vp建筑论文钻孔灌注桩水下混凝土施工要点.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流vp建筑论文钻孔灌注桩水下混凝土施工要点.精品文档.钻孔灌注桩水下混凝土施工要点目前,钻孔灌注桩在沿海地区工程中广泛使用,工艺日趋完善。钻孔灌注桩的水下砼灌注是成桩的关键环节,但往往由于施工工艺不当,断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题也时有发生。因此,运用科学、实用的砼灌注工艺以确保工程质量显得极为重要。 如某广场6号楼桩基工程采用钻孔灌注桩(800,桩长7062米)共121根,围护采用钻孔灌注桩加水泥搅拌作为止水帷幕(700,桩长1350米)共176根。钻孔灌注桩数量大,桩身长,施工质量的优劣直接关系到桩基和围护工程质量,关系到整个工程
2、的质量,由于我们正确地选用了科学合理的施工工艺,使钻孔灌注桩单桩静载试压全部优良。现对其施工作以下要点分析: 一、水下灌注砼的性能参数(一)砼原料粗骨料宜选用卵石,石子含泥量小于2,以提高砼的流动性,防止堵管。(二)砼初凝时间一般砼初凝时间仅35小时,只能满足浅孔小桩径灌注要求,而深桩灌注时间约为57小时,因此应加缓凝剂,使砼初凝时间大于8小时。(三)砼搅拌方法和搅拌时间为使砼具有良好的保水性和流动性,应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后,先开动搅拌机并加入30的水,然后与拌合料一起均匀加入60的水,最后再加入10的水(如砂、石含水率较大时,可适当控制此部分水量),最后加水到出料时间控
3、制在6090秒内。(四)坍落度选择 坍落度应控制在18020毫米之间,砼灌注距桩顶约5米处时,坍落度控制在160170毫米,以确保桩顶浮浆不过高。气温高,成孔深,导管直径在250毫米之内,取高值,反之取低值。二、砼灌注操作技术(一)首批砼灌注砼灌注量与泥浆至砼面高度、砼面至孔底高度、泥浆的密度、导管内径及桩孔直径有关。孔径越大,首批灌注的砼量越多,由于砼量大,搅拌时间长,因此可能出现离析现象,首批砼在下落过程中,由于和易性变差,受的阻力变大,常出现导管中堵满砼,甚至漏斗内还有部分砼,此时应加大设备的起重能力,以便迅速向漏斗加砼,然后再稍拉导管,若起重能力不足,则应用卷扬机拉紧漏斗晃动,这样能使
4、砼顺利下滑至孔底,下灌后,继续向漏斗加入砼,进行后续灌注。(二)后续砼灌注后续砼灌注中,当出现非连续性灌注时,漏斗中的砼下落后,应当牵动导管,并观察孔口返浆情况,直至孔口不再返浆,再向漏斗中加入砼,牵动导管的作用如下。1、有利于后续砼的顺利下落,否则砼在导管中存留时间稍长,其流动性能变差,与导管间磨擦阻力随之增强,造成水泥浆缓缓流坠,而骨料都滞留在导管中,使砼与管壁摩擦阻力增强,灌注砼下落困难,导致断桩,同时,由于粗骨料间有大量空隙,后续砼加入后形成的高压气囊,会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水,有时还会形成蜂窝状砼,严重影响成桩质量。2、牵动导管增强砼向周边扩散,加强桩身与周边地层的有效结合,
5、增大桩体摩擦阻力,同时加大砼与钢筋笼的结合力,从而提高桩基承载力。(三)后期砼的灌注在砼灌注后期,由于孔内压力较小,往往上部砼不如下部密实,这时应稍提漏斗增大落差,以提高其密实度。三、砼灌注速度在控制砼初凝时间的同时,必须合理地加快灌注速度,这对提高砼的灌注质量十分重要,因此应做好灌注前的各项准备工作,以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。公路旧桥加固与管理 公路旧桥具有荷载等级低、使用年限长的特点.从技术资料分析,大多数桥梁是三不知:不知基底 地质;不知基础深度;不知隐蔽部分的尺寸。从桥梁技术状况分析,由于河床屡遭洪水冲刷,河床底 部加深,桥梁墩台基础外露、冲空,产生不均匀沉降,导致桥台、拱
