地基施工技术论文范文

时间:2023-03-14 09:10:58

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地基施工技术论文

篇1

1.1岩土以外问题

这方面的主要问题表现在:(1)施工方为了能够获取更多利益会压缩建设的成本而对地质岩石的勘测不重视。(2)在市场经济环境下,许多低资质勘察单位为了获取利益越级承揽工程,会由于勘测不准确最终导致建筑工程存在非常大的隐患。(3)设计单位与勘测单位缺乏交流。设计单位进行地基的设计时是依据勘测单位获得数据进行设计的,若如对勘测数据研究的不深入,就会使设计基础不达标,因此,设计单位与勘测单位必须要加强交流。

1.2岩土本身问题

影响建筑工程的主要的问题有岩石参数、地质的形态及界面的划分情况等,因此在进行勘测时要记录土体中的不明物体,并且要将这些物体的埋藏位置及分布情况进行详细记录。要准确判断出岩石的地质构造和软弱结构,在这当中岩石的实际参数是至关重要的,必须要设计难以试验的岩石的参数。

1.3勘测人员问题

勘测人员自身的问题是影响勘测准确性的重要原因。所以,必须要对勘测技术人员加强培训,增加他们知识的深度和广度,并且要增加勘测人员之间的技术交流。同时,从勘测人员自身来讲,需要详细整理原始资料,并对其进行分析加工,使自身的勘测能力得到提高。作为工程建设的基础工作,岩石勘测能够保证其他工程的顺利进行,因此,必须要对岩石勘测加以重视。

2地基施工与处理的作用

建筑工程地基处理是合理科学的利用人工置换、夯实、挤密、排水、加筋等措施和方法,来改善建筑工程地基条件,以利于工程的顺利实施,主要表现在以下四个方面:(1)对地基压缩性能的提高。利用有效的方法来增大建筑施工地地基的压缩模量,以减少地基土的沉降,还能够减小因为塑性流动而造成剪切变形的风险。(2)加强地基的抗剪强度。地基抗剪强度的大小直接影响着建筑工程地基的稳定性,因此,为了减缓地基土的压力,减小因为地基剪切引起的破坏,必须采取有效合理的措施来加大地基的抗剪能力。(3)对地基的透水性进行改善。地下水对建筑工程的施工有很大影响,必须选择科学合理的方法来降低地下水对地基的不利影响,保证地基土的不透水性。(4)增强地基的抗震能力。地震能够让地基中松散、饱和的粉细沙液化,因此,对于这类问题必须采取合理的措施来防止其发生,提高地基土的抗震性能。

3地基施工处理的常用技术

3.1夯实法

夯实法是运用起重机等大型机械设施将大吨位夯锤提升到距离地面10m-30m的高度上,然后让夯锤自己降落到地基上,反复进行这一步骤,逐渐减小施工地基的地基土密度,以提高地基的稳固性。利用这种方法,可以让地基表面的比内部更加坚硬,能够增加地基表面的承载力。当地基土是碎砂石、石土、粉土和具有较低饱和度的粘性土时可以用这方法对地基进行处理。利用这种方法能够增加原来地基土的强度,减少由于地基土的压缩性造成的对建筑工程的不利影响,从而进一步提高地基土的抗震性能和抗液化能力。

3.2置换垫层法

置换垫层法首先将地基土中的软弱土层挖掉,然后将高强度、低压缩性和高耐腐蚀性的灰土、砂石等分层次换填,并将这些材料夯实,用作建筑工程地基的垫层。当地基的土层不均匀时可以采用此种方法,利用这种方法可以使淤泥土质、季节性冻土、膨胀土等地基条件得到改善。在此方法中用到的砂垫层要选择砂或者粗砂,对不同砂的配比必须按照设计要求进行。对砂垫层进行施工时,要将其均匀摊铺,杜绝砂垫层中出现集中载荷现象。

3.3挤压桩法

当施工场地的地基是位于地下水位以上的黄土、杂填土和素土时可以采用挤压桩法。该种方法是在施工时,首先要进行桩孔的布置,布置桩孔时要严格遵照施工设计方案进行,将素土等材料加入到桩孔中,打实孔内材料,保证桩孔的布置要严格遵照施工设计的要求。挤压桩法包括土挤密桩法和灰土挤密桩法两种方法,前一种方法有利于地基土湿陷性的消除,后一种方法有利于地基土的防渗水性和承载能力的增强。

3.4砂石桩法

进行建筑施工时对地基承载力的要求比较高时可以采用砂石桩法。这种处理地基的方法能够在最大程度上增加地基的抗剪能力和密实度,让地基土变的更加密实、均匀。当施工场地是软土地基时,首先应该置换原地基土,然后运用砂石桩法,以增强软土地基的稳固性。当施工场地是饱和性质的流塑地基时,首先在施工前要进行预压处理,然后采用砂石桩法,保证地基获得预期处理的最佳效果。当施工现场的地基土是砂土、粉土和杂填土时,使用砂石桩法可以大大降低地基的压缩性,增加地基土的承载性能,使液化地基的条件得到改进。当施工现场的地基土是饱和性质的粘土时,采用砂石桩法对其进行置换处理,能够得到控制变形的目标,最终的复合地基是由粘土地基和砂石桩构成的,用来提高地基的承载能力。

4结语

篇2

【关键词】地铁车站“八”字形线路换乘方式玻璃钢纤维(GFRP)冻结法施工盾构上下重叠推进远程监控系统

1前言

根据上海城市2050远景总体规划,最终规划轨道交通线路总长562Km,共21条轨道交通线,其中地铁11铁,轻轨10条。绝大多数成放射状,而明珠线二期(M4)与明珠线一期(M3)西部线路相结成环,是轨道交通系统中唯一的城市环线。它是联系其他线路的纽带,其主要功能是将其他轨道线路联系起来,使整个上海轨道交通网成为一个有机的整体。对于现阶段来说,地铁4号线首先要与已建的1号线、2号线、明珠一期线西部线路接轨,形成“申”字形轨道交通网络的基本骨架。本文将主要介绍地铁4号线工程建设过程中的设计及施工不同于以往的一些新的技术特点,以供交流。

2地铁4号线工程概况

2.1线路规模和走向

地铁4号线工程线路全长22.032KM,其中高架线1.25KM,其余均为地下线。共设17座车站,其中地下一层半站2座,地下二层站10座,地下三层站5座,平均间距为1.238KM。设停车场1座。M4工程线路走向为:M3宝山路站——溧阳路——临平路——长阳路——杨树浦路——浦东大道——张杨路——浦电路——蓝村路——浦东南路——南浦大桥——南路——鲁班路——大木桥路——东安路——天钥桥路——上体场路——宜山路——M3虹桥路站。如图1所示。

图1上海轨道交通地铁4号线工程线路示意图

2.2建设工期及工程筹划

本工程建设年限为2000年初~2004年底,2004年底建成试通车,2005年完成运行设备调试,建设总共期为5年。各工程项目建设进度如表1所示,盾构的工程筹划如图2所示。

表1地铁4号线工程项目建设进度表

2.3工程地质与水文地质条件

沿线地铁车站一般埋深10~20m,基坑内土性以第①层填土、第②1层褐黄色粉质粘土、第②3层灰色砂质粉土、第③层灰色淤泥质粘土、第④层灰色淤泥质粘土为主。沿线区间隧道埋深一般在14~21m,隧道主要穿越第④层灰色淤泥质粘土以及第⑤1层灰色粘土为主。

浅部土层中潜水埋深浅,一般离地面0.3~1.5m,年平均地下水位离地面05~0.7m;第②3、③2、⑤2层地下水具有微承压水特征;⑦1、⑦2层中的地下水,为承压含水层,承压水头离地面埋深5.0~18.0m。

3设计新特点

地铁4号线工程作为上海地铁规划中最重要的环线,城市平面投影完全落在内环线以内的中心城区,与已建、在建、将建地铁线有众多的交叉换乘,是上海地铁交通实现辐射功能的中枢,其是一个庞大的系统工程,涉及建筑、结构、机电、车辆、通信、信号、环控等多个方面。

3.1线路设计特点

1)成环,包括共环与独立成环。在初期运营时(2005-2015年),地铁4号线与已建好的明珠一期成环共营,远期(2030年以后)再考虑独立成环,中期阶段(2015-2030)考虑两者共存。由于前者17个车站全为地下,后者9个车站全为高架车站,针对不同时期的运营要求,既要考虑与明珠一期的设施与界限的兼容性,又要考虑今后的升级,这就意味着,地铁4号线的线路设计,是一个承前启后的设计,需要从建筑、结构、机电、信号、通信等多个方面考虑不同阶段的要求,关系是相当复杂的;

2)障碍条件多,线路设计限制多。上海属于典型的软土地区,又是中国工业化、城市近代化最早的城市,也是近十年来中国发展最快、城市基本建设投入最大的城市之一,地下新老构筑物众多,且存在很多不明障碍物,地面高层建筑、交通市政设施繁多,因地质条件差,大多地面建筑、构筑物都采用桩基(包括近年建造的多层和小高层),加之地铁4号线正好全部建在繁华的中心城区的地下,线路选择的一个基本原则是逢桩就让,遇到不可克服的障碍物也要让,这就决定了要最终选定一个符合功能要求的、满足车辆运行的、经济合理的路线是多么不容易的事情。

3)小半径区间多。产生小半径区间,一种原因是成环本身就决定的,因为从虹桥路站转到宝山路站的环转向近270度,由于某些转角偏大,甚至形成了曲线车站,如上体场车站;另一种原因,就是由于许多障碍物的限制导致的,比如从宜山路站、上体场站到蒲汇塘停车场方向去的线路,在不到1公里范围内其连续穿过明珠一期高架及内环高架的数个桥墩之间,由此产生了许多小半径区间及缓和曲线,半径最小的才150米,大的不过300米。过小的半径对盾构施工及车辆运行的要求都较高。

4)桥隧结合。正是由于前述地下线路与高架线路成环的特点,形成标高上的过渡,导致线路“上天入地”,在地铁4号线工程的两个端头,形成桥梁、隧道过渡(中间还有暗埋与光栅坡段)的线路特点。

