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2011版市政书知识点总结 Bbs.jzrc.net 2011市政新版书知识点总结 历年分值分布 知识点 2010 2009 2007 2006 2005 2004 市政公用工程技术 城镇道路工程 16 8 8 5 6 10 城市桥梁工程 27 13 17 27 5 9 城市轨道交通工程 8 10 3 12 7 8 城市给水排水工程 8 15 12 6 4 6 城市管道工程...

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Bbs.jzrc.net 2011市政新版书知识点总结 历年分值分布 知识点 2010 2009 2007 2006 2005 2004 市政公用工程技术 城镇道路工程 16 8 8 5 6 10 城市桥梁工程 27 13 17 27 5 9 城市轨道交通工程 8 10 3 12 7 8 城市给水排水工程 8 15 12 6 4 6 城市管道工程 28 5 7 20 12 7 生活垃圾填埋处理工程 3 17 2 2 2 市政公用工程 项目管理实务 质量管理 24 39 10 25 4 38 安全管理 5 31 30 36 20 合同管理 17 11 30 5 10 12 进度管理 18 26 22 11 42 12 成本管理 5 13 20 8 现场管理 4 8 20 资料管理 5 2 市政公用工程法规、 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 相关法律法规 6 1 6 3 3 相关技术规范(程) 7 1 4 8 1 3 1K411000 城镇道路工程 1K411010 城镇道路工程结构与材料 1K411011 掌握城镇道路分类与分级 一、城镇道路分类 (一)城镇道路的功能是综合性的,为发挥其不同功能,保证城镇的生产、生活正常进行,交通运输经济合理,应对城镇道路进行科学的分类。 (二)分类方法有多种形式,根据道路在城镇规划道路系统中所处的地位划分为快速路、主干路、次干路及支路(参见表1K411011);根据道路对交通运输所起的作用分为全市性道路、区域性道路、环路、放射路、过境道路等;根据承担的主要运输性质分为公交专用道路、货运道路、客货运道路等;根据道路所处环境划分为中心区道路、工业区道路、仓库区道路、文教区道路、行政区道路、住宅区道路、风景游览区道路、文化娱乐性道路、科技卫生性道路、生活性道路、火车站道路、游览性道路、林荫路等。在以上各种分类方法中,主要是满足道路在交通运输方面的功能。 (三)我国现行《城市道路设计规范》CJJ 37以道路在城市道路网中的地位、交通功能为基础,同时也考虑对沿线的服务功能,将城镇道路分为四类,即快速路、主干路、次干路与支路。 快速路,又称城市快速路,完全交通功能服务,是解决城市大容量、长距离、快速交通的主要道路。 主干路以交通功能为主,为连接城市各主要分区的干路,是城市道路网的主要骨架。 次干路是城市区域性的交通干道,为区域交通集散服务,兼有服务功能,结合主干路组成道路网。 支路为次干路与居住小区的连接线路,解决局部地区交通,直接与两侧建筑物出入口相接,以服务功能为主。 二、城镇道路分级 现行《城市道路设计规范》CJJ37规定:除快速路外的各类道路根据城市规模、设计交通量、地形等分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。一般情况下,大城市应采用各类指标中的Ⅰ级标准,中等城市应采用Ⅱ级标准,小城市采用Ⅲ级标准。 三、城镇道路路面分类 (一)按结构强度分类(参见表1K411011) 1.高级路面:路面强度高、刚度大、稳定性好是高级路面的特点。它使用年限长,适应繁重交通量,且路面平整、车速高、运输成本低,建设投资高,养护费用少,适用于城市快速路、主干路、公交专用道路。 2.次高级路面:路面强度、刚度、稳定性、使用寿命、车辆行驶速度、适应交通量等均低于高级路面,但是维修、养护、运输费用较高,城市次干路、支路可采用。 城市道路分类、路面等级和面层材料表IK411011 城市道路分类 路面等级 面层材料 使用年限(年) 水泥混凝土 30 快速路、主干路 高级路面 沥青混凝土,沥青碎石、天然石材 15 沥青贯入式碎(砾)石 12 次干路、支路 次高级路面 沥青表面处治 8 (二)按力学特性分类 1.柔性路面:荷载作用下产生的弯沉变形较大、抗弯强度小,在反复荷载作用下产生累积变形,它的破坏取决于极限垂直变形和弯拉应变。柔性路面主要代表是各种沥青类路面,包括沥青混凝土(英国标准称压实后的混合料为混凝土)面层、沥青碎石面层、沥青贯入式碎(砾)石面层等。 2.刚性路面:行车荷载作用下产生板体作用,抗弯拉强度大,弯沉变形很小,呈现出较大的刚性,它的破坏取决于极限弯拉强度。刚性路面主要代表是水泥混凝土路面,包括接缝处设传力杆、不设传力杆及设补强钢筋网的水泥混凝土路面。 1K411012 掌握沥青路面结构组成特点 一、结构组成 (一)基本原则 1.城镇沥青路面结构由面层、基层和路基组成,层间结合必须紧密稳定,以保证结构的整体性和应力传递的连续性。大部分道路结构组成是多层次的,但层数不宜过多。 2.行车载荷和自然因素对路面的影响随深度的增加而逐渐减弱;对路面材料的强度、刚度和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐降低。各结构层的材料回弹模量应自上而下递减,基层材料与面层材料的回弹模量比应大于或等于0.3;土基回弹模量与基层(或底基层)的回弹模量比宜为0.08~0.4。 3.按使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同,在路基顶面采用不同规格和要求的材料分别铺设基层和面层等结构层。 4.面层、基层的结构类型及厚度应与交通量相适应。交通量大、轴载重时,应采用高等级面层与强度较高的结合料稳定类材料基层。 5.基层的结构类型可分为柔性基层、半刚性基层;在半刚性基层上铺筑面层时,城市主干路、快速路应适当加厚面层或采取其他措施以减轻反射裂缝。 (二)路基与填料 1.路基分类 从材料上,路基可分为土方路基、石方路基、特殊土路基。路基断面形式有:路堤一路基顶面高于原地面的填方路基;路堑一全部由地面开挖出的路基(又分重路堑、半路堑、半山峒三种形式);半填、半挖一横断面一侧为挖方,另一侧为填方的路基。 2.路基填料 高液限黏土、高液限粉土及含有机质细粒土,不适用做路基填料。因条件限制而必须采用上述土做填料时,应掺加石灰或水泥等结合料进行改善。 地下水位高时,宜提高路基顶面标高。在设计标高受限制,未能达到中湿状态的路基临界高度时,应选用粗粒土或低剂量石灰或水泥稳定细粒土做路基填料。同时应采取在边沟下设置排水渗沟等降低地下水位的措施。 岩石或填石路基顶面应铺设整平层。整平层可采用未筛分碎石和石屑或低剂量水泥稳定粒料,其厚度视路基顶面不平整程度而定,一般100~150mm。 (三)基层与材料 1.基层是路面结构中的承重层,主要承受车辆荷载的竖向力,并把面层下传的应力扩散到土基。基层可分为上基层和底基层,各类基层结构性能、施工或排水要求不同,厚度也不同。 2.应根据道路交通等级和路基抗冲刷能力来选择基层材料。湿润和多雨地区,宜采用排水基层。未设垫层,且路基填料为细粒土、黏土质砂或级配不良砂(承受特重或重交通),或者为细粒土(承受中等交通)时,应设置底基层。底基层可采用级配粒料、水泥稳定粒料或石灰粉煤灰稳定粒料等。 3.常用的基层材料 (1)无机结合料稳定粒料 (2)嵌锁型和级配型材料 级配砂砾及级配砾石基层可用作城市次干道及其以下道路基层。为防止冻胀和湿软,天然砂砾应质地坚硬,含泥量不应大于砂质量(粒径小于5mm)的10%。级配砾石作次干道及其以下道路底基层时,级配中最大粒径宜小于53mm,做基层时最大粒径不应大于37.5mm。 (四)面层与材料 1.高等级沥青路面面层可划分为磨耗层、面层上层、面层下层,或称之为上(表)面层、中面层、下(底)面层。 2.沥青路面面层类型 ①热拌沥青混合料面层(详见lK411014) 热拌沥青混合料(HMA),包括SMA(沥青玛蹄脂碎石混合料)和OGFC(大空隙开级配排水式沥青磨耗层)等嵌挤型热拌沥青混合料;适用于各种等级道路的面层,其种类应按集料公称最大粒径、矿料级配、孔隙率划分。 ②冷拌沥青混合料面层 冷拌沥青混合料适用于支路及其以下道路的路面、支路的表面层,以及各级沥青路面的基层、连接层或整平层;冷拌改性沥青混合料可用于沥青路面的坑槽冷补。 ③温拌沥青混合料面层 在沥青混合料拌制过程中添加合成沸石产生的发泡润滑作用,使沥青混合料在120~130℃时拌合。温拌沥青混合料与热拌沥青混合料可以同样适用。 ④沥青贯人式面层 沥青贯入式面层宜做城市次干路以下路面层使用,其主石料层厚度应依据碎石的粒径 确定,厚度不宜超过100mm。 ⑤沥青表面处治面层 主要起防水层、磨耗层、防滑层或改善碎(砾)石路面的作用。沥青表面处治面层的 集料最大粒径与处治层厚度相匹配。 二、结构层与性能要求 (一)路基 2.性能主要指标 ①整体稳定性 ②变形量控制 (二)基层 1.基层是路面结构中的承重层,主要承受车辆荷载的竖向力,并把面层下传的应力扩散到土基。且为面层施工提供稳定而坚实的工作面,控制或减少路基不均匀冻胀或沉降变形对面层产生的不利影响。基层受自然因素的影响虽不如面层强烈,但面层下的基层应有足够的水稳定性,以防基层湿软后变形大,导致面层损坏。 2.性能主要指标 ①基层应具有足够的、均匀一致的承载力和较大的刚度;有足够的抗冲刷能力和抗变形能力,坚实、平整、整体性好。 ②不透水性好。底基层顶面宜铺设沥青封层或防水土工织物;为防止地下渗水影响路基,排水基层下应设置由水泥稳定粒料或密级配粒料组成的不透水底基层。 (三)路面 3.路面使用指标(了解一下标 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ) ①承载能力 ②平整度 ③温度稳定性 ④抗滑能力 ⑤透水性 ⑥噪声量(上面(磨耗层)层采用OGFC沥青混合料) 1K411013掌握水泥混凝土路面的构造特点 一、构造特点 (一)垫层 在温度和湿度状况不良的环境下,城市水泥混凝土道路应设置垫层,以改善路面结构的使用性能。 1.在季节性冰冻地区,道路结构设计总厚度小于最小防冻厚度要求时,根据路基干湿类型和路基填料的特点设置垫层;其差值即是垫层的厚度。水文地质条件不良的土质路堑,路基土湿度较大时,宜设置排水垫层。路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时,宜加设半刚性垫层。 2.垫层的宽度应与路基宽度相同,其最小厚度为150mm. 3.防冻垫层和排水垫层宜采用砂、砂砾等颗粒材料。半刚性垫层宜采用低剂量水泥、石灰等无机结合稳定粒料或土类材料。 (二)基层 1.水泥混凝土道路基层作用:防止或减轻由于唧泥产生板底脱空和错台等病害;与垫层共同作用,可控制或减少路基不均匀冻胀或体积变形对混凝土面层产生的不利影响;为混凝土面层施工提供稳定而坚实的工作面,并改善接缝的传荷能力。 2.基层材料的选用原则:根据道路交通等级和路基抗冲刷能力来选择基层材料。特重交通宜选用贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土;重交通道路宜选用水泥稳定粒料或沥青稳定碎石;中、轻交通道路宜选择水泥或石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料。湿润和多雨地区,繁重交通路段宜采用排水基层。 3.基层的宽度应根据混凝土面层施工方式的不同,比混凝土面层每侧至少宽出300mm(小型机具施工时)或500mm(轨模或摊铺机施工时)或650mm(滑模或摊铺机施工时)。 4.各类基层结构性能、施工或排水要求不同,厚度也不同。 5.为防止下渗水影响路基,排水基层下应设置由水泥稳定粒料或密级配粒料组成的不透水底基层,底基层顶面宜铺设沥青封层或防水土工织物。 6.碾压混凝土基层应设置与混凝土面层相对应的接缝。 (三)面层 1.面层混凝土板通常分为普通(素)混凝土板、钢筋混凝土板、连续配筋混凝土板、预应力混凝土板等。目前我国多采用普通(素)混凝土板。水泥混凝土面层应具有足够的强度、耐久性(抗冻性),表面抗滑、耐磨、平整。 2.混凝土板在温度变化影响下会产生胀缩。为防止胀缩作用导致板体裂缝或翘曲,混凝土板设有垂直相交的纵向和横向缝,将混凝土板分为矩形板。一般相邻的接缝对齐,不错缝。每块矩形板的板长按面层类型、厚度并由应力计算确定。 3.纵向接缝是根据路面宽度和施工铺筑宽度设置。一次铺筑宽度小于路面宽度时,应设置带拉杆的平缝形式的纵向施工缝。一次铺筑宽度大于4.5m时,应设置带拉杆的假缝形式的纵向缩缝,纵缝应与线路中线平行。 横向接缝:横向施工缝尽可能选在缩缝或胀缝处。前者采用加传力杆的平缝形式,后者同胀缝形式。特殊情况下,采用设拉杆的企口缝形式。 胀缝设置:除夏季施工的板,且板厚大于等于200mm时可不设胀缝外,其他季节施工时均应设胀缝。胀缝间距一般为100~200m。混凝土板边与邻近桥梁等其他结构物相接处或板厚有变化或有竖曲线时,一般也设胀缝。横向缩缝为假缝时,可等间距或变间距布置,一般不设传力杆。 4.对于特重及重交通等级的混凝土路面,横向胀缝、缩缝均设置传力杆。 5.抗滑构造 二、主要原材料选择 (一)城市快速路、主干路应采用道路硅酸盐水泥或硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥;其他道路可采用矿渣水泥。水泥应有出厂合格证(含化学成分、物理指标),并经复验合格,方可使用。不同等级、厂牌、品种、出厂日期的水泥不得混存、混用。出厂期超过三个月或受潮的水泥,必须经过试验,合格后方可使用。 (二)粗骨料应采用质地坚硬、耐久、洁净的碎石、砾石、破碎砾石,技术指标应符合规范要求,粗骨料宜使用人工级配,粗骨料的最大公称粒径,碎砾石不得大于26.5mm,碎石不得大于31.5mm,砾石不宜大于19.0mm钢纤维混凝土粗骨料最大粒径不宜大于19.0mm。 (三)宜采用质地坚硬,细度模数在2.5以上,符合级配规定的洁净粗砂、中砂,技术指标应符合规范要求。使用机制砂时,还应检验砂浆磨光值,其值宜大于35,不宜使 用抗磨性较差的水成岩类机制砂。海砂不得直接用于混凝土面层。淡化海砂不得用于城市快速路、主干路、次干路,可用于支路。 (四)外加剂应符合国家现行《混凝土外加剂》GB 8076的有关规定,并有合格证。使用外加剂应经掺配试验,确认符合国家现行《混凝土外加剂应用技术规范》GB 50119的有关规定方可使用。 (五)钢筋的品种、规格、成分,应符合设计和现行国家标准规定,具有生产厂的牌号、炉号,检验报告和合格证,并经复试(含见证取样)合格。钢筋不得有锈蚀、裂纹、断伤和刻痕等缺陷。传力杆(拉杆)、滑动套材质、规格应符合规定。 (六)胀缝板宜用厚20mm,水稳定性好,具有一定柔性的板材制作,且经防腐处理。填缝材料宜用树脂类、橡胶类、聚氯乙烯胶泥类、改性沥青类填缝材料,并宜加入耐老化剂。 1K411014熟悉沥青混合料组成与材料 一、结构组成与分类 (一)材料组成 1.沥青混合料是一种复合材料,主要由沥青、粗骨料、细骨料、矿粉组成,有的还加入聚合物和木纤维素拌合而成的混合料的总称;由这些不同质量和数量的材料混合形成不同的结构,并具有不同的力学性质。 (二)基本分类 1.按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料。按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料。 2.按公称最大粒径的大小可分为特粗式(公称最大粒径大于31.5mm)、粗粒式(公称最大粒径等于或大于26.5mm)、中粒式(公称最大粒径l6mm或19mm)、细粒式(公称最大粒径9.5mm或13.2mm)、砂粒式(公称最大粒径小于9.5mm)沥青混合料。 3.按生产工艺分为热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、再生沥青混合料等。详见1K411012。 (三)结构类型 沥青混合料,可分为按嵌挤原则构成和按密实级配原则构成的两大结构类型。 1.按嵌挤原则构成的沥青混合料的结构强度,是以矿质颗粒之间的嵌挤力和内摩阻力为主、沥青结合料的粘结作用为辅而构成的。这类路面是以较粗的、颗粒尺寸均匀的矿物构成骨架,沥青结合料填充其空隙,并把矿料粘结成一个整体。这类沥青混合料的结构强度受自然因素(温度)的影响较小。 2.按密实级配原则构成的沥青混合料的结构强度,是以沥青与矿料之间的粘结力为主,矿质颗粒间的嵌挤力和内摩阻力为辅而构成的。这类沥青混合料的结构强度受温度的影响较大。 3.按级配原则构成的沥青混合料,其结构组成通常有下列三种形式: (1)密实一悬浮结构:由次级骨料填充前级骨料(较次级骨料粒径稍大)空隙的沥青混凝土具有很大的密度,但由于前级骨料被次级骨料和沥青胶浆分隔,不能直接互相嵌锁形成骨架,因此该结构具有较大的黏聚力c,但内摩擦角φ较小,高温稳定性较差。通常按最佳级配原理进行设计。 (2)骨架一空隙结构:粗骨料所占比例大,细骨料很少甚至没有。粗骨料可互相嵌锁形成骨架,嵌挤能力强;但细骨料过少不易填充粗骨料之间形成的较大的空隙。该结构内摩擦角φ较高,但黏聚力c也较低。沥青碎石混合料(AN)和OGFC排水沥青混合料是这种结构典型代表。 (3)骨架一密实结构:较多数量的断级配粗骨料形成空间骨架,发挥嵌挤锁结作用,同时由适当数量的细骨料.和沥青填充骨架间的空隙形成既嵌紧又密实的结构。该结构不仅内摩擦角φ较高,黏聚力c也较高,是综合以上两种结构优点的结构。沥青玛碲脂混合料(简称SMA)是这种结构典型代表。 三种结构的沥青混合料由于密度ρ、空隙率VV、矿料间隙率VMA不同,使它们在稳定性和路用性能上亦有显著差别。它们的典型结构组成示意图见图1K411014。 二、主要材料与性能 (一)沥青 我国行业标准《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ l规定:城镇道路面层宜优先采用A级沥青,不宜使用煤沥青。其主要技术性能如下: 1.粘结性 沥青材料在外力作用下,沥青粒子产生相互位移的抵抗变形的能力即沥青的黏度。常用的是条件黏度,我国《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40也列入了60℃动力黏度(绝对黏度)作为道路石油沥青的选择性指标。对高等级道路,夏季高温持续时间长、重载交通、停车场等行车速度慢的路段,尤其是汽车荷载剪应力大的结构层,宜采用稠度大(针入度小)的沥青;对冬季寒冷地区、交通量小的道路宜选用稠度小的沥青。当需要满足高、低温性能要求时,应优先考虑高温性能的要求。 2.感温性 沥青材料的黏度随温度变化的感应性。表征指标之一是软化点,指的是沥青在特定试验条件下达到一定黏度时的条件温度。软化点高,意味着等黏温度也高,因此软化点可作为反应感温性的指标。《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40规范新增了针入度指数(PI)这一指标,它是应用针入度和软化点的试验结果来表征沥青感温性的一项指标。 3.耐久性 沥青材料在生产、使用过程中,受到热、光、水、氧气和交通荷载等外界因素的作用而逐渐变硬变脆,改变原有的黏度和低温性能,这种变化称为沥青的老化。沥青应有足够的抗老化性能即耐久性,使沥青路面具有较长的使用年限。我国相关规范规定,采用薄膜烘箱加热试验,测老化后沥青的质量变化、残留针入度比、残留延度(10℃或5℃)等来反映其抗老化性。通过水煮法试验,测定沥青和骨料的黏附性,反映其抗水损害能力,等级越高,黏附性越好。 4.塑性 沥青材料在外力作用下发生变形而不被破坏的能力,即反映沥青抵抗开裂的能力。过去曾采用25℃的延度而不能比较黏稠石油沥青的低温性能。现行规范规定:25℃延度改为l0℃延度或15℃延度,不同标号的沥青延度就有了明显的区别,从而反映出它们的低温性能,一般认为,低温延度越大,抗开裂性能越好。在冬季低温或高、低温差大的地区,要求采用低温延度大的沥青。 5.安全性 确定沥青加热熔化时的安全温度界限,使沥青安全使用有保障。有关规范规定,通过闪点试验测定沥青加热点闪火的温度一闪点,确定它的安全使用范围。沥青越软(标号高),闪点越小。如沥青标号ll0号到l60号,闪点不小于230℃,标号90号不小于245℃。 (二)粗骨料 (三)细骨料 2.热拌密集配沥青混合料中天然砂用量不宜超过骨料总量的20%,SMA、OGFC不宜使用天然砂。 (四)矿粉 1.应采用石灰岩等憎水性石料磨成,且应洁净、干燥,不含泥土成分,外观无团粒结块。 2.城市快速路、主干道的沥青路面不宜采用粉煤灰作填料。 (五)纤维稳定剂 2.不宜使用石棉纤维。 三、热拌沥青混合料主要类型 (一)普通沥青混合料即AC型沥青混合料,适用于城市次干道、辅路或人行道等场所。 (二)改性沥青(Modified bitumen)混合料 (三)沥青玛蹄脂碎石混合料(Stone mastic asphalt,简称SMA) (四)改性(沥青)SMA 1K411015了解沥青路面材料的再生应用 一、再生目的与意义 (一)再生机理 2.旧沥青路面材料的再生,关键在于沥青的再生。沥青的再生是沥青老化的逆过程。在已老化的旧沥青中,加入某种组分的低黏度油料(即再生剂),或者加入适当稠度的沥 青材料,经过科学合理的工艺,调配出具有适宜黏度并符合路用性能要求的再生沥青。再生沥青比旧沥青复合流动度有较大提高,流变性质大为改善。 二、再生剂技术要求与选择 (一)再生剂作用 1.当沥青路面中的旧沥青的黏度高于l06Pa·s或针人度小于40(0.1mm)时,应在旧沥青中加入低黏度的胶结料一再生剂,调节过高的黏度并使脆硬的旧沥青混合料软化,便于充分分散,和新料均匀混合。 2.再生剂还能渗入旧沥青中,使其已凝聚的沥青质重新熔解分散,调节沥青的胶体结构,改善沥青流变性质。 3.再生剂主要采用低黏度石油系的矿物油,如精制润滑油时的抽出油、润滑油、机油和重油等,为节省成本,工程上可用上述各种油料的废料。 三、再生材料生产与应用 (一)再生混合料配合比 2.再生剂选择与用量的确定应考虑旧沥青的黏度、再生沥青的黏度、再生剂的黏度等因素。 3.再生沥青混合料中旧料含量:如直接用于路面面层,交通量较大,则旧料含量取低值,占30%~40%;交通量不大时用高值,旧料含量占50%~80%。 (二)生产工艺 2.目前再生沥青混合料最佳沥青用量的确定方法采用马歇尔试验方法,技术标准原则上参照热拌沥青混合料的技术标准。由于再生沥青混合料组成的复杂性,个别指标可适当放宽或不予要求,并根据试验结果和 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 确定。 