6、圈产生附加应力而出现开裂,有的甚至出现开合现象;有的桥梁由于桥台较高,受行车及台后土压力的作用,桥台出现开裂、凸肚等病害;桥面混凝土铺装层由于使用时间长加之重车作用,导致开裂、剥落等病害。按桥梁技术状况来评定大多属三类桥梁.随着国民经济的发展和重点工程的建设,目前公路桥梁所承受的负荷有3个特点:交通量不断增大;重型车辆增加及超载现象严重;超限运输 的出现和增加。按现在桥梁和运输状况,桥梁的承载能力和通过的车辆荷载是公路与运输的矛盾之一。旧桥加固,提高旧桥的承载能力,确保交通运输的安全是目前和今后面临的任务。自1984年以来,我单 位3次完成超限运输旧桥加固及大中型危桥的维修 加固工作,在公路旧
7、桥加固和管理方面取得一些经 验,本文按桥梁的组成部分介绍桥梁的加固方法。 1、塞缝灌浆 塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、 环氧树脂(砂)浆,通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍,产生裂缝的原因很多,也很复杂。结构物一旦出现裂缝,其受力截面 发生应力重分布,也就意味着受力有效截面变小,结构应力增大,承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料 把结构的裂缝填满,使力的作用、传递尽可能恢复到 原状态。 塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等,具体采用哪一种,应视实
8、际情况而定。通常水泥(砂)浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥(砂)浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,粘结性好;环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。塞缝灌浆的通常做法是:先用1:1水泥砂浆勾 缝,勾缝时须预留直径约68mm的灌浆孔,孔距视裂缝宽度而定,缝宽处孔距为o6一I。o m,缝小处孔距为0406m。待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。钢筋混凝土梁的裂缝较小,用环氧树脂勾缝,凡大于o2mm的裂缝都要留孔灌浆,孔距一般为o25一o30m,灌浆方法与灌水泥浆大致相同。 我们采用灌水泥(砂)浆的方法加固了三那线
9、上的长虹桥(一孔112254m石拱桥)的主拱圈、腹拱上的裂缝以及30余座(道)桥涵裂缝;采用灌环氧树脂(砂)浆加固了三那线的锁龙寺桥(全长632m的 钢筋混凝土双悬臂梁桥),新邱线上的江边大桥(钢筋混凝土现浇T梁桥),屏八线的白河桥(钢筋混凝土T梁桥)等。在公路旧桥加固中,塞缝灌浆是综合处治的方法之一,用得比较普遍,通过试载及使用观 察,效果较好。 2、上部结构改建 在调查研究旧桥的基础上,经过技术、经济比较,采用充分利用原桥进行拼宽,利用桥台将拱式结 构改为板式结构的加固方法,使其满足超限运输要求。21 拼宽原桥 对验算不能满足超限运输要求的旧桥,经技术经济比较后,按实际通过的超限运输荷载设