5)局部线路上下变位重叠。在地铁4号线工程的浦东南路站-南浦大桥站区间及南浦大桥-南路站区间,由于南浦大桥站周围存在密集的桥墩桥基(长桩),使得线路接近南浦大桥站时,水平方向空间不足,不得已改变线形,在近南浦大桥两端头井的二百多米范围内,两区间线路垂直重叠,用垂直空间换水平空间,形成地铁4号线一大特色。由于这个原因,其会形成南浦大桥站的上下重叠的侧式站台,并导致区间盾构施工的诸多难度。

6)局部线路“八”字形

地铁4号线工程停车场选址于中山西路以西蒲汇塘以北处,其出入线以“八”字形分别在上海体育场站和宜山路站与正线接轨,见图3。出入场线右线接轨于宜山路站南端上、下行正线,然后线路以R=250m曲线跨下行正线后,穿过中山西路,在中山西路南侧设盾构工作井。此后线路采用明挖法,线路以R=150m的曲线接入车场。出入场左线接轨于上海体育场站西端下行正线出入场左线,随后以R=300m曲线下穿凯花公寓桩基,下穿中山西路,最后线路再以R=300m曲线折向出入场右线,与出入场右线并行接入车场。

3.2多种站型

地铁4号线的线路设计特点,从一定程度上决定了车站对站台的选择。多数车站为岛式站台车站,而象临平路车站,则为岛侧式站台车站,而由于前述的原因,在南浦大桥车站形成了上下重叠式侧式站台车站。从车站层数来说,由于标高的变化、地下开发及处理与其他地铁线路的关系等原因,形成以二层车站为主,兼有一层半(如溧阳路车站)及三层(如上体场车站,浦东南路车站)车站。

3.3换乘点多,换乘方式多样

地铁4号线线路的走向及其功能决定了其势必与规划路网中的诸多地铁、轻轨交通线相衔接,形成较多换乘点,17个车站中有11个车站与其他线路形成换乘,而在宝山路及虹桥路接轨段,实现与明珠一期的共线换乘。本工程以既定的规划路网为依据,因地制宜采取了多种换乘形式,如表2所示:

3.4根据地铁现状及规划,解决连接设计

正是由于地铁4号线的环状、与其他线路多个相交的特点,需要解决其与已有线路、在建的及规划线路的连接问题。1)对于已有线路,地铁4号线在1好线上体馆车站处与上体馆车站实现T型换乘连接,前者的站台层穿过后者的站层下方,形成新老一体化结构。设计上采用了托换桩梁的方法对老车站结构的荷载托换,通过设后浇带的形式解决新老结构变形协调的问题,通过冰冻矿山法对穿越段进行穿越设计,形成了地铁4号线设计问题中最难的结构设计问题;在2好线东方路站,地铁4号线的张杨路站与2好线实现平行换乘,并利用东方路站的老地下连续墙结构作为围护及支撑受力结构,对既有线路的影响也是非常之大的,形成地铁4号线工程设计中又一突出的结构问题。2)对于在建线路,如地铁4号线与M8线在南路站十字相交,由于两线具有同步实施的条件,则在此站采取了统一设计的方法,圆满解决二者的连接。3)对于规划线路,主要采取预留连接措施的办法。如对于宜山路车站,由于其与R4线相交,R4线盾构将在宜山路车站建成后,在车站底板下穿过,为方便以后盾构的成功穿越,在穿越处地下墙下部11.8米深度范围,采用玻璃钢纤维(GFRP)代替钢筋并采用低标号砼(C10)的设计方案;又如东安路车站,由于其与规划中的M7线相交换乘,因此在设计东安站时就预先考虑了十字换乘而在换乘段采用三层结构,以方面今后新老线路的顺利连接。

3.5考虑适当开发

土地与地下空间资源都是宝贵的不可再生资源。地铁4号线设计根据上海市的发展阶段与水平,适当地考虑了地下空间开发及与周边的联合开发。如在浦东南路站、南路站、张杨路站都有数千平方米的地下空间开发量,而在临平路站,则考虑了与周边房地产联合开发设计的可能性。对于土地开发,由于停车场需要占用大量的土地,如果象老的地铁线路一样,辟出专门土地只用于停车场之用,则非常浪费,因此,地铁4号线工程停车场考虑了相当量的物业开发,拟在地面一层建造停车场,停车场上部通过巨型框架结构及大厚板转换层进行物业开发及景观设计,等于再造了相当于停车场用地的土地面积,必将获得巨大的社会经济效益。这方面的尝试与经验,完全可以用作对以前单纯停车场的物业改造。

3.6土建结构及设备方面不拘一格

1)围护设计:采用多种围护结构,有地下连续墙(800与600),SMW墙;多种接头形式(预制接头桩,锁口管柔性接头,十字钢板刚性接头);并对封堵墙加以灵活应用,一般说来,封堵墙在翻交过程中应用较广,而在张杨路车站中,其被用来切割大基坑为小基坑,通过4堵封堵墙将长条形深基坑分成5块,大大降低了基坑施工的风险;

2)用时空效应指导挖土、支撑设计。由于上海的土层基本上属于第四纪海积相软土,土的蠕变效应明显,因此设计将时空效应引入为设计参数,对规范基坑施工及减少环境影响,起到很好作用;

3)永久结构采用双墙与单墙形式。一般说来,上海由于地下水位高,多采用双墙车站形式。近年,由于地下连续墙施工水平的提高,为地下连续墙作为永久结构提供了技术上的保证,因此在地铁4号线的某些车站(大木桥路、东安路及天钥桥路)采用了单墙结构,效果也不错;

4)连续的结构变化:由于地铁4号线的线路特点,对某些车站、区间都出现了从地下暗埋到地面甚至高架的连续的结构变化。对于车站,如宜山路车站,车站长度达600多米,包括暗埋、明挖基坑、光栅爬坡及高架桥梁等连续结构变化段;对于区间:如宜山路-虹桥接轨站的下行线,中漕井到葡萄糖厂到停车场的出入场线等,出现盾构区段、明挖爬坡及高架桥梁等连续结构变化段。这些对接头过渡部分的设计有较高要求。

5)设备上的突破。采用西门子的前推平开式车辆,使地铁4号线的车站的限界设计与以往平开式车辆有所区别;对于车站结构,考虑到乘客安全、分区环控及节能要求,还采用屏蔽门设计。

4施工新特点

4.1从顺作法到逆作法、框架逆作法及盖挖逆作法

地铁4号线工程的绝大多数车站均采用顺作法施工,局部翻交段采用了逆作法,而只有东安路车站采用了全逆作法施工。采用顺作法的代价是占用道路,牺牲城市交通效率,在象上海这样繁忙的大都市,实在是不得已而为之。而通过东安路逆作法的实践,发现期费用及工工期并未增长,而对周边环境保护相当有利,邻近2.5米处有一2层、天然地基的线性加速器房要保护,施工最大差异沉降不到1/1000,满足特级保护要求。费用未见增长,是因为施工水平的进步及小型挖机的合理高效利用,环境保护好得益于逆作法化深大基坑为浅小基坑的作用,而对于高温天气,顶板以下的砼施工及养护的环境也是相当有利的。当然,全盖逆作法,有一个材料运输面狭窄的问题。而在浦东南路-南浦大桥区间的过江风井,采用框架逆作法,将可克服这个缺点。对于上海,因为采用封交或翻交的方法,代价是较大的,而市政府将严格控制地铁施工对道路的影响与占用,这就极有可能将逆作法、框架逆作法甚至盖挖逆作法大量推到地铁建设的前台。

4.2盾构技术的新进展

上海1,2号线所采用的FCB盾构仍然在地铁4号线工程中应用,还是采用通缝拼装。但是,地铁4号线工程也从日本三菱公司进口了4台新的盾构,采用1200*300mm的薄管片,错缝拼装,整体刚度较通缝拼装要高。从投入使用的效果来看,防水效果好,工作效率高,纵横沉降小,对周边环境影响不大。应当作为上海今后盾构应用的一个方向。也有遇到盾构覆土相当浅的情况(只有盾构直径的一半),对此采用压重的方法,取得较好的效果。此外,在用9号盾构开挖浦东南路-南浦大桥上行区间时,采用机械式履带运土代替轨道运土,管片与土方分道,效率大幅度提高,最高每天推进21环,有着很好的应用前景。

4.3临近施工及构(建)筑物保护

对于车站,由于上海房屋密集,车站围护距民房过近,有的接近零距离。简单施工不可避免会对民房的结构安全和正常使用带来影响。在采用树根桩等隔离保护,并充分发挥时空效应,取得了较好效果。对于区间,一般上、下行线距离都较近,为了避免二区间同时施工的影响,同向推进时,采用一先一后方式,如浦东大道-张杨路区间,采用6号、7号盾构同向推进,间隔200环以上,可以保证效果;若采用掉头盾构,则基本无影响;有相当极端的情况,如杨树浦路站-浦东大道站区间与相连的大连路隧道同时施工,区间最近距离仅十几米,由于二者均采用较先进的新盾构,相互干扰相对减小,过于临近并未产生不良影响;鲁班路-南路区间与卢浦大桥浦西段桥桩距离同样很近,区间施工时,卢浦大桥的桥墩钻孔桩也在施工,由于区间采用新的12号盾构施工并加强监测与协调,二者并未产生不利影响;南浦大桥两端头区间采用重叠盾构施工,采用先下后上,一先一后的方式,进展顺利。在构(建)筑物保护方面,针对保护对象的特点,因物制宜,也积累了可贵的工程经验。以宜山路站的明珠一期保护和南浦大桥两端重叠隧道后行施工对对先行隧道保护为例进行说明。

1)宜山路站施工对明珠一期高架的保护

地铁4号线宜山路车站的西侧是正在运营的明珠一期高架线路和宜山路车站,已投入使用近三年。待建车站的地下墙外边线至高架线路承台最小距离4.5m,至车站承台最小距离3.8m,至车站建筑外边线2.7m。明珠一期工程基础采用PHC桩,桩径为0.6m,桩长为45m(与地下墙深度接近),分为三节,第一二节接头均在基坑深度范围内,必须采取严格的保护措施对明珠一期高架进行保护。为此采取一系列措施:

(1)在地下墙施工方面,采用900mm高的预制、移动式高导墙防止槽段坍方,严格控制新鲜泥浆比重为1.08以提高槽壁的稳定性,间隔施工SMW帷幕,隔断地墙施工对土体的扰动;

(2)在地基加固方面:在车站基坑内根据车站的深度及与高架的关系,采用多种加固形式,在南、北端头井及穿越段采用满堂旋喷加固,在标准段采用深层搅拌桩加固,而在暗埋段则采用双液注浆法施工;

(3)基坑开挖方面:在标准段采用“两明一暗半逆作法”施工,并采用了被刘建肮院士称为“创举”的装配牛腿式钢支撑。严格按时空效应原则组织基坑开挖,作到单元开挖,单元整体支撑。

(4)施工监测方面:宜山路车站采用了自动化监测技术和预报系统,能系统、连续、全面、及时地采集数据,同时监测数据在经软件处理后进入数据库,并由专门编制的工程管理软件进行智能化全过程预测分析和动态反馈分析,实现工程施工监测的自动化。图5为宜山路站现场监测布置示意图。

图4宜山路车站施工对一期高架车站影响自动化监测点分布图(22轴横断面)

通过上述一系列措施,明珠一期高架在施工期间得到了很好的保护,没有发生任何不利情况。

2)浦东南路-南浦大桥区间重叠隧道保护

浦东南路站~南浦大桥站区间隧道工程由于受南浦大桥浦西引桥的限制,在靠近南浦大桥站端头井处,隧道要上、下重叠在一起,重叠长度约为235m,见图6。两条隧道的最小净距仅为2m。如何减少或避免两隧道间相互不利影响,以达到互相保护,在施工措施上的难度之大,在国内隧道施工中尚属首例。

为此采取如下措施,取得很理想的保护效果。

(1)施工时间、空间顺序上采取措施。两个盾构同向、分时错开从浦东向浦西推进,先下后上;(2)采用信息化反馈施工,动态调整物理、材料、空间等参数,始终合理控制推进速度,严格控制土仓压力、出土量及盾构姿态变化;(3)采取动态、全程、可控、精确的注浆加固措施,动态补偿因土层蠕变、地层损失等可能影响的两隧道间的空间关系及结构平衡。为此,a.在盾构掘进时,对盾构与衬砌间的环形空隙压注缓凝浆液;b.在下部隧道施工后,上部隧道施工前,通过压浆孔对下部隧道土体进行二次双液注浆加固;c.在上部隧道推进已成段与先行隧道间,利用隧道内注浆孔全天候、动态双液注浆,直至上部隧道地表沉降稳定;d.在上行线隧道施工时,通过对下行线隧道内的监测数据反馈,调整上行线的推进参数、隧道内注浆量、注浆压力及注浆部位;e.在后行隧道也结束后,根据实测资料,对隧道变形尚未稳定区段,打开剩余的管片注浆孔,再进行双液注浆来达到控制变形的目的。(4)周密安排叠交盾构进洞施工。由于上行线、上部盾构后进洞,基座要腾空架设,由于车站底板的结构强度低,且叠交的上下两条隧道外缘最小净距只有2m,为此建立可靠的盾构基座的支撑体系。并观察基座的变形,为防止变形量过大而造成破坏。

4.4多种地基加固方法

地铁4号线施工中,由于地基的软弱性,为各种地基加固方法提供了广阔的舞台,有时一个车站就成为多种加固方法的聚会场所(如东安路站在不同时期采用了旋喷,搅拌,注浆,树根桩,冰冻,降水等多种方法)。地铁4号线中较常用的的方法有坑抽条加固(搅拌或旋喷),群边加固(满高),连续墙的墙址加固及钻孔桩的桩底加固,多种方法经常并用,各取所长,往往取得较好的效果。

4.5各种穿越

如前所述,地铁4号线的线路特点就决定施工方面要面临众多的穿越。在施工中常遇到的是盾构穿越房屋,根据目前的盾构保护环境的水平,控制地面沉降在2-3公分内还是比较容易的。但是对其他穿越,还是有相当风险的,主要包括:对高架桥墩的穿越,对黄浦江的穿越。地铁4号线的正线、某些长出入口和出入场线穿越上海内环高架、1好线、2好线及高架明珠一期的桥墩桩基不下于10次,其中上体场站穿越1好线为最难;穿越黄浦江4次,其中浦东南路-南浦大桥区间为Ω大曲线(图6),为目前穿越黄浦江最长的隧道,穿越地层相当复杂,其中第⑥层暗绿色硬土层,地层强度高,为此严格控制速度,隧道下方第⑦层草黄色砂质粉土层有承压水,为此特别注意加强同步注浆管理,严格控制压浆量,充分压注盾尾油脂,防止泥水从盾尾涌入,加强盾构补压浆系统管理,确保螺旋机的密封性能,在盾构转入垂直同向推进时将穿过第②2层含砂量较高的灰色粉质粘土,为此在推进过程中每隔一定距离在盾构前方及螺旋机内压注膨润土或加注泡沫剂,进行土体改良。由于各项施工措施得当,各种穿越均安然无恙,说明地铁4号线工程穿越技术的成熟。

4.6冰冻法及旁通道技术

上海地下水位高,在两区间间打通旁通道一般采用冰冻法施工,主要的冻结法为水平冻结法。而在浦东南路-南浦大桥的过江风井兼深旁通道施工中,采用密闭连续墙内的垂直冻结法施工,如果获得成功,是很有积极意义的。

4.7时空效应、环境保护与远程监控系统

在上海的地铁施工中,时空效应是很多从都能耳熟能详的词。但是能将时空效应、环境保护与远程监控系统有机结合起来,在上海地铁建设中还是第一次。无论是地铁工程本身的受力变形,还是周边环境(房屋,管线,构筑物等)的沉降,其结果都通过远程监控系统得到即时、准确的反映,方便远程专家决策。

地铁4号线所有车站,都安装了由上海时空软土研究中心开发的远程监控系统。

远程监控系统是指将现场量测数据的远程采集系统与有关分析系统结合起来,形成一套集数据自动采集、远程传送、数据处理与分析、施工全过程分析、动态施工反馈和预测的集成化系统。其实施过程是:在工程施工中及时监测,及时把监测和管理信息发送到上层管理部门和有丰富经验的专家部门分析并决策,把由决策产生的措施通过管理部门及时反馈到施工现场以指导施工,从而实现现场施工的全过程控制以及工程建设的现代化管理。该系统从2001年8月15日起,在地铁4号线各车站先后安装。在一年内,该系统对施工过程共发现了险情2起,异常5起,但都得到了及时解决,将工程事故扼杀在萌芽之中,取得了良好的经济效益和社会效益。图6为远程监控系统中监测数据测斜分析、工程挖土支撑工况两个子系统示意图。

图6远程监控系统测斜分析和工程挖土支撑工况界面图

4.8自动化监测

地铁4号线工程穿越或影响的内环线高架、明珠一期高架及地铁一、2好线都是上海的生命线交通工程,其的安危是任何时候都必须放在第一位的。为了随时、动态把握可能受地铁4号线工程影响的那一部分的受力及变形反应,采用了自动化监测手段,即将受力和变形传感器连续或间隔地布置在监测对象上,并与自动化数据采集、分析、报警等系统相连,从而达到全天候、精确化监控。对南浦大桥桥墩、地铁1好线、明珠一期的应用表明,自动化监测取得可观的效果,减少了人员开支和劳动,增加了监测对象的安全系数。

4.9结构一体化施工技术

如前所述,由于早期地铁建设未为后来的地铁线路预留连接措施,导致后来线路对先建线路先“外科手术”再“缝合”的一体化施工技术的产生。其中最有代表性的就是地铁4号线与地铁1好线上体馆站及2好线东方路站的一体化。

1)上体场车站换乘节点的一体化施工技术

地铁4号线上海体育场站为地下三层曲线车站,与地铁1好线上海体育馆站(地下二层、上有漕溪北路高架)呈“T”字相接,见图8。设计车站与1好线车站站厅共享并从上体馆车站下穿过,形成与1好线车站的站厅和站台直接换乘节点。因1好线上体馆未预留任何换乘措施,同时换乘段开挖土层中上部约2.2m为④1层淤泥质粘土,下部4m为④2层砂质粉土夹粉质砂土,施工中极易产生流砂。故为保证工程的安全,尤其是确保1好线、高架的正常运营,本换乘段采取了多种特别措施。

(1)1好线车站与高架的托换:为克服换乘段施工对1好线地墙开孔造成的影响,在换乘段两侧围护边各设置四根Φ1000托换支承桩(长度79m,底板以上部分为450×450H型钢);在各层楼板位置设置托换梁,并通过植筋形式将联系梁与上体馆车站地下墙和主体结构连接;在穿越施工前,换乘段范围上部1好线车站顶板覆土挖除,并在该范围顶板跨中设置一根钢横梁,搁置在两侧托换梁上,并与原车站立柱、顶板连接,以提高车站整体刚度。

(2)U型水平冻结:换乘段结构划分为上行线隧道、换乘通道和下行线隧道三部分进行施工。冻土帷幕采用“U_U”形式进行分期冻结,两个“U”形冻土帷幕厚度取1.5m,中部“_”形冻土帷幕取2.5m。同时,为克服冻胀、融沉、冻土帷幕与原有混凝土结构之间接触薄弱等问题,施工中采取泄压孔放水卸压;泄压孔或冻结孔补偿注浆;冻结管靠近混凝土底板以及打入混凝土连续墙等措施。

(3)矿山法施工:在冰冻体达到设计强度后,在1好线站台底板下,进行边挖边撑的矿山法施工,换乘通道矿山法开挖:待上、下行隧道结构达到设计强度后进行换乘通道矿山法开挖,土方开挖分二层进行,先进行上层3m土方开挖,间隔2m设置45度斜撑;待上层开挖出一定断面长度后,进行下层约3m土方开挖,间隔2m设置2道垂直支撑、1道水平支撑。由于是随挖随撑式,再结合托换桩的作用,可以将影响降到最小。

2)张杨路车站平行换乘节点一体化施工技术

张杨路车站外包尺寸为220.6m×27.3m,深20.5m,为地下三层车站,该车站和已建地铁2好线东方路车站(地下二层)平行换乘(图9)。两车站西端头井贴在一起共用一堵围护墙,标准段两车站最大间距也只有5.4m。