1K411020城镇道路路基施工 1K411021掌握城镇道路路基施工技术 一、路基施工特点与程序 (二)基本流程 1.准备工作 (1)按照交通导行 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设置围挡,导行临时交通。 (2)开工前,施工项目技术负责人应依据获准的施工方案向施工人员进行技术安全交底,强调工程难点、技术要点、安全措施。使作业人员掌握要点,明确责任。 (3)施工控制桩放线测量,建立测量控制网,恢复中线,补钉转角桩、路两侧外边桩等。 2.附属构筑物 3.路基(土、石方)施工 二、路基施工要点 (一)填土路基 1.路基填土不得使用腐殖土、生活垃圾土、淤泥、冻土块或盐渍土。填土内不得含有草、树根等杂物,粒径超过lOOmm的土块应打碎。 2.排除原地面积水,清除树根、杂草、淤泥等。应妥善处理坟坑、井穴,并分层填实至原基面高。 3.填方段内应事先找平,当地面坡度陡于l:5时,需修成台阶形式,每层台阶高度不宜大于300mm,宽度不应小于1.0m。 4.根据测量中心线桩和下坡脚桩,分层填土,压实。 5.碾压前检查铺筑土层的宽度与厚度,合格后即可碾压,碾压“先轻后重”,最后碾压应采用不小于12t级的压路机。 6.填方高度内的管涵顶面填土500mm以上才能用压路机碾压。 7.填土至最后一层时,应按设计断面、高程控制填土厚度,并及时碾压修整。 (二)挖土路基 1.路基施工前,应将现况地面上积水排除、疏干,将树根坑、粪坑等部位进行技术处理。 2.根据测量中线和边桩开挖。 3.挖方段不得超挖,应留有碾压而到设计标高的压实量。 4.压路机不小于12t级,碾压应自路两边向路中心进行,直至表面无明显轮迹为止。 5.碾压时,应视土的干湿程度而采取洒水或换土、晾晒等措施。 6.过街雨水支管沟槽及检查井周围应用石灰土或石灰粉煤灰砂砾填实。 (三)石方路基 1.修筑填石路堤应进行地表清理,先码砌边部,然后逐层水平填筑石料,确保边坡稳定。 2.先修筑试验段,以确定松铺厚度、压实机具组合、压实遍数及沉降差等施工参数。 3.填石路堤宜选用l2t以上的振动压路机、25t以上轮胎压路机或2.5t的夯锤压(夯)实。 4.路基方范围内管线、构筑物四周的沟槽宜回填土料。 三、质量检查与验收 检验与验收项目:主控项目为压实度和弯沉值(mm/100);一般项目有路基允许偏差和路床、路堤边坡等要求。 1K411022掌握城镇道路路基压实作业要点 一、路基材料与填筑 (二)填筑 1.填土应分层进行。下层填土合格后,方可进行上层填筑。路基填土宽度应比设计宽度宽500mm。 2.对过湿土翻松、晾干,或对过干土均匀加水,使其含水量接近最佳含水量范围之内。 二、路基压实施工要点 (二)路基下管道回填与压实 1.当管道位于路基范围内时,其沟槽的回填土压实度应符合《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268的规定,且管顶以上500mm范围内不得使用压路机。 2.当管道结构顶面至路床的覆土厚度不大于500mm时,应对管道结构进行加固。 3.当管道结构顶面至路床的覆土厚度在500~800mm时,路基压实时应对管道结构采取保护或加固措施。 (三)路基压实 1.压实方法(式):重力压实(静压)和振动压实两种。 2.土质路基压实原则:“先轻后重、先静后振、先低后高、先慢后快,轮迹重叠。” 压路机最快速度不宜超过4km/h。 3.碾压应从路基边缘向中央进行,压路机轮外缘距路基边应保持安全距离。 4.碾压不到的部位应采用小型夯压机夯实,防止漏夯,要求夯击面积重叠l/4~1/3。 三、土质路基压实质量检查 (一)主要检查各层压实度和弯沉值,不符合质量标准时应采取措施改进。 1K411023熟悉岩土分类与不良土质处理方法 一、工程用土分类 (一)工程用土分类 (二)按照土的坚实系数分类 1.一类土,松软土 主要包括砂土、粉土、冲积砂土层、疏松种植土、淤泥(泥炭)等,坚实系数为0.5~0.6。 2.二类土,普通土 主要包括粉质黏土,潮湿的黄土,夹有碎石、卵石的砂,粉土混卵(碎)石;种植土、填土等,坚实系数为0.6~0.8。 3.三类土,坚土 主要包括软及中等密实黏土,重粉质黏土,砾石土,干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉质黏土;压实的填土等;坚实系数为0.8~1.0。 4.四类土,砂砾坚土 主要包括坚硬密实的黏性土或黄土,含有碎石卵石的中等密实的黏性土或黄土,粗卵石;天然级配砂石,软泥灰岩等;坚实系数为l.0~1.5。 5.五类土,软石 主要包括硬质黏土,中密的页岩、泥灰岩、白垩土;胶结不紧的砾岩,软石灰及贝壳石灰石等;坚实系数为l.5~4.0。 二、土的性能参数 (二)路用工程(土)主要性能参数(了解一下各个参数的意义) 的自重加附加应力段的压缩系数。 (三)土的强度性质通常是指土体的抗剪强度,即土体抵抗剪切破坏的能力。土体会因受拉而开裂,也可因受剪而破坏。。土体中各点的力学性质会因其物理状态的不均而不同,因此土体的剪切破坏可能是局部的,也可能是整体破坏。 三、不良土质路基的处理方法(从受力特点和处理方法入手) (一)淤泥、淤泥质土及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般黏土统称为软土。由淤泥、淤泥质土、水下沉积的饱和软黏土为主组成的软土在我国南方有广泛分布,这些土都具有天然含水量较高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、强度低等特点。软土地区路基的主要破坏形式是沉降过大引起路基开裂损坏。 软土基处理施工方法有数十种,常用的处理方法有表层处理法、换填法、重压法、垂直排水固结法等方法;具体可采取置换土、抛石挤淤、砂垫层置换、反压护道、砂桩、粉喷桩、塑料排水板及土工织物等处理措施。除选择就地处理方法时应满足安全可靠的要求外,还应综合考虑工程造价、施工技术和工期等因素,选择一种或数种方法综合应用。 (二)湿陷性黄土土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时,一般强度较高,压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿,土结构会迅速破坏,产生较大附加下沉,强度迅速降低。 湿陷性黄土路基处理施工除采用防止地表水下渗的措施外,可根据工程具体情况采取换土法、强夯法、挤密法、预浸法、化学加固法等方法因地制宜进行处理,并采取措施做好路基的防冲、截排、防渗。加筋土挡土墙是湿陷性黄土地区得到迅速推广的有效防护措施。 (三)具有吸水膨胀性或失水收缩特性的高液限黏土称为膨胀土,该类土具有较大的塑性指数。在坚硬状态下该土的工程性质较好。但其显著的账缩特性可使路基发生变形、位移、开裂、隆起等严重的破坏。 膨胀土路基应主要解决的问题是减轻和消除路基胀缩性对路基的危害,可采取的措施包括用灰土桩、水泥桩或用其他无机结合料对膨胀土路基进行加固和改良;也可用开挖换填、堆载预压对路基进行加固。同时应采取措施做好路基的防水和保湿,如设置排水沟,采用不透水的面层结构,在路基中设不透水层,在路基裸露的边坡等部位植草、植树等措施;可调节路基内干湿循环,减少坡面径流,并增强坡面的防冲刷、防变形、防溜塌和滑坡能力。 (四)冻土分为季节性冻土和多年性冻土两大类。冻土在冻结状态强度较高、压缩性较低。融化后承载力急剧下降,压缩性提高,地基容易产生融沉。而冻土中产生的冻胀对地基不利。一般土颗粒愈细,含水量愈大,土的冻胀和融沉性愈大,反之愈小。在城市道路中,土基冻胀量与冻土层厚度成正比。不同土质与压实度不均匀也容易发生不均匀沉降。 对于季节性冻土,为了防止路面因路基冻胀发生变形而破坏,在路基施工中应注意以下几点: 1.应尽量减少和防止道路两侧地表水或地下水在冻结前或冻结过程中渗入到路基顶部,可增加路基总高度,使其满足最小填土高度要求。 2.选用不发生冻胀的路面结构层材料。了解不同路面材料、土基及路面下的冰冻深度与温度之间的关系,使土基冻层厚度不超过一定限度。控制土基的冻胀量不超过允许值。 3.对于不满足防冻胀要求的结构,可采用调整结构层的厚度或采用隔温性能好的材料等措施来满足防冻胀要求。多孔矿渣是较好的隔温材料。 4.为防止不均匀冻胀,防冻层厚度(包括路面结构层)应不低于标准的规定。 1K411024了解水对城镇道路路基的危害 一、地下水分类与水土作用 (一)地下水分类 1.地下水是埋藏在地面以下土颗粒之间的孔隙、岩石的孔隙和裂隙中的水。土中水有固、液、气三种形态,其中液态水有吸着水、薄膜水、毛细水和重力水,其中毛细水可在毛细作用下逆重力方向上升一定高度,在0℃以下毛细水仍能移动、积聚,发生冻胀。 2.从工程地质的角度,根据地下水的埋藏条件又可将地下水分为上层滞水、潜水、承压水(图1K411024)。上层滞水分布范围有限,但接近地表,水位受气候、季节影响大,大幅度的水位变化会给工程施工带来困难。潜水分布广,与道路等市政公用工程关系密切。在干旱和半干旱的平原地区,若潜水的矿化度较高,而水位埋藏较浅,应注意土的盐渍化。盐渍土可使路基出现盐胀和吸湿软化,因此在该地区筑路要做好排水工作,并可以采用隔离层等措施。承压水存在于地下两个隔水层之间,具有高水头补给,一般需注意其向上的排泄,即对潜水和地表水的补给或以上升泉的形式出露。 二、地下水和地表水的控制 三、危害控制措施 (一)路基与面层 1.路基结构形式要满足设计要求,施工严格控制基层内的细料含量。在潮湿路段,应采用水稳定好且透水的基层。对于冻深较大的季节性冻土地区,应有预防冻胀和翻浆的危害的具体措施。 1K411030城镇道路基层施工 1K411031掌握不同无机结合料稳定基层特性 二、常用的基层材料 (一)石灰稳定土类基层 1.石灰稳定土有良好的板体性,但其水稳性、抗冻性以及早期强度不如水泥稳定土。石灰土的强度随龄期增长,并与养护温度密切相关,温度低于5℃时强度几乎不增长。 2.石灰稳定土的干缩和温缩特性十分明显,且都会导致裂缝。与水泥土一样,由于其收缩裂缝严重,强度未充分形成时表面会遇水软化以及表面容易产生唧浆冲刷等损坏,石灰土已被严格禁止用于高等级路面的基层,只能用作高级路面的底基层。 (二)水泥稳定土基层 1.水泥稳定土有良好的板体性,其水稳性和抗冻性都比石灰稳定土好。水泥稳定土的初期强度高,其强度随龄期增长。水泥稳定土在暴露条件下容易干缩,低温时会冷缩,而导致裂缝。 2.水泥稳定细粒土(简称水泥土)的干缩系数、干缩应变以及温缩系数都明显大于水泥稳定粒料,水泥土产生的收缩裂缝会比水泥稳定粒料的裂缝严重得多(水泥土和水泥稳定粒料的区别);水泥土强度没有充分形成时,表面遇水会软化,导致沥青面层龟裂破坏;水泥土的抗冲刷能力低,当水泥土表面遇水后,容易产生唧浆冲刷,导致路面裂缝、下陷,并逐渐扩展。为此,水泥土只用作高级路面的底基层。 (三)石灰工业废渣稳定土基层 1.石灰工业废渣稳定土中,应用最多、最广的是石灰粉煤灰类的稳定土,简称二灰稳定土,其特性在石灰工业废渣稳定土中具有典型性。 2.二灰稳定土有良好的力学性能、板体性、水稳性和一定的抗冻性,其抗冻性能比石灰土高很多。 3.二灰稳定土早期强度较低,随龄期增长,并与养护温度密切相关,温度低于4℃时强度几乎不增长;二灰中的粉煤灰用量越多,早期强度越低,3个月龄期的强度增长幅度也越大。 4.二灰稳定土也具有明显的收缩特性,但小于水泥土和石灰土,也被禁止用于高等级路面的基层,而只能做底基层。二灰稳定粒料可用于高等级路面的基层与底基层。 【案例1K411031】 1.背景 某公司中标城市主干道路面大修工程,其中包括部分路段的二灰料路基施工。施工项目部为了减少对城市交通的影响,采取(问题2背景)夜间运输基层材料,白天分段摊铺碾压。施工中发现基层材料明显离析,压实后的表面有松散现象,局部厚度不均部位采用(问题3背景)贴料法补平。负责此段工程的监理工程师发现问题并认定为重大质量事故的隐患,要求项目部采取措施进行纠正。 2.问题 (1)从背景材料看,控制基层材料离析应从哪些方面人手(作为知识点)? (2)试分析压实后的基层表面会产生松散现象? (3)厚度不均的基层局部采用补平法是否可行? (4)监理工程师为何认定为重大质量的隐患? 3.参考答案 (1)问题1 应从以下三个方面控制基层材料离析: ①基层材料生产 a.骨料堆放要采用小料堆,避免大料堆放时大颗粒流到外侧; b.二灰的含量应严格控制,减少混合料中小于0.075mm颗粒的含量; C.混合料的总拌合时间一般在35s左右。 ②基层材料运输堆放 为避免运输堆放的离析现象,装料时应分次,均匀上料;卸料时要尽量使混合料整体卸落;+堆放料堆应便于摊铺,避免二次倒运。 ③基层材料摊铺 尽可能连续摊铺混合料。施工场地受到限制时应尽可能减少停顿和重新启动次数;特别是调整摊铺机的速度,使摊铺机的产量和拌合机的产量相匹配等。 (2)问题2 从背景材料看,可能原因有:混合料运送堆放未很好覆盖,且摊铺前堆放时间长,混合料含水量未视条件适当调整使现场的混合料含水量接近最佳含水量。 (3)问题3 不可行。有关规范规定:禁止用薄层贴补的方法进行找平。施工现场应经试验控制虚铺厚度。 (4)问题4 因为基层设置在面层之下,并与面层一起将车轮荷载的反复作用传布到底基层、垫层、土基,起主要的承重作用;对基层材料的强度指标应有较高的要求;出现背景所说的路面基层问题将直接影响到道路的使用质量,所以可以认定为重大质量隐患。 1K411032掌握城镇道路基层施工技术 一、石灰稳定土基层与水泥稳定土基层 (一)材料与拌合 1.石灰、水泥、土、拌合用水等原材料应进行检验。符合要求后方可使用,并严格按照标准规定进行材料配比设计。 2.城区施工应采用厂拌(异地集中拌合)方式,不得使用路拌方式;以保证配合比准确,且达到文明施工要求。 3.应根据原材料含水量变化、骨料的颗粒组成变化,及时调整拌合用水量。 4.稳定土拌合前,应先筛除骨料中不符合要求的粗颗粒。 5.宜用强制式拌合机进行拌合,拌合应均匀, (二)运输与摊铺 1.拌成的稳定土应及时运送到铺筑现场。 2.运输中应采取防止水分蒸发和防扬尘措施。 3.宜在春末和气温较高季节施工,施工最低气温为5℃。 4.厂拌石灰土摊铺时路床应湿润。 5.雨期施工应防止石灰、水泥和混合料淋雨;降雨时应停止施工,已摊铺的应尽快碾压密实。 (三)压实与养护 1.压实系数应经试验确定。 2.摊铺好的稳定土应当天碾压成活,碾压时的含水量宜在最佳含水量的±2%范围内。 3.直线和不设超高的平曲线段,应由两侧向中心碾压;设超高的平曲线段,应由内侧向外侧碾压。 4.纵向接缝宜设在路中线处,横向接缝应尽量减少。 5.压实成活后应立即洒水(或覆盖)养护,保持湿润,直至上部结构施工为止。 6.稳定土养护期应封闭交通。 二、石灰工业废渣(石灰粉煤灰)稳定砂砾(碎石)基层(也可称二灰混合料) (一)材料与拌合 1.对石灰、粉煤灰等原材料应进行质量检验,符合要求后方可使用。 2.按规范要求进行混合料配合比设计,使其符合设计与检验标准的要求。 3.采用厂拌(异地集中拌合)方式,且宜采用强制式拌合机拌制,配料应准确,拌合应均匀。 4.拌合时应先将石灰、粉煤灰拌合均匀,再加入砂砾(碎石)和水均匀拌合。 5.混合料含水量宜略大于最佳含水量。混合料含水量应视气候条件适当调整,使运到施工现场的混合料含水量接近最佳含水量。 (二)运输与摊铺 1.运输中应采取防止水分蒸发和防扬尘措施。 2.应在春末和夏季组织施工,施工期的日最低气温应在5℃以上,并应在第一次重冰 冻(一3~一5℃)到来之前一个月到一个半月完成。 (三)压实与养护 1.混合料施工时由摊铺时根据试验确定的松铺系数控制虚铺厚度,混合料每层最大压实厚度为200mm,且不宜小于l00mm。 2.碾压时采用先轻型、后重型压路机碾压。 3.禁止用薄层贴补的方法进行找平。 4.混合料的养护采用湿养,始终保持表面潮湿,也可采用沥青乳液和沥青下封层进行养护,养护期为7~14d。 1K411033了解土工合成材料的应用 一、土工合成材料 (一)分类 2.土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。 (二)功能与作用 1.土工合成材料可设置于岩土或其他工程结构内部、表面或各结构层之间,具有加筋、防护、过滤、排水、隔离等功能,应用时应按照其在结构中发挥的不同功能进行选型和设计。 二、工程应用 (一)路堤加筋 1.采用土工合成材料加筋,以提高路堤的稳定性。当加筋路堤的原地基的承载力不足时,应先行技术处理,以确保路堤的整体稳定。加筋路堤填方的压实度必须达到现行路基设计规范规定的压实标准。土工格栅、土工织物、土工网等土工合成材料均可用于路堤加筋,其中用作路堤单纯加筋目的时,宜选择强度高、变形小、糙度大的土工格栅。土工合成材料应具有足够的抗拉强度,且应具有较高的撕破强度、顶破强度和握持强度等性能。 2.加筋路堤的施工原则是应能充分发挥土工合成材料的加筋效果。合成材料连接应牢固,在受力方向处的连接强度不得低于该材料设计抗拉强度,其叠合长度不应小于150mm。铺设土工合成材料的土层表面应平整,表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物。土工合成材料摊铺后宜在48h以内填筑填料,以避免其过长时间受阳光直接暴晒。填料不应直接卸在土工合成材料上面,必须卸在已摊铺完毕的土面上;卸土高度不宜大于lm,以防局部承载力不足。卸土后立即摊铺,以免出现局部下陷。 3.第一层填料宜采用轻型压路机压实,当填筑层厚度超过600mm后,才允许采用重型压路机。 (二)台背路基填土加筋 1.采用土工合成材料对台背路基填土加筋的目的是为了减少路基与构造物之间的不均匀沉降。 (三)路面裂缝防治 1.土工合成材料如玻纤网、土工织物,铺设于旧沥青路面、旧水泥混凝土路面的沥青加铺层底部或新建道路沥青面层底部,可减少或延缓由旧路面对沥青加铺层的反射裂缝,或半刚性基层对沥青面层的反射裂缝。用于裂缝防治的玻纤网和土工织物应分别满足抗拉强度、最大负荷延伸率、网孔尺寸、单位面积质量等技术要求。玻纤网网孔尺寸宜为其上铺筑的沥青面层材料最大粒径的0.5~1.0倍。土工织物应能耐170℃以上的高温。 2.用土工合成材料和沥青混凝土面层对旧沥青路面裂缝进行防治,首先要对旧路进行外观评定和弯沉值测定,进而确定旧路处理和新料加铺方案。施工要点是:旧路面清洁与整平,土工合成材料张拉,搭接和固定,洒布粘层油,按设计或规范规定铺筑新沥青面层。 3.旧水泥混凝土路面裂缝处理要点是:对旧水泥混凝土路面评定;旧路面清洁和整平,土工合成材料张拉、搭接和固定,洒布粘层油,铺沥青面层。 1K411040城镇道路面层施工 1K411041掌握沥青混合料面层施工技术 一、施工准备 (一)透层与粘层 1.沥青混合料面层应在基层表面喷洒透层油,在透层油完全深入基层后方可铺筑面层。施工中应根据基层类型选择渗透性好的液体沥青、乳化沥青做透层油。沥青路面透油层材料的规格、用量和撒布养护应符合《城镇道路施工预验收规范》CJJ l的有关规定。 2.双层式或多层式热拌热铺沥青混合料面层之间应喷洒粘层油,或在水泥混凝土路面、沥青稳定碎石基层、旧沥青路面上加铺沥青混合料时,应在既有结构、路缘石和检查井等构筑物与沥青混合料层连接面喷洒粘层油(喷洒透层油的两种情况)。宜采用快裂或中裂乳化沥青、改性乳化沥青,也可采用快凝或中凝液体石油作粘层油。粘层油材料的规格、用量和洒布养护应符合《城镇道路施工预验收规范》CJJ l的有关规定。 3.《城镇道路施工与验收规范》CJJ l中强制性条文规定:沥青混合料面层不得在雨、雪天气及环境最高温度低于5℃时施工。 (二)运输与布料 1.为防止沥青混合料粘结运料车车厢板,装料前应喷洒一薄层隔离剂或防粘结剂。运输中沥青混合料上宜用篷布覆盖保温、防雨和防污染。 2.运料车轮胎上不得沾有泥土等可能污染路面的脏物,施工时发现沥青混合料不符合施工温度要求或结团成块、已遭雨淋现象不得使用。 3.应按施工方案安排运输和布料,摊铺机前应有足够的运料车等候;对高等级道路,开始摊铺前等候的运料车宜在5辆以上。 4.运料车应在摊铺机前l00~300mm外空挡等候,被摊铺机缓缓顶推前进并逐步卸料,避免撞击摊铺机。每次卸料必须倒净,如有余料应及时清除,防止硬结。 二、摊铺作业 (一)机械施工 1.热拌沥青混合料应采用履带式或轮胎式沥青摊铺机。摊铺机的受料斗应涂刷薄层隔离剂或防粘结剂。 2.铺筑高等级道路沥青混合料时,1台摊铺机的铺筑宽度不宜超过6(双车道)~7.5m(三车道以上),通常采用2台或多台摊铺机前后错开10~20m呈梯队方式同步摊铺,两幅之间应有30~60mm左右宽度的搭接(摊铺方法),并应避开车道轮迹带,上下层搭接位置宜错开200mm以上。 3.摊铺机开工前应提前0.5~1h预热熨平板使其不低于l00℃。铺筑时应选择适宜的熨平板振捣或夯实装置的振动频率和振幅,以提高路面初始压实度。 4.摊铺机必须缓慢、均匀、连续不问断地摊铺,不得随意变换速度或中途停顿,以提高平整度,减少沥青混合料的离析。摊铺速度宜控制在2~6m/min的范围内。当发现沥青混合料出现明显的离析、波浪、裂缝、拖痕时,应分析原因,予以及时消除。 5.摊铺机应采用自动找平方式。下面层宜采用钢丝绳引导的高程控制方式。上面层宜采用平衡梁或滑靴并辅以厚度控制方式摊铺。 6.热拌沥青混合料的最低摊铺温度根据铺筑层厚度、气温、风速及下卧层表面温度,并按现行规范要求执行。例如,铺筑普通沥青混合料,下卧层的表面温度为15~20℃,铺筑层厚度为<50mm、50~80mm、80mm三种情况下,最低摊铺温度分别是140℃、135℃、l30℃。 7.沥青混合料的松铺系数应根据试铺试压确定。应随时检查铺筑层厚度、路拱及横坡,并辅以使用的沥青混合料总量与面积校验平均厚度。 8.摊铺机的螺旋布料器转动速度与摊铺速度应保持均衡。为减少摊铺中沥青混合料的离析,布料器两侧应保持有不少于送料器2/3高度的混合料。摊铺的混合料,不宜用人工反复修整。 三、压实成型与接缝 (一)压实成型 1.沥青路面施工应配备足够数量、状态完好的压路机,选择合理的压路机组合方式,根据摊铺完成的沥青混合料温度情况严格控制初压、复压、终压(包括成型)时机。压实层最大厚度不宜大于100mm,各层应符合压实度及平整度的要求。 2.碾压速度做到慢而均匀,应符合规范要求的压路机碾压速度(km/h)(表1K411041-2)。 压路机碾压速度(km/h)表1K411041-2 初压 复压 终压 压路机类型 适宜 最大 适宜 最大 适宜 最大 钢筒式压路机 1.5~2 3 2.5~3.5 5 2.5~3.5 5 轮胎压路机 3.5~4.5 6 4~6 8 振动压路机 1.5~2(静压) 5(静压) 1.5~2(振动) 1.5~2(振动) 2~3(静压) 5(静压) 3.压路机的碾压温度应根据沥青和沥青混合料种类、压路机、气温、层厚等因素经试压确定。规范规定的碾压温度见表lK411041-3。 