10、计拼宽桥梁,以确保超限运输安全。如三那线K186十325处的龙亩沟桥为一孔石拱桥。右边部分于1940年修建,净跨92m,宽6.4m;左边部分于1966年拼宽修建,净跨80m,宽2.5m。经验算左边部分能够满足超重车通行,加固方案为在左边紧靠1966年修建的石拱桥拼宽 3.4m,使其共同受力,供超限车辆通过。设计应考虑与原桥协调,则拼宽部分的桥台高 度、跨径、矢跨比等均与1966年拼宽的石拱桥相同,荷载按超重车考虑。22 利用原桥台改拱式结构为板式结构 对于小跨径石拱桥,由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降,致使拱圈开裂,降低承载能力,可采用此办法。如三那线K206十398
11、处瓦窑桥,为一孔5m,矢 跨比为l4的石拱桥,拱圈厚0.4m,拱上填土高度 为0.2m,由于基础发生不均匀沉降,致使拱顶关门石下落l cm,两端头子石开裂。在确定加固方案时,考虑到拱上填土较薄,不能满足拱上加板的要求,因此采取拆除桥面铺装、石拱圈,并将原桥台起拱线以上部分的填土、侧墙拆除,然后加高桥台至设计标高,按超限荷载设计钢筋混凝土预制板的加固方法。如果拱上填土高度能满足加钢筋混凝土板的要求,可不拆除石拱圈,钢筋混凝土预制板的板底距拱顶的净距要求不小于5cm。我们采用此方法加固了14 道石拱涵。采用以上两种方法加固的桥涵,通过试载及重车通行,经观察加固效果较好。 3、 旧桥下部结构加固 桥
12、台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土 压力作用,常见病害有桥台开裂、凸肚,翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小,水流不大的石拱桥,我们采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。如三那线K139十723处,建于1940年的8m 石拱桥,桥台高672m。由于桥台太高,且位于长 距离的高路堤纵坡上(桥面纵坡达55),在行车和土压力的共同作用下,使两岸桥台和靠那发岸拱脚开裂,三岔口岸桥台条石多处开裂,且下部明显凸肚。经分析比较,确定采用钢筋混凝土框架加固桥台:(1)沿横桥方向对在岸桥台各设置4个钢筋混凝土立柱,联接4排钢筋混凝土横系梁紧靠桥台;(2)顺桥向则对应于立柱设4排支撑梁,并将所有立柱 伸入拱高
13、13处。设计的基本假设:鉴于原桥当时尚在维持正常 的交通运输,台背填土破坏棱体引起的主动土压力由原桥台承担,框架结构仅承受在破坏棱体范围内布置超重车所引起的主动土压力。我们用此方法又加固了4座(道)石拱桥(涵)。在后来的应用中,取消了钢筋混凝土立柱,仅在桥台上凿出牛腿的位置,将横系梁、支撑梁、牛腿一起现浇成平面支撑框架,这 不仅减少了工作量,而且施工方便。 采用这种方法加固的桥涵,经多次实地观察,使用效果良好。 4、 旧桥基础加固 桥梁基础特别是天然地基上的浅基础,由于埋置深度较浅,易受河水冲刷而淘空。受河水改道冲刷桥梁引道,导致桥台基础冲空,引道被毁。桥梁地基局部软弱,致使桥台发生不均匀沉降
14、,引起桥台开裂等。针对以上病害,我们采取对河床用浆砌片石进行铺砌,上游河床设置丁坝,打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。 41 防治桥台基础冲刷 对于跨径较小的桥梁,由于河水改道,洪水直接 冲刷桥台基础,导致基础冲空甚至掉脚,可采取在桥跨范围内满铺15号片石混凝土的方法进行加固,铺砌厚度为30 cm,铺砌两端设置截水墙,截水墙的深度为1m,宽度为06m。采用该法共加固桥涵8座。对于桥梁上游河床变迁、水流改道,洪水直接冲刷桥台基础和桥台引道,导致桥台基础冲空、引道被毁的桥梁,采取在桥梁上游适当位置设置丁坝等调治构造物,将河水导入主河道。如那南线K44+962.2处的金水河桥,为一孔21m钢筋混凝土
