坚硬固化。
(五)无排水砂垫层真空预压法
无排水砂垫层真空预压法在现在的软土地基施工中较为常见,其是在传统真空预压的基础上发展改进的。传统的真空预压法是在铺设砂垫层的基础上,在地基周围埋设垂直排水管道,利用不透气的封闭膜使其与空气隔绝,通过吸水管道和真空设备将空气和水抽尽,形成真空钐,增加地基效应力。无排水砂垫层真空预压法不需要利用水砂垫层等繁琐的工序,只需要将塑料打插排水板装置在固定的位置,并且在塑料排水板中间布置相关的水平管道,利用连接器将塑料排水板露出来的部分与水平管道连接,通过压差的作用,呈现真空状态,提高软土地基的稳固性。
结语
综上所述,路基直接决定着道路桥梁工程的施工整体质量,其中软土地基的具有不可预见性的特征,并且在不同的区域呈现不同的特征,在设计施工的过程中,稍有偏差,就有可能引发严重的道路桥梁施工质量安全事故。施工单位需要对施工现场的地质、地形等展开勘测和分析,测出软土地基的厚度和范围,采取表层排水法、敷垫材料法、添加剂法、粉喷桩加固处理法等对地基表层进行处理,结合桩基础处理技术、粉喷桩加固处理技术、无排水砂垫层真空预压法等,提高该段公路路基的稳定性和承载能力。
参考文献:
[1]葛琪,熊峰,陈江等.软土地基上土-高层建筑群体系对高层建筑影响的试验研究[J].振动与冲击,2016(12)
[2]王仕传,凌建明,黄琴龙等.路堤高度和加筋对软土地基累积塑性变形的影响[J].同济大学学报(自然科学版),2011(03)
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【关键字】桥梁,桩基施工,技术问题,处理方法
中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:
1.前言
桥梁桩基施工要求施工技术到位,并进行严格检查,对施工中可能出现的问题,防患于未然,在出现问题时,要及时采取对策,妥善处理,以杜绝质量隐患,减少经济损失。希望对桥梁桩基施工技术提供可资借鉴的意义,促进我国桥梁工程的发展和国民经济的又好又快发展。
2.钻孔灌注桩
2.1. 钻孔灌注桩概念及特点
是指采用不同的钻孔方法[1],在土中形成一定直径的井孔,达到设计标高后,将钢筋骨架(笼)吊入井孔中,灌注混凝土形成的桩基础。此种施工无振动无噪音,但比同径预制桩承载低、沉降大。
2.2. 钻孔灌注桩的施工技术及施工过程的常见问题处理方法
2.2.1干作业法(用于无地下水或已降水)
成孔机械有螺旋钻和钻扩机。其中,螺旋钻钻杆分为长10m以上,直径400~600的长螺旋钻以及钻杆长3~5m,直径300~400的短螺旋钻。钻扩机的钻孔径为800~1200,扩孔径可达3.5m。常见问题及应对措施:在遇到土质差、有振动、间距小时,需要选择间隔钻孔制作;软塑土层、含水量大时,为避免事故出现,应用疏纹叶片钻杆;可塑、硬塑粘土,含水量较小的砂土时应用密纹叶片钻杆;注意及时灌注混凝土,来防止孔壁坍塌;
2.2.2泥浆护壁成孔(用于有地下水)
泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术的放样定位首先由测量人员根据控制点放出各桩位,并在桩位中心打一根短钢筋作标记,再根据定出的桩位点,用“十字正交法”(两直线交于一点的原理),在桩位旁边引出桩位点,即可挖坑,在挖坑的过程,可拔掉标记钢筋,坑挖好后,并将坑底整平,再用“十”字正交法定出桩位,桩位中心重新打上标记钢筋。埋设护筒,是指泥浆护壁成孔时,宜采用孔口护筒,其作用是保证钻机沿着垂直方向顺利工作,它还起着存储泥浆,使其高出地下水位和保护桩顶部土层不致因钻杆反复上下升降、机身振动而导致坍孔。护筒采用钢板加工制成。埋设深度一般要大于不稳定地层的深度,粘性土中不小于1.m;砂土中不宜小于1.5m,高度应满足孔内泥浆面高度要求,一般高出地面或水面400~600mm。护筒位置正确,筒身竖直,四周用粘土回填,分层夯实,防止渗漏。钻机就位、对中孔位就位前,先平整场地,铺好枕木并用水平尺校正,保证钻机平稳、牢固。移机就位后应认真调整水平度、垂直度,使转盘中心与桩孔中心在一条垂线上,并在钻进过程中要经常复检、校正。钻孔,是指正循环法是泥浆通过钻管送至孔底后,与钻孔产生的泥渣搅拌混合,然后经由钻管与孔壁之间的空腔上升并排出孔外,混有大量泥渣的泥浆水经沉淀、过滤并适当处理后,可重复使用。正循环施工答泥浆上返速度慢,排渣能力弱。在钻进过程中应均匀缓慢地钻进,根据设计桩长,应不断的加长钻杆。加钻杆时,应先停止钻进,将钻具提离孔底80~100mm,维持冲洗液循环1~2分钟,以清洗孔底,并将管道内的钻渣携出排净,然后停泵加接钻杆,钻杆连接应牢固。钻杆接好后,继续钻进,直到设计桩长。循环的钻孔施工是通过泵吸或射流抽吸,或送入压缩空气,使钻杆内腔形成负压或形成充气液柱产生压差,使经过钻杆与孔壁间的环空间隙流向孔底的泥浆携带钻头切削下来的钻屑,由钻杆内腔高速回流地面泥浆池。钢筋笼制作及吊装过程中钢筋笼应严格按设计及有关规定制作:吊起钢筋笼,垂直缓慢地放入孔内,利用上部架立筋将第一段钢筋笼暂时固定在钻机上。然后吊起第二段钢筋笼,对准位置后,将接头用电焊连接,要求焊缝长度不小于10d,在同一截面的接头钢筋不超过50%,接头应错开35d且不小于500mm。 钢筋笼到位前,为了更好地使主筋锚固在承台中,将主筋弯折成与水平面成70°,同时在顶部焊接两根固定钢筋,调整并检测钢筋笼顶部的标高,当符合设计要求后固定在钻机上。