热拌沥青混合料的碾压温度(℃)表1K411041-3 石油沥青的标号 施工工序 50号 70号 90号 110号 开始碾压的 正常施工 135 130 125 120 混合料内部温度低于 低温施工 150 145 135 130 碾压终了的 钢轮压路机 80 70 65 60 表面温度, 轮胎压路机 85 80 75 70 不低于 振动压路机 75 70 60 55 开放交通的路表温度,不高于 50 50 50 45 4.初压宜采用钢轮压路机静压1~2遍。碾压时应将压路机的驱动轮面向摊铺机,从外侧向中心碾压,在超高路段和坡道上则由低处向高处碾压。复压应紧跟在初压后开始,不得随意停顿。碾压路段总长度不超过80m。 5.密级配沥青混合料复压宜优先采用重型轮胎压路机进行碾压,以增加密水性,其总质量不宜小于25t。相邻碾压带应重叠1/3~1/2轮宽。对粗骨料为主的混合料,宜优先采用振动压路机复压(厚度宜大于30mm),振动频率宜为35~50Hz,振幅宜为0.3~0.8mm。层厚较大时宜采用高频大振幅,厚度较薄时宜采用低振幅,以防止骨料破碎。相邻碾压带宜重叠l00~200mm。当采用三轮钢筒式压路机时,总质量不小于l2t,相邻碾压带宜重叠后轮的1/2轮宽,并不应小于200mm。 6.终压应紧接在复压后进行。终压应选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机,碾压不宜少于2遍,至无明显轮迹为止。 7.为防止沥青混合料粘轮,对压路机钢轮可涂刷隔离剂或防粘结剂,严禁刷柴油。亦可向碾轮喷淋添加少量表面活性剂的雾状水。 8.压路机不得在未碾压成型路段上转向、掉头、加水或停留。在当天成型的路面上,不得停放各种机械设备或车辆,不得散落矿料、油料及杂物。 (二)接缝 1.沥青混合料路面接缝必须紧密、平顺。上、下层的纵缝应错开l50mm(热接缝)或300~400mm(冷接缝)以上。相邻两幅及上、下层的横向接缝均应错位lm以上。应采用3m直尺检查,确保平整度达到要求。 2.采用梯队作业摊铺时应选用热接缝,将已铺部分留下l00~200mm宽暂不碾压,作为后续部分的基准面,然后跨缝压实。如半幅施工采用冷接缝时,宜加设挡板或将先铺的沥青混合料刨出毛槎,涂刷粘层油后再铺新料,新料重叠在已铺层上50~l00mm,软化下层后铲走,再进行跨缝压密挤紧。 3.高等级道路的表面层横向接缝应采用垂直的平接缝,以下各层和其他等级的道路的各层可采用斜接缝。平接缝宜采用机械切割或人工刨除层厚不足部分,使工作缝成直角连接。清除切割时留下的泥水,干燥后涂刷粘层油,铺筑新混合料接头应使接槎软化,压路机先进行横向碾压,再纵向充分压实,连接平顺。 四、开放交通 《城镇道路施工预验收规范》CJJ l强制性条文规定:热拌沥青混合料路面应待摊铺层自然降温至表面温度低于50℃后,方可开放交通。 【案例1K411041】 1.背景 甲公司中标承包某市主干道路工程施工,其路面结构为20mm细粒式沥青混凝土表面层,40mm中粒式沥青混凝土中面层,60mm粗粒式沥青混凝土底面层,300mm石灰粉煤灰稳定碎石基层和200mm石灰土底基层。路面下设有给水排水、燃气、电力、通信管线,由建设方直接委托专业公司承建。 该工程年初签了承包施工合同,合同约定当年年底竣工。受原有管线迁移影响,建设方要求甲公司调整施工部署,主要道路施工安排在9月中旬开始,并保持总工期和竣工日期不变。为此项目部决定: (1)为满足进度要求,项目部负责人下达了提前开工令,见缝插针,抢先施工能施工部位。 (2)项目部安排9月中旬完成管道回填压实、做挡墙等工程,于l0月底进入路基结构施工,施工期日最低温度为-l℃;石灰粉煤灰稳定碎石基层采用沥青乳液和沥青下封层进行养护3d后进入下一道工序施工。 (3)开始路面面层施工时,日最低温为-3℃,最高温度为+3℃,但天气晴好;项目 部组织突击施工面层,没有采取特殊措施。 (4)为避免对路下管道和周围民宅的损坏,振动压路机作业时取消了振动压实。 工程于12月底如期竣工,开放交通。次年4月,该引道路面出现成片龟裂,6月中旬沥青面层开始出现车辙。 2.问题 (1)项目部下达提前开工令的做法对吗?为什么? (2)指出路基结构施工不妥之处。 (3)分析道路面出现龟裂、车辙的主要成因。 3.参考答案 (1)问题1 项目负责人下达开工令是错误做法。因为,工程施工承包合同中对开工日期都有约定。项目部应根据合同安排进度,并且在开工前先应向监理工程师提交开工申请报告,由监理工程师下达开工令,项目部应按监理的命令执行。 (2)问题2 不妥之处主要是: ①不符合规范关于施工期的日最低气温应在5℃以上的规定; ②不符合规范关于基层采用沥青乳液和沥青下封层养护7~14d的规定。 (3)问题3 引道路面出现龟裂和车辙主要成因: ①路面基层采用的是石灰稳定类材料,属于半刚性材料,其强度增长与温度有密切关系,温度低时强度增长迟缓。为使这类基层施工后能尽快增长其强度,以适应开放交通后的承载条件,规范规定这类基层应在5℃以上的气温条件下施工,且应在出现第一次冰冻之前l~1.5个月以上完工。 开放交通后,在交通荷载作用下,基层强度不足,是整个路面结构强度不足,出现成片龟裂的质量事故。 ②沥青路面必须在冬期施工时,应采取提高沥青混合料的施工温度,并应采取快卸、快铺、快平、快压等措施,以保证沥青面层有足够的碾压温度和密实度。 ③次年6月以后出现车辙,主要原因是振动压路机作业时取消了振动压实,致使沥青混合料的压实密度不够,在次年气温较高时,经车轮碾压压实,形成车辙。 1K411042掌握改性沥青混合料面层施工技术 一、生产和运输 (一)生产 改性沥青混合料的生产除遵照普通沥青混合料生产要求外,尚应注意以下几点: 1.改性沥青混合料混合料生产温度应根据改性沥青品种、黏度、气候条件、铺装层的厚度确定。改性沥青混合料的正常生产温度根据实践经验并参照表lK411042选择。通常宜较普通沥青混合料的生产温度提高10~20℃。当采用表lK411042以外的聚合物或天然沥青改性沥青时,生产温度由试验确定。 改性沥青混合料的正常生产温度范围(℃)表1K411042 改性沥青品种 工序 SBS类 SBR胶乳类 EVA、PE类 基质沥青加热温度 160~165 改性沥青现场制作温度 165~170 165~170 成品改性沥青加热温度,不大于 175 175 骨料加热温度 190~220 200~210 185~195 改性沥青混合料出厂温度 170~185 160~180 165~180 混合料最高温度(废弃温度) 195 混合料贮存温度 拌合出料后降低不超过l0 2.改性沥青混合料宜采用间歇式拌合设备生产,这种设备除尘系统完整,能达到环保要求;给料仓数量较多,能满足配合比设计配料要求;且具有添加纤维等外掺料的装置。 3.改性沥青混合料拌合时间根据具体情况经试拌确定,以沥青均匀包裹骨料为度。间歇式拌合机每盘的生产周期不宜少于45s(其中干拌时间不少于5~10s)。改性沥青混合料的拌合时间应适当延长。 4.间歇式拌合机宜备有保温性能好的成品储料仓,贮存过程中混合料温降不得大于10℃,且具有沥青滴漏功能。改性沥青混合料的贮存时间不宜超过24h;改性沥青SMA混合料只限当天使用;0GFC混合料宜随拌随用。 5.添加纤维的沥青混合料,纤维必须在混合料中充分分散,拌合均匀。拌合机应配备同步添加投料装置,松散的絮状纤维可在喷入沥青的同时或稍后采用风送装置喷入拌合锅,拌合时间宜延长5s以上。颗粒纤维可在粗骨料投入的同时自动加入,经5~10s的干拌后,再投入矿粉。 6.使用改性沥青时应随时检查沥青泵、管道、计量器是否受堵,堵塞时应及时清洗。 二、施工 (一)摊铺 1.改性沥青混合料的摊铺在满足普通沥青混合料摊铺要求外,还应做到:摊铺在喷洒有粘层油的路面上铺筑改性沥青混合料时,宜使用履带式摊铺机。摊铺机的受料斗应涂刷薄层隔离剂或防粘结剂。SMA混合料施工温度应经试验确定,一般情况下,摊铺温度不低于160℃。 2.摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,不得随意变换速度或中途停顿,以提高平整度,减少混合料的离析。改性沥青混合料的摊铺速度宜放慢至1~3m/min。当发现混合料出现明显的离析、波浪、裂缝、拖痕时,应分析原因,予以及时排除。摊铺系数应通过试验段取得,一般情况下改性沥青混合料的压实系数在1.05左右。 3.摊铺机应采用自动找平方式,中、下面层宜采用钢丝绳或铝合金导轨引导的高程控制方式,铺筑改性沥青混合料和SMA混合料路面时宜采用非接触式平衡梁。 (二)压实与成型 1.改性沥青混合料除执行普通沥青混合料的压实成型要求外,还应做到:初压开始温度不低于150℃,碾压终了的表面温度应不低于90℃。 2.摊铺后应紧跟碾压,保持较短的初压区段,使混合料碾压温度不致降得过低。碾压时应将压路机的驱动轮面向摊铺机,从路外侧向中心碾压。在超高路段则由低向高碾压,在坡道上应将驱动轮从低处向高处碾压。 3.改性沥青混合料路面宜采用振动压路机或钢筒式压路机碾压,不宜采用轮胎压路机碾压。OGFC混合料宜采用不超过12t钢筒式压路机碾压。 4.振动压路机应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则,即紧跟在摊铺机后面,采取高频率、低振幅的方式慢速碾压。这也是保证平整度和密实度的关键。压路机的碾压速度参照表1K411041—2。如发现SMA混合料高温碾压有推拥现象,应复查其级配是否合适。不得采用轮胎压路机碾压,以防沥青混合料被搓擦挤压上浮,造成构造深度降低或泛油。 5.施工过程中应密切注意SMA混合料碾压产生的压实度变化,以防止过度碾压。 (三)接缝 1.改性沥青混合料路面冷却后很坚硬,冷接缝处理很困难,因此应尽量避免出现冷接缝。 三、开放交通及其他 1.热拌改性沥青混合料路面开放交通的条件应同于热拌沥青混合料路面的有关规定。需要提早开放交通时,可洒水冷却降低混合料温度。 2.改性沥青路面的雨期施工应做到:密切关注气象预报与变化,保持现场、沥青拌合厂及气象台站之间气象信息的沟通,控制施工摊铺段长度,各项工序紧密衔接。运料车和工地应备有防雨设施,并做好基层及路肩排水的准备。 3.改性沥青面层施工应严格控制开放交通的时机。做好成品保护,保持整洁,不得造成污染,严禁在改性沥青面层上堆放施工产生的土或杂物,严禁在已完成的改性沥青面层上制作水泥砂浆等可能造成污染成品的作业。 1K411043掌握水泥混凝土路面施工技术 一、混凝土配合比设计、搅拌和运输 (一)混凝土配合比设计 混凝土的配合比设计在兼顾技术经济性的同时应满足抗弯强度、工作性、耐久性三项指标要求;符合《城镇道路施工与验收规范》的有关规定。 根据《公路水泥混凝土路面设计规范》的规定,并按统计数据得出的变异系数、试验样本的标准差,保证率系数确定配制28d弯拉强度值。不同摊铺方式混凝土最佳工作性范围及最大用水量、混凝土含气量、混凝土最大水灰比和最小单位水泥用量应符合规范要求,严寒地区路面混凝土抗冻等级不宜小于F250,寒冷地区不宜小于F200。混凝土外加剂的使用应符合:高温施工时,混凝土拌合物的初凝时间不得小于3h,低温施工时,终凝时间不得大于l0h;外加剂的掺量应由混凝土试配试验确定;当引气剂与减水剂或高效减水剂等外加剂复配在同一水溶液中时,不得发生絮凝现象。 (二)搅拌 1.搅拌设备应优先选用间歇式拌合设备,并在投入生产前进行标定和试拌,搅拌楼配料计量偏差应符合规范规定。 2.搅拌过程中,应对拌合物的水灰比及稳定性、坍落度及均匀性、坍落度损失率、振动黏度系数、含气量、泌水率、视密度、离析等项目进行检验与控制,均应符合质量标准的要求。 3.钢纤维混凝土的搅拌应符合《城镇道路施工与验收规范》CJJ l的有关规定。 二、混凝土面板施工 (一)模板 1.宜使用钢模板,钢模板应顺直、平整,每lm设置l处支撑装置。如采用木模板,应质地坚实,变形小,无腐朽、扭曲、裂纹,且用前须浸泡,木模板直线部分板厚不宜小于50mm,每0.8~1m设1处支撑装置;弯道部分板厚宜为l5~30mm,每0.5~0.8m设1处支撑装置,模板与混凝土接触面及模板顶面应刨光。模板制作偏差应符合规范规定要求。 (二)钢筋设置 (三)摊铺与振动 1.三辊轴机组铺筑混凝土面层时,辊轴直径应与摊铺层厚度匹配,且必须同时配备一台安装插入式振捣器组的排式振捣机;当面层铺装厚度小于150mm时,可采用振捣梁;当一次摊铺双车道面层时应配备纵缝拉杆插入机,并配有插入深度控制和拉杆间距调整装置。 2.采用轨道摊铺机铺筑时,最小摊铺宽度不宜小于3.75m,并选择适宜的摊铺机;坍落度宜控制在20~40mm,根据不同坍落度时的松铺系数计算出松铺高度;轨道摊铺机 应配备振捣器组,当面板厚度超过150mm,坍落度小于30mm时,必须插入振捣;轨道摊铺机应配备振动梁或振动板对混凝土表面进行振捣和修整,使用振动板振动提浆饰面时,提浆厚度宜控制在(4±1)mm;面层表面整平时,应及时清除余料,用抹平板完成表面整修。 3.采用人工摊铺混凝土施工时,松铺系数宜控制在1.10~1.25;摊铺厚度达到混凝土板厚的2/3时,应拔出模内钢钎,并填实钎洞;混凝土面层分两次摊铺时,上层混凝土的摊铺应在下层混凝土初凝前进行,且下层厚度宜为总厚的3/5;混凝土摊铺应与钢筋网、传力杆及边缘角隅钢筋的安放相配合;一块混凝土板应一次连续浇筑完毕。 (四)接缝 1.普通混凝土路面的胀缝应设置胀缝补强钢筋支架、胀缝板和传力杆。胀缝应与路面中心线垂直;缝壁必须垂直;缝宽必须一致,缝中不得连浆。缝上部灌填缝料,下部胀缝板和安装传力杆。 2.传力杆的固定安装方法有两种。一种是端头木模固定传力杆安装方法,宜用于混凝土板不连续浇筑时设置的胀缝。传力杆长度的一半应穿过端头挡板,固定于外侧定位模板中。混凝土拌合物浇筑前应检查传力杆位置;浇筑时,应先摊铺下层混凝土拌合物用插入式振捣器振实,并应在校正传力杆位置后,再浇筑上层混凝土拌合物。浇筑邻板时应拆除端头木模,并应设置胀缝板、木制嵌条和传力杆套管。胀缝宽20~25mm,使用沥青或塑料薄膜滑动封闭层时,胀缝板及填缝宽度宜加宽到25~30mm。传力杆一半以上长度的表面应涂防黏涂层。另一种是支架固定传力杆安装方法,宜用于混凝土板连续浇筑时设置的胀缝。传力杆长度的一半应穿过胀缝板和端头挡板,并应采用钢筋支架固定就位。浇筑时应先检查传力杆位置,再在胀缝两侧前置摊铺混凝土拌合物至板面,振捣密实后,抽出端头挡板,空隙部分填补混凝土拌合物,并用插人式振捣器振实。宜在混凝土未硬化时,剔除胀缝板上的混凝土,嵌入(20~25)mm×20mm的木条,整平表面。胀缝板应连续贯通整个路面板宽度。 3.横向缩缝采用切缝机施工,切缝方式有全部硬切缝、软硬结合切缝和全部软切缝三种。应由施工期间混凝土面板摊铺完毕到切缝时的昼夜温差确定切缝方式。如温差<10℃,最长时间不得超过24h,硬切缝l/4~1/5板厚。温差10~15℃时,软硬结合切缝,软切深度不应小于60mm;不足者应硬切补深到l/3板厚。温差>15℃时,宜全部软切缝,抗压强度等级为l~1.5MPa,人可行走。软切缝不宜超过6h。软切深度应大于等于60mm,未断开的切缝,应硬切补深到不小于1/4板厚。对已插入拉杆的纵向假缩缝,切缝深度不应小于l/3~1/4板厚,最浅切缝深度不应小于70mm,纵横缩缝宜同时切缝。缩缝切缝宽度控制在4~6mm,填缝槽深度宜为25~30mm,宽度宜为7~l0mm。纵缝施工缝有平缝、企口缝等形式。混凝土板养护期满后应及时灌缝。 4.灌填缝料前,缝中清除砂石、凝结的泥浆、杂物等,冲洗干净。缝壁必须干燥、清洁。缝料灌注深度宜为15~20mm,热天施工时缝料宜与板面平,冷天缝料应填为凹液面,中心宜低于板面l~2mm。填缝必须饱满均匀、厚度一致、连续贯通,填缝料不得缺失、开裂、渗水。填缝料养护期间应封闭交通。 (五)养护 混凝土浇筑完成后应及时进行养护,可采取喷洒养护剂或保湿覆盖等方式;在雨天或养护用水充足的情况下,可采用保湿膜、土工毡、麻袋、草袋、草帘等覆盖物洒水湿养护方式,不宜使用围水养护;昼夜温差大于l0℃以上的地区或日均温度低于5℃施工的混凝土板应采用保温养护措施。养护时间应根据混凝土弯拉强度增长情况而定,不宜小于设计弯拉强度的80%,一般宜为l4~21d。应特别注重前7d的保湿(温)养护。 (六)开放交通 在混凝土达到设计弯拉强度40%以后,可允许行人通过。混凝土完全达到设计弯拉强度后,方可开放交通。 1K411044熟悉城镇道路大修维护技术要点 一、微表处(Micro-Surfacing Technique)工艺 (一)工艺适用条件 1.技术城镇道路进行大修养护时,原有路面结构应能满足使用要求,原路面的强度满足设计要求、路面基本无损坏,经微表处大修后可恢复面层的使用功能。 2.微表处技术应用于城镇道路大修,可达到延长道路使用期目的,且工程投资少、工期短。 3.微表处大修工程施工基本要求如下: (1)对原有路面病害进行处理、刨平或补缝,使其符合设计要求。 (2)宽度大于5mm的裂缝进行灌浆处理。 (3)路面局部破损处进行挖补处理。 (4)深度l5~40mm的车辙可采取填充处理,壅包应进行铣刨处理。 (5)微表处混合料的质量应符合《公路沥青路面施工技术规程》JTG F40有关规定。 (二)施工流程与要求 1.清除原路面的泥土、杂物。 2.可采用半幅施工,施工期间不断行。 3.微表处一摊铺机专用施工机械,速度1.5~3.0km/h。 4.橡胶耙人工找平,清除超大粒料。 5.不需碾压成型,摊铺找平后必须立即进行初期养护,禁止一切车辆和行人通行。 6.通常气温25~30℃时养护30min满足设计要求后,即可开放交通。 7.微表处施工前应安排试验段,长度不小于200m;以便确定施工参数。 二、旧路加铺沥青混合料面层工艺 (一)旧沥青路面作为基层加铺沥青混合料面层 1.旧沥青路面作为基层加铺沥青混合料面层时,应对原有路面进行处理、整平或补强,符合设计要求。 2.施工要点: (1)符合设计强度、基本无损坏的旧沥青路面经整平后可作基层使用。 (2)旧沥青路面有明显的损坏,但强度能达到设计要求的,应对损坏部分进行处理。 (3)填补旧沥青路面,凹坑应按高程控制、分层摊铺,每层最大厚度不宜超过l00mm。 (二)旧水泥混凝土路作为基层加铺沥青混合料面层 1.旧水泥混凝土路作为基层加铺沥青混合料面层时,应对原有水泥混凝土路面进行处理、整平或补强,符合设计要求。 2.施工要点 (1)对旧水泥混凝土路作弯沉试验,符合设计要求,经处理后可作为基层使用。 (2)对旧水泥混凝土路面层与基层间的空隙,应作填充处理。 (3)对局部破损的原水泥混凝土路面层应剔除,并修补完好。 (4)对旧水泥混凝土路面层的胀缝、缩缝、裂缝应清理干净,并应采取防反射裂缝措施。 三、加铺沥青面层技术要点 (一)面层水平变形反射裂缝预防措施 1.水平变形反射裂缝的产生原因是旧水泥混凝土路板上存在接缝和裂缝,如果直接加铺沥青混凝土,在温度变化和行车荷载的作用下,水泥混凝土路面沿着接缝和裂缝处伸缩,当沥青混凝土路面的伸缩变形与其不一致时,就会在这些部位开裂,这就是产生反射裂缝的机理。因此,在旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土必须处理好反射裂缝,尽可能减少或延缓反射裂缝的出现。 2.在沥青混凝土加铺层与旧水泥混凝土路面之间设置应力消减层,具有延缓和抑制反射裂缝产生的效果。 3.采取土工织物处理技术措施参见1K411033所述。 (二)面层垂直变形破坏预防措施 1.在大修前对局部破损部位进行过修补,应将这些破损部位彻底剔除并重新修复;不需要将板体整块凿除重新浇筑,采用局部修补的方法即可。 2.使用沥青密封膏处理旧水泥混凝土板缝。沥青密封膏具有很好的粘结力和抗水平与垂直变形能力,可以有效防止雨水渗人结构而引发冻胀。施工时首先采用切缝机结合人工剔除缝内杂物破除所有的破碎边缘,按设计要求剔除到足够深度;其次用高压空气清除缝内灰尘,保证其洁净;再次用M7.5水泥砂浆灌注板体裂缝或用防腐麻绳填实板缝下半部,上部预留7~100mm空间,待水泥砂浆初凝后,在砂浆表面及接缝两侧涂抹混凝土接缝粘合剂后,填充密封膏,厚度不小于40mm。 (三)基底处理要求 1.基底的不均匀垂直变形导致原水泥混凝土路面板局部脱空,严重脱空部位的路面板局部断裂或碎裂。为保证水泥混凝土路面板的整体刚性,加铺沥青混合料面层前,必须对脱空和路面板局部破裂处的基底进行处理,并对破损的路面板进行修复。基底处理方法有两种:一种是换填基底材料,另一种是注浆填充脱空部位的空洞。 2.开挖式基底处理。对于原水泥混凝土路面局部断裂或碎裂部位,将破坏部位凿除,换填基底并压实后,重新浇筑混凝土。这种常规的处理方法,工艺简单,修复也比较彻底,但对交通影响较大,适合交通不繁忙的路段。 3.非开挖式基底处理。对于脱空部位的空洞,采用从地面钻孔注浆的方法进行基底处理。这是城镇道路大修工程中使用比较广泛和成功的方法。处理前应采用探地雷达进行详细探查,测出路面板下松散、脱空和既有管线附近沉降区域。 1K41 2000城市桥梁工程 1K412010城市桥梁工程结构与材料 1K412011掌握城市桥梁结构组成与类型 一、桥梁基本组成与常用术语(了解) (一)桥梁的定义 道路路线遇到江河湖泊、山谷深沟以及其他线路(铁路或公路)等障碍时,为了保持道路的连续性而专门建造的人工构造物。桥梁既要保证桥上的交通运行,也要保证桥下水流的宣泄、船只的通航或车辆的通行。 (二)桥梁的基本组成 1.桥跨结构:在线路中断时跨越障碍的主要承载结构,也叫上部结构。 2.桥墩和桥台(通称墩台):支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载传至地基的构筑物,也叫下部结构。设置在桥两端的称为桥台,它除了上述作用外,还与路堤相衔接,抵御路堤土压力,防止路堤填土的滑坡和塌落。桥墩和桥台中使全部荷载传至地基的底部奠基部分,通常称为基础。 3.支座:在桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置。它不仅要传递很大的荷载,并且还要保证桥跨结构能产生一定的变位。 4.锥形护坡:在路堤与桥台衔接处设置的圬工构筑物,它保证迎水部分路堤边坡的稳定。 (三)相关常用术语 1.净跨径:相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距。对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。 2.总跨径:多孔桥梁中各孔净跨径的总和,也称桥梁孔径。 3.计算跨径:对于具有支座的桥梁,是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离; 对于拱式桥,是指两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离,即拱轴线两端点之间的水平 距离。 4.拱轴线:拱圈各截面形心点的连线。 5.桥梁全长:起桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离,简称桥长。 6.桥梁高度:指桥面与低水位之间的高差,或指桥面与桥下线路路面之间的距离,简称桥高。 7.