15、梁桥,由于上游河床变迁,造成岸桥台基础冲空、引道被毁,经实地调查和分析,采取在上游河段那发岸侧设置两道丁坝:第一道丁 坝采用漫水丁坝,并按正挑布置;第二道丁坝为不漫水丁坝,并按下挑30度布置,丁坝的长度采用河宽的25。由于该桥上游河段较宽,且南棵岸地质为岩石,因此,采用丁坝方案是适宜的。 42 扩大基础加固法 位于三那线K153+790处的栏板桥为一孔5m石拱桥,建于1940年,桥宽6.0m,1978年用钢筋混 凝土梁板在左、右两侧各拼宽3.0m,拼宽的3.0m 中,一半作为行车道,另一半作为人行道。该桥三岔口岸左半部分桥台开裂,裂缝为上宽下窄,经分析此病 害系地基软弱所至,经调查,此处原是深
16、水塘,为减小基底应力,采用扩大基础进行加固,具体做法:(1)挖除桥台前的淤泥,深度与原基础高度相同;(2)在基底打入4m长的木桩,木桩按梅花型布置;(3)在木桩顶铺垫25cm厚的碎石;(4)浇筑20号混凝土基础,新旧基础间采用锚固钢筋联系,使其共同受力。 5、 桥面铺装层的加固 桥面铺装层开裂或剥离等病害,对于钢筋混凝土梁板桥容易使钢筋锈蚀,减弱桥梁的横向整体性;对于石拱桥,由于桥面雨水下渗,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出现渗水现象等;同时由于桥面铺装层的破损,引起桥面平整度差,车辆通行时,使桥梁产生震动,对桥梁产生不利影响,同时又加重了桥面 铺装层的病害。根据桥梁的具体情况,采用不同的加固
17、方法,对于使用年限长、破损严重的采用拆除、修复的加固方案。而对于病害较轻,使用年限短,且混凝土强度仍符合设计要求的则先处治病害,在不降低设计荷载标准的前提下可采用加铺沥青碎石层的方案。如三那线K224+350处的长虹桥,建于1961 年,桥面混凝土铺装层由于使用年限长、强度低,导致多处开裂甚至破碎,雨水下渗,主拱腹形成长20 余cm的石钟乳,车辆通过时对桥梁的冲击振动大。加固方案为2(1)采用静态爆破法,对称逐块地拆除混凝土铺装层;(2)采用半幅对称施工;(3)对称逐块浇筑30号混凝土铺装层。采用此法还加固了勋坪线 的三家河桥。三那线K235+600处开远禄丰乡桥,为3孔 168m现浇四梁式钢
18、筋混凝土T梁桥,桥面铺装层 多处开裂,采用凿除混凝土铺装层直至梁顶,将梁顶凿毛并清洗干净,浇筑25号厚10cm的混凝土,并布置钢筋规格为由6i 5mm间距为15cnl的钢筋网,在每跨的跨中横向和桥中线处设置缩缝,支座处设伸缝,并布置传力杆,通过加固使主梁的承载力和刚 度均有提高。晋思线K247+000处阿土大桥,为5孔36m预制钢筋混凝土T梁桥,改建于1991年。桥面铺装为25号混凝土,共出现43条纵、横裂缝,经实地调查分析,混凝土标号符合设计要求,使用时间不长,该处最高气温达56,温差大,认为引起混凝土开裂的主要原因是温差。通过对该桥的全面验算,采用对桥面病害处治后,加铺3cm厚AM10改性
19、沥青碎石层的 加固方案,具体做法:(1)清缝、灌环氧树脂浆;(2)洒粘层沥青;(3)铺筑3cm厚改性沥青碎石层。 6、公路旧桥的管理加强公路旧桥的管理,并进行维修和加固,使其处于正常的工作状态,充分发挥旧桥的作用,是公路管理部门的一项主要任务。对于旧桥的超限运输管理工作具有工期短、要求高、工程量较小、前期工作量大等特点,公路超限运输一般是为国家或省的重 点建设工程服务,我们的经验是:(1)对于经常过大件的路段,桥梁进行重点检查和管理,收集原始档案材料,掌握其动态;(2)在施工中注意抓重点、制约工程;(3)重视加固工程中原始资料的收集和整理工作,为今后的加固工程积累经验;(4)充分调动基层单位的