由于张杨路车站比东方路车站埋深深6.9m,为尽量减少张杨路车站建设对已建车站和区间隧道的影响,施工中采取了如下措施:(1)采用“化整为零”的方法充分发挥时空效应理论,增设4道封头墙,将220m长的大型基坑划分为五只小基坑,分阶段独立进行施工,以减小对东方路站的不利影响。(2)东、西端头井均采用旋喷加固。西端头井另浇灌一排灌注桩。临近东方路车站一侧4.0米范围内的旋喷桩桩间距加密,加固区底标高超出东方路站围护墙墙底标高,解决基坑开挖原有地下连续墙插入比不足问题。(3)标准段基坑坑底土体采用水泥土搅拌桩与双液注浆抽条加固。(4)东、西端头井施工区内设置两道钢筋混凝土支撑(下一、下四道),其余为φ609钢管支撑,其中标准段内六道支撑为双榀,并对所有钢支撑施加支撑轴向预应力,保持轴力稳定,以控制基坑变形量。(5)加强监测,在端头井基坑与区间隧道间设置自动监测点,根据监测结果及时调整施工参数,必要时采取一些措施如跟踪注浆等,确保区间隧道的安全。

5结语

地铁4号线线是上海轨道交通网的重要环线,其建设时机处在上海轨道交通正在大规模兴起之时,时间上是承前启后,空间上是与多条已建、在建及规划的线路相交,是一个巨大繁杂的系统工程,工程巨大、困难重重,该工程建设不仅需要上海业已建好的三条地铁线已积累的可贵经验,更需要的是开拓进取、与时俱进的探索、创新精神,因为在建设过程中遇到大量的新情况、新困难、新问题,这些问题在上海过去的建设词典中都很难找到答案而又必须要回答的。从地铁4号线工程的建设情况,可以得出以下几点:

(1)对于特大城市和有条件的城市,地铁建设中采用环线加辐射线的模式,形成枢纽核心,可以发挥极高的运输效率,并且从时展与城市交通空间整合的角度看,该种模式具有持续发展、升级的优点。为了最大限度地发挥轨道交通网的运输效率,地铁4号线线结合实际情况,与已建的和规划中的轨道交通线路之间,采取了“L”形、“T”形、“十”字形、同站台、通道以及平行换乘等多种换乘方式,充分体现了作为交通纽带的功能。

(2)地铁4号线工程在设计施工中遇到了大量的技术难题,都牵涉到工程本身的建设与周边环境保护等普遍的矛盾问题,体现了发展与保护的辩证关系,解决这些矛盾,正确处理二者关系的办法,既不是退缩无为,也不是野蛮建设,而是必须依靠科技进步、生产力提高来解决城市交通发展问题。地铁4号线工程为解决这类矛盾积累了大量的成功经验,对我国其他城市尤其是沿海软土城市提供了宝贵的借鉴。

(3)信息化施工的趋势。地铁4号线工程建设中采用的远程监控系统及自动化监测等系统并取得成功,为高科技的应用和信息化施工在地铁建设中应用作了很好的注解,标志着地下工程建设朝着施工的信息化、监测的自动化、管理的科学化目标跨上了一个新的台阶。

由于地铁4号线截止到本文成稿时,还处于建设当中,本文中所介绍的地铁4号线工程设计和施工中所体现的新特点、新技术和新措施等,均是被地铁4号线建设实践证明是科学可行、合理可靠、效果显著的部分,而地铁4号线工程还有一些重大科技难题,目前正在被地铁4号线工程的参建各方用自己的汗水和智慧去面对、去攻克。

毫无疑问,地铁4号线工程建设过程中所积累的设计施工的技术和经验,必将成为今后地铁建设可以借鉴的宝库。

参考文献

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1.1施工工艺

针对本桥,我们采取的溶洞处理工艺是:

(1)如果洞高较大的桩基,并且洞内没有填充物,冲孔时冲到溶洞的顶部,泥浆突然下降很大,供应泥浆不能回升,也不能保持循环流动,此时需要将准备好的粘土、袋装水泥、碎石、砂砾或片石等混合物抛入桩孔内。然后埋置钢筒,重新开钻。如果有漏浆情况,则复打内护筒,封堵筒脚,并通过回填适量的粘土和片石,使用小冲程冲击,以起到堵漏的作用。

(2)如果桩基处于溶洞层数较少的地区,且洞高不大,洞内没有充填物的时候,我们使用传统的冲击方法冲孔,通过泥浆循环将钻渣冲出,这样不仅可以平衡压力,还可以起到护壁的作用,防止塌孔,同时还可以降低成本。在钻孔深度快到达溶洞顶部的时候,要注意观察泥浆顶面的下降情况,这样可以给计算孔桩灌注混凝土的需求量提供参考,待泥浆回升到护筒口形成循环后,再继续钻孔,直到穿过溶洞,到达设计孔深。然后向监理工程师报验、安装钢筋笼、灌注孔桩混凝土。

(3)如果桩基处于多层溶洞,洞高较大,并且有充填物,而且每层的充填物都不同,或者是半充填及无充填物的时候,溶洞上层的松软土质的孔壁极易发生坍塌,甚至会在洞内与相邻的孔桩串孔,这种情况下,我们就使用钢护筒的方法。先将溶洞顶部的岩层冲掉,然后再把溶洞底冲平,并向溶洞内回填1m高的粘土,然后将钢护筒垂直的插入溶洞内的粘土层中,以便保证护筒不漏浆。然后再向护筒内注入泥浆后继续钻孔,直到达到设计孔深。然后向监理工程师报验、安装钢筋笼、灌注孔桩混凝土。

1.2施工要点说明

(1)在洞体较大,填充物为流塑状态时,采用孔口下3~4m的钢护筒,四周加固,稳定孔口。对于土质较差的孔口,在护筒下部浇筑35cm厚的混凝土,或者在护筒四周回填粘土、片石加水泥并分层夯实。

(2)在岩溶地段进行钻孔桩施工时,应将护筒打入不渗水层,泥浆密度稍大点,并经常测量孔内的泥浆高度,以免发生埋钻或塌孔等事故。粘土的好坏直接影响泥浆的质量,如果钻孔的地区缺少粘土时,可以使用膨润土或者在泥浆中掺加烧碱、碳酸钠、锯末、水泥等能提高泥浆浮力和粘度的物质,添加锯末时,锯末按粘土体积的10%掺入。护筒底部宜进入不透水层,泥浆的密度可比一般地区所用泥浆密度稍大,并应加强钻进过程和孔内泥浆面高程的检测,避免发生坍塌、埋钻等事故。优质的泥浆取决于优质的粘土,当缺少优质粘土时,可在泥浆中掺入适量的水泥、锯末、碳酸钠、烧碱,以提高泥浆的胶体率,悬浮能力。

(3)清孔时可以根据地层情况、设计要求、机具设备、钻孔方法等条件选择清孔方法。在清孔时要保持孔内的水压,防止塌孔。在安装好钢筋笼后,要再次检测孔内的沉渣厚度和泥浆指标,等各项指标都满足设计和规范要求时,再进行水下混凝土浇筑。

(4)在浇筑水下混凝土时,首批混凝土的量应满足规范要求,首批混凝土灌入后应连续浇筑,不能中断,并及时量测孔内混凝土面的高度,及时的调整导管的埋置深度,一般导管埋置深度控制在2~4m为宜。桩基灌注时应将孔内溢出的水或泥浆排放到适当位置不得随意排放污染环境。

(5)在灌注孔桩水下混凝土时应采取措施防止钢筋笼上浮,当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时,宜降低灌注速度。在混凝土顶面上升到骨架底口4m以上时,宜提升导管,使其底口高于骨架底部2m以上后再恢复正常灌注速度,现场施工时可将钢筋笼吊筋焊在钢护筒上可以避免钢筋笼上浮。

(6)桩顶混凝土应比设计高度超灌一部分,如果孔桩直径较大,孔内泥浆密度过大,或地质较差时,可以将超灌高度提高。本合同段桩基根据实际情况为确保桩头质量桩顶高程比设计高程高出0.8m控制,超灌的多余部分在承台施工前凿除,凿除后的桩头应密室无松散。

(7)桩基成孔安装钢筋骨架并清孔符合要求后,应尽快进行混凝土的灌注施工,灌注过程中要注意护筒内水面高程变化以及返浆情况,确保正常灌注。对岩溶特别发育的部位,应采取措施防止因混凝土压力增大而导致的坍孔现象,对于出现过坍孔的桩孔,灌注时应适当控制混凝土的灌注速度。

(8)对桩身完整性进行检验时,检测的方法和数量应满足规范和设计要求。当对桩的质量有疑问或设计有规定时,应采用钻取芯样法对桩进行检测,当需检验柱桩的柱底沉淀与地层的结合情况时,其芯样应钻至桩底0.5m以下。

2岩溶区桩基施工常见病害处理

2.1卡钻事故处理

卡钻事故的引发原因很多,其中主要原因是对溶洞分布情况不明确,在钻到离溶洞顶板很近时采用高落程冲击,使钻头冲破溶洞顶板岩石,钻头倾斜,卡在溶洞顶板岩石的不同部位。遇到卡钻时不能慌张,严禁强行提拉,野蛮施工,以防塌孔、埋钻。卡钻后应该根据钻头所处位置采取不同措施,若顶板岩石中部,可缓缓上下活动钻头,待松动后慢慢提出;若斜卡在顶板岩石中,可自制简易正绳器,将钻头拉正,缓缓提起;若卡在顶板岩石下部,则可利用大钻头上下松动,由下向上顶撞的办法,轻打卡点的石头,将顶板岩石破掉后提出。