桥下净空高度:设计洪水位、计算通航水位或桥下线路路面至桥跨结构最下缘之间的距离。 8.建筑高度:桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离。 9.容许建筑高度:公路或铁路定线中所确定的桥面或轨顶标高,对通航净空顶部标高之差。 10.净矢高:从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离。 11.计算矢高:从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离。 12.矢跨比:计算矢高与计算跨径之比,也称拱矢度,它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。 13.涵洞:用来宣泄路堤下水流的构造物。通常在建造涵洞处路堤不中断。凡是多孔跨径的全长不到8m和单孔跨径不到5m的泄水结构物,均称为涵洞。 二、桥梁的主要类型 (一)按受力特点分 结构工程上的受力构件,总离不开拉、压、弯三种基本受力方式,由基本构件组成的各种结构物,在力学上也可归结为梁式、拱式、悬吊式三种基本体系以及它们之间的各种组合。 1.梁式桥 梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。由于外力(恒载和活载)的作用方向与承重结构的轴线接近垂直,故与同样跨径的其他结构体系相比,梁内产生的弯矩最大,通常需用抗弯能力强的材料(钢、木、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土等)来建造。 2.拱式桥 拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。这种结构在竖向荷载作用下,桥墩或桥台将承受水平推力,同时这种水平推力将显著抵消荷载所引起的在拱圈(或拱肋)内的弯矩作用。拱桥的承重结构以受压为主,通常用抗压能力强的圬工材料(砖、石、混凝土)和钢筋混凝土等来建造。 3.刚架桥 刚架桥的主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙整体结合在一起的刚架结构。梁和柱的连接处具有很大的刚性,在竖向荷载作用下,梁部主要受弯,而在柱脚处也具有水平反力,其受力状态介于梁桥和拱桥之间。同样的跨径在相同荷载作用下,刚架桥的正弯矩比梁式桥要小,刚架桥的建筑高度就可以降低。但刚架桥施工比较困难,用普通钢筋混凝土修建,梁柱刚结处易产生裂缝。 4.悬索桥 悬索桥以悬索为主要承重结构,结构自重较轻,构造简单,受力明确,能以较小的建筑高度经济合理地修建大跨度桥。由于这种桥的结构自重轻,刚度差,在车辆动荷载和风荷载作用下有较大的变形和振动。 5.组合体系桥 组合体系桥由几个不同体系的结构组合而成,最常见的为连续刚构,梁、拱组合等。斜拉桥也是组合体系桥的一种。 1K412012掌握不同形式挡土墙的结构特点 一、常见挡土墙的结构形式及特点 在城市道路桥梁工程常见的有现浇钢筋混凝土结构(见1K412013)挡土墙、装配式钢筋混凝土结构(见1K412032)挡土墙、砌体结构(见1K415014)挡土墙和加筋土挡土墙。按照挡土墙结构形式及结构特点,可分为重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、柱板式、锚杆式、自立式、加筋土等不同挡土墙;其结构形式及结构特点简述见表lK412012。 挡土墙结构形式及分类表1K412012 二、挡土墙结构受力 挡土墙结构会受到土体的侧压力作用,该力的总值会随结构与土相对位移和方向而变化,侧压力的分布会随结构施工程序及变形过程特性而变化。挡土墙结构承受土压力有:静止土压力、主动土压力和被动土压力。 静止土压力[图1K412012一(a)]:若刚性的挡土墙保持原位静止不动,墙背土层在未受任何干扰时,作用在墙上水平的压应力称为静止土压力。其合力为Eo(kN/m)、强度为P0(kPa)。 主动土压力[图1K412012一(b)]:若刚性挡土墙在填土压力作用下,背离填土一侧移动,这时作用在墙上的土压力将由静止压力逐渐减小,当墙后土体达到极限平衡,土体开始剪裂,并产生连续滑动面,使土体下滑。这时土压力减到最小值,称为主动土压力。 被动土压力[图1K412012一(c)]:若刚性挡土墙在外力作用下,向填土一侧移动,这时作用在墙上的土压力将由静止压力逐渐增大,当墙后土体达到极限平衡,土体开始剪裂,出现连续滑动面,墙后土体向上挤出隆起,这时土压力增到最大值,称为被动土压力。 三种土压力中,主动土压力最小;静止土压力其次;被动土压力最大,位移也最大。 1K412013掌握钢筋混凝土施工技术 一、钢筋施工 (一)一般规定 1.钢筋混凝土结构所用钢筋的品种、规格、性能等均应符合设计要求和现行国家标准《钢筋混凝土用钢第l部分:热轧光圆钢筋》GB l499.1、《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》GB l499.2、《冷轧带肋钢筋》GB l3788和《环氧树脂涂层钢筋》JG3042等的规定。 2.钢筋应按不同钢种、等级、牌号、规格及生产广家分批验收,确认合格后方可使用。 3.钢筋在运输、储存、加工过程中应防止锈蚀、污染和变形。 4.钢筋的级别、种类和直径应按设计要求采用。当需要代换时,应由原设计单位作变更设计。 5.预制构件的吊环必须采用未经冷拉的HPB235热轧光圆钢筋制作,不得以其他钢筋替代。 6.在浇筑混凝土之前应对钢筋进行隐蔽工程验收,确认符合设计要求。 (二)钢筋加工 1.钢筋弯制前应先调直。钢筋宜优先选用机械方法调直。当采用冷拉法进行调直时,HPB235钢筋冷拉率不得大于2%;HRB335、HRB400钢筋冷拉率不得大于1%。 2.钢筋下料前,应核对钢筋品种、规格、等级及加工数量,并应根据设计要求和钢筋长度配料。下料后应按种类和使用部位分别挂牌标明。 3.受力钢筋弯制和末端弯钩均应符合设计要求或规范规定。 4.箍筋末端弯钩形式应符合设计要求或规范规定。箍筋弯钩的弯曲直径应大于被箍主钢筋的直径,且HPB235不得小于箍筋直径的2.5倍,HRB335不得小于箍筋直径的4倍;弯钩平直部分的长度,一般结构不宜小于箍筋直径的5倍,有抗震要求的结构不得小于箍筋直径的l0倍。 5.钢筋宜在常温状态下弯制,不宜加热。钢筋宜从中部开始逐步向两端弯制,弯钩应一次弯成。 6.钢筋加工过程中,应采取防止油渍、泥浆等物污染和防止受损伤的措施。 (三)钢筋连接 1.热轧钢筋接头 热轧钢筋接头应符合设计要求。当设计无规定时,应符合下列规定: (1)钢筋接头宜采用焊接接头或机械连接接头。 (2)焊接接头应优先选择闪光对焊。焊接接头应符合国家现行标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ l8的有关规定。 (3)机械连接接头适用于HRB335和HRB400带肋钢筋的连接。机械连接接头应符合国家现行标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ l07的有关规定。 (4)当普通混凝土中钢筋直径等于或小于22mm时,在无焊接条件时,可采用绑扎连接,但受拉构件中的主钢筋不得采用绑扎连接。 (5)钢筋骨架和钢筋网片的交叉点焊接宜采用电阻点焊。 (6)钢筋与钢板的T形连接,宜采用埋弧压力焊或电弧焊。 2.钢筋接头设置 钢筋接头设置应符合下列规定: (1)在同一根钢筋上宜少设接头。 (2)钢筋接头应设在受力较小区段,不宜位于构件的最大弯矩处。 (3)在任一焊接或绑扎接头长度区段内,同一根钢筋不得有两个接头,在该区段内的受力钢筋,其接头的截面面积占总截面积得百分率应符合规范规定。 (4)接头末端至钢筋弯起点的距离不得小于钢筋直径的l0倍。 (5)施工中钢筋受力分不清受拉、受压的,按受拉办理。 (6)钢筋接头部位横向净距不得小于钢筋直径,且不得小于25mm。 (四)钢筋骨架和钢筋网的组成与安装 2.钢筋网片电阻点焊规定 钢筋网片采用电阻点焊应符合下列规定, (1)当焊接网片的受力钢筋为HPB235钢筋时,如焊接网片只有一个方向受力,受力主筋与两端的两根横向钢筋的全部交叉点必须焊接;如焊接网片为两个方向受力,则四周边缘的两根钢筋的全部交叉点必须焊接,其余交叉点可间隔焊接或绑、焊相间。 (2)当焊接网片的受力钢筋为冷拔低碳钢丝,而另一方向的钢筋间距小于l00mm时,除受力主筋与两端的两根横向钢筋的全部交叉点必须焊接外,中间部分的焊点距离可增大至250mm。 3.钢筋现场绑扎规定 现场绑扎钢筋应符合下列规定: (1)钢筋的交叉点应采用绑丝绑牢,必要时可辅以点焊。 (2)钢筋网的外围两行钢筋交叉点应全部扎牢,中间部分交叉点可间隔交错扎牢,但双向受力的钢筋网,钢筋交叉点必须全部扎牢。 (3)梁和柱的箍筋,除设计有特殊要求外,应与受力钢筋垂直设置;箍筋弯钩叠合处,应位于梁和柱角的受力钢筋处,并错开设置(同一截面上有两个以上箍筋的大截面梁和柱除外);螺旋形箍筋的起点和终点均应绑扎在纵向钢筋上,有抗扭要求的螺旋箍筋,钢筋应伸入核心混凝土中。 (4)矩形柱角部竖向钢筋的弯钩平面与模板面的夹角应为45°;多边形柱角部竖向钢筋弯钩平面应朝向断面中心;圆形柱所有竖向钢筋弯钩平面应朝向圆心。小型截面柱当采用插入式振捣器时,弯钩平面与模板面的夹角不得小于l5°。 (5)绑扎接头搭接长度范围内的箍筋间距:当钢筋受拉时应小于5d,且不得大于100mm当钢筋受压时应小于10d,且不得大于200mm。 (6)钢筋骨架的多层钢筋之间,应用短钢筋支垫,确保位置准确。 4.钢筋的混凝土保护层厚度 钢筋的混凝土保护层厚度,必须符合设计要求。设计无规定时应符合下列规定: (1)普通钢筋和预应力直线形钢筋的最小混凝土保护层厚度不得小于钢筋公称直径,后张法构件预应力直线形钢筋不得小于其管道直径的1/2。 (2)当受拉区主筋的混凝土保护层厚度大于50mm时,应在保护层内设置直径不小于6mm、间距不大于l00mm的钢筋网。 (3)钢筋机械连接件的最小保护层厚度不得小于20mm。 (4)应在钢筋与模板之间设置垫块,确保钢筋的混凝土保护层厚度,垫块应与钢筋绑扎牢固、错开布置。 二、混凝土施工 (一)原材料计量 各种计量器具应按计量法的规定定期检定,保持计量准确。在混凝土生产过程中,应注意控制原材料的计量偏差。对骨料的含水率的检测,每一工作班不应少于一次。雨期施工应增加测定次数,根据骨料实际含水量调整骨料和水的用量。 (二)混凝土搅拌、运输和浇筑 1.混凝土搅拌 混凝土拌合物的坍落度应在搅拌地点和浇筑地点分别随机取样检测。每一工作班或每一单元结构物不应少于两次。评定时应以浇筑地点的测值为准。如混凝土拌合物从搅拌机出料起至浇筑入模的时间不超过l5min时,其坍落度可仅在搅拌地点检测。在检测坍落度时,还应观察混凝土拌合物的黏聚性和保水性。 2.混凝土运输 (1)混凝土的运输能力应满足混凝土凝结速度和浇筑速度的要求,使浇筑工作不间断。 (2)运送混凝土拌合物的容器或管道应不漏浆、不吸水,内壁光滑平整,能保证卸料及输送畅通。 (3)混凝土拌合物运输在过程中,应保持均匀性,不产生分层、离析等现象,如出现分层、离析现象,则应对混凝土拌合物进行二次快速搅拌。 (4)混凝土拌合物运输到浇筑地点后,应按规定检测其坍落度,坍落度应符合设计要求和施工工艺要求。 (5)预拌混凝土在卸料前需要掺加外加剂时,外加剂的掺量应按配合比 通知 关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知 书执行。掺入外加剂后,应快速搅拌,搅拌时间应根据试验确定。 (6)严禁在运输过程中向混凝土拌合物中加水。 (7)采用泵送混凝土时,应保证混凝土泵连续工作,受料斗应有足够的混凝土。泵送间歇时间不宜超过l5min。 3.混凝土浇筑 (1)浇筑前的检查 浇筑混凝土前,应检查模板、支架的承载力、刚度、稳定性,检查钢筋及预埋件的位置、规格,并做好记录,符合设计要求后方可浇筑。在原混凝土面上浇筑新混凝土时,相接面应凿毛,并清洗干净,表面湿润但不得有积水。 (2)混凝土浇筑 ①混凝土一次浇筑量要适应各施工环节的实际能力,以保证混凝土的连续浇筑。对于大方量混凝土浇筑,应事先制定浇筑方案。 ②混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。同一施工段的混凝土应连续浇筑,并应在底层混凝土初凝之前将上一层混凝土浇筑完毕。 ③采用振捣器振捣混凝土时,每一振点的振捣延续时间,应以使混凝土表面呈现浮浆、不出现气泡和不再沉落为准。 (三)混凝土养护 1.一般混凝土浇筑完成后,应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护。对干硬性混凝土、炎热天气浇筑的混凝土、大面积裸露的混凝土,有条件的可在浇筑完成后立即加设棚罩,待收浆后再予以覆盖和养护。 2.洒水养护的时间,采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥的混凝土,不得少于7d。掺用缓凝型外加剂或有抗渗等要求以及高强度混凝土,不少于l4d。使用真空吸水的混凝土,可在保证强度条件下适当缩短养护时间。采用涂刷薄膜养护剂养护时,养护剂应通过试验确定.并应制定操作工艺。采用塑料膜覆盖养护时,应在混凝土浇筑完成后及时覆盖严密,保证膜内有足够的凝结水。 3.当气温低于5℃时,应采取保温措施,不得对混凝土洒水养护。 三、模板、支架和拱架 (一)模板、支架和拱架的设计与验算 4.验算模板、支架和拱架的抗倾覆稳定时,各施工阶段的稳定系数均不得小于l.3。 5.验算模板、支架和拱架的刚度时,其变形值不得超过下列规定: (1)结构表面外露的模板挠度为模板构件跨度的1/400; (2)结构表面隐蔽的模板挠度为模板构件跨度的1/250; 6.模板、支架和拱架的设计中应设施工预拱度。施工预拱度应考虑下列因素: (1)设计文件规定的结构预拱度; (2)支架和拱架承受全部施工荷载引起的弹性变形; (3)受载后由于杆件接头处的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形; (4)支架、拱架基础受载后的沉降。 7.设计预应力混凝土结构模板时,应考虑施加预应力后构件的弹性压缩、上拱及支座螺栓或预埋件的位移等。 8.支架立柱在排架平面内应设水平横撑。立柱高度在5m以内时,水平撑不得少于两道,立柱高于5m时,水平撑间距不得大于2m,并应在两横撑之间加双向剪刀撑。在排架平面外应设斜撑,斜撑与水平交角宜为45°。 (二)模板、支架和拱架的制作与安装 2.支架立柱必须落在有足够承载力的地基上,立柱底端必须放置垫板或混凝土垫块。 支架地基严禁被水浸泡,冬期施工必须采取防止冻胀的措施。 3.支架通行孔的两边应加护桩,夜间应设警示灯。施工中易受漂流物冲撞的河中支架应设牢固的防护设施。 4.安设支架、拱架过程中,应随安装随架设临时支撑。采用多层支架时,支架的横垫板应水平,立柱应铅直,上下层立柱应在同一中心线上。 5.支架或拱架不得与施工脚手架、便桥相连。 10.模板工程及支撑体系满足下列条件的,还应进行危险性较大分部分项工程安全专项施工方案专家论证。 (1)工具式模板工程:包括滑模、爬模、飞模工程。 (2)混凝土模板支撑工程:搭设高度8m及以上、搭设跨度l8m及以上;施工总荷载15kN/m2及以上;集中线荷载20kN/m及以上。 (3)承重支撑体系:用于钢结构安装等满堂支撑体系,承受单点集中荷载700kg以上。 (三)模板、支架和拱架的拆除 1.模板、支架和拱架拆除应符合下列规定: (1)非承重侧模应在混凝土强度能保证结构棱角不损坏时方可拆除,混凝土强度宜为2.5MPa及以上。 (2)芯模和预留孔道内模应在混凝土抗压强度能保证结构表面不发生塌陷和裂缝时,方可拔出。 2.浆砌石、混凝土砌块拱桥拱架的卸落应遵守下列规定: (1)浆砌石、混凝土砌块拱桥应在砂浆强度达到设计要求强度后卸落拱架,设计未规定时,砂浆强度应达到设计标准值的80%以上。 (2)跨径小于l0m的拱桥宜在拱上结构全部完成后卸落拱架}中等跨径实腹式拱桥宜在护拱完成后卸落拱架;大跨径空腹式拱桥宜在腹拱横墙完成(未砌腹拱圈)后卸落拱架。 (3)在裸拱状态卸落拱架时,应对主拱进行强度及稳定性验算并采取必要的稳定措施。 3.模板、支架和拱架拆除应遵循先支后拆、后支先拆的原则。支架和拱架应按几个循环卸落,卸落量宜由小渐大。每一循环中,在横向应同时卸落、在纵向应对称均衡卸落。 4.预应力混凝土结构的侧模应在预应力张拉前拆除;底模应在结构建立预应力后拆除。 1K412014掌握预应力混凝土施工技术 一、预应力混凝土配制与浇筑 (一)配制 1.预应力混凝土应优先采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,不宜使用矿渣硅酸盐水泥,不得使用火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥。粗骨料应采用碎石,其粒径宜为5~25mm。 2.混凝土中的水泥用量不宜大于550kg/m3。 3.混凝土中严禁使用含氯化物的外加剂及引气剂或引气型减水剂。 4.从各种材料引人混凝土中的氯离子总含量(折合氯化物含量)不宜超过水泥用量的0.06%。超过0.06%时,宜采取掺加阻锈剂、增加保护层厚度、提高混凝土密实度等防锈措施。 二、预应力张拉施工 (一)基本规定 1.预应力筋的张拉控制应力必须符合设计规定。 2.预应力筋采用应力控制方法张拉时,应以伸长值进行校核。实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求;设计无规定时,实际伸长值与理论伸长值之差应控制在6%以内。否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施后,方可继续张拉。 3.预应力张拉时,应先调整到初应力该初应力宜为张拉控制应力10%~l5%,伸长值应从初应力时开始量测。 4.预应力筋的锚固应在张拉控制应力处于稳定状态下进行,锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量,不得大于设计或规范规定。 (二)先张法预应力施工 1.张拉台座应具有足够的强度和刚度,其抗倾覆安全系数不得小于1.5,抗滑移安全系数不得小于l.3。张拉横梁应有足够的刚度,受力后的最大挠度不得大于2mm。锚板受力中心应与预应力筋合力中心一致。 2.预应力筋连同隔离套管应在钢筋骨架完成后一并穿入就位。就位后,严禁使用电弧焊对梁体钢筋及模板进行切割或焊接。隔离套管内端应堵严。 3.同时张拉多根预应力筋时,各根预应力筋的初始应力应一致。张拉过程中应使活动横梁与固定横梁始终保持平行。 4.张拉程序应符合设计要求,设计未规定时,其张拉程序应符合表lK412014-1的规定。 先张法预应力筋张拉程序表lK412014一l 5.张拉过程中,预应力筋的断丝、断筋数量不得超过表lK412014—2的规定。 先张法预应力筋断丝限制表1K412014-2 预应力筋种类 项目 控制值 钢筋 断筋 不允许 钢丝、钢绞线 同一构件内断丝数不得超过钢丝总数 1% 6.放张预应力筋时混凝土强度必须符合设计要求,设计未规定时,不得低于强度设计值的75%。放张顺序应符合设计要求,设计未规定时,应分阶段、对称、交错地放张。放张前,应将限制位移的模板拆除。 (三)后张法预应力施工 1.预应力管道安装应符合下列要求: (1)管道应采用定位钢筋牢固地定位于设计位置。 (2)金属管道接头应采用套管连接,连接套管宜采用大一个直径型号的同类管道,且应与金属管道封裹严密。 (3)管道应留压浆孔与溢浆孔;曲线孔道的波峰部位应留排气孔;在最低部位宜留排水孔。 (4)管道安装就位后应立即通孔检查,发现堵塞应及时疏通。管道经检查合格后应及时将其端面封堵,防止杂物进人; (5)管道安装后,需在其附近进行焊接作业时,必须对管道采取保护措施。 2.预应力筋安装应符合下列要求: (1)先穿束后浇混凝土时,浇筑混凝土之前,必须检查管道并确认完好;浇筑混凝土时应定时抽动、转动预应力筋。 (2)先浇混凝土后穿束时,浇筑后应立即疏通管道,确保其畅通。 (3)混凝土采用蒸汽养护时,养护期内不得装入预应力筋。 (4)穿束后至孔道灌浆完成应控制在下列时间以内,否则应对预应力筋采取防锈措施: 空气湿度大于70%或盐分过大时,7d; 空气湿度40%~70%时,15d; 空气湿度小于40%时,20d。 (5)在预应力筋附近进行电焊时,应对预应力筋采取保护措施。 3.预应力筋张拉应符合下列要求: (1)混凝土强度应符合设计要求,设计未要求时,不得低于强度设计值的75%。 (2)预应力筋张拉端的设置应符合设计要求。当设计未要求时,应符合下列规定: 曲线预应力筋或长度大于等于25m的直线预应力筋,宜在两端张拉;长度小于25m的直线预应力筋,可在一端张拉。 当同一截面中有多束一端张拉的预应力筋时,张拉端宜均匀交错的设置在结构的两端。 (3)张拉前应根据设计要求对孔道的摩阻损失进行实测,以便确定张拉控制应力值,并确定预应力筋的理论伸长值。 (4)预应力筋的张拉顺序应符合设计要求。当设计无要求时,可采取分批、分阶段对称张拉。宜先中间,后上、下或两侧。 (5)预应力筋张拉程序应符合表1K412014-3的规定。 后张法预应力筋张拉程序表表1K412014-3 (6)张拉过程中预应力筋断丝、滑丝、断筋的数量不得超过表1K412014-4的规定。 后张法预应力筋断丝、滑丝、断筋控制值表表lK412014-4 预应力筋种类 项目 控制值 每束钢丝断丝、滑丝 1根 钢丝束、钢绞线束 每束钢绞线断丝、滑丝 1丝 每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的 1% 钢筋 断筋 不允许 4.张拉控制应力达到稳定后方可锚固。锚具应用封端混凝土保护,当需较长时间外露时,应采取防锈蚀措施。锚固完毕经检验合格后,方可切割端头多余的预应力筋。 (四)孔道压浆 1.预应力筋张拉后,应及时进行孔道压浆,多跨连续有连接器的预应力筋孔道,应张拉完一段灌注一段。孔道压浆宜采用水泥浆。水泥浆的强度应符合设计要求,设计无要求时不得低于30MPa。 2.压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况,如有不实,应及时处理。压浆作业,每一工作班应留取不少于3组砂浆试块,标养28d,以其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。 3.压浆过程中及压浆后48h内,结构混凝土的温度不得低于5℃,否则应采取保温措施。当白天气温高于35℃时,压浆宜在夜间进行。 4.埋设在结构内的锚具,压浆后应及时浇筑封锚混凝土。封锚混凝土的强度等级应符合设计要求,不宜低于结构混凝土强度等级的80%,且不低于30MPa。 5.