20、积极性,正确处理责、权、利的关系。笔者认为公路旧桥的维修加固同样属于桥梁工程,不能重建轻养,旧桥的加固比新建还难,因为旧桥的维修加固,没有现成的规范,更没有可供使用的标准图,桥梁的病害又错综复杂,病害原因难以确定,因此,应充分重视公路旧桥的管理工作,加大资金投入,使其保持良好的工作状态,确保公路运输的安全。目前制约旧桥加固工作的主要因素是资金问题,在养路资金紧缺的情况下,投入到旧桥加固上的资金更加有限,现在的作法是省公路局将大中型桥梁作为计划单列,而从我单位的实际情况看,小桥的数量约占桥梁总数的90,且小桥的病害也比较严重,对小桥的维修、加固需要投入大量的资金,为此建议采用以下办法逐步解决:(
21、1)省公路局应加大对大中型桥梁加固资金的投入,并将属于危桥的小桥纳入这个范围,集中资金重点解决危桥的加固;(2)对于桥梁的小修保养,应纳入公路小修保养议标中,特别是实行养路工程费制后,可将各段管养的桥梁编入小修保养工程量清单内,对站(所)不能承担的浅析超载车辆对路面的影响路面使用寿命的长短,主要取决于3个方面的因素,其一为结构的合理性;其二为施工质量的优劣;其三为运营车辆的型式是否与设计要求车型相一致。有关结构与施工质量对路面的影响,已有大量的文章进行剖析,这里仅对第三个问题,即超载车辆对路面的影响进行讨论。近20年来,特别是改革开放以来,公路事业有了较大的发展,特别是高等级公路的发展更快。然
22、而伴随着公路的发展,交通量的增加更加迅猛。在现有交通量的构成中,中型以上载货车辆占6070,且有继续增长的趋势。由于受经济利益的驱动,载货车辆中,除空车外,80有超载现象,特别是一些运煤车辆及矿业车辆超载率从50200不等(见表3)。正是这部分超载车辆加速了路面的破坏,使得大修期变短,养护费增高。交通部门认识到了超载车辆对道路的危害,提出了一些限制车辆超载的规定,但由于执法不严,收效甚微。所以,分析超载车辆对路面的影响,引起全社会的关注十分必要和迫切。超载车辆对路面设计弯沉值和厚度的影响现行公路沥青路面设计规范是以设计弯沉值为路面整体刚度的控制指标,对高速公路、一级公路的沥青面层、半刚性基层、
23、底基层进行弯拉应力验算;采用多层弹性层状理论公式进行计算,并以BZZ-100为设计标准轴。各种车辆采用下式进行轴载换算:式中:N-标准轴载的当量轴次;n1-被换算车型的各级轴载作用次数(次日);p-标准轴载;p1-被换算车型的各级轴载;c1-轴数系数;c2-轮组数(单轮组为6.4,双轮组为1,四轮组为0.38)。公式中除p1以外均为定数,p1的变化,是随车辆所拉货物的重量而变的。一辆额定吨位的东风EQ-140载重汽车折算为BZZ-100标准轴的数量为:N11(69.2100)4.350.2016(次)而一辆额定吨位的黄河JN-150载货汽车折算为BZZ-100标准轴的数量为:N16.4(491
24、00)4.3511(101.6100)4.351.3589(次)尽管黄河JN-150额定吨位较东风EQ-140额定吨位只多3.26吨,但折算为标准轴时,一辆黄河车却是一辆东风车的7.3倍。近年来,载货汽车的超载情况日趋严重,造成p1增大,按超载50、100、200用公式 (1)进行当量轴次换算时,结果如表4,从表中可以看出,当车辆超载50时,标准轴的数量 增大约3倍,当车辆超载一倍时,标准轴的数量增大67倍,当车辆超载两倍时,标准轴的数量增大2325倍。可见车辆的超载对折算后标准轴数量影响很大。路面设计弯沉值Ld是表征路面整体刚度大小的指标,是路面厚度计算的主要依据,采用下式计算:Ld600N
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