2.2掉钻事故处理

掉钻事故主要是主绳和钻头转向鼻儿断裂引起的,因此要经常检查。遇到钻头提不上来时,不要强行提拉。掉钻后要及时摸清情况,钻头上要事先安装保险绳,保险绳要牢固可靠。若泥浆太浓或泥渣太厚导致钻锤被沉淀物或塌孔土石覆盖,应首先清空吸泥,使打捞工具能接触到钻锤。先用侧锤探测钻锤在孔底的情况,用打捞钩放至孔底,钩住钻锤保险绳再提起。如果钻锤倾倒,可派潜水员带钢丝绳潜至孔底,将钢丝绳拴在钻锤顶上,再将钻锤提起,如果钻锤顶朝下,只能将钢丝绳捆绑在钻锤的爪山上,再将钻锤提起。在施工过程中掉钻以预防为主,经常检查,及时检修,消除隐患。

2.3埋钻事故处理

埋钻分两种情况:一是沉渣埋钻,二是塌孔埋钻。要避免沉渣埋钻就不能使钻头长时间停留在孔底不动,保持上下活动,使得泥浆不断地循环,这样就能防止沉渣埋钻的现象发生。若发生塌孔埋钻,最主要的是将主绳保住,利用回旋钻机扫孔和“反冲法”将钻头提起。

2.4塌孔处理

塌孔主要是由于漏浆严重、补浆不及造成的,采用护筒跟进能有效地防止塌孔事故。塌孔的主要预防措施是保持泥浆浓度和水面高度,采用小冲程钻进,保证钻机和钻架安装稳定可靠。塌孔经常引起钻机倾翻,主要原因是由于桩位处地面强度不高,当孔内发生局部坍塌后引发地面塌陷,造成钻机倾翻。有效预防措施是加大钻机地盘,扩大钻机与地面的接触面积,减少孔口局部压力。

3结语

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1 县级公共图书馆地方文献的征集原则

1.1 以今溯古,以近期文献为主线

随着经济的发展,各个地方文献的种类和数量也在逐渐增加,古代文献由于时间较为久远,在收集上有很大的难度,可以以当代文献为重要内容,同时要抓住机遇,积极收集近代、古代的文献资料,做好县级公共图书馆文献收集工作。[1]

1.2 加强合作,加大对地方文献的收集力度

图书馆征集地方文献应该根据自身的发展特点与当地的相关单位进行合作,实现合作共赢。图书馆要主动与各部门单位和各级党委政府加强联系,定期了解文献的态势,并要求将地方文献征集工作纳入单位考核中。图书馆征集可以向有关部门通过交换、复制、访求、呈缴、受赠等方式获取地方文献。

1.3 收齐收全,凸显地方特色

各个地方的文献内容较多,而且涉及领域较广,县级公共图书馆要以收齐收全,凸显地方特色为原则进行地方文献收集。[2]收集的地方文献应该根据本地方的产业结构、文化历史、区域和地域特征为重点,确保收集的文献中有特色的文化内容。

1.4 书报为主,兼顾其他

随着科技的发展、信息技术的普及,广播、电影、电视等媒介已经成为地方文献的重要来源,地方文献也被相应地分为图片、报刊、图书、音像等资料。县级公共图书馆在征集地方文献时还是要以书报为主,在此基础上再兼顾其他。在重点征集各类图书、报刊文献的同时,也要加强收集音像资料,力求能够全面地收集地方文献。

2 县级公共图书馆地方文献的征集方式

在进行县级公共图书馆文献征集时首先要得到政府的支持和关心,这是进行文献收集的关键。省委办颁发的《关于地方文献工作和征集地方文献的通知》提出,要求各地人民政府都应该在本地区建立相应的文献呈缴本制度,从而能够得到社会的帮助,为地方文献收集工作提供便利。

2.1 上门采访的方式

地方文献收集部门可以印发一些机关、研究部门、团体、企事业单位的文献内容以及文献资料书。对于一些科协、文史办、档案馆等相关单位可以进行亲自采访征集资料,以免文献资料有所遗漏。

2.2 购买

为了能够收齐地方文献资料,可以采取写书目预订单的方式,以便能随时掌握文献资料的信息和种类;也可以进行现场采购,通过各类书店或者书摊购买资料。

2.3 复制

对于时间相对比较久远,现存数目不多又具有收藏价值的古代地方文献,可以通过复印、翻拍、抄写等方式进行复制。

2.4 社会赠送

各地方要加强宣传地方文献的重要性以及保存地方文献工作的意义和目的,让社会各界人士都能了解家乡的图书文化事业,为地方文献收集献出自己应尽的一份力。

2.5 呈缴本

主要是通过政府下文建立的文献呈缴制度,从而获得地方文献。

3 县级公共图书馆地方文献的整理

由于地方文献收集起来之后,数量多,内容广、种类多,只有按照科学的方法进行编目分类,才能使馆内的文献资料更加地系统化、整体化和条理化,从而使馆内的管理和利用变得更加方便。

3.1 按照文献特色编制书目

对读者能起到推荐的作用,给读者提供更多相关的文献信息,并且也是一种快捷的检索工具,这是编制文献书目的重要工作。县级公共图书馆在编制书目时,应该将地方文献的特色和特殊性相关的文献进行加工、汇集和提炼,从而使读者能够快速找到所需资料。

3.2 按照类别建立目录数据库

文献收集种类众多必须要根据文献的利用率、类型以及出版时间等情况,按照分类、分批、分期的形式构建数据库,使散乱的文献收集变得系统化、整体化,也便于读者进行搜索和查找。[3]

3.3 按照读者需求编制索引

文献编制索引指的是按照一定的方法将一些报纸和书籍等其他资料进行编制,可以通过搜索主题词、关键字等方式查找到所需要的信息,这样可以避免查找的内容重复。

4 地方文献资源的开发利用

利用文献是收藏地方文献的最终目的,开发和利用地方文献资料主要是通过整理,将图书馆有价值的文献和资料供读者使用。随着各个领域学术研究的不断深入,许多学者经常会利用地方文献进行研究工作,县级公共图书馆通过科学地利用和开发,能充分体现文献资料的价值。

4.1 开发数据库,进行网上服务

重视网站的建设和完善,能够使地方文献资源实现网络共享。随着科技的发展,网络文献资料是目前读者获得资料的重要来源,所以县级公共图书馆的建设要与时俱进,跟上时代的发展步伐。加强单位网站的建设,将图书馆的信息融入资源共享网络中,能使地方文献资料充分地发挥其重要价值。

4.2 提供相关服务,为读者提供方便

县级公共图书馆要积极地为各级党委政府、企业、个人区域课题研究提供相关的服务,方便读者的查阅和利用,同时也提高了地方文献的利用率。

4.3 开展学习活动,延伸地方文献服务的范围

地方文献部是图书馆最有特色的部门,也是对外联系较多的部门,所以在加强和地方各单位部门的工作交流中,要积极地开展一些学习活动,如开展教育基地、研究生研究创作基地等延伸地方文献服务的领域。

4.4 加大馆藏资料的收集力度,夯实地方文献服务的物质基础

馆藏地方文献是开展地方文献服务的物质保障,也是读者进行查阅的基础。地方文献开发和利用的深度和广度的作用是由地方文献整理的数量所决定的,所以必须要加大馆藏资料的收集力度以及整理分类。

4.5 设置展柜专部,进行开放式管理模式

建立展柜专部,是开发利用地方文献的基本工作,在传统的管理模式中,馆藏资料主要是以藏为主,这极大地限制了读者查阅的权利,使地方文献得不到充分地利用,所以地方文献公共图书馆必须要增加展柜专部,方便读者借阅。

4.6 加大宣传力度,提高对地方文献的重视程度

县级公共图书馆要积极向社会各界宣传地方文献收集的重要性和价值,进一步得到政府和当地人民的支持,增进各部门对地方文献的了解,并逐步地提高地方文献的利用率。

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土方地形定点放线的一个关键问题在于对挖湖堆山的放线:应当明确挖湖或堆山的边界线,首先应当根据图纸的相关设计来打出符合要求的边桩,明确湖和山的基地位置,在此基础上将等高线以及方格网的交点清楚的标识至地面上,完成后就可以打桩了。如果属于狭长地形,常见的主要包括园路、土堤以及沟渠等,其放线方法和挖湖堆山有所不同。首先应当打中心桩,确定中心线,一般桩距介于20~50m之间,主要取决于地形的繁简情况。与此同时,每个桩号还应当明确的标识出其桩号距离以及施工标高。然后打边桩、定边线。通常情况下,中心桩确定之后,后面的边桩工作也就有了依据,一般只需要通过皮尺就可以拉出。需要注意的是,在弯道地段放线时应当采取加密桩距的处理,以提高施工的准确性。

2园林绿化工程土方地形的主要施工技术

2.1挖方

挖方过程中,必须保证每一位施工者都能够得到足够的工作面,一般以每人4~6m2为宜。进行挖土时,还必须认真查看土质情况,同时预留出一个较为合理的坡度。假若进行垂直下挖,那么松散土的范围一般应当控制在0.7m以内,如果属于中等密度者则应当控制在1.25m以内,坚硬土应当控制在2m以内,一旦已经超出了数值范围,此时应当尽快加上支撑板,也可以对于符合规定的边坡做出保留处理。挖方过程中,为了避免发生塌方,坚决禁止在土壁下向里挖土。除此之外,还需要做好对基桩、龙门板和标高桩进等部位的保护工作。对于土方进行大开挖过程中,要求挖掘机以从中间逐步向四周倒退的方式进行,与此同时开挖土方还应当随挖随装入自卸车做出倒运或者外运处理。然而从上到下依次施工,一直至达到设计高程方可。等到机械开挖在接近槽底的时候,还应当注意通过水准仪来控制标高,避免发生超挖现象。

2.2填土

填土前,首先需要把池塘或者池底等处存在的一些垃圾或者淤泥等做出彻底的清除。在此基础上对回填土做出分层铺摊以及压实处理。同时还应当结合土质、密实度设计要求等合理的设计出每层铺土所应当达到的厚度。在雨期施工过程中,应当确保做好完善的防雨处理,以防止边坡塌方。如果在冬期施工过程中,在填筑前还必须彻底清除池塘底或者人工岛底上面存在的冰雪;在距边坡表层不超过1m的区域之内,禁止使用冻土来实施填筑;在填方上层的过程中,所用土料必须选择未冻、不冻胀或者透水性好的;和常温施工不同,一般每层铺筑厚度应当降低20~25%之间,而冻土块体积则应当控制在填方总体积的15%范围以内;其粒径应当控制在150mm以内。