孔道内的水泥浆强度达到设计规定后方可吊移预制构件;设计未要求时,应不低于砂浆设计强度的75%。 1K412015熟悉预应力材料的技术要求 一、后张预应力材料 (一)后张预应力筋 1.后张预应力筋主要有钢丝、钢绞线和精轧螺纹钢筋等。预应力筋的质量及使用方法是否正确,关系到预应力结构施工时的安全和结构本身的质量与安全。 2.预应力混凝土结构所采用预应力筋的质量应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》GB/T 5223、《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224等的规定。每批钢丝、钢绞线、钢筋应由同一牌号、同一规格、同一生产工艺的产品组成。 3.新产品及进口材料的质量应符合相应现行国家标准的规定。 4.预应力筋进场时,应对其质量证明文件、包装、标志和规格进行检验,并应符合下列规定: (1)钢丝检验每批重量不得大于60t;从每批钢丝中先抽查5%,且不少于5盘,进行形状、尺寸和表面质量检查,检查不合格,则将该批钢丝全数检查。从检查合格的钢丝中抽查5%且,不少于3盘,在每盘钢丝的两端取样进行抗拉强度、弯曲和伸长率试验。试验结果有一项不合格则该盘钢丝报废,并从同批次未试验过的钢丝盘中取双倍数量的试样进行该不合格项的复验。如仍有一项不合格,则该批钢丝为不合格。 (2)钢绞线检验每批重量不得大于60t;从每批钢绞线中任取3盘,并从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根试样,进行表面质量、直径偏差和力学性能试验。如每批少于3盘,应全数检验。检验结果如有一项不合格时,则不合格盘报废,并再从该批未试验过的钢绞线中取双倍数量的试样进行该不合格项的复验。如仍有一项不合格,则该批钢绞线为不合格。 (3)精轧螺纹钢筋检验每批重量不得大于60t;对其表面质量应逐根进行外观检查,外观检查合格后每批中任选2根钢筋截取试件进行拉伸试验。试验结果有一项不合格,则取双倍数量的试样重做试验。如仍有一项不合格,则该批钢筋为不合格。 (4)预应力筋必须保持清洁。在存放、搬运、施工操作过程中应避免机械损伤和有害的锈蚀。如长时间存放,必须安排定期的外观检查。 5.存放的仓库应干燥、防潮、通风良好、无腐蚀气体和介质。存放在室外时不得直接堆放在地面上,必须垫高、覆盖、防腐蚀、防雨露,时间不宜超过6个月。 6.预应力筋的制作 (1)预应力筋下料长度应通过计算确定,计算时应考虑结构的孔道长度或台座长度、锚夹具长度、千斤顶长度、焊接接头或镦头预留量,冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和外露长度等因素。 钢丝束的两端均采用墩头锚具时,同一束中各根钢丝下料长度的相对差值,当钢丝束长度小于或等于20m时,不宜大于l/3000;当钢丝束长度大于20m时,不宜大于l/5000,且不大于5mm。 (2)预应力筋宜使用砂轮锯或切断机切断,不得采用电弧切割。 (3)预应力筋采用镦头锚固时,高强钢丝宜采用液压冷镦;冷拔低碳钢丝可采用冷冲镦粗;钢筋宜采用电热镦粗,但Ⅳ级钢筋镦粗后应进行电热处理。冷拉钢筋端头的镦粗及热处理工作,应在钢筋冷拉之前进行,否则应对镦头逐个进行张拉检查,检查时的控制应力应不小于钢筋冷拉时的控制应力。 (4)预应力筋由多根钢丝或钢绞线组成时,在同束预应力钢筋内,应采用强度相等的预应力钢材。编束时,应逐根梳理直顺不扭转,绑扎牢固(用火烧丝绑扎,每隔lm一道),不得互相缠绕。编束后的钢丝和钢绞线应按编号分类存放。钢丝和钢绞线束移运时支点距离不得大于3m,端部悬出长度不得大于1.5m。 (二)管道 1.后张有粘结预应力混凝土结构中,预应力筋的孔道一般由浇筑在混凝土中的刚性或半刚性管道构成。一般工程可由钢管抽芯、胶管抽芯或金属伸缩套管抽芯预留孔道。浇筑在混凝土中的管道应具有足够强度和刚度,不允许有漏浆现象,且能按要求传递粘结力。 2.刚性或半刚性管道应是金属的。刚性管应内壁光滑,可弯曲成适当的形状而不出现卷曲或被压扁。半刚性管应是波纹状的金属螺旋管。 3.金属螺旋管的检验 (1)金属螺旋管道进场时,应检查出厂合格证和质量保证书,核对其类别、型号、规格及数量,对外观、尺寸、集中荷载下的径向刚度、荷载作用后的抗渗及抗弯曲渗漏等进行检验。检验方法应按有关规范、标准进行。 (2)金属螺旋管按批进行检验。每批由同一生产厂家,同一批钢带所制作的金属螺旋管组成,累计半年产量或50000m生产量为一批。不足上述条件的则取产量最多的规格作为一批。 4.管道的其他要求 (1)在桥梁的某些特殊部位,设计无要求时,可采用符合要求的平滑钢管或高密度聚乙烯管,其管壁厚不得小于2mm。 (2)管道的内横截面积至少应是预应力筋净截面积的2.0~2.5倍。不足这一面积时,应通过试验验证其可否进行正常压浆作业。超长钢束的管道也应通过试验确定其面积比。 (3)采用胶管抽芯法制孔时,胶管内应插入芯棒或充以压力水,以增加刚度。采用钢管抽芯法时,钢管表面应光滑,焊缝应平顺。抽芯法的抽芯时间应由试验确定,以混凝土抗压强度达到0.4~0.8MPa为宜,抽拔时不应损伤结构混凝土。抽芯后应用通孔器或压气、压水等方法,检查孔道是否有堵塞、残留物或与邻孔串通现象,一旦发现应及时处理。 (4)预留孔道的尺寸与位置应正确,孔道应平顺,孔道端部的预埋钢锚垫板应垂直于孔道中心线。 (5)预留孔道用的管道应采用定位钢筋固定安装,使其能牢固的置于模板内的设计位置,并在浇筑混凝土时不产生位移。定位钢筋的间距,对于钢管不宜大于lm,波纹管不宜大于0.8m,胶管不宜大于0.5m。曲线管道适当加密固定筋。 (6)金属管道接头处的连接套管采用大一个直径级别的同类型管道。套管长度为被连接管道内径的5~7倍。管道接头处不应产生角度变化,在浇筑混凝土时不应发生管道转动或位移。管道接头连接处应缠裹紧密,防止水泥浆渗入。 (7)管道需设压浆孔,还应在最高点处设排气孔,需要时在最低点设排水孔。 (8)管道在模板内安装就位后,应盖好其端部,防止水或其他杂物进入。 (9)金属螺旋管道宜采用镀锌材料制作,制作金属螺旋管的钢带厚度不宜小于0.3mm。金属螺旋管性能应符合国家现行标准《预应力混凝土用金属螺旋管》JG/T 3013的规定。 (10)预应力原材料必须保持清洁,在存放和运输时应避免损伤、锈蚀和腐蚀。预应力筋和金属管道在室外存放时,时间不宜超过6个月。预应力锚具、夹具和连接器应在仓库内配套保管。 二、锚具和连接器 (一)基本要求 1.后张预应力锚具和连接器按照锚固方式不同,可分为夹片式(单孔和多孔夹片锚具)、支承式(镦头锚具、螺母锚具)、锥塞式(钢制锥形锚具)和握裹式(挤压锚具、压花锚具等)。 2.预应力锚具、夹具和连接器应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性,并应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T l4370和《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ 85的规定。 3.适用于高强度预应力筋的锚具(或连接器),也可以用于较低强度的预应力筋。仅能适用于低强度预应力筋的锚具(或连接器),不得用于高强度预应力筋。 4.锚具应满足分级张拉、补张拉和放松预应力的要求。锚固多根预应力筋的锚具,除应有整束张拉的性能外,尚宜具有单根张拉的可能性。 5.用于后张法的连接器,必须符合锚具的性能要求。 6.当锚具下的锚垫板要求采用喇叭管时,喇叭管宜选用钢制或铸铁产品。锚垫板应设置足够的螺旋钢筋或网状分布钢筋。 7.锚垫板与预应力筋(或孔道)在锚固区及其附近应相互垂直。后张构件锚垫板上宜设灌浆孔。 (二)验收规定 1.锚具、夹具及连接器进场验收时,应按出厂合格证和质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格、数量,确认无误后进行外观检查、硬度检验和静载锚固性能试验。 2.验收应分批进行,批次划分时,同一种材料和同一生产工艺条件下生产的产品可列为同一批量。锚具、夹片应以不超过1000套为一个验收批。连接器的每个验收批不宜超过500套。 (1)外观检查 从每批锚具中抽取l0%且不少于10套,进行外观质量和外形尺寸检查。所抽全部样品表面均不得有裂纹,尺寸偏差不能超过产品标准及设计图纸规定的尺寸允许偏差。当有一套不合格时,另取双倍数量的锚具重做检查,如仍有一套不符合要求时,则逐套检查,合格者方可使用。 (2)硬度检验 从每批锚具中抽取5%且不少于5套进行硬度检验。对硬度有要求的零件做硬度试验,对多孔加片式锚具的夹片,每套至少抽取5片,每个零件测试3点,其硬度应在产品设计要求范围内。有一个零件不合格时,则应另取双倍数量的零件重做检验,仍有一件不合格时,则应对该批产品逐个检查,合格者方可使用。 3.静载锚固性能试验:对大桥、特大桥等重要工程,当质量证明书不齐全、不正确或质量有疑点时,在通过外观和硬度检验的同批中抽取6套锚具(夹片或连接器),组成3个预应力筋锚具组装件,由国家或省级质量技术监督部门授权的专业质量检测机构进行静载锚固性能试验。如有一个试件不符合要求时,则应另取双倍数量的锚具(夹具或连接器)重做试验,如仍有一个试件不符合要求时,则该批产品视为不合格品。 对用于中小桥梁的锚具(夹片或连接器)进场验收,其静载锚固性能可由锚具生产厂提供试验报告。 三、张拉后预应力筋与锚具的保护 后张预应力张拉作业应按规范要求严格执行。预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。预应力筋锚固后的外露长度不宜小于30mm,锚具应用封端混凝土保护。预应力筋张拉后,孔道应尽早压浆。 1K412016熟悉混凝土强度及配比要求 一、混凝土的抗压强度 (一)在进行混凝土强度试配和质量评定时,混凝土的抗压强度应以边长为l50mm的立方体标准试件测定。试件以同龄期者3块为一组,并以同等条件制作和养护。 (二)现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》GBJ l07中规定了评定混凝土强度的方法,包括方差已知统计方法、方差未知统计方法以及非统计方法三种。工程中可根据具体条件选用,但应优先选用统计方法。 (三)对C50及其以上的高强度混凝土,当混凝土方量较少时,宜留取不少于l0组的试件,采用方差未知的统计方法评定混凝土强度。 二、混凝土原材料 (一)混凝土原材料包括水泥、粗细骨料、矿物掺合料、外加剂和水。对预拌混凝土的生产、运输等环节应执行现行国家标准《预拌混凝土》GB/T l4902。配制混凝土用的水泥等各种原材料,其质量应分别符合相应标准。 (二)配制高强混凝土的矿物掺合料可选用优质粉煤灰、磨细矿渣粉、硅粉和磨细天然沸石粉。 (三)常用的外加剂有减水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂、防冻剂、膨胀剂、防水剂、混凝土泵送剂、喷射混凝土用的速凝剂等。 三、混凝土配合比设计步骤 (一)初步配合比设计阶段,根据配制强度和设计强度相互间关系,用水灰比计算方法,水量、砂率查表方法以及砂石材料计算方法等确定计算初步配合比。 (二)试验室配合比设计阶段,根据施工条件的差异和变化、材料质量的可能波动调整配合比。 (三)基准配合比设计阶段,根据强度验证原理和密度修正方法,确定每立方米混凝土的材料用量。 (四)施工配合比设计阶段,根据实测砂石含水率进行配合比调整,提出施工配合比。 1K412020城市桥梁下部结构施工 1K412021掌握桩基础施工方法与设备选择 一、沉入桩基础 常用的沉人桩有钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩和钢管桩。 (一)准备工作 1.沉桩前应掌握工程地质钻探资料、水文资料和打桩资料。 2.沉桩前必须处理地上(下)障碍物,平整场地,并应满足沉桩所需的地面承载力。 3.应根据现场环境状况采取降噪声措施;城区、居民区等人员密集的场所不应进行沉桩施工。 4.对地质复杂的大桥、特大桥,为检验桩的承载能力和确定沉桩工艺应进行试桩。 5.贯入度应通过试桩或做沉桩试验后会同监理及设计单位研究确定。 6.用于地下水有侵蚀性的地区或腐蚀性土层的钢桩应按照设计要求做好防腐处理。 (二)施工技术要点 1.预制桩的接桩可采用焊接、法兰连接或机械连接,接桩材料工艺应符合规范要求。 2.沉桩时,桩帽或送桩帽与桩周围间隙应为5~10mm;桩锤、桩帽或送桩帽应和桩身在同一中心线上;桩身垂直度偏差不得超过0.5%。 3.沉桩顺序:对于密集桩群,自中间向两个方向或四周对称施打;根据基础的设计标高,宜先深后浅;根据桩的规格,宜先大后小,先长后短。 4.施工中若锤击有困难时,可在管内助沉。 5.桩终止锤击的控制应以控制桩端设计标高为主,贯人度为辅。 6.沉桩过程中应加强邻近建筑物、地下管线等的观测、监护。 (三)沉桩方式及设备选择 1.锤击沉桩宜用于砂类土、黏性土。桩锤的选用应根据地质条件、桩型、桩的密集程度、单桩竖向承载力及现有施工条件等因素确定。 2.振动沉桩宜用于锤击沉桩效果较差的密实的黏性土、砾石、风化岩。 3.在密实的砂土、碎石土、砂砾的土层中用锤击法、振动沉桩法有困难时,可采用射水作为辅助手段进行沉桩施工。在黏性土中应慎用射水沉桩;在重要建筑物附近不宜采用射水沉桩。 4.静力压桩宜用于软黏土(标准贯人度N<20)、淤泥质土。 5.钻孔埋桩宜用于黏土、砂土、碎石土,且河床覆土较厚的情况。 二、钻孔灌注桩基础 (二)成孔方式与设备选择 依据成桩方式可分为泥浆护壁成孔、干作业成孔、护筒(沉管)灌注桩及爆破成孔,施工机具类型及土质适用条件可参考表1K412021。 成桩方式与适用条件表lK412021(了解) 序号 成桩方式与设备 土质适用条件 冲抓钻 泥浆护壁 冲击钻 黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层 1 成孔桩 旋挖钻 潜水钻 黏性土、淤泥、淤泥质土及砂土 长螺旋钻孔 地下水位以上的黏性土、砂土及人工填土非密实的碎石类土、强风化岩 2 干作业 钻孔扩底 地下水位以上的坚硬、硬塑的黏性土及中密以上的砂土风化岩层 成孔桩 人工挖孔 地下水位以上的黏性土、黄土及人工填土 夯扩 桩端持力层为埋深不超过20m的中、低压缩性黏性土、粉土、砂土和碎石类土 3 沉管灌注桩 振动 黏性土、粉土和砂土 4 爆破成孔 地下水位以上的黏性土、黄土碎石土及风化岩 (三)泥浆护壁成孔 1.泥浆制备 (1)泥浆制备根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配合比设计,宜选用高塑性黏土或膨润土。 (2)泥浆护壁施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上,在清孔过程中应不断置换泥浆,直至灌注水下混凝土。 (3)灌注混凝土前,孔底500mm以内的泥浆相对密度应小于l.25;含砂率不得大于8%;黏度不得大于28s。 (4)现场应设置泥浆池和泥浆收集设施,废弃的泥浆、渣应进行处理,不得污染环境。 (四)干作业成孔 1.长螺旋钻孔 (1)钻机定位后,应进行复检,钻头与桩位点偏差不得大于20mm,开孔时下钻速度应缓慢;钻进过程中,不宜反转或提升钻杆。 (2)在钻进过程中遇到卡钻、钻机摇晃、偏斜或发生异常声响时,应立即停钻,查明原因,采取相应措施后方可继续作业。 (3)钻至设计标高后,应先泵入混凝土并停顿l0~20s,再缓慢提升钻杆。提钻速度应根据土层情况确定,并保证管内有一定高度的混凝土。 (4)混凝土压灌结束后,应立即将钢筋笼插至设计深度,并及时清除钻杆及泵(软)管内残留混凝土。 2.钻孔扩底 (1)钻杆应保持垂直稳固,位置准确,防止因钻杆晃动引起扩大孔径。 (2)钻孔扩底桩施工扩底孔部分虚土厚度应符合设计要求。 (3)灌注混凝土时,第一次应灌到扩底部位的顶面,随即振捣密实;灌注桩顶以下5m范围内混凝土时,应随灌注随振动,每次灌注高度不大于1.5m。 3.人工挖孔 (1)人工挖孔桩必须在保证施工安全前提下选用。 (2)挖孔桩截面一般为圆形,也有方形桩;孔径1200~2000mm,最大可达3500mm;挖孔深度不宜超过25m。 (3)采用混凝土或钢筋混凝土支护孔壁技术,护壁的厚度、拉接钢筋、配筋、混凝土强度等级均应符合设计要求;井圈中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm;上下节护壁混凝土的搭接长度不得小于50mm;每节护壁必须保证振捣密实,并应当日施工完毕;应根据土层渗水情况使用速凝剂;模板拆除应在混凝土强度大于2.5MPa后进行。 (4)挖孔达到设计深度后,应进行孔底处理。必须做到孔底表面无松渣、泥、沉淀土。 (五)钢筋笼与灌注混凝土施工要点 1.钢筋笼加工应符合设计要求。钢筋笼制作、运输和吊装过程中应采取适当的加固措施,防止变形。 2.吊放钢筋笼入孔时,不得碰撞孔壁,就位后应采取加固措施固定钢筋笼的位置。 3.沉管灌注桩内径应比套管内径小60~80mm,用导管灌注水下混凝土的桩应比导管连接处的外径大l00mm以上。 4.灌注桩采用的水下灌注混凝土宜采用预拌混凝土,其骨料粒径不宜大40mm。 5.灌注桩各工序应连续施工,钢筋笼放入泥浆后4h内必须浇筑混凝土。 6.桩顶混凝土浇筑完成后应高出设计标高0.5~1m,确保桩头浮浆层凿除后桩基面混凝土达到设计强度。 7.当气温低于0℃以下时,浇筑混凝土应采取保温措施,浇筑时混凝土的温度不得低于5.0C。当气温高于30℃时,应根据具体情况对混凝土采取缓凝措施。 8.灌注桩的实际浇筑混凝土量不得小于计算体积;套管成孔的灌注桩任何一段平均直径与设计直径的比值不得小于l.0。 9.场地为浅水时宜采用筑岛法施工,筑岛面积应按钻孔方法、机具大小而定。岛的高度应高出最高施工水位0.5~1.0m。 10.场地为深水或淤泥层较厚时,可采用固定式平台或浮式平台。平台须稳固牢靠,能承受施工时的静载和动载;并考虑施工机械进出安全。 (六)水下混凝土灌注 1.桩孔检验合格,吊装钢筋笼完毕后,安置导管浇筑混凝土。 2.混凝土配合比应通过试验确定,须具备良好的和易性,坍落度宜为l80~220mm。 3.导管应符合下列要求: (1)导管内壁应光滑圆顺,直径宜为20~30cm,节长宜为2m。 (2)导管不得漏水,使用前应试拼、试压,试压的压力宜为孔底静水压力的1.5倍。 (3)导管轴线偏差不宜超过孔深的0.5%,且不宜大于l0cm。 (4)导管采用法兰盘接头宜加锥形活套;采用螺旋丝扣型接头时必须有防止松脱装置。 4.使用的隔水球应有良好的隔水性能,并应保证顺利排出。 5.开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为300~500mm;导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于0.8m;导管埋入混凝土深度宜为2~6m。 6.灌注水下混凝土必须连续施工,并应控制提拔导管速度,严禁将导管提出混凝土灌注面。灌注过程中的故障应记录备案。 【案例1K412021】 1.背景 某市迎宾大桥工程采用沉入桩基础,承台平面尺寸为5m×30m,布置145根桩,为群桩形式:顺桥方向5行桩,桩中心距为0.8m,横桥方向29排,桩中心距lm;设计桩长15m,分两节预制,采用法兰盘等强度接头。由施工项目部经招标程序选择专业队伍分包打桩作业,在施工组织设计编制和审批中出现了下列事项: (1)鉴于现场条件,预制桩节长度分为4种,其中72根上节长7m,下节长8m(带桩靴),其中73根上节长8m,下节长7m。 (2)为了挤密桩间土,增加桩与土体的摩擦力,打桩顺序定为四周向中心打。 (3)为防止桩顶或桩身出现裂缝、破碎,决定以贯入度为主控制。 2.问题 (1)分述上述方案和做法是否符合规范的规定,若不符合,请说明。 (2)在沉桩过程中,遇到哪些情况应暂停沉桩?并分析原因,采取有效措施(作为知识点)。 (3)在沉桩过程中,如何妥善掌握控制桩桩尖标高与贯入度的关系(作为知识点)? 3.参考答案 (1)问题1 ①预制桩节符合《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ 2规定。 ②打桩顺序不符合规范规定,沉桩顺序应从中心向四周进行。 ③以贯人度为主控制不符合规范规定,沉桩时,应以控制桩尖设计标高为主。 (2)问题2 在沉桩过程中,若遇到贯入度剧变,桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹,桩顶或桩身出现严重裂缝、破碎等情况时,应暂停沉桩,分析原因,采取措施。 (3)问题3 首先明确沉桩时以控制桩尖设计标高为主,当桩尖标高,高于设计标高,而贯人度较大时,应继续锤击,使贯入度接近控制贯人度,当贯人度已达到控制贯入度,而桩间标高未达到设计标高时,应在满足冲刷线下最小嵌固深度后继续锤击l00mm左右(或30~50击),如无异常变化,即可停止,若桩尖标高比设计值高得多,应与设计和监理单位研究决宗。 1K412022掌握墩台、盖梁施工技术 一、现浇混凝土墩台、盖梁 (一)重力式混凝土墩、台施工 1.墩台混凝土浇筑前应对基础混凝土顶面做凿毛处理,清除锚筋污锈。 2.墩台混凝土宜水平分层浇筑,每层高度宜为l.5~2m。 3.墩台混凝土分块浇筑时,接缝应与墩台截面尺寸较小的一边平行,邻层分块接缝应错开,接缝宜做成企口形。分块数量,墩台水平截面积在200m2内不得超过2块;在300m2以内不得超过3块。每块面积不得小于50m2。 4.明挖基础上灌筑墩、台第一层混凝土时,要防止水分被基础吸收或基顶水分渗入混凝土而降低强度。 5.大体积混凝土浇筑及质量控制,详见1K420092。 (二)柱式墩台施工 1.模板、支架除应满足强度、刚度外,稳定计算中应考虑风力影响。 2.墩台柱与承台基础接触面应凿毛处理,清除钢筋污锈。浇筑墩台柱混凝土时,应铺同配合比的水泥砂浆一层。墩台柱的混凝土宜一次连续浇筑完成。 3.柱身高度内有系梁连接时,系梁应与柱同步浇筑。V型墩柱混凝土应对称浇筑。 4.采用预制混凝土管做柱身外模时,预制管安装应符合下列要求: (1)基础面宜采用凹槽接头,凹槽深度不得小于50mm。 (2)上下管节安装就位后,应采用四根竖方木对称设置在管柱四周并绑扎牢固,防止撞击错位。 (3)混凝土管柱外模应设斜撑,保证浇筑时的稳定。 (4)管节接缝应采用水泥砂浆等材料密封。 5.墩柱滑模浇筑应选用低流动度的或半干硬性的混凝土拌合料,分层分段对称浇筑, 并应同时浇完一层;各段的浇筑应到距模板上缘l00~150mm处为止。 6.钢管混凝土墩柱应采用微膨胀混凝土,一次连续浇筑完成。钢管的焊制与防腐应符合设计要求或相关规范规定。 (三)在城镇交通繁华路段施工盖梁时,宜采用整体组装模板、快装组合支架;以减少占路时间。盖梁为悬臂梁时,混凝土浇筑应从悬臂端开始;预应力钢筋混凝土盖梁拆除底模时间应符合设计要求;如设计无要求,孔道压浆强度应达到设计强度后,方可拆除底模板。 