2.3泥浆护壁成孔灌注桩常见问题及处理方法
缩孔[2]产生原因是地层中有软塑土(俗称橡皮土),此种塑性土层吸水膨胀,或形成疏松、蜂窝状厚层泥皮;二是钻头直径磨损过大,往往钻出较设计桩径稍小的孔;邻桩施工间距和时间间隔不当,土层中应力尚未消散,新孔孔壁软土流变。处理方法:采用优质泥浆,控制泥浆比重和粘度,降低失水量;要及时修补磨损的钻头;合理安排邻桩施工间距和时间间隔,当设计桩距
断桩是指混凝土凝固后不连续,中间被冲洗液等疏松体及泥土充填的间断桩,影响了桩身的整体性,降低了桩体强度和承载力,以致不能满足设计要求。产生原因:混凝土配合比在执行过程中的误差大,造成了坍落度损失大的配方;导管漏水、机械故障和停电造成施工不造成的浇灌过程不连续是造成断桩的重要原因;导管埋深过小,导管埋深过大、灌注时间过长、混凝土初凝过快,出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。处理方法:按有关规范要求,通过计算和试配确定混凝土配合比;要求灌注过程连续,快速、防止出现上述埋管、卡管及其他情况;对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩,断桩位置不深的可以采用接桩处理,断桩位置较深的,采用彻底清理后,可以选择在原位重新浇筑一根新桩;清理断桩处砼表面使其新老混凝土结合密实,待处理后所浇砼强度达到桩身混凝土强度时进行声测验桩,再进行后续工程的施工。
塌孔是指成孔中或成孔后,孔壁不同程度塌落。成孔中,排出的泥浆不断出现气泡,有时护筒内的水位突然下降,均为塌孔的兆头。产生原因:泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求;护筒埋置太浅,坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,或钻机直接接触在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大坍孔;提住钻头钻进,四转速太快,空转时间长,引起钻孔下部坍塌;清孔操作不当,供水管嘴直接冲刷孔壁,成孔后待灌时间和灌注时间过长。处理方法:使用优质泥浆,应具有相对较大的密度、粘度,胶体率;在松散易坍土层中适当深埋护筒,密实回填土;吊放时要对准孔位中心竖直插入,防止碰撞孔壁;成孔后,待灌时间一般不应超过3h,并应尽快灌注速度,缩短灌注时间;
3.沉管灌注桩
1.沉管灌注桩施工技术
沉管灌注桩是指利用锤击打桩法或振动打桩法,将带有钢筋混凝土桩靴或带有活瓣式桩靴的钢套管沉入土中,然后灌注混凝土并拔管而成。其中,利用锤击沉桩设备沉管称为锤击灌注桩,利用激振器的振动沉管称为振动灌注桩。沉管灌注桩具有能在土质很差,地下水位很高时施工的特点。
沉管灌注桩施工工艺顺序:桩靴、钢管就位沉管检查管内有无砂、水放入钢筋骨架浇灌混凝土、提管。
锤击沉管灌注桩有单打法和复打法。振动沉管灌注桩分为单振法、复振法、反插法。主要介绍一下反插法施工技术:
反插法是指在套管内灌满混凝土后,先振动再开始拔管,每次拔管高度0.5~1.0m,向下反插深度0.3~0.5m。如此反复进行并始终保持振动,直到套管全部拔出地面。反插法能使桩的截面增大,从而提高桩的承载力,宜在较差的软土地基上应用。
3.结束语
桥梁桩基施工的技术尤其是施工中出现的问题处理方法关系着整个施工过程的顺利与最终质量。桥梁桩基施工中的问题很多,有时处理起来难度也较大,这都将对工程的进度、质量及施工企业的信誉带来不可忽视的影响。因此,在施工中应严格按照工序规范施工进程, 对可能出现的问题制定切实有效的防范措施,尽最大努力杜绝事故的发生,是相关单位应不断探索的课题。
【参考文献】
篇10
关键词:袋装砂井法, 桥梁工程, 软土地基处理, 应用
Abstract: the sand bags of soil deep Wells is weak vertical row water, it can improve the Settings of the weak soil drainage condition, speed up the soil consolidation, speed up the embankment settlement. It directly affects the quality of the construction of the deep water drainage effect, and the foundation of the consolidation of time. This paper is well sand bags in bridge engineering method of soft ground treatment of the application are discussed.