2.3土方压实

土方压实中应当注意观察土壤压实是否均匀,与此同时还要高度重视土壤的含水量,如果水分过多或水分过少对于压实的效果带来不利的影响;如果土壤较为干燥,还必须首先进行洒水湿润,当确定其已经达到充足的压实度后才可以做出土方压实处理。

2.4整理地形

对于绿化地中存在的各种垃圾都必须做好彻底的清除工作,如沥青、石块和水泥等;在栽植乔木或者灌木周围中,往往存在着大量的杂草,也必须对其进行清除;一般来说种植草坪深度40cm以内,应当禁止出现任何会对于植物正常生长带来影响的植物;如果绿化用地里出现了缺乏熟土问题,或生土的含量明显过大,工作人员还需要对可能种植树木的种植穴或中添加一定的草炭土,从而对于原来的土壤进行合理的改良。一旦发现适合植物生长的土层和施工设计要求的整地深度相比要低时,还应当填入一定的黄土并将其埋进去,通常情况下应以地形所需为填充标准。

3结束语

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关键词:建筑;施工场地;控制测量;技术

在建筑施工前一个准备的工作就是对工程进行放线测量,但是在测量中要保证建筑一直与地面是垂直的状态,而且建筑的形状是几何形状。在测量建筑的截面尺寸时,要注意尺寸在施工的要求内。建筑的施工放样要有一定的依据,测量控制网就能够保证测量的结果在一个标准的精度下。而测量控制网需要使用施工单位的控制红线,同时还要以其提供的建筑具体坐标为基准点。这个测量网中要包括工程的垂直度以及建筑的轴线等。

1建筑施工测量的特点

施工平面控制网既可以单独建立,也可用原有地面测图控制网替代。但由于测图网的密度和精度有时不能满足施工测量要求,需要增补控制点,并重新对网进行高精度测量,然后再以平面控制网数据测设出主轴线。

2测量坐标系统及坐标换算

2.1施工坐标系统。在设计和施工部门,为了工作上的方便,常采用一种独立坐标系统,称为施工坐标系或建筑坐标系。施工坐标系的纵轴通常用A表示,横轴用B表示。施工坐标系的A轴和B轴,应与厂区丰要建筑物或者主要道路、管线方向平行。坐标原点设在总平面图的西南角,使所有建筑物和构筑物的设计坐标均为正值。2.2测量坐标系统。目前工程建设中,测量坐标系有两种情况,一种是采用全国统一的高斯平面直角坐标系统;另一种是采用测区独立直角坐标系统如城市独立坐标系。测量坐标系纵横轴指向正北用X表示,横轴用Y表示。2.3坐标换算。建筑坐标系与测量坐标系往往不一致,在建施工控制网时,常需要进行建筑坐标系统与测量系统的换算。

3施工场地平面控制

在平面控制施工场地上有几种形式,一种是导线;一种是建筑基线;另外一种是建筑方格网,下面仔细的探讨一下这几种形式。3.1导线。因为我国所有的施工场地都普及的全站仪,因此场地的平面控制一般都成导线网的形式。而且导线的等级以及精度都要在标准的规定中,(1)如果建筑场地在1km2以上或者是场地是一个重要的工业区,那么场地建立的控制网一般都是属于一级导线网。(2)如果建筑的场地在1km2以下或者场地属于普通的建筑区,那么在场地建立的控制网属于二级或者是三级导线网。(3)如果场地使用的导线网是原来的控制网,那么要对控制网进行检测而且是反复的检测,保证控制网的准确性。3.2建筑基线。如果建筑的场地面积不大,而且布置的也不是很复杂,同时建筑场地又是属于平坦还比较狭长的,那么控制的方式采用建筑基线的形式。(1)设计建筑基线。设计人员设计建筑基线的时候,可以采用几种形式,一种是三点成“一”形;三点呈“L”形;或这是四点成“L”形,还有一种是五点成“十”形。以上几种形式是在设计基线中比较普遍的形式。a.建筑的基线应该与建筑物的轴线处于两种状态,一种是平行状态;另外一种是垂直的状态。b.建筑基线中的主要基点要保持在一个可以相互通视的状态,基线的边长在100mm至4mm之间。c.基线的主点如果不被施工所干扰,其位置就应该在主要的建筑物附近,并且要靠近建筑物。d.一个建筑基线的基线点应该在三个以上,这样可以保证检测人员可以随时查看基点的变化情况。(2)建筑基线的测设。在测设建筑的基线上,一般测量人员都会使用平面点位放样。首先在实际的场地标出基线点的具置,然后检查基线的精度以及密度,检查的方法有两种,一种是角度检查;另外一种是距离检查。如果基点在同一个直线上,那么在中间的位置上安装一个经纬仪没有经纬仪也可以安装全站仪,这样可以保证测量人员能够测量到基点的角度。当测量的角度与180度的差比24要大,那么就要适当的调整角度。如果测量的三个基点是垂直的状态,那么垂直的交点上,测量与另外一个的夹角,当角度值与90度的差比24要大,同样的也需要调整角度。在各个基点上检查轴线长度主要是检查轴线之间的距离,如果检查出的结果与设计有差别,且误差在万分之一,那么就要调整轴线之间的距离。3.3建筑方格网。对于地形较平坦的大、中型建筑场区,主要建筑物、道路及管线常按互相平行或垂直关系进行布置。为简化计算或方便施测,施工平面控制网多由正方形或矩形格网组成,称为建筑方格网。利用建筑方格网进行建筑物定位放线时,可按直角坐标进行,不仅容易求得测设数据,且具有较高的测设精度。(1)建筑方格网设计。设计建筑方格网时,首先选定方格网的纵、横主轴线,它是方格网扩展的基础,选定是否合理,会影响控制网的精度和使用,因此应遵循以下原则:主轴线应尽量选在整个场地的中部,方向与主要建筑物的基本轴线平行,一条主轴线不能少于三个主点,其中一个必是纵横主轴线交点,主点间距离宜过小,一般300~500m:纵横主轴线要严格正交成90;主轴线的长度以能控制整个建筑场地为宜,以保证主轴线的定向精度。主轴线拟定后,可进行方格网线的布设。方格网线要与相应的主轴线成正交,网格的大小视建筑物平面尺寸和分布而定,正方形格网边长多取100~200m,矩形格网边长尽可能取50m或其倍数。(2)建筑方格网的测设。在测设建筑方格网时,先要测设主轴线MON,其方法与建筑基线测设方法相同,主轴线测设好后,分别在主轴线端点安置经纬仪或全站仪,均以0点为起始方向,分别向左、向右精密测设90°。为了进行检核,还要在方格网点上安置经纬仪或站仪,测量其角是否为90°,并检查各相邻点间的距离,看其是否与设计边长相等,误差均应在允许范围之内。此后再以基本方格网点为基础,加密方格网中其余各点。

4施工场地高程控制

建筑场地的高程控制测景就是在整个场区建立可靠的水准点,形成与国家或城市高程控制系统相联系的水准网。水准点的密度应尽可能满足安置一次仪器即可测设出所需的高程点。施工场地高程控制一般布设成两级,分别称为首级水准网和加密水准网。首级水准网作为整个场地的高程基本控制,一般情况下采用四等水准测量方法,并埋设永久性标志,若因设备安装或下水管道铺设等测量精度要求较高时,可在局部范围采用三等水准测量方法。加密水准网以首级水准网为基础,可按图根水准的要求进行布设,一般情况下,建筑方格网点及建筑基线点亦可兼作加密水准网点。

综上所述,建筑中的测量工作实质上就是测绘工作,但是其工作的性质与建筑的质量有关,而且对于一个过程来说。建筑施工的全过程都要涉及到测量工作,因此在施工的场地要建立测量体系,并且保证测量的结果。

作者:韩先甲 单位:大庆市勘测设计院

参考文献

[1]毛淑杰.浅谈工程测量新技术的应用[J].中国新技术新产品,2009(4).

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桥梁设计特点

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

(1)上部卵石层含漂石,钻探时孔壁有坍塌现象,施工时应注意塌孔和漏浆问题;全~强风化层下部局部较软,性质较差,且下部岩溶发育,应注意采取合理施工工艺,防止塌孔和漏浆问题。(2)桩基采取桩长和持力层岩样力学指标双控的原则,施工中应保证桩尖置于设计规定的持力层,并达到要求深度。基础施工前应核对桩位处的地质勘察资料;施工时应加强地质监控,及时反馈岩性的变化。(3)根据管村大桥K151+740右50m地下水质分析结果,地下水在强透水性地层中对混凝土有酸型分解类弱腐蚀,在弱透水性地层对混凝土无腐蚀,在强透水性地层应采取一级防护。要求桥梁的桩基、立柱、系梁采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥,水灰比0.6,控制最少水泥用量350kg/m3,C3A<8%。依桥梁耐久性设计要求,也增加了相应结构的净保护层厚度。(4)桥址处受构造作用强烈,基岩差异风化强烈,中风化基岩面起伏变化大,应注意基岩面起伏对桩端的影响,且下部有溶洞发育,施工时应加强验槽。(5)桥墩桩基施工时,左右幅应先行施工外侧桩基至基岩面,并确定纵、横向岩面后,满足设计要求的最小嵌岩有效深度及嵌固厚度,才能判别各桩终孔标高。(6)钻孔灌注桩的承载能力与施工质量、施工工艺、施工周期直接有关,孔底沉渣及孔壁的泥皮情况将直接影响到桩端阻力和桩侧摩阻力的发挥,应合理控制泥浆配比,做好成孔后的清洗工作,控制泥皮厚度和孔底沉渣。

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关键词:湿陷性路况 黄土路基 施工技术

1.引言

我国的黄土和黄土状土地分布面积64万平方公里,占国土面积的6.6%,在黄河中游地区,形成了地层连续、厚度大、面积广的典型黄土地区,面积约为27万平方公里,其中大部分为湿陷性黄土。近年来,我国高速铁路发展迅猛,高速铁路的出现对我国传统铁路路基的设计、施工等方面提出了新挑战,在许多方面深化和改变了传统的设计观念和思想。