二、预制混凝土柱和盖梁安装 (一)预制柱安装 1.基础杯口的混凝土强度必须达到设计要求,方可进行预制柱安装。杯口在安装前应校核长、宽、高,确认合格。杯口与预制件接触面均应凿毛处理,埋件应除锈并应校核位置,合格后方可安装。 2.预制柱安装就位后应采用硬木楔或钢楔固定,并加斜撑保持柱体稳定,在确保稳定后方可摘去吊钩。 3.安装后应及时浇筑杯口混凝土,待混凝土硬化后拆除硬楔,浇筑二次混凝土,待杯口混凝土达到设计强度75%后方可拆除斜撑。 (二)预制钢筋混凝土盖梁安装 1.预制盖梁安装前,应对接头混凝土面凿毛处理,设埋件时应除锈。 2.在墩台柱上安装预制盖梁时,应对墩台柱进行固定和支撑,确保稳定。 3.盖梁就位时,应检查轴线和各部尺寸,确认合格后方可固定,并浇筑接头混凝土。 接头混凝土达到设计强度后,方可卸除临时固定设施。 (三)重力式砌体墩台 1.墩台砌筑前,应清理基础,保持洁净,并测量放线,设置线杆。 2.墩台砌体应采用坐浆法分层砌筑,竖缝均应错开,不得贯通。 3.砌筑墩台镶面石应从曲线部分或角部开始。 4.桥墩分水体镶面石的抗压强度不得低于40MPa。 5.砌筑的石料和混凝土预制块应清洗干净,保持湿润。 1K412023熟悉各类围堰施工要求 一、围堰施工的一般规定 (一)围堰高度应高出施工期间可能出现的最高水位(包括浪高)0.5~0.7m。 (二)围堰外形一般有圆形、圆端形(上、下游为半圆形,中间为矩形)、矩形、带三角的矩形等。围堰外形直接影响堰体的受力情况,必须考虑堰体结构的承载力和稳定性。围堰外形还应考虑水域的水深,以及因围堰施工造成河流断面被压缩后,流速增大引起水流对围堰、河床的集中冲刷,对航道、导流的影响。 (三)堰内平面尺寸应满足基础施工的需要。 (四)围堰要求防水严密,减少渗漏。 (五)堰体外坡面有受冲刷危险时,应在外坡面设置防冲刷设施。 二、各类围堰适用范围 围堰类型及适用条件表lK412023(掌握) 围堰类型 适用条件 土围堰 水深≤1.5m;流速≤0.5m/s,河边浅滩,河床渗水性较小 土袋围堰 水深≤3.0m.流速≤l.5m/s,河床渗水性较小,或淤泥较浅 土石 木桩竹条土围堰 水深l.5~7m,流速≤2.0m/s,河床渗水性较小,能打桩,盛产竹木地区 围堰 竹篱土围堰 水深l.5~7m,流速≤2.0m/s,河床渗水性较小,能打桩,盛产竹木地区 竹、铅丝笼围堰 水深4m以内,河床难以打桩,流速较大 堆石土围堰 河床渗水性很小,流速≤3.0m/s,石块能就地取材 板桩 钢板桩围堰 深水或深基坑,流速较大的砂类土、黏性土、碎石土及风化岩等坚硬河床。防水性能好,整体刚度较强 围堰 钢筋混凝土板桩围堰 深水或深基坑,流速较大的砂类土、黏性土、碎石土河床。除用于挡水防水外还可作为基础结构的一部分,亦可采取拔除周转使用,能节约大量木材 钢套筒围堰 流速≤2.0m/s,覆盖层较薄,平坦的岩石河床,埋置不深的水中基础,也可用于修建桩基承台 双壁围堰 大型河流的深水基础,覆盖层较薄、平坦的岩石河床 三、土围堰施工要求 (一)筑堰材料宜用黏性土、粉质黏土或砂质黏土。填出水面之后应进行夯实。填土应自上游开始至下游合龙。 (二)筑堰前,必须将堰底下河床底上的杂物、石块及树根等清除干净。 (三)堰顶宽度可为l~2m。机械挖基时不宜小于3m。堰外边坡迎水流一侧坡度宜为1:2~1:3,背水流一侧可在1:2之内。堰内边坡宜为1:1~1:1.5。内坡脚与基坑的距离不得小于lm。 四、土袋堰施工要求 (一)围堰两侧用草袋、麻袋、玻璃纤维袋或无纺布袋装土堆码。袋中宜装不渗水的黏性土,装土量为土袋容量的1/2~2/3。袋口应缝合。堰外边坡为l:0.5~1:1,堰内边坡为1:0.2~1:0.5。围堰中心部分可填筑黏土及黏性土芯墙。 (二)堆码土袋,应自上游开始至下游合龙。上下层和内外层的土袋均应相互错缝,尽量堆码密实、平稳。 (三)筑堰前,堰底河床的处理、内坡脚与基坑的距离、堰顶宽度与土围堰要求相同。 五、钢板桩围堰施工要求 (一)有大漂石及坚硬岩石的河床不宜使用钢板桩围堰。 (二)钢板桩的机械性能和尺寸应符合规定要求。 (三)施打钢板桩前;应在围堰上下游及两岸设测量观测点,控制围堰长、短边方向的施打定位。施打时,必须备有导向设备,以保证钢板桩的正确位置。 (四)施打前,应对钢板桩的锁口用止水材料捻缝,以防漏水。 (五)施打顺序一般从上游向下游合龙。 (六)钢板桩可用捶击、振动、射水等方法下沉,但在黏土中不宜使用射水下沉办法。 (七)经过整修或焊接后的钢板桩应用同类型的钢板桩进行锁口试验、检查。接长的 钢板桩,其相邻两钢板桩的接头位置应上下错开。 (八)施打过程中,应随时检查桩的位置是否正确、桩身是否垂直,否则应立即纠正或拔出重打。 六、钢筋混凝土板桩围堰施工要求 (一)板桩断面应符合设计要求。板桩桩尖角度视土质坚硬程度而定。沉入砂砾层的 板桩桩头,应增设加劲钢筋或钢板。 (二)钢筋混凝土板桩的制作,应用刚度较大的模板,榫口接缝应顺直、密合。如用 中心射水下沉,板桩预制时,应留射水通道。 (三)目前钢筋混凝土板桩中,空心板桩较多。空心多为圆形,用钢管作芯模。板桩 的榫口一般圆形的较好。桩尖一般斜度为l:2.5~1:1.5。 七、套箱围堰施工要求 (一)无底套箱用木板、钢板或钢丝网水泥制作,内设木、钢支撑。套箱可制成整体式或装配式。 (二)制作中应防止套箱接缝漏水。 (三)下沉套箱前,同样应清理河床。若套箱设置在岩层上时,应整平岩面。当岩面 有坡度时,套箱底的倾斜度应与岩面相同,以增加稳定性并减少渗漏。 八、双壁钢围堰施工要求 (一)双壁钢围堰应作专门设计,其承载力、刚度、稳定性、锚锭系统及使用期等应满足施工要求。 (二)双壁钢围堰应按设计要求在工厂制作,其分节分块的大小应按工地吊装、移运 能力确定。 (三)双壁钢围堰各节、块拼焊时,应按预先安排的顺序对称进行。拼焊后应进行焊接质量检验及水密性试验。 (四)钢围堰浮运定位时,应对浮运、就位和灌水着床时的稳定性进行验算。尽量安排在能保证浮运顺利进行的低水位或水流平稳时进行,宜在白昼无风或小风时浮运。在水深或水急处浮运时,可在围堰两侧设导向船。围堰下沉前初步锚锭于墩位上游处。在浮运、下沉过程中,围堰露出水面的高度不应小于1m。 1K412030城市桥梁上部结构施工 1K412031掌握现浇预应力(钢筋)混凝土连续梁施工技术 一、支(模)架法 (一)支架法现浇预应力混凝土连续梁 1.支架的地基承载力应符合要求,必要时,应采取加强处理或其他措施。 2.应有简便可行的落架拆模措施。 3.各种支架和模板安装后,宜采取预压方法消除拼装间隙和地基沉降等非弹性变形。 4.安装支架时,应根据梁体和支架的弹性、非弹性变形,设置预拱度。 5.支架底部应有良好的排水措施,不得被水浸泡。 6.浇筑混凝土时应采取防止支架不均匀下沉的措施。 (二)移动模架上浇筑预应力混凝土连续梁 1.支架长度必须满足施工要求。 2.支架应利用专用设备组装,在施工时能确保质量和安全。 3.浇筑分段工作缝,必须设在弯矩零点附近。 4.箱梁内、外模板在滑动就位时,模板平面尺寸、高程、预拱度的误差必须控制在容许范围内。 5.混凝土内预应力筋管道、钢筋、预埋件设置应符合规范规定和设计要求。 二、悬臂浇筑法 悬臂浇筑的主要设备是一对能行走的挂篮。挂篮在已经张拉锚固并与墩身连成整体的梁段上移动。绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、施加预应力都在其上进行。完成本段施工后,挂篮对称向前各移动一节段,进行下一梁段施工,循序前进,直至悬臂梁段浇筑完成。 (一)挂篮设计与组装 1.挂篮结构主要设计参数应符合下列规定: (1)挂篮质量与梁段混凝土的质量比值控制在0.3~0.5,特殊情况下不得超过0.7。 (2)允许最大变形(包括吊带变形的总和)为20mm。 (3)施工、行走时的抗倾覆安全系数不得小于2。 (4)自锚固系统的安全系数不得小于2。 (5)斜拉水平限位系统和上水平限位安全系数不得小于2。 2.挂篮组装后,应全面检查安装质量,并应按设计荷载做载重试验,以消除非弹性变形。 (二)浇筑段落 悬浇梁体一般应分四大部分浇筑: 1.墩顶梁段(0号块); 2.墩顶梁段(0号块)两侧对称悬浇梁段; 3.边孔支架现浇梁段; 4.主梁跨中合龙段。 (三)悬浇顺序及要求 1.在墩顶托架或膺架上浇筑0号段并实施墩梁临时固结; 2.在0号块段上安装悬臂挂篮,向两侧依次对称分段浇筑主梁至合龙前段; 3.在支架上浇筑边跨主梁合龙段; 4.最后浇筑中跨合龙段形成连续梁体系。 托架、膺架应经过设计,计算其弹性及非弹性变形。 悬臂浇筑混凝土时,宜从悬臂前端开始,最后与前段混凝土连接。 桥墩两侧梁段悬臂施工应对称、平衡,平衡偏差不得大于设计要求。 (四)张拉及合龙 1.预应力混凝土连续梁悬臂浇筑施工中,顶板、腹板纵向预应力筋的张拉顺序一般为上下、左右对称张拉,设计有要求时按设计要求施做。 2.预应力混凝土连续梁合龙顺序一般是先边跨、后次跨、再中跨。 3.连续梁(T构)的合龙、体系转换和支座反力调整应符合下列规定: (1)合龙段的长度宜为2m。 (2)合龙前应观测气温变化与梁端高程及悬臂端间距的关系。 (3)合龙前应按设计规定,将两悬臂端合龙口予以临时连接,并将合龙跨一侧墩的临时锚固放松或改成活动支座。 (4)合龙前,在两端悬臂预加压重,并于浇筑混凝土过程中逐步撤除,以使悬臂端挠度保持稳定。 (5)合龙宜在一天中气温最低时进行。 (6)合龙段的混凝土强度宜提高一级,以尽早施加预应力。 (7)连续梁的梁跨体系转换,应在合龙段及全部纵向连续预应力筋张拉、压浆完成,并解除各墩临时固结后进行。 (8)梁跨体系转换时,支座反力的调整应以高程控制为主,反力作为校核。 (五)高程控制 预应力混凝土连续梁,悬臂浇筑段前端底板和桥面标高的确定是连续梁施工的关键问题之一,确定悬臂浇筑段前段标高时应考虑: 1.挂篮前端的垂直变形值; 2.预拱度设置; 3.施工中已浇段的实际标高; 4.温度影响。 因此,施工过程中的监测项目为前三项;必要时结构物的变形值、应力也应进行监测,保证结构的强度和稳定。 【案例1K412031】 1.背景 某市新建道路跨线桥,主桥长520m,桥宽22.15m,桥梁中间三孔为钢筋混凝土预应力连续梁,跨径组合为30m+35m+30m,需现场浇筑,做预应力张拉,其余部分为T形22m简支梁。部分基础采用沉人桩,平面尺寸5m×26m,布置128根桩的群桩形式,中间三孔模板支架有详细专项方案设计,并经项目经理批准将基础桩施工分包给专业公司,并签订了分包合同。施工日志有以下记录: (1)施工组织设计经项目经理批准签字后,上报监理工程师审批。 (2)为增加桩与土体的摩擦力,沉桩顺序定为从四周向中心打。为了防止桩顶或桩身出现裂缝、破碎,决定以贯人度为主进行控制。 (3)专项方案提供了支架的强度验算,符合规定要求。 (4)由于拆迁影响了工期,项目总工程师对施工组织设计作了变更,并及时请示项目经理,经批准后付诸实施。 (5)为加快桥梁应力张拉的施工进度,从其他工地借来几台千斤顶与项目部现有的油泵配套使用。 2.问题 (1)施工组织设计的审批和变更程序的做法是否正确,应如何办理? (2)沉桩方法是否符合规定?如不符合,请指出正确做法。 (3)专项方案提供支架的强度验算是否满足要求?如不满足要求,请予补充。 (4)在支架上现浇混凝土连续梁时,支架应满足哪些要求,有哪些注意事项? (5)从其他工地借用千斤顶与现有设备配套使用违反了哪些规定? 3.参考答案 (1)问题1 不正确。工程施工组织设计应经项目经理签批后,必须经企业(施工单位)负责人审批,并加盖公章后方可实施;有变更时,应有变更审批程序。 (2)问题2 不符合。依据相关规范的正确做法:沉桩时的施工顺序应是从中心向四周进行;且沉桩时应以控制桩尖设计高程为主。 (3)问题3 不满足专项方案的要求。还应提供支架刚度和稳定性方面的验算。并且专项方案应由施工单位专业工程技术人员编制,施工企业技术部门的专业技术人员和监理工程师进行审核,审核合格后,由施工企业技术负责人、监理单位总监理工程师签认后实施。 (4)问题4 支架应满足: ①支架的强度、刚度、稳定性验算倾覆稳定系数不应小于1.3,受载后挠曲的杆件弹性挠度不大于L/400(L为计算跨度)。 ②支架的弹性、非弹性变形及基础的允许下沉量,应满足施工后梁体设计标高的要求。 ③注意事项有:整体浇筑时应采取措施防止不均匀下沉,若地基下沉可能造成梁体混凝土产生裂缝时,应分段浇筑。 (5)问题5 违反了有关规范的下列规定:张拉机具设备应与锚具配套使用,并应在进场时进行检验和校验。千斤顶与压力表应配套校验,以确定张拉力与压力表之间的关系曲线。  1K412032掌握装配式梁(板)施工技术 一、装配式梁(板)施工方案 (一)装配式梁(板)施工方案编制前,应对施工现场条件和拟定运输路线社会交通进行充分调研和评估。 (二)预制和吊装方案 1.应按照设计要求,并结合现场条件确定梁板预制和吊运方案。 2.应依据施工组织进度和现场条件,选择构件厂(或基地)预制和施工现场预制。 3.依照吊装机具不同,梁板架设方法分为起重机架梁法、跨墩龙门吊架梁法和穿巷式架桥机架梁法;每种方法选择都应在充分调研和技术经济综合分析的基础上进行。 二、技术要求 (一)预制构件与支承结构 1.安装构件前必须检查构件外形及其预埋件尺寸和位置,其偏差不应超过设计或规范允许值。 2.装配式桥梁构件在脱底模、移运、堆放和吊装就位时,混凝土的强度不应低于设计要求的吊装强度,一般不应低于设计强度的75%。预应力混凝土构件吊装时,其孔道水泥浆的强度不应低于构件设计要求。如设计无要求时,一般不低于30MPa。吊装前应验收合格。 3.安装构件前,支承结构(墩台、盖梁等)的强度应符合设计要求,支承结构和预埋件的尺寸、标高及平面位置应符合设计要求且验收合格。桥梁支座的安装质量应符合要求,其规格、位置及标高应准确无误。墩台、盖梁、支座顶面清扫干净。 (二)吊运方案 1.吊运(吊装、运输)应编制专项方案,并按有关规定进行论证、批准。 2.吊运方案应对各受力部分的设备、杆件应经过验算,特别是吊车等机具安全性验算,起吊过程中构件内产生的应力验算必须符合要求。梁长25m以上的预应力简支梁应验算裸梁的稳定性。 3.应按照起重吊装的有关规定,选择吊运工具、设备,确定吊车站位、运输路线与交通导行等具体措施。 (三)技术准备 1.按照有关规定进行技术安全交底。 2.对操作人员进行培训和考核。 3.测量放线,给出高程线、结构中心线、边线,并进行清晰的标识。 三、安装就位的技术要求 (一)吊运要求 1.构件移运、吊装时的吊点位置应按设计规定或根据计算决定。 2.吊装时构件的吊环应顺直,吊绳与起吊构件的交角小于60°时,应设置吊架或吊装扁担,尽量使吊环垂直受力。 3.构件移运、停放的支承位置应与吊点位置一致,并应支承稳固。在顶起构件时应随时置好保险垛。 4.吊移板式构件时,不得吊错板梁的上、下面,防止折断。 (二)就位要求 1.每根大梁就位后,应及时设置保险垛或支撑,将梁固定并用钢板与已安装好的大梁预埋横向连结钢板焊接,防止倾倒。 2.构件安装就位并符合要求后,方可允许焊接连接钢筋或浇筑混凝土固定构件。 3.待全孔(跨)大梁安装完毕后,再按设计规定使全孔(跨)大梁整体化。 4.梁板就位后应按设计要求及时浇筑接缝混凝土。 【案例1K412032】 1.背景 A公司中标承建一座城市高架桥,上部结构为30m预制T梁,采用先筒支后连续的结构形式,共l2跨,桥宽29.5m,为双幅式桥面。项目部在施工方案确定后,便立即开始了预制场的施工。但因为处理T梁预制台座基础沉降影响了工程进度,为扭转工期紧迫的被动局面,项目部负责预制施工人员在施工质量控制中出现纰漏,如千斤顶张拉超限未安排重新标定和T梁张拉后便立即把T梁吊移到存梁区压浆,以加快台座的周转率。被监理工程师要求停工整顿。 2.问题 (1)预制场的施工方案如何确定 (2)预制台座基础怎样保证不发生沉降? (3)千斤顶张拉超过200次,但钢绞线的实际伸长量满足规范要求,即±6%以内,千斤顶是否可以不重新标定? (4)T梁张拉后便立即把T梁吊移到存梁区压浆,以加快台座的周转率这种做法正确吗?为什么? 3.参考答案 (1)问题l 预制场的施工方案,由项目部总工组织编制,经项目部负责人讨论优化,在项目负责人(经理)批准后,报上一级技术负责人审批,并加盖公章,批准后,施工方案才能实施。 (2)问题2 张拉台座应具有足够的强度和刚度,台座基础应根据场地情况而定:地质条件良好,地基承载力足以满足梁重承重要求的,可直接在此地基上做台座基础。如果地基达不到承载力要求,则须对地基进行处理。采用换填灰土夯实的方法,或者采用打挤密木桩的形式,保证处理后的地基的承载力满足规范或设计要求,然后,再在上面浇筑混凝土基础。另外,做好预制场场地排水工作也至关重要,以防止雨水浸泡地基。只有这样,才能保证台座基础不发生沉降。 (3)问题3 依据相关规范的规定,张拉满6个月或者张拉次数达到200次的千斤顶,必须重新进行标定方能够继续投入使用。 (4)问题4 项目部做法不正确。按照施工规范要求,T梁在台座上张拉压浆后,其水泥浆强度满足设计要求或者达到T梁混凝土同等强度后,才能吊移。否则,会因为不小心的磕碰,容易发生锚具破损、钢绞线断丝现象,从而直接导致安全质量事故发生。 1K412033掌握钢一混凝土结合梁施工技术 一、钢一混凝土结合梁的构成与适用条件 (一)钢混凝土结合梁一般由钢梁和钢筋混凝土桥面板两部分组成: 1.钢梁由工字形截面或槽形截面构成,钢梁之间设横梁(横隔梁),有时在横梁之间还设小纵梁。 2.钢梁上浇筑预应力钢筋混凝土,形成钢筋混凝土桥面板。 3.在钢梁与钢筋混凝土板之间设传剪器,二者共同工作。对于连续梁,可在负弯矩区施加预应力或通过“强迫位移法”调整负弯矩区内力。 (二)钢一混凝土结(组)合梁结构适用于城市大跨径或较大跨径的桥梁工程,目的是减轻桥梁结构自重,尽量减少施工对现况交通与周边环境的影响。 二、钢一混凝土结合梁施工 (一)基本工艺流程(了解) 钢梁预制并焊接传剪器一架设钢梁一安装横梁(横隔梁)及小纵梁(有时不设小纵梁)一安装预制混凝土板并浇筑接缝混凝土或支搭现浇混凝土桥面板的模板并铺设钢筋一现浇混凝土→养护→张拉预应力束→拆除临时支架或设施。 (二)施工技术要点 1.钢梁制作、安装应符合1K412034节的有关规定。 2.钢主梁架设和混凝土浇筑前,应按设计要求或施工方案设置施工支架。施工支架设计验算除应考虑钢梁拼接荷载外,应同时计入混凝土结构和施工荷载。 3.混凝土浇筑前,应对钢主梁的安装位置、高程、纵横向连接及施工支架进行检查验收,各项均应达到设计要求或施工方案要求。钢梁顶面传剪器焊接经检验合格后,方可浇筑混凝土。 4.现浇混凝土结构宜采用缓凝、早强、补偿收缩性混凝土。 5.混凝土桥面结构应全断面连续浇筑,浇筑顺序:顺桥向应自跨中开始向支点处交汇,或由一端开始浇筑;横桥向应先由中间开始向两侧扩展。 6.桥面混凝土表面应符合纵横坡度要求,表面光滑、平整,应采用原浆抹面成活,并在其上直接做防水层。不宜在桥面板上另做砂浆找平层。 7.施工中,应随时监测主梁和施工支架的变形及稳定,确认符合设计要求;当发现异常应立即停止施工并启动应急预案。 8.设有施工支架时,必须待混凝土强度达到设计要求,且预应力张拉完成后,方可卸落施工支架。 【案例1K412033】 1:背景 某城市环路立交桥工程长1.5km,其中跨越主干道路部分采用钢一混凝土结合梁结构,跨径47.6m,鉴于吊装的单节钢梁重量大,又在城市主干道上施工,承建该工程的施工项目部为此制订了专项施工方案,拟采取以下措施: (1)为保证吊车的安装作业,占用一条慢行车道,选择在夜间时段,自行封路后进行 钢梁吊装作业。 (2)请具有相关资质的研究部门对钢梁结构在安装施工过程中不同受力状态下的强度、刚度及稳定性进行分析。 (3)将安全风险较大的临时支架的搭设,通过招标程序分包给专业公司,签订分包合 同,并按有关规定收取安全风险保证金。 2.问题 (1)结合本工程说明专项施工方案与施工组织设计的关系,施工方案应包括哪些主要内容? (2)项目部拟采取的措施(1)不符合哪些规定? (3)项目部拟采取的措施(2)验算内容和项目齐全吗?如不齐全请补充。 (4)从项目安全控制的总包和分包责任分工角度来看,项目部拟采取的措施(3)是否全面?如不全面,还应做哪些补充? 3.参考答案 (1)问题1 施工方案是施工组织设计的核心部分,主要包括施工方法的确定、施工机具的选择、施工顺序的确定,还应包括季节性措施、四新技术措施以及结合市政公用工程特点和由施工组织设计安排的、工程需要所应采取的相应方法与技术措施等方面的内容。 (2)问题2 项目部拟采取的措施(1)不符合关于占用或挖掘城市道路的管理规定:因特殊情况需要临时占用城市道路的,须经市政工程行政主管部门和公安交通管理部门批准,方可按照规定占用。 (3)问题3 项目部拟采取的措施(2)验算内容和项目不齐全。钢梁安装前应对临时支架、支承、吊机等临时结构和钢梁结构本身在不同受力状态下的强度、刚度及稳定性进行验算。 (4)问题4 项目部拟采取的措施(3)不全面。应审查分包方的安全施工资格和安全生产保证体系,不应将工程分包给不具备安全生产条件的分包方;在分包合同中应明确分包方安全生产责任和义务;对分包方提出安全要求,并认真监督,检查;对违反安全规定冒险蛮干的分包方,应令其停工整改。 1K412034熟悉钢梁制作与安装要求 一、钢梁制造 (一)钢梁应由具有相应资质的企业制造,并应符合国家现行标准《铁路钢桥制造规范》TB l0212的有关规定。 (二)钢梁制作基本要求 1.钢梁制作的工艺流程:包括钢材矫正,放样画线,加工切割,再矫正、制孔,边缘加工、组装、焊接,构件变形矫正,摩擦面加工,试拼装、工厂涂装、发送出厂等。 2.钢梁制造焊接环境相对湿度不宜高于80%。 3.焊接环境温度:低合金高强度结构钢不得低于5℃,普通碳素结构钢不得低于0℃。 4.主要杆件应在组装后24h内焊接。 5.钢梁出厂前必须进行试拼装,并应按设计和有关规范的要求验收。 6.钢梁出厂前,安装企业应对钢梁质量和应交付的文件进行验收,确认合格。 (三)钢梁制造企业应向安装企业提供下列文件:(了解) 1.产品合格证; 2.钢材和其他材料质量证明书和检验报告; 3.施工图,拼装简图; 4.工厂高强度螺栓摩擦面抗滑移系数试验报告; 5.焊缝无损检验报告和焊缝重大修补记录; 6.产品试板的试验报告; 7.工厂试拼装记录; 8.杆件发运和包装清单。 二、钢梁安装 (一)安装方法选择 1.城区内常用安装方法:自行式吊机整孔架设法、门架吊机整孔架设法、支架架设法、缆索吊机拼装架设法、悬臂拼装架设法、拖拉架设法等。 2.钢梁工地安装,应根据跨径大小、河流情况、交通情况和起吊能力等条件选择安装方法。 (二)安装前检查 1.钢梁安装前应对临时支架、支承、吊机等临时结构和钢梁结构本身在不同受力状态下的强度、刚度及稳定性进行验算。 2.应对桥台、墩顶顶面高程、中线及各孔跨径进行复测,误差在允许偏差范围内方可安装。 3.应按照构件明细表,核对进场的构件、零件,查验产品出厂合格证及钢材的质量证明书。 4.