Keywords: sand bags of Wells, bridge engineering, soft soil foundation treatment, applications
中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:
1、前言
袋装砂井加固软土地基法是在一般砂井法的基础上发展起来的一种新工艺、新技术。它是在需要加固地段的地面上先填筑好排水坡(路拱或横坡),并铺设好排水垫层,再将加工好的砂袋垂直置入地基中已成孔内,形成袋装砂井,然后对地基加载预压,使地基中的水分迅速从袋砂井中排出,从而达到加速地基沉降固结的目的。
2、软土地基的特性
2.1孔隙比和天然含水量大。我国软土的天然孔隙比一般e=l~2之间, 淤泥和淤泥质土的天然含水量w=50%~70%,一般大于液限,高的可达200%。
2.2压缩性高。我国淤泥和淤泥质土的压缩系的一般都大于0.5Mpa-1,建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降,尤其是沉降的不均性,会造成建筑物的开裂和损坏。
2.3透水性弱。软士含水量大,可是,透水性却很小,渗透系数k≤1(mm∕d)。由于透水性如此微小,土体受荷载作用后,往往呈现很高的孔隙水压力,影响地基的压密固结。
2.4抗剪强度低。软土通常呈软塑一流塑状态,在外部荷载作用下,抗剪性能极差,根据部分资料统计,我国软土无侧限抗剪强度一般小于30KN/m2(相当于0.3kg/cm2 )。不排水剪时,其内磨擦角∮几乎等于零,抗剪强度仅取决于凝聚力C,C<30KN/m2,固结快剪时,∮一般为50~150。因此,提高软士地基强度的关键是排水。如果土层有排水出路,它将随着有效压力的增加而逐步固结。反之,若没有良好的排水出路,随着荷载的增大,它的强度可能衰
减。在这类软土上的建筑物尽量采用“轻型薄壁”,减轻建筑荷重。
2.5灵敏度高。软粘土上尤其是海相沉积的软粘土,在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度,但一经扰动,抗剪强度将显著降低。因此,在高灵敏度的软土地基上筑桥时应尽量避免对地基土的扰动。
3、袋装砂井简介
袋装砂井的作用原理与一般砂井完全相同,它的作用原理是:袋装砂井加载预压,使空隙水能就近流入砂井,并通过砂井作为排水通道而排出地面,缩短排水固结时间,增强处理效果。
3.1 袋装砂井的优点
袋装砂井与普通砂井相比具有显著的优点:①袋装砂井能适应软土固结产生的地基变位,在受力时能与地基变形相协调,故砂井的连续性不会受到砂井错位、断颈等影响。②袋装砂井直径大为缩小,目前我国采用直径多为7cm,加固同样面积的土,袋装砂井的用砂量要比普通砂井少得多,能节省费用近半。③袋装砂井施工机具轻便简单、效率高,一般每台班(8h)可打设100根左右。④袋装砂井打设时,排泥量较普通砂井要少,对土体扰动也小,施工比较便捷,对周围影响也小。
3.2 袋装砂井的选用
袋装砂井适用于软土地基处理,特别是用于软土地基中存在连续薄砂层时更为有效;但对于渗透性好的以及含有大量腐殖物的土效果不显著,不宜采用。在选择袋装砂井排水法加固地基时,需要注意原地基的固结状态。如在先期固结压力(原已压密稳定的最大压力)已超过设计堆载压力值时,加载就不可能产生超静水压,砂井即无排水效果;如先期固结压力值达到加载的一部分时,则堆载在该部分作用下砂井亦无排水效果。对于灵敏度高的软土采用砂井法时,要注意其融变性,特别是采用封底钢管冲击法(或振动法)施工时,土体结构受机械扰动而破坏,打井后短期内反会使强度降低。