2.目前常用的湿陷性黄土路基施工方法

(1) 垫层法

垫层法是以灰土或素土做成垫层的处理方法,具有因地制宜、就地取材和施工简便等特点,使用较为广泛。垫层施工时,应先将处理的湿陷性土挖出,然后利用粘性土作为土料,经过筛分后,在最佳含水量的状态下,将其分层回填夯实,单层最大铺设厚度不得大于30cm。

(2) 强夯法

强夯法是一种适应性很强,既经济又简便的地基加固手段。由于处理效果显著,成本低,已成为处理湿陷性地基广泛采用的一种方法。一般采用100-200KN重锤,10-20m落距,锤底直径为2.3-3.0m,锤底静压力值为25-40kPa,湿陷性土层被消除的厚度可达3-6m。夯点一般按正方形或梅花形网格排列,间距根据试夯时单点的侧向影响范围确定。

(3) 预浸水法

预浸水法宜用于处理湿陷性黄土层厚度大于10米,自重湿陷量的计算值不小于500毫米的场地,浸水前宜通过现场试坑浸水试验确定浸水时间、耗水量和湿陷量等。

(4) 其他方法

郑西客运专线地基处理方法除采用了挖除换填、强夯、沉管水泥土挤密桩等常规地基处理措施等地基处理新措施,取得了良好的减小湿陷变形、控制沉降的效果。(郑西客专的时间已经比较久了,能否考虑改成石武客专河南段)

3.桩承式路堤在湿陷性黄土路基施工中的技术应用

3.1 桩承式路堤工作原理分析

桩承式路堤是通过桩和水平加筋体(土工格栅、土工布等土工合成材料)联合处理地基的一种新型构筑物形式。在垂直方向上,自上而下由土、桩(带桩帽)、水平加筋体(土工合成材料和垫层)和路堤填土四部分组成,所采用的桩主要是刚性桩(打入式钢筋混凝土预制桩和就地浇灌的钢筋混凝土灌注桩),不同于传统地基处理中的水泥搅拌桩、碎石桩等柔性桩和半刚性桩;但是和常规桩基础相比,取消了桩顶承台(或筏板),而以面积较小的桩帽代替;水平加筋体和砂垫层 共同作用,相当于柔性基础板,起到了调节路堤沉降、约束路堤侧向 变形、加强路堤荷载从桩间土往桩上的转移等作用。

水平加筋体与土之间存在着共同作用,水平加筋体主要处于受拉 状态,这种共同作用是通过界面摩阻力=咬合力+摩擦力+粘着力)来实 现的,也称为“张力膜”效应:在工作过程中,水平加筋体的拉力作用发挥不甚明显,拉力的发挥往往还不到其极限抗拉强度的10%;由于水平加筋体的敷设和张力膜效应,加筋体将其上土体自重连同上部荷载传递给下部桩土复合地基;由于水平加筋体自身的刚度较小,有时无法起到很好的传递作用,为此可把水平加筋体加强成垫。

3.2 桩承式路堤施工技术及工艺分析 (1) 施工工艺探讨 桩承式路堤施工,刚性桩的施工工艺包括开孔、取土、回填、 封口几个工序,可利用同一台机械连续同时进行,每台机械工作周期短。

① 桩位测放

根据设计图,在需要加固的路段,严格按照设计的桩号、排距 及桩距进行桩位测放。桩承式路堤施工桩孔直径150mm,桩长一般 3.0-8.0m,桩应嵌入原地面1-1.5m,最少不小于lm。桩距0.5m,对称 布置。

② 钻机就位

在确定所要打的桩位准确后,移动钻机就位,调整钻机,使钻头与桩位中心对齐。

③ 成孔

采用XY250型钻机、GY型钻机,采用打孔或螺旋钻成孔,孔径150mm,孔深5-10m,垂直度控制在1.5%,中心偏差小于50mm,钻孔时严禁加水。

④ 填料夯实,形成桩体

桩承式路堤施工,填料要做到随拌随用,拌好后应在2小时内成桩,否则应予以废弃。桩身夯填前,先打底夯10遍,然后用特制的量具量料进行回填夯扩(建议用高250mm,中150mm量具),不能用铁锨随意填充。每次虚填厚度25cm-30cm,夯扩时用重120kg的重锤,落距大于1.0m,夯实次数不少于7次(施工前应进行试桩来确定最佳夯击次数),压实系数)0.95。

⑤ 封孔及封口

每根桩完成至路面结构层时,应变换填充料进行封孔,采用C30 膨胀混凝土振捣密实并收光表面。

(2) 施工时质量控制及技术要求

桩承式路堤施工,是一种新型的路基加固技术,具有很好的功效。但同时要使其功效发挥的淋漓尽致也需要一定的技术来保证,因此施工中的质量和技术控制非常重要。

① 采用钻机成孔飞成孔垂直度应控制在1.5%以内,中心偏差小于50mm,成孔直径不小于设计直径,成孔深度不小于设计深度。

② 成孔和孔内回填夯实的施工顺序:当整片处理时,宜从里向外间隔进行;当局部处理时,宜从外向里间隔1-2孔进行,以起到挤密路基土的作用。

③ 桩承式路堤施工,路基采用C30混凝土标号,水泥要求32.5R普通硅酸盐水泥。

④ 夯锤重>12okg,落距>1.0m。一般情况下按照每批25-30cm虚填,夯实之7击,夯实控制以前后每次沉降量不超过5mm为最佳夯击次数。

⑤ 由于被加固地基的含水量往往较大,成孔时可能会出现缩孔现象,可在成孔过程中适量加入少量水泥,多次冲击以保证成孔质量,并在成孔后立即回填。

4.结语

在湿陷性黄土地区修建高速铁路,湿陷性黄土的物理力学性质决定了路基的沉降控制是关键,桩承式路堤作为一种新兴的地基处理形式,以其特有的协同工作机理,可以作为湿陷性黄土地区修建高速铁路的地基结构形式。本论文对于桩承式路堤施工技术展开了分析,这只是解决湿陷性黄土路基的其中一种方案,更多的高可靠性的路基施工方案及技术应用有待于我国技术人员的共同努力。

参考文献:

[1] 王其昌.高速铁路土木工程[M].成都:西南交通大学出版社,1999.

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关键词 公路施工;软土地基处理;施工技术

中图分类号U41 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)119-0091-02

目前我国关于公路工程建设的项目是一年比一年多,公路工程施工技术也不断提高。在项目施工中,地质的构造及地形条件的多样化带给了工程施工一定程度上的难度,尤其是公路软土地基的施工所受的影响极大,而造成公路大型构造物处于危险境地和路堤坍塌下沉等的主要原因是软土,软土具有各种对公路不利的特征,不仅使路面受到严重的破坏,而且带给行人诸多不便。所以,高等级公路施工必须加强处理不良地质所带来的影响。下文将通过对地基特点、处理技术、施工技术进行分析,以便对不同地段采取相应的措施。

1 软土在公路施工中的特点

软土本身空隙大、强度低、天然含水量丰富的特性影响到了公路建设质量,下面将对软土在公路施工中的特点进行简要总结:1)变形大。软土在公路施工中,由于其抗剪强度较低,经受不了外界所引起的振动,外界的干扰不仅极易使其结构变形,而且使地基侧向下滑,从而造成地基一定程度低下沉及基础下土体发生挤出的现象;2)沉降不均匀。软土在积沉的过程中受到环境的影响而形成的微层里构造,软土中间层是由一些砂层和粉土组成的,所以该层是既有利于软土的凝结与下沉,然而与该层之相较之下,软土的下降较小,从而发生了路基沉降不均匀的现象出现;3)透水性低。虽然软土的含水量极高,然而在极易透水,尤其是在垂直方向透水量非常低。透水性低不仅不利于对地基固结的排水,而且不利于地基每级载荷的稳定4)压缩性极高。软土具有极高的压缩性,一般情况下,其压缩系数为0.7~1.5MPa-1,而最高压缩系数可达3.5MPa-1。其在公路建设荷载中具有建筑物沉降量大但不均匀、沉降稳定时间长作用效果。

2 公路施工中软土地基的处理原则

对公路工程进行施工的过程中,一旦遇到软土地基,应遵循相关的合理原则对其进行科学而有效的处理。1)要遵循经济合理的原则,对选择软土地基处理方法的过程中,应结合工程施工现场环境的具体情况、对环保保护的要求、机械设备条件、材料供应情况以及施工进度等各方面进行综合考虑,在保证软土基的处理质量满足工程项目的要求的基础上,还要考虑到其经济性,以使整个公路工程的施工成本得到有效控制;2)要坚持因地制宜的原则,工程施工需要较低多材料,因此,施工过程中,应尽可能就地取材,以使材料的运输成本得到一定降低,此外,为了使工程的总工期得到一定缩短,还应尽可能减少地基的处理时间,以在最大程度上降低工程施工的总成本。

3 分析公路施工中软土地基的处理技术

对路堤荷载进行减重。减轻路堤荷载应从五个方面进行考虑:1)(1)地基荷载的密度。减小地基荷载密度对于路堤载荷是非常有利的;(2)沉降量和效压力的减少有益于减轻地基载荷;(3)为了达到减轻路基固定载荷的目标,必须符合公路设计的要求,降低公路路堤标高,减少路堤规模。(4)路堤材料选用轻质材料。轻质材料有效的减少了路堤的下沉,并提高了其抗剪能力;2)严格对软土地基施工质量控制,在工作后的修补工作一定要及时检查问题并解决。修补路堤的工作,不仅要对地基沉降不均匀进行调整改善,而且还需根据施工设计的标准对路堤进行修补,更好的保证公路建设的质量;3)关于公路施工的措施:(1)平整现场工地。首先沿着路基的路基坡脚排挖,目的是排除地表水。通过铺砂层进行平整,这样不仅施工便捷,而且也不受泥水的破坏;(2)对塑料排水管施工。施工之前,由于需在路基横向及纵向布置标志桩,并在正确的位置上进行插板施工,所以必须确保塑料排水板位置的准确性;4)关于换填片石的施工。该方式是通过完全挖开处理,虽然不会留下潜在性的危害,但是所花费的费用极高。所以对于一般的地下水位应采取回填素土的措施;5)关于粉喷桩的施工。如果软基较深,采用挖出填换的方式,将会使工程量加大,而采用粉喷桩的工作方式,不仅效果较好,也会省掉许多工作量。粉喷桩通过利用原状土与粉体物质作用加固材料来进行搅拌,经过化学反应而变成具有高强度的混合柱体,使路堤有足够的强度支撑。