对杆件进行全面质量检查,对装运过程中产生缺陷和变形的杆件,应进行矫正。 (三)安装要点 1.钢梁安装前应清除杆件上的附着物。摩擦面应保持干燥、清洁。安装中应采取措施防止杆件产生变形。 2.在满布支架上安装钢梁时,冲钉和粗制螺栓总数不得少于孔眼总数的1/3,其中冲钉不得多于2/3。孔眼较少的部位,冲钉和粗制螺栓不得少于6个或将全部孔眼插入冲钉和粗制螺栓。 3.用悬臂和半悬臂法安装钢梁时,连接处所需冲钉数量应按所承受荷载计算确定,且不得少于孔眼总数的l/2,其余孔眼布置精制螺栓。冲钉和精制螺栓应均匀安放。 4.高强度螺栓栓合梁安装时,冲钉数量应符合上述规定,其余孔眼布置高强度螺栓。 5.安装用的冲钉直径宜小于设计孔径0.3mm,冲钉圆柱部分的长度应大于板束厚度;安装用的精制螺栓直径宜小于设计孔径0.4mm安装用的粗制螺栓直径宜小于设计孔径l.0mm。冲钉和螺栓宜选用Q345碳素结构钢制造。 6.吊装杆件时,必须等杆件完全固定后方可摘除吊钩。 7.钢梁安装过程中,每完成一节段应测量其位置、标高和预拱度,不符合要求应及时校正。 8.钢梁杆件工地焊缝连接,应按设计的顺序进行。无规定时,焊接顺序宜为纵向从跨中向两端、横向从中线向两侧对称进行。 9.钢梁采用高强螺栓连接前,应复验摩擦面的抗滑移系数。高强螺栓连接前,应按出厂批号,每批抽验不小于8套扭矩系数。高强螺栓穿入孔内应顺畅,不得强行敲人。穿入方向应全桥一致。施拧顺序为从板束刚度大、缝隙大处开始,由中央向外拧紧,并应在当天终拧完毕。施拧时,不得采用冲击拧紧和间断拧紧。 10.高强度螺栓终拧完毕必须当班检查。每栓群应抽查总数的5%,且不得少于2套。抽查合格率不得小于80%,否则应继续抽查,直至合格率达到80%以上。对螺栓拧紧度不足者应补拧,对超拧者应更换、重新施拧并检查。 三、钢梁安装质量验收 (一)落梁就位应符合下列规定: 1.钢梁就位前应清理支座垫石,其标高及平面位置应符合设计要求。 2.固定支座与活动支座的精确位置应按设计图并考虑安装温度、施工误差等确定。 3.落梁前后应检查其建筑拱度和平面尺寸、校正支座位置。 4.连续梁落步骤应符合设计要求。 (二)质量验收主控项目 1.钢材、焊接材料、涂装材料应符合国家现行标准规定和设计要求。 2.高强度螺栓连接副等紧固件及其连接应符合国家现行标准规定和设计要求。 3.高强螺栓的栓接板面(摩擦面)除锈处理后的抗滑移系数应符合设计要求。 4.焊缝探伤检验应符合设计要求和《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ 2有关规定。 5.涂装检验应符合、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ 2第14.3.1条规定。1K412035熟悉钢筋(管)混凝土拱桥施工要点 一、拱桥的类型与施工方法 (一)主要类型 1.按拱圈和车行道的相对位置以及承载方式分为上承式、中承式和下承式; 2.按拱圈混凝土浇筑的方式分为现浇混凝土拱和预制混凝土拱再拼装。 (二)主要施工方法 1.按拱圈施工的拱架(支撑方式)可分为支架法、少支架法和无支架法;其中无支架施工包括缆索吊装、转体安装、劲性骨架、悬臂浇筑和悬臂安装以及由以上一种或几种施工组合的方法。 2.选用施工方法应根据拱桥的跨度、结构形式、现场施工条件、施工水平等因素,并经方案的技术经济比较确定合理的施工方法。 二、现浇拱桥施工 (一)一般规定 1.钢管混凝土拱桥、劲性骨架拱桥及钢拱桥的钢构件制造应符合《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ 2第14章钢梁制造的有关规定。 2.装配式拱桥构件在吊装时,混凝土的强度不得低于设计要求;设计无要求时,不得低于设计强度值的75%。 3.拱圈(拱肋)放样时应按设计要求预加拱度,当设计无要求时,可根据跨度大小、恒载挠度、拱架刚度等因素计算预拱度,拱顶宜取计算跨度的1/1000~1/500。放样时。水平长度偏差及拱轴线偏差,当跨度大于20m时,不得大于计算跨度的1/5000;当跨度等于或小于20m时,不得大于4mm。 4.拱圈(拱肋)封拱合龙温度应符合设计要求,当设计无要求时,宜在当地年平均温度或5~10℃时进行。 (二)在拱架上浇筑混凝土拱圈 1.跨径小于16m的拱圈或拱肋混凝土,应按拱圈全宽从两端拱脚向拱顶对称、连续浇筑,并在拱脚混凝土初凝前全部完成。不能完成时,则应在拱脚预留一个隔缝,最后浇筑隔缝混凝土。 2.跨径大于或等于l6m的拱圈或拱肋,宜分段浇筑。分段位置,拱式拱架宜设置在拱架受力反弯点、拱架节点、拱顶及拱脚处;满布式拱架宜设置在拱顶、l/4跨径、拱脚及拱架节点等处。各段的接缝面应与拱轴线垂直,各分段点应预留间隔槽,其宽度宜为0.5~1m。当预计拱架变形较小时,可减少或不设间隔槽,应采取分段间隔浇筑。 3.分段浇筑程序应符合设计要求,应对称于拱顶进行。各分段内的混凝土应一次连续浇筑完毕,因故中断时,应将施工缝凿成垂直于拱轴线的平面或台阶式接合面。 4.间隔槽混凝土应待拱圈分段浇筑完成后,其强度达到75%设计强度,接合面按施工缝处理后,由拱脚向拱顶对称进行浇筑。拱顶及两拱脚的间隔槽混凝土,应在最后封拱时浇筑。 5.分段浇筑钢筋混凝土拱圈(拱肋)时,纵向不得采用通长钢筋,钢筋接头应安设在后浇的几个间隔槽内,并应在浇筑间隔槽混凝土时焊接。 6.浇筑大跨径拱圈(拱肋)混凝土时,宜采用分环(层)分段方法浇筑,也可纵向分幅浇筑,中幅先行浇筑合龙,达到设计要求后,再横向对称浇筑合龙其他幅。 7.拱圈(拱肋)封拱合龙时混凝土强度应符合设计要求,设计无要求时,各段混凝土强度应达到设计强度的75%;当封拱合龙前用千斤顶施加压力的方法调整拱圈应力时,拱圈(包括已浇间隔槽)的混凝土强度应达到设计强度。 1K412036了解斜拉桥施工技术要点 一、斜拉桥类型与组成 (一)斜拉桥类型通常分为:预应力混凝土斜拉桥、钢斜拉桥、钢一混凝土叠合梁斜拉桥、混合梁斜拉桥、吊拉组合斜拉桥等。 (二)斜拉桥组成 斜拉桥有索塔、钢索和主梁组成。 1K412040管涵和箱涵施工 1K412041掌握管涵施工技术要点 一、管涵施工技术要点 (一)管涵通称采用工厂预制钢筋混凝土管的成品管节,管节断面形式分为圆形、椭圆形、卵形、矩形等。 (二)当管涵设计为混凝土或砌体基础时,基础上面应设混凝土管座,其顶部弧形面应与管身紧贴合,使管节均匀受力。 (三)当管涵为无混凝土(或砌体)基础、管体直接设置在天然地基上时,应按照设计要求将管底土层夯压密实,并做成与管身弧度密贴的弧形管座,安装管节时应注意保持完整。管底土层承载力不符合设计要求时,应按规范要求进行处理、加固。 (四)管涵的沉降缝应设在管节接缝处。 (五)管涵进出水口的沟床应整理直顺,与上下游导流排水系统连接顺畅、稳固。 (六)采用预制管埋设的管涵施工,应符合现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268有关规定。 (七)管涵出入端墙、翼墙应符合现行国家标准《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB 50141第5.5节规定。 二、拱形涵、盖板涵施工技术要点 (一)与路基(土方)同步施工的拱形涵、盖板涵可分为预制拼装钢筋混凝土结构、现场浇注钢筋混凝土结构和砌筑墙体、预制或现浇钢筋混凝土混合结构等结构形式。 (二)依据道路施工流程可采取整幅施工或分幅施工。分幅施工时,临时道路宽度应满足现况交通的要求,且边坡稳定。需支护时,应在施工前对支护结构进行施工设计。 (三)挖方区的涵洞基槽开挖应符合设计要求,且边坡稳定;填方区的涵洞应在填土至涵洞基地标高后,及时进行结构施工。 (四)遇有地下水时,应先将地下水降至基底以下500mm方可施工,且降水应连续进行直至工程完成到地下水位500mm以上且具有抗浮及防渗漏能力方可停止降水。 (五)涵洞地基承载力必须符合设计要求,并应经检验确认合格。 (六)拱圈和拱上端墙应由两侧向中间同时、对称施工。 (七)涵洞两侧的回填土,应在主结构防水层的保护层完成,且保护层砌筑砂浆强度达到3MPa后方可进行。回填时,两侧应对称进行,高差不宜超过300mm。 (八)伸缩缝、沉降缝止水带安装应位置准确、牢固,缝宽及填缝材料应符合要求。 (九)为涵洞服务的地下管线,应与主体结构同步配合进行。 1K412042掌握箱涵顶进施工技术要点 一、箱涵顶进准备工作 (一)作业条件 1.现场具备“三通一平”,满足施工方案设计要求。 2.完成线路加固工作和既有线路监测的测点布置。 3.完成工作坑作业范围内的地上构筑物、地下管线调查,并进行改移或采取保护措施。 4.工程降水(如需要)达到设计要求。 (二)机械设备、材料按计划进场,并完成验收。 (三)技术准备 1.施工组织设计已获批准,施工方法、施工顺序已经确定。 2.全体施工人员进行培训、技术安全交底。 3.完成施工测量放线。 二、工艺流程与施工技术要点 (一)工艺流程 现场调查→工程降水→工作坑开挖→后背制作→滑板制作→铺设润滑隔离层→箱涵制作→顶进设备安装→既有线加固→箱涵试顶进→吃土顶进→监控量测→箱体就位→拆除加固设施→拆除后背及顶进设备→工作坑恢复。 (二)箱涵顶进前检查工作 1.箱涵主体结构混凝土强度必须达到设计强度,防水层级保护层按设计完成。 2.顶进作业面包括路基下地下水位已降至基地下500mm以下,并宜避开雨期施工,若在雨期施工,必须做好防洪及防雨排水工作。 3,后背施工、线路加固达到施工方案要求;顶进设备及施工机械符合要求。 4.顶进设备液压系统安装及预顶试验结果符合要求。 5.工作坑内与顶进无关人员、材料、物品及设施撤出现场。 6.所穿越的线路管理部门的配合人员、抢修设备、通信器材准备完毕。 (三)箱涵顶进启动 1.启动时,现场必须有主管施工技术人员专人统一指挥。 2.液压泵站应空转一段时间,检查系统、电源、仪表无异常情况后试顶。 3.液压千斤顶顶紧后(顶力在0.1倍结构自重),应暂停加压,检查顶进设备、后背和各部位,无异常时可分级加压试顶。 4.每当油压升高5~10MPa时,需停泵观察,应严密监控顶镐、顶柱、后背、滑板、箱涵结构等部位的变形情况,如发现异常情况,立即停止顶进;找出原因采取措施解决后方可重新加压顶进。 5.当顶力达到0.8倍结构自重时箱涵未启动,应立即停止顶进;找出原因采取措施解决后方可重新加压顶进。 6.箱涵启动后,应立即检查后背、工作坑周围土体稳定情况,无异常情况,方可继续顶进。 (四)顶进挖土 1.根据桥涵的净空尺寸、土质概况,可采取人工挖土或机械挖土。一般宜选用小型反铲按设计坡度开挖,每次开挖进尺0.4~0.8m,配装载机或直接用挖掘机装汽车出土。顶板切土,侧墙刃脚切土及底板前清土须由人工配合。挖土顶进应三班连续作业,不得间断。 2.两侧应欠挖50mm,钢刃脚切土顶进。当数斜交涵时,前端锐角一侧清土困难应优先开挖。如没有中刃脚时应紧切土前进,使上下两层隔开,不得挖通漏天,平台上不得积存土壤。 3.列车通过时严禁继续挖土,人员应撤离开挖面。当挖土或顶进过程中发生塌方,影响行车安全时,应迅速组织抢修加固,.作出有效防护。 4.挖土工作应与观测人员密切配合,随时根据桥涵顶进轴线和高程偏差,采取纠偏措施。 (五)顶进作业 1.每次顶进应检查液压系统、顶柱(铁)安装和后背变化情况等。 2.挖运土方与顶进作业循环交替进行。每前进一顶程,即应切换油路,并将顶进千斤顶活塞后回复原位;按顶进长度补放小顶铁,更换长顶铁,安装横梁。 3.桥涵身每前进一顶程,应观测轴线和高程,发现偏差及时纠正。 4.箱涵吃土顶进前,应及时调整好箱涵的轴线和高程。在铁路路基下吃土顶进,不宜对箱涵作较大的轴线、高程调整动作。 三、季节性施工技术措施 (一)箱涵顶进应尽可能避开雨期。需在雨期施工时,应在汛期之前对拟穿越的路基、工作坑边坡等采取切实有效的防护措施。 (二)雨期施工时应做好地面排水,工作坑周边应采取挡水围堰、排水截水沟等防止地面水流人工作坑的技术措施。 (三)雨期施工开挖工作坑(槽)时,应注意保持边坡稳定。必要时可适当放缓边坡坡度或设置支撑;并经常对边坡、支撑进行检查,发现问题要及时处理。 (四)冬雨期现浇箱涵场地上空宜搭设固定或活动的作业棚,以免受天气影响。 (五)冬雨期施工应确保混凝土入模温度满足规范规定或设计要求。 1K413000城市轨道交通工程 1K413010城市轨道交通工程结构与特点 1K413011掌握地铁车站结构与施工方法 一、地铁车站形式与结构组成 (一)地铁车站形式分类 地铁(轻轨交通)车站的分类表lK413011(了解) 分类方式 分类情况 备注 高架车站 车站位于地面高架结构上,分为路中设置和路侧设置两种 车站与地面 地面车站 车站位于地面.采用岛式或侧式均可,路堑式为其特殊形式 相对位置 地下车站 车站结构位于地面以下,分为浅埋、深埋车站 中间站 仅供乘客上、下乘降用,是最常用、数量最多的车站形式 区域站 在一条轨道交通线中,由于各区段客流的不均匀性,行车组织往往采取长、短交路(亦称大、小交路)的运营模式。设于两种不同行车密度交界处的车站,称之为区域站(即中间折返站,短交路列车在此折返) 运营性质 换乘站 位于两条及两条以上线路交叉点上的车站。具有中间站的功能外,还可让乘客在不同线上换乘 枢纽站 枢纽站是由此站分出另一条线路的车站。该站可接、送两条线路上的列车 联运站 指车站内设有两种不同性质的列车线路进行联运及客流换乘。联运站具有中间站及换乘站的双重功能 终点站 设在线路两端的车站。就列车上、下行而言,终点站也是起点站(或称始发站)。终点站设有可供列车全部折返的折返线和设备,也可供列车临时停留检修 矩形 矩形断面是车站中常选用的形式。一般用于浅埋、明挖车站。车站可设计成单层、双层或多层;跨度可选用单跨、双跨、三跨及多跨形式 结构横断面 拱形 拱形断面多用于深埋或浅埋暗挖车站,有单拱和多跨连拱等形式。单拱断面由于中部起拱较高,而两侧拱脚相对较低,中间无柱,因此建筑空间显得高大宽阔。如建筑处理得当,常会得到理想的建筑艺术效果。明挖车站采用单跨结构时也有采用拱形断面的 圆形 为盾构法施工时常见的形式 其他 如马蹄形、椭圆形等 岛式站台 站台位于上、下行线路之间。具有站台面积利用率高、提升设施共用,能灵活调剂客 流、使用方便、管理较集中等优点。常用于较大客流量的车站。其派生形式有曲线式、 双鱼腹式、单鱼腹式、梯形式和双岛式等 站台形式 侧式站台 站台位于上、下行线路的两侧。侧式站台的高架车站能使高架区间断面更趋合理。常见于客流不大的地下站和高架的中间站。其派生形式有曲线式,单端喇叭式,双端喇叭式,平行错开式和上、下错开式等形式 岛、侧混合站台 将岛式站台及侧式站台同设在一个车站内。常见的有一岛一侧,或一岛两侧形式。此种车站可同时在两侧的站台上、下车。共线车站往往会出现此种形式 (二)构造组成 1.地铁车站通常由车站主体(站台、站厅、设备用房、生活用房),出人口及通道,通风道及地面通风亭等三大部分组成。 2.车站主体是列车在线路上的停车点,其作用既是供乘客集散、候车、换车及上、下车;又是地铁运营设备设置的中心和办理运营业务的地方。 3.出入口及通道(包括人行天桥)是供乘客进、出车站的建筑设施。 4.通风道及地面通风亭的作用是保证地下车站有一个舒适的地下环境。 二、施工方法(工艺)与选择条件 (一)明挖法施工 1.明挖法是先从地表面向下开挖基坑至设计标高,然后在基坑内的预定位置由下而上地建造主体结构及其防水措施,最后回填土并恢复路面。 2.明挖法是修建地铁车站的常用施工方法,具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量、工程造价低等优点,因此,在地面交通和环境条件允许的地方,应尽可能采用。 3.明挖法施工基坑(详见lK413020)可以分为敞口放坡基坑和有围护结构的基坑两类。若基坑所处地面空旷,周围无建筑物或建筑物间距很大,地面有足够空地能满足施工需要又不影响周围环境时,则采用敞口放坡基坑施工。这种基坑施工简单、速度快、‘噪声小,无需做围护结构。如果因场地限制,基坑边坡坡度稍陡于规范规定时,则可采用适当的挡土结构,如土钉加混凝土喷抹面对边坡加以支护。即使如此,该方法的造价仍然是较低的。 如果基坑很深,地质条件差,地下水位高,特别是又处于繁华市区,地面建筑物密集,交通繁忙,无足够空地满足施工需要,没有条件采用敞口放坡基坑时,则可采用有围护结构的基坑。其中,敞口放坡基坑分为边坡面不加支护的基坑以及喷混凝土面和锚杆护坡基坑两类;有围护结构基坑的围护结构又分为不同类型,具体见图lK413011-1。 (二)盖挖法施工 1.盖挖法施工也是明挖施工的一种形式,与常见的明挖法施工的主要区别在于施工方法和顺序不同:盖挖法是先盖后挖,即先以临时路面或结构顶板维持地面畅通,再向下施工。 施工基本流程:在现有道路上按所需宽度,以定型标准的预制棚盖结构(包括纵、横梁和路面板)或现浇混凝土顶(盖)板结构置于桩(或墙)柱结构上维持地面交通,.在棚盖结构支护下进行开挖和施做主体结构、防水结构,然后回填土并恢复管、线、路或埋设新的管、线、路。最后恢复道路结构。 2.盖挖法具有诸多优点:围护结构变形小,能够有效控制周围土体的变形和地表沉降,有利于保护临近建筑物和构筑物;基坑底部土体稳定,隆起小,施工安全;盖挖逆作法施工一般不设内部支撑或锚锭,施工空间大;盖挖逆作法用于城市街区施工时,可尽快恢复路面,对道路交通影响较小。 盖挖法也存在缺点:盖挖法施工时,混凝土结构的水平施工缝的处理较为困难;盖挖逆作法施工时,暗挖施工难度大、费用高;盖挖法每次分部开挖与浇筑或衬砌的深度,应综合考虑基坑稳定、环境保护、永久结构形式和混凝土浇筑作业等因素来确定。 3.盖挖法可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法及盖挖半逆作法。目前,城市中施工采用最多的是盖挖逆作法。 (1)盖挖顺作法 盖挖顺作法的具体施工流程见图lK413011—2。 盖挖顺作法主要依赖坚固的挡土结构,根据现场条件、地下水位高低、开挖深度以及 周围建筑物的邻近程度可选择钢筋混凝土钻(挖)孔灌注桩或地下连续墙,对于饱和的软弱地层应以刚度大、止水性能好的地下连续墙为首选方案。目前,盖挖顺作法中的挡土结构常用来作为主体结构边墙体的一部分或全部。 (2)盖挖逆作法 盖挖逆作法的具体施工流程见图lK413011—3。盖挖逆作法施工时,先施作车站周边围护桩和结构主体桩柱,然后将结构盖板置于桩(围护桩)、柱(钢管柱或混凝土柱)上,自上而下完成土方开挖和边墙、中隔板及底板衬砌的施工。盖挖逆作法是在明挖内支撑基坑基础上发展起来的,施工过程中不需设置临时支撑,而是借助结构顶板、中板自身的水平刚度和抗压强度实现对基坑围护桩(墙)的支护作用。 其工法特点是:快速覆盖、缩短中断交通的时间;自上而下的顶板、中隔板及水平支撑体系刚度大,可营造一个相对安全的作业环境;占地少、回填量小、可分层施工,也可分左右两幅施工,交通导改灵活;不受季节影响、无冬期施工要求,低噪声、扰民少;设备简单、不需大型设备,操作空间大、操作环境相对较好。 盖挖逆作法没有太复杂技术,它是将若干简单的、原始的技术巧妙地有机组合,形成的一套完整的施工工法。盖挖逆作法对钢管柱的加工、运输、吊装、就位要求精度极高,不论是旋挖桩钢管基础或条形基础都有一套完整的工艺流程。 (3)盖挖半逆作法 类似逆作法,其区别仅在于顶板完成及恢复路面过程,盖挖半逆作法的施工步骤见图1K413011—4。在半逆作法施工中,一般都必须设置横撑并施加预应力。 采用逆作或半逆作法施工时都要注意混凝土施工缝的处理问题,由于它是在上部混凝土达到设计强度后再接着往下浇筑的,而混凝土的收缩及析水,施工缝处不可避免地要出现3~10mm宽的缝隙,将对结构的强度、耐久性和防水性产生不良影响。 在逆作法和半逆作法施工中,如主体结构的中间立柱为钢管混凝土柱,而柱下基础为钢筋混凝土灌注桩时,需要解决好两者之间的连接问题。一般是将钢管柱直接插入灌注桩的混凝土内1.0m左右,并在钢管柱底部均匀设置几个孔,以利混凝土流动,同时也可加强桩、柱间连接。有时也可在钢管柱和灌注桩之间插入H型钢加以连接。 (三)喷锚暗挖法 喷锚埋暗挖法(又称矿山法,详见lK413041)对地层的适应性较广,适用于结构埋置较浅、地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布,及对地面沉降要求严格的城镇地区地下构筑物施工。 1.新奥法 “新奥法”是以维护和利用围岩的自承能力为基点,使围岩成为支护体系的组成部分,支护在与围岩共同变形中承受的是形变应力。因此,要求初期支护有一定柔度,以利用和充分发挥围岩的自承能力。而作用于浅埋隧道上的地层压力是覆盖层的全部或部分土柱重,其地层压力和支护刚柔度关系不大,从减少地表沉陷的城市要求角度出发,还要求初期支护有一定刚度。设计时并没有充分考虑利用围岩的自承能力,这是浅埋暗挖法与“新奥法”‘主要区别。 2.浅埋暗挖法 在城镇软弱围岩地层中,在浅埋条件下修建地下工程,以改造地质条件为前提,以控制地表沉降为重点,以格栅(或其他钢结构)和锚喷作为初期支护手段,遵循“新奥法”大部分原理,按照“十八字”原则(即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测)进行隧道的设计和施工,称之为浅埋暗挖技术。 浅埋暗挖技术从减少城市地表沉陷考虑,还必须辅之以其他配套技术,比如地层加固、降水等。浅埋暗挖法十分讲究施工方法的选择(尤其是地铁车站多跨结构和大跨结构),一个合理的结构形式和正确的施工方法能起到事半功倍的作用。 采用浅埋暗挖法时要注意其适用条件。首先,浅埋暗挖法不允许带水作业。如果含水地层达不到疏干,带水作业是非常危险的,开挖面的稳定性时刻受到威胁,甚至发生塌方。大范围的淤泥质软土、粉细砂地层,降水有困难或经济上选择此工法不合算的地层,不宜采用此法。第二,采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。我国规范对土壤的自立性从定性上提出了要求:工作面土体的自立时间,应足以进行必要的初期支护作业。对开挖面前方地层的预加固和预处理,视为浅埋暗挖法的必要前提,目的就在于加强开挖面的稳定性,增加施工的安全性。 常用的单跨隧道浅埋暗挖方法选择(根据开挖断面大小)见图lK413011-5;具体详见lK413041。 三、不同方法施工的地铁车站结构 (一)明挖法施工车站结构 明挖法施工的车站主要采用矩形框架结构或拱形结构。 1.矩形框架结构 这是明挖车站中采用最多的一种形式,根据功能要求,可以双层于单跨、双跨或多层多跨等形式。侧式车站一般采用双跨结构;岛式车站多采用双跨或三跨结构。站台宽度≤10m时宜采用双跨结构,有时也采用单跨结构。在道路狭窄的地段建地铁车站,也可采用上、下行线重叠的结构。 明挖地铁车站结构由底板、侧墙及顶板等围护结构和楼板、梁、柱及内墙等内部构件组合而成。它们主要用来承受施工和运营期间的内中外部荷载,提供地铁必需的使用空间,同时也是车站建筑造型的有机组成部分。