3.3 砂井布置
普通砂井直径一般为30~40cm,护管砂井直径可小到15cm,袋装砂井直径可小到7~12cm。砂井间距是指相邻砂井中心之间的距离,是影响固结速率的主要原因之一。砂井间距一般为砂井直径的6~10倍,常用2~4m。砂井平面布置形式有正方形和正三角形两种。正方形排列时,每个砂井的影响范围为一个正方形;正三角形排列时,每个砂井影响范围为一个正六边形。砂井长度一般为10~20cm,具体应用时,需根据软土层的厚度、荷载大小和工程要求而定。一般来说,砂井不一定都要穿过整个软土层,当软土层不厚、底部有透水层时,砂井应尽可能穿透软土层;如软土层较厚或土中夹有砂层时,有必要将砂井穿透软土层应按工程要求和土质条件等情况而定。在砂井顶部应铺设砂垫层,可作为良好的排水通道,并与各砂井连通,从而将水排至场地以外。砂垫层的宽度应大于堆荷载或建筑物的底宽,并伸出砂井区外边线2倍砂井的直径;施工过程中应保持垫层不受扰动,铺设平整,垫层用砂要求与砂井相同,垫层铺设厚度一般为50cm左右。
4、袋装砂井施工工序
4.1袋装砂井施工工序分为两种,即现场灌砂成井和预制砂袋直接投放孔内成井。现场灌砂成井工序为:①将钢套管(下端用可开闭的底盖或预制桩靴)打入土中要求的深度(管径较砂袋直径大,一般袋装砂井直径为7cm,导管采用 89×4.5㎜无缝钢管);②将准备好的砂袋,长比砂井长2m,扎好下口后向袋内灌入洁净的粗砂约20cm上下(高度)作为重压,放到套管沉到要求深度;③在将砂井放入套管内不能达到要求深度,会有一部分拖留在地面,此时需机械排泥处理,继续下沉达到规定深度;④将袋口固定于装砂漏斗,通过振动装砂入袋,砂装满后,卸下砂袋,拧紧套管上盖,然后一般把压缩空气送进套管,一边提升套管直至地面。预制砂袋直接投放孔内成井工序:①预先在砂袋里装满砂料,并将上口扎结牢靠,运送到现场,弯成圆形堆放;②套管成孔后,随即将预制砂袋投放孔内,拔管成井。
4.2 质量控制。①每根砂井的长度均须露出地面50~100cm,伸入砂垫排水层以利于排水通道流畅,如果长度所留很少或多余过多(可能砂袋被拔套管时部分带出)皆应重新施工,以保证成井质量。②采用袋装砂井时,砂袋必须选用透水性和耐水性好以及韧性较强的麻布、再生布或聚丙烯编织布制作。③灌入砂袋的砂,应捣固密实;砂井位置的允许偏差为该砂井的直径;垂直度的允许偏差为1.5%。
4.3 堆载预压。一般情况下,预压荷载的大小宜接近设计荷载,必要时可超过设计荷载10%~20%。施加预压荷载,任何情况下作用于地基的荷载不得超过地基的极限荷载,以免地基失稳破坏,在需要施加较大荷载时,应分级加载,并控制加荷速率,使之与地基的强度增长相适应。当达到以下条件时,可以进行卸荷:①地面总沉降量达到预压荷载下计算最终沉降量的80%以上;②理论计算的地基总固结度达到80%以上;③地面沉降速度已降到0.5~1.0㎜/d以下。
5、结语
在科学技术日异发展的今天,处理软基的新方法及新工艺越来越多,但由于各种新型的排水固结法的施工工艺还不够完善,施工中存在质量控制难等一系列问题,所以袋装砂井在公路及桥梁建设中被认为是一种软土路基加固的好方法。而且被广泛应用在加固软土路基中。施工中若能严格按照施工工艺与质量控制要求合理施工,选用较为适宜的打桩设备,砂井施工工效就好,经济效益也就有所提高,也易保证较好的施工质量。
参考文献:
[1]王永海;软土地基强度特性与工程应用探讨[J];工程建设与档案;2005,(04)
[2]刘惠珊;地基基础震害及处理措施[J];建筑科学;2002,(01)
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