4 公路软土地基的施工技术关键点

公路施工单位针对软土地基存在硬化、离析、侵蚀等问题进行解决,主要施工技术的措施有以下几点:1)确定配比的合理性。配比是否合理将会引发地基出现裂缝、膨胀、沉降等问题,所以要求试验工程师在原料的配比工作中必须严格对软土地基的强度及稳定性进行详细的研究分析,更好的避免上述问题的出现;2)建立高效的排水系统及加压系统。排水的畅通才能顺利进行公路施工建设,不仅要及时的引出地基中存留的水,还要对地基排水固结的问题加快解决。此外,还要利用加压系统对土体进行施加载荷,更快的解决沉降固结的问题;3)利用沉降处理技术解决施工问题。在公路施工建设的过程中,软土地基时不时就会发生不均匀的沉降现象,如果该现象得不到有效的解决,不仅会严重破坏路面的稳定结构,而且将会给行人及交通工具带来危险。下面对该问题几点处理措施:(1)采用石灰技术。该措施的使用,必须按照标准的操作流程,利用人工和机械清理软土,然后填放石灰并回填碾压。由于生石灰具有强吸湿性,所以可使软土表层具有的抗震、抗裂的性能,并且提高软土密实度;(2)采用管桩技术。为了避免在厚度极大的软土区域填土施工,可采用该技术。管桩技术通过与预应力管桩技术的结合,按照标准的施工规范进行施工;(3)采用铺垫技术。采用铺垫技术施工,主要通过利用经过砂层处理过渡段的软基,用以使路基的排水性能得到提高。由于在填土施工过程里会增加软土路基的负荷力,加强了路基内的材料的紧密型,更好的提高了软土地基的强度;(4)采用养护技术。公路软土地基的养护,需要安排专业的工作人员严格按照养护规定进行操作和进行相关的养护工作,使工程质量得到保证。

5 结论

综上所述,地基是公路工程建设的重要因素,就软土地基而言,其是公路工程建设中的难点。软土地基施工十分艰巨,不仅要对各种存在的问题进行分析解决,还要从地基、建筑、使用、施工等各个方面进行深入研究并制定科学的施工方案。在施工过程别需要注意对不良地质的情况进行有效地处理,提高软土地基的强度,改良软土的湿度性,使软土地基有足够承载力的同时,也使路基整体强度的到增强和稳定,不仅保障了公路施工质量,而且为出行的人们及运输行业提供安全的保障服务。

参考文献

[1]王洪志.浅谈市政道路软土路基处理技术应用[J].黑龙江科技信息,2011(9):26.

[2]朱家林.研究软土地基沉降问题的处理策略[J].上海市政工程,2010(9):24.

[3]文光鑫.试析市政道路软土地基施工方法[J].大陆桥视野,2010(6):32.

[4]殷宗泽,龚晓南.地基处理工程实例[M].北京:中国水利水电出版社,2011(11):33.

[5]姜殿坤.浅谈道路工程中软土地基的加固方法[J].黑龙江科技信息,2009(10):31-33,26.

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关键词:路桥过渡段;路基;施工技术

我国已投入的各等级公路的路桥过渡段,普遍存在桥头跳车的现象,即使差异沉降很小,对行车安全、速度、舒适度都有直接的影响。尤其在高填方地段、软土地基地段及路面排水条件较差地段该现象更易发生。容易引起桥头跳车现象影响路桥沉降的因素为:路桥过渡段路基的沉降造成路面标高的变形。

路桥过渡段的质量问题不仅关系到行车安全,而且桥头跳车也会使桥梁本身受损,增速桥梁问题的发生,如出现伸缩裂缝、损坏桥台台背等。所以掌握好路桥过渡段路基路面施工技术尤其重要,在施工过程中要严格遵循相应的施工技术要求,按照施工标准进行施工,以保障工程质量。

1 路桥过渡段路基沉降类型的分析

1.1 不均匀沉降。一般引起路桥过渡段出现不均匀沉降的原因是坡度处理上有问题,或者是因为桥台和路基的过渡段没有处理好,产生台阶型不均匀沉降,不均匀沉降会使车辆行驶明显感觉到颠簸。

1.2 中间低于两边。如果路基结构的承载力不够,车辆多次行驶后产生的荷载使路面出现中间低于两边的变形情况。长期如此,就会路桥行驶功能会越来越差。

1.3 沉陷或变形。路桥过渡段很容易出现沉陷和变形的问题。桥台、引导错台等下沉,甚至会出现路面不平、裂缝或者积水问题。这些问题都会给车辆行驶带来行车不稳定、强烈颠簸、严重噪音等问题。

2 路桥过渡段地基变形机理分析

2.1 台背地基变形机理。桥涵结构地基土壤的空隙大、强度低、含水量大、压缩性大,所以桥头段的路基多发生变形。一般来说,桥头段路基填筑高度会高出5-10 cm,但是这增加的一部分又给基底增加了荷载,进而容易发生地基沉降。也就是说,在土容重没有变化的情况下,地基沉降变形的可能性随着填土高度的增加而增加。

2.2 路堤变形机理。黏性土常用在公路施工中的台背回填,但是土体的压实度也就是实密度常常受到现场施工条件的影响。而且土方的含水量也达不到施工要求,会埋下沉降的隐患。公路在施工过程中受到自重和车辆荷载作用,路基密实性会随之增加。土体的弹塑性会有别于混凝土浇筑的桥台,因此两者的刚度不一样,很容易产生不同的塑性累积变形。

2.3 桥头搭板导致的沉降。桥头搭板会出现弹性支撑,支撑点在牛腿上,路基的部分土体,因为靠近桥台,承受的应力也相对较小,所以产生不均匀受力。在纵向层面,汽车荷载会不断运动,路基应力将会出现两个峰值,一个在汽车荷载作用的位置,一个在搭板支撑的路基段。特别是汽车移动到搭板末端时,路基的纵向应力随之变大,塑性变形程度也最大,常常容易发生过量沉降现象。

3 路桥过渡段路基施工技术要点分析

3.1 搭板。路面厚度和刚度随着车辆负荷而慢慢变化,通常情况下,搭板的设计长度大于80cm,板可以和路基顶面保持平行,使桥面层底标高和搭板顶面标高相同,不仅能够解决桥梁和路基刚柔过渡问题,还能保持桥台连接处和搭板相同的标高。搭板在设计的过程中要考虑台背地基、台背回填材料、台背回填高度与其他结构物的相邻情况等多种因素。搭板混凝土顶面和基层顶面之间保持的距离要大于10cm。

预留反向坡度是设置搭板的一个重要方法,是将搭板和桥台的连接处的标高设置成相等的,将路面的连接段标高提升,形成一个预留反坡度。反向坡主要根据道路桥梁之间的沉降差,即确定坡度大小,在线路纵断而处于平顺状态的前提下,确定该道路桥梁工程的路基沉降差。

3.2 连接桥台和搭板。(1)在搭板和台背间布设水平拉个和竖直锚栓可以防止搭板沿着纵向滑移,导致桥台处凹陷。工程中常用22号钢筋、设置的钢筋之间的距离是75-80 cm。为了能够取得更好的效果可以保持限制位移和水平拉杆方向上的一致性。(2)支座通常采用板式橡胶,间距控制在80cm左右,在搭板近台端下方铺设油毡垫层,大约1-2 cm厚度。(3)倒角主要是为了防止搭板转动损伤道路及路面结构,将近台端上缘和牛腿上边缘为成角。(4)使用填缝材料避免雨水渗入,常用的有油浸甘蔗板、玻璃纤维等。

3.3 后台填筑。道路桥梁的桥台沉降和桥头填土往往都会有一定的差异性,这种差异性很容易导致接口产生阶梯状缝隙结构,使车辆行驶容易产生颠簸。后台填筑需要注意的问题非常多,包括路基路面的填实和压实工艺等,最主要的施工技术要严格、精准,才能确保施工质量。填料的选择要根据土壤的液限和塑限进行联合测定,再进行筛分和击实试验。填实材料中砂性土和石灰土硬度高,压实性好,经常在工程中大量使用。如果填实材料和压实工艺没有达到工程需求,将会引起路面沉降,影响到行驶车辆的安全性,甚至对路桥本身产生较大的冲击力。

3.4 路基路面。控制桥头跳车的重点是控制桥背软弱地基施工。软基处理的技术工艺众多,包括超载预压法、减少附加应力法、排水固结法、深层搅拌法、高压喷射注浆法等,这些技术的本质是提高地基承载能力,减少沉降。软土质桥台通常采用桩基础来进行加固。因为如果软土质层较厚时,回填材料会出现侧向挤动的现象,对基桩实施水平压力,使桥台产生水平位移或者转动,对伸缩缝和支座都有较大的影响,甚至损坏桥而和桥台。这种情况下,应使用轻质填料,增强地基土或者桩基。

3.5 台背排水。桥台路基渗漏是造成桥台跳车的一个因素。水分子会降低路面结构和地基结构的稳定性。所以台背施工的过程中要根据台背资料、施工降雨特征、渗水量等设计一个良好的排水方。台背填筑的时候可以在基底上设置泄水管或者盲沟,把水排向路基外或者桥头锥坡外。

4 结语

路桥过渡段路基路面产生不均匀沉降、出现桥头跳车已经成为道路施工中普遍存在的问题,并且对交通安全等各个方而危害较大,施工过程中要根据施工环境条件和技术条件,做出合理设计。再加强各个施工环节中的用料、顺序、机械、作业而等,进行综合防治,减少桥头跳车、车辆颠簸等状况,提高车辆行驶的安全性和舒适性。

参考文献

[1] 马丽莎,尹晔.当前路桥沉降段路基路面施工技术探究[J].城市道桥与防洪,2013(07).

[2] 何杨闽,傅程辉.有关公路桥梁沉降段路基路面的施工技术研究[J].城市道桥与防洪,2013(07).

[3] 马东旭.道路桥梁沉降段路基路面施工技术[J].公路交通科技(应用技术版),2015(01).