构件的形式和尺寸将直接影响内部的使用空间和管线布置等,所以必须综合受力、使用、建筑、经济和施工等因素合理选定。 2.拱形结构 一般用于站台宽度较窄的单跨单层或单跨双层车站。结构由拱形和平底板组成,墙脚与底板之间采用铰接,并在其外侧设有与底板整体浇筑的挡墙,用以抵抗刚架的水平推力。 (二)盖挖法施工车站结构 1.结构形式 在城镇交通要道区域采用盖挖法施工的地铁车站多采用矩形框架结构。 软土地区地铁车站一般采用地下墙或钻孔灌注桩作为施工阶段的围护结构。地下墙可作侧墙结构的一部分,与内部现浇钢筋混凝土组成双层衬砌结构;也可将单层地下墙作为主体结构侧墙结构。单、双层墙应经工程造价、进度、结构整体性、防水堵漏、施工处理等综合比较后,根据不同地质、周围环境等选用。 2.侧墙 单层侧墙即地下墙在施工阶段作为基坑围护结构,建成后使用阶段又是主体结构的侧墙,内部结构的板直接与单层墙相接。在地下墙中可采用预埋“锥螺纹钢筋连接器”将板的钢筋与地下墙的钢筋相接,确保单层侧墙与板的连接强度及刚度。砂性地层中不宜采用单层侧墙。 双层侧墙即地下墙在施工阶段作为围护结构,回筑时在地上墙内侧现浇钢筋混凝土内衬侧墙,与先施工的地下墙组成叠合结构,共同承受使用阶段的水土侧压力,板与双层墙组成现浇钢筋混凝土框架结构。 3.中间竖向临时支撑系统 中间竖向临时支撑系统由临时立柱及其基础组成,系统的设置方法有三种:①在永久柱的两侧单独设置临时柱;②临时柱与永久柱合一;③临时柱与永久柱合一,同时增设临时柱。 (三)喷锚暗挖(矿山)法施工车站结构 喷锚暗挖(矿山)法施工的地铁车站,视地层条件、施工方法及其使用要求的不同,可采用单拱式车站、双拱式车站或三拱式车站,并根据需要可作成单层或双层。此类车站的开挖断面一般为l50~250m2。由于断面较大,开挖方法对洞室稳定、地面沉降和支护受力等有重大影响,在第四纪地层中开挖时常需采用辅助施工措施。 1.单拱车站隧道 这种结构形式由于可以获得宽敞的空间和宏伟的建筑效果,在岩石地层中采用较多;近年来国外在第四纪地层中也有采用的实例,但施工难度大、技术措施复杂,造价也高。 2.双拱车站隧道 双拱车站有两种基本形式,即双拱塔柱式和双拱立柱式。 3.三拱车站 三拱车站亦有塔柱式和立柱式两种基本形式,但三拱塔柱式车站现已很少采用,土层中大多采用三拱立柱式车站。 1K413012掌握地铁区间隧道结构与施工方法 一、不同方法施工地铁区间隧道 (一)明挖法施工隧道 1.在场地开阔、建筑物稀少、交通及环境允许的地区,应优先采用施工速度快、造价较低的明挖法施工。明挖法施工的地下铁道区间隧道结构通常采用矩形断面,一般为整体浇注或装配式结构,其优点是其内轮廓与地下铁道建筑限界接近,内部净空可以得到充分利用,结构受力合理,顶板上便于敷设城市地下管网和设施。 2.整体式衬砌结构 明挖现浇隧道结构断面分单跨、双跨等形式,由于结构整体性好,防水性能容易得到保证,可适用于各种工程地质和水文地质条件;但是,施工工序较多,速度较慢。 3.预制装配式衬砌 预制装配式衬砌的结构形式应根据工业化生产水平、施工方法、起重运输条件、场地条件等因地制宜选择,目前以单跨和双跨较为通用。关于装配式衬砌各构件之间的接头构造,除了要考虑强度、刚度、防水性等方面的要求外,还要求构造简单、施工方便。装配式衬砌整体性较差,对于有特殊要求(如防护、抗震等)的地段要慎重选用。 (二)喷锚暗挖(矿山)法施工隧道 1.在城市区域、交通要道及地上地下构筑物复杂地区,隧道施工喷锚暗挖法常是一种较好的选择;隧道施工时,一般采用拱形结构,其基本断面形式为单拱、双拱和多跨连拱。前者多用于单线或双线的区间隧道或联络通道,后两者多用在停车线、折返线或喇叭口岔线上。采用喷锚暗挖法隧道衬砌又称为支护结构,其作用是加固围岩并与围岩一起组成一个有足够安全度的隧道结构体系,共同承受可能出现的各种荷载,保持隧道断面的使用净空,防止地表下沉,提供空气流通的光滑表面,堵截或引排地下水。根据对隧道衬砌结构的基本要求以及隧道所处的围岩条件、地下水状况、地表下沉的控制、断面大小和施工方法等,可以采用基本结构类型及其变化方案。 2.衬砌的基本结构类型一复合式衬砌 这种衬砌结构是由初期支护、防水隔离层和二次衬砌所组成,复合式衬砌外层为初期支护,其作用是加固围岩,控制围岩变形,防止围岩松动失稳,是衬砌结构中的主要承载单元。一般应在开挖后立即施作,并应与围岩密贴。所以,最适宜采用喷锚支护,根据具体情况,选用锚杆、喷混凝土、钢筋网和钢支撑等单一或并用而成。 3.衬砌结构的变化方案 在干燥无水的坚硬围岩中,区间隧道衬砌亦可采用单层的喷锚支护,不做防水隔离层和二次衬砌,但此时对喷混凝土的施工工艺和抗风化性能都应有较高的要求,衬砌表面要平整,不允许出现大量的裂缝。 在防水要求不高,围岩有一定的自稳能力时,区间隧道亦可采用单层的模注混凝土衬砌,不做初期支护和防水隔离层。施工时如有需要可设置用木料、钢材或喷锚做成的临时支撑。不同于受力单元,一般情况下,在浇注混凝土时需将临时支撑拆除,以供下次使用。单层模注衬砌又称为整体式衬砌,为适应不同的围岩条件,整体式衬砌可做成等截面直墙式和等截面或变截面曲墙式,前者适用于坚硬围岩,后者适用于软弱围岩。 (三)盾构法施工隧道 1.在松软含水地层、地面构筑物不允许拆迁,施工条件困难地段,采用盾构法施工隧道能显示其优越性:振动小、噪声低、施工速度快、安全可靠,对沿线居民生活、地下和地面构筑物及建筑物影响小等。盾构法修建的区间隧道衬砌有预制装配式衬砌、预制装配式衬砌和模注钢筋混凝土整体式衬砌相结合的双层衬砌以及挤压混凝土整体式衬砌三大类。见图1K413012—1。 2.预制装配式衬砌 预制装配式衬砌是用工厂预制的构件,称为管片,在盾构尾部拼装而成的。管片种类按材料可分为钢筋混凝土、钢、铸铁以及由几种材料组合而成的复合管片。 钢和铸铁管片价格较贵,现在除了在需要开口的衬砌环或预计将承受特殊荷载的地段采用外,一般都采用钢筋混凝土管片。 按管片螺栓手孔成型大小,可将管片分为箱型和平板型两类。箱型管片是指因手孔较大而呈肋板型结构,手孔较大不仅方便了接头螺栓的穿入和拧紧,而且也节省了材料,使单块管片重量减轻,便于运输和拼装。但因截面削弱较多,在盾构千斤顶推力作用下容易开裂,故只有强度较大的金属管片才采用箱型结构。当然,直径和厚度较大的钢筋混凝土管片也有采用箱型结构的。在箱型管片中纵向加劲肋是传递千斤顶推力的关键部位,一般沿衬砌环向等距离布置,加劲肋的数量应大于盾构千斤顶的台数,其形状应根据管片拼装和是否需要灌注二次衬砌的施工要求而定,见图1K413012—2。平板型管片是指因螺栓手孔较小或无手孔而呈曲板型结构的管片,由于管片截面削弱少或无削弱,故对盾构千斤顶推力具有较大的抵抗力,对通风的阻力也较小。无手孔的管片也称为砌块,现代的钢筋混凝土管片多采用平板型结构见图lK413012—3。 衬砌环内管片之间以及各衬砌环之间的连接方式,从其力学特性来看,可分为柔性连接和刚性连接,前者允许相邻管片间产生微小的转动和压缩,使衬砌环能按内力分布状态产生相应的变形,以改善衬砌环的受力状态。后者则通过增加连接螺栓的排数,力图在构造上使接缝处的刚度与管片本身相同。实践证明,刚性连接不仅拼装麻烦、造价高,而且会在衬砌环中产生较大的次应力,带来不良后果,因此,目前较为通用的是柔性连接,常用的有:单排螺栓连接、销钉连接及无连接件等。 3.双层衬砌 为了防止隧道渗水和衬砌腐蚀,修正隧道施工误差,减少噪声和振动以及作为内部装饰,可以在装配式衬砌内部再做一层整体式混凝土或钢筋混凝土内衬。根据需要还可以在装配式衬砌与内层之间铺设防水隔离层。双层衬砌主要用在含有腐蚀性地下水的地层中。 4.挤压混凝土整体式衬砌 挤压混凝土衬砌(Extrude Concrete Lining,简称ECL)就是随着盾构向前掘进,用一套衬砌施工设备在盾尾同步灌注的混凝土或钢筋混凝土整体式衬砌,因其灌注后即承受盾构千斤顶推力的挤压作用,故有此称谓。挤压混凝土衬砌可以是素混凝土,也可以是钢筋混凝土,但应用最多的是钢纤维混凝土。 挤压混凝土衬砌一次成型,内表面光滑,衬砌背后无空隙,故无需注浆,且对控制地层移动特别有效。但因挤压混凝土衬砌需要较多的施工设备,其中包括混凝土成型用的框模,拼拆框模的系统,混凝土配制车、泵、阀、管等组成的混凝土配送系统。而且,混凝土制备、配送、钢筋架立等工艺较为复杂,在渗漏性较大的土层中要达到防水要求尚有困难。故挤压混凝土衬砌的应用尚不广泛。 二、施工方法比较与选择 (一)喷锚暗挖(矿山)法 1.喷锚暗挖法施工基本流程见图1K413012-4。 2.新奥法施工 新奥法施工隧道适用于稳定地层,应根据地质、施工机具条件,尽量采用对围岩扰动少的支护方法。岩石地层当采用钻爆法开挖时,应采用光面爆破、预裂爆破技术,尽量减少欠挖、超挖。 围岩开挖后应立即进行必要的支护,并使支护与围岩尽量密贴,以稳定围岩。围岩条件比较好时可简单支护或不支护。采用喷混凝土锚杆作为初期支护时的施工顺序一般为先喷混凝土后打锚杆;围岩条件恶劣时,则采用初喷混凝土→架钢支撑→打锚杆→二次喷混凝土。锚杆杆位、孔径、孔深及布置形式应符合设计要求,锚杆杆体露出岩面的长度不宜大于喷混凝土层厚度,锚杆施工质量应符合有关规范要求。 3.浅埋暗挖法施工 浅埋暗挖法的工艺流程和技术要求主要是针对埋置深度较浅、松散不稳定的土层和软弱破碎岩层施工面而形成的。 浅埋暗挖法与新奥法相比,更强调地层的预支护和预加固。因为地铁工程基本是在城镇施工,对地表沉降的控制要求比较严格。浅埋暗挖法支护衬砌的结构刚度比较大,初期支护允许变形量比较小。这样对保护周围地层的自承作用和减少对地层的扰动是必须的。 (1)地层预加固和预支护 在城市地铁隧道施工中,经常遇到砂砾土、砂性土、黏性土或强风化基岩等不稳定地层。这类地层在隧道开挖过程中自稳时间短暂。往往在初期支护尚未来得及施作,或喷射混凝土尚未获得足够强度时,拱墙的局部地层已开始坍塌。为此,需采用地层预加固、预支护的方法,以提高周围地层的稳定性。常用的预加固和预支护方法有:小导管超前预注浆、开挖面深孔注浆及管棚超前支护;详见lK413044和1K413045。 (2)隧道土方开挖与支护 采用浅埋暗挖法开挖作业时,所选用的施工方法及工艺流程,应保证最大限度地减少对地层的扰动,提高周围地层自承作用和减少地表沉降。根据不同的地质条件及隧道断面,选用不同的开挖方法,但其总原则是:预支护、预加固一段,开挖一段;开挖一段,支护一段;支护一段,封闭成环一段。初期支护封闭成环后,隧道处于暂时稳定状态,通过监控量测,确认达到基本稳定状态时,可以进行二次衬砌的混凝土灌注工作。如量测结果证明尚未稳定,则需继续监测;如监测结果证明支护有失稳的趋势时,则需及时通过设计部门共同协商,确定加固方案;详见1K413041。 (3)初期支护形式 在软弱破碎及松散、不稳定的地层中采用浅埋暗挖法施工时,除需对地层进行预加固和预支护外,隧道初期支护施作的及时性及支护的强度和刚度,对保证开挖后隧道的稳定性、减少地层扰动和地表沉降,都具有决定性的影响。在诸多支护形式中,钢拱锚喷混凝土支护是满足上述要求的最佳支护形式;详见lK413042。 (4)二次衬砌 在浅埋暗挖法中,初期支护的变形达到基本稳定,且防水结构施工验收合格后,可以进行二次混凝土衬砌灌注工序。通过监控量测,掌握隧道动态,提供信息,指导二次衬砌施作时机。这是浅埋暗挖法中二次衬砌施工与一般隧道衬砌施工的主要区别。其他灌注工艺和机械设备与一般隧道衬砌施工基本相同。 二次衬砌模板可以采用临时木模板或金属定型模板,更多情况则使用模板台车,因为区间隧道的断面尺寸基本不变,有利于使用模板台车,加快立模及拆模速度。衬砌所用的模板、墙架,拱架均应式样简单、拆装方便、表面光滑、接缝严密。使用前应在样板台上校核;重复使用时,应随时检查并整修;详见lK413043。 (5)监控量测 利用监控量测信息指导设计与施工是浅埋暗挖施工工序的重要组成部分。在设计文件中应提出具体要求和内容,监控量测的费用应纳人工程成本。在实施过程中施工单位要有专门机构执行与管理,并由项目技术负责人统一掌握、统一领导。经验证明拱顶下沉是控制稳定较直观的和可靠的判断依据,水平收敛和地表下沉有时也是重要的判断依据。对于地铁隧道来讲,地表下沉测量显得尤为重要;详见lK4201 53。 盾构法施工 (二)盾构法施工 1.盾构法施工见图lK413012—5所示,其基本施工步骤:(了解) (1)在盾构法隧道的始发端和接收端各建一个工作(竖)井; (2)盾构在始发端工作井内安装就位; (3)依靠盾构千斤顶推力(作用在已拼装好的衬砌环和工作井后壁上)将盾构从始发工作井的墙壁开孔处推出; (4)盾构在地层中沿着设计轴线推进,在推进的同时不断出土和安装衬砌管片; (5)及时地向衬砌背后的空隙注浆,防止地层移动和固定衬砌环位置; (6)盾构进入接受工作井并被拆除,如施工需要,也可穿越工作井再向前推进。 2.盾构法施工隧道具有以下优点: (1)除竖井施工外,施工作业均在地下进行,既不影响地面交通,又可减少对附近居民的噪声和振动影响; (2)盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行,施工易于管理,施工人员也较少; (3)隧道的施工费用不受覆土量多少影响,适宜于建造覆土较深的隧道; (4)施工不受风雨等气候条件影响; (5)当隧道穿过河底或其他建筑物时,不影响施工; (6)只要设法使盾构的开挖面稳定,则隧道越深,地基越差,土中影响施工的埋设物等越多,与明挖法相比,经济上、施工进度上越有利。 3.盾构法施工也存在以下一些问题: (1)当隧道曲线半径过小时,施工较为困难; (2)在陆地建造隧道时,如隧道覆土太浅,则盾构法施工困难很大,而在水下时,如覆土太浅则盾构法施工不够安全; (3)盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地层时,对劳动保护要求较高,施工条件差; (4)盾构法隧道上方一定范围内的地表沉陷尚难完全防止,特别在饱和含水松软的土层中,要采取严密的技术措施才能把沉陷限制在很小的限度内; (5)在饱和含水地层中,盾构法施工所用的拼装衬砌,对达到整体结构防水的技术要求较高。详见lK413030有关内容。 熟悉轻轨交通高架桥梁结构与施工要点 1K413013熟悉轻轨交通高架桥梁结构与施工要点 一、高架桥结构与特点 (一)高架桥结构与运行特点: 1.轻轨交通列车的运行速度快,运行频率高,维修时间短。 2.桥上多铺设无缝线路无砟轨道结构,因而对结构形式的选择及上、下部结构的设计造成特别的影响。 3.高架桥应考虑管线设置或通过要求,并设有紧急进出通道,防止列车倾覆的安全措施及在必要地段设置防噪屏障,还应设有防水、排水措施。 4.高架桥大都采用预应力或部分预应力混凝土结构,构造简单,结构标准,安全经济,耐久适用,同时满足城镇景观要求,力求与周围环境相协调。 5.高架桥墩位布置应符合城镇规划要求,跨越铁路、公路、城市道路和河流时的桥下净空应满足有关规范的限界规;上部结构优先采用预应力混凝土结构,其次才是钢结构,须有足够的竖向和横向刚度。 6.高架桥应设有降低振动和噪声(设置声屏障)、消除楼房遮光和防止电磁波干扰等系统。 (二)高架桥的基本结构 1.高架桥墩台和基础 高架桥墩台的基础应根据当地地质资料确定。当地质情况良好时,应尽可能采用扩大基础。软土地基条件下,为保证基础的承载能力,防止沉陷,宜采用桩基础。 高架桥墩除应有足够的强度和稳定性外,还应结合上部结构的选型使上下部结构协调一致,轻巧美观,与城市景观和谐、匀称,尽量少占地,透空好,保证桥下行车有较好的视线,给行人一种愉快感。常用的桥墩形式有以下几种。 (1)倒梯形桥墩[图1K413013(a)] 倒梯形桥墩构造简单,施工方便,受力合理,具有较大的强度、刚度和稳定性,对于单箱单室箱梁和脊梁来说,选用倒梯形桥墩在外观和受力上均较合理。 (2)T形桥墩墩[图1K413013(b)] T形桥墩占地面积小,是城镇轻轨高架桥最常用的桥墩形式。这种桥墩既为桥下交通提供最大的空间,又能减轻墩身重量,节约圬工材料。特别适用于高架桥和地面道路斜交的情况。墩身一般为普通钢筋混凝土结构,圆形、矩形或六角形,具有较大的强度和刚度,与上部结构的轮廓线过渡平顺,受力合理。大伸臂盖梁,承受较大的弯矩和剪力,可采用预应力混凝土结构。墩身高度一般不超过8~10m。 (3)双柱式桥墩[图1K413013(c)] 双柱式墩在横向形成钢筋混凝土刚架,受力情况清晰,稳定性好,其盖梁的工作条件比T形桥墩的盖梁有利,无须施加预应力,其使用高度一般在30m以内。上海市明珠线的双柱式桥墩设计成无盖梁结构,上部结构箱梁直接支承在双柱上,双柱上部设一横系梁。这种构造须在箱梁内设置强大的端横隔板。 (4)Y形桥墩[图1K413013(d)] Y形桥墩结合了T形桥墩和双柱式墩的优点,下部成单柱式,占地少,有利于桥下交通,透空性好,而上部成双柱式,对盖梁工作条件有利,无须施加预应力,造型轻巧,比较美观。 2.高架桥的上部结构 站间高架桥可以分为一般地段的桥梁和主要工程节点的桥梁。跨越主要道路、河流及其他市内交通设施的主要工程节点可以采用任何一种适用于城市桥梁的大跨度桥梁结构体系。采用最多的是连续梁、连续刚构、系杆拱。 一般地段的桥梁虽然结构形式简单,然而就工程数量和土建工程造价而言,却可能占据全线高架桥的大部份额,对于城市景观和道路交通功能的影响不可轻视。因此,其结构形式的选择必须慎重其事,多方比较。从城市景观和道路交通功能考虑,宜选用较大的桥梁跨径给人以空透舒适感,按桥梁经济跨径的要求,当桥跨结构的造价和下部结构(墩台、基础)造价接近相等时最为经济;从加快施工进度着眼,宜大量采用预制预应力混凝土梁。桥梁形式的选定往往是因地制宜综合考虑的结果。 在建筑高度不受限制,或刻意压低建筑高度得不偿失的场合,一般适用于城市桥或公路桥的正常高度桥跨结构均可用于城市轨道交通的高架桥。 二、高架桥施工要点 (一)桩基础 1.高架桥成桩工艺应根据地质条件、地面建筑和地下管线的分布状况等确定,宜采用施工速度快、技术成熟的成桩工艺。 2.钻孔灌注桩施工时应采取有效措施防止泥浆外溢污染道路,影响正常交通和道路排水设施,保持环境清洁。 (二)桥墩 1.高架桥墩造型轻巧,比较美观,结构相对来说较复杂,施工有一定难度。 2.高架桥墩混凝土现浇施工应采用专门设计加工的钢模板。 (三)上部结构 1.高架桥上部结构宜采用工厂预制结构,对于跨度22m以内的桥跨,可采用梁宽1.5m的先张法空心板梁;工厂预制易于保证施工质量,运输吊装容易解决,可缓解施工期间场地紧张的矛盾,适用于直线地段和半径较大的曲线地段。 2.T梁设计和施工经验成熟,可以预制也可现浇,避免了箱梁内模的拆除困难;建筑高度稍高,预拱度加以控制可以在很大程度上减轻混凝土收缩徐变影响。 3.箱梁结构(单室双箱梁、单室单箱梁、双室单箱梁)抗扭刚度大,整体受力性能好,线条流畅,造型美观,设计及施工经验成熟。但箱梁不便整体运输吊装,一般需就地浇筑,相应工期较长,适用于小半径曲线地段和跨越道路、河流跨度较大的情况。采用钢一混凝土组合梁结构,可减少现场施工时间和难度。 4.高架桥两侧挡板通常采用定型设计,应考虑与主体结构连接牢固性和预留声屏障的安装施工,人行道板的边缘设置栏杆;同时应考虑运营过程中对其进行检查、维修所需的空间及设施。曲线地段及道岔区的桥面宽度,根据曲线半径和渡线形式分别进行加宽。 1K413014了解城市轨道交通的轨道结构组成 一、轨道组成 (一)轨道结构 1.要求组成轨道部件材料的力学性质差异极大,通过科学而可靠的方式把它们组合在一起,用以导向列车的运行、承受高速行驶列车的荷载并把荷载传递给支撑轨道结构的基础。 2.轨道结构应具有足够的强度、稳定性、耐久性和适量弹性,以确保列车安全、平稳、快速运行和乘客舒适。轨道结构应采用成熟、先进的技术和施工工艺。 (二)轨道结构特点 城市轨道交通的轨道结构由于线路一般穿过居民区(地下、地面或高架),还要另外考虑以下一些问题: (1)为保护城市环境,对噪声控制要求较高,除了车辆结构采取减振措施,必要时修筑声屏障外,轨道也应采用相应的减振轨道结构。 (2)轨道交通行车密度大,运营时间长,留给轨道维修作业的时间很短,因而一般采用较强的轨道部件。近年新建轨道交通系统的浅埋隧道和高架桥结构,基本采用无碴道床等少维修轨道结构。 (3)轨道交通车辆一般采用电力牵引,以走行轨作为供电回路。为减小因漏泄电流而造成周围金属设施的腐蚀,要求钢轨与轨下基础有较高的绝缘性能。 (4)受原有街道和建筑物所限,城市轨道交通曲线区段占很大比重,曲线半径一般比常规铁路小得多。在正线半径小于400m的曲线地段,应采用全长淬火钢轨或耐磨钢轨。钢轨铺设前应进行预弯,运营时钢轨应进行涂油以减少磨耗。 二、轨道形式与选择 (一)轨道形式及扣件、轨枕 1.地铁正线及辅助线钢轨应依据近、远期客流量,并经技术经济综合比较确定,宜采用60kg/m钢轨,也可采用50kg/m钢轨。车场线宜采用50kg/m钢轨。 2.不同道床形式的扣件宜符合表lK413014规定。 (二)道床与轨枕 1.长度大于100m的隧道内和隧道外U形结构地段及高架桥和大于50m的单体桥地段,宜采用短枕式或长枕式整体道床。 2.地面正线宜采用混凝土枕碎石道床,基底坚实、稳定,排水良好的地面车站地段可采用整体道床。 3.车场库内线应采用短枕式整体道床,地面出入线、试车线和库外线宜采用混凝土枕碎石道床或木枕碎石道床。 (三)减振结构 1.一般减振轨道结构可采用无缝线路、弹性分开式扣件和整体道床或碎石道床。 2.线路中心距离住宅区、宾馆、极关等建筑物小于20m及穿越地段,宜采用较高减振的轨道结构,即在一般减振轨道结构的基础上,采用轨道减振器扣件或弹性短枕式整体道床或其他较高减振轨道结构形式。 3.线路中心距离医院、学校、音乐厅、精密仪器厂、文物保护和高级宾馆等建筑物小于20m及穿越地段,宜采用特殊减振轨道结构,即在一般减振轨道结构的基础上,采用浮置板整体道床或其他特殊减振轨道结构形式。 1K413020明挖基坑施工 1K413021掌握深基坑支护结构与变形控制 一、围护结构 (一)基坑围护结构体系 1.基坑围护结构体系包括板(桩)墙、围檩(冠梁)及其他附属构件。板(桩)墙主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力,并将此压力传递到支撑,是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。 2.地铁基坑所采用的围护结构形式很多,其施工方法、工艺和所用的施工机械也各异;因此,应根据基坑深度、工程地质和水文地质条件、地面环境条件等,特别要考虑到城市施工特点,经技术经济综合比较后确定。 (二)深基坑围护结构类型 1.在我国应用较多的有板柱式、柱列式、重力式挡墙、组合式以及土层锚杆、逆筑法、沉井等。 2.不同类型围护结构的特点见表lK413021-1。 不同类型围护结构的特点表lK413021-1(了解) 道床形式 类型 扣压件 与轨枕连接方式 一般整体道床 有螺栓弹条、元螺栓弹条 高架桥上整体道床 弹性分开式 有螺栓弹条、小阻力 轨枕预埋套管 混凝土枕碎石道床 弹性不分开式 有螺栓弹条、无螺栓弹条 在轨枕内预埋螺栓或铁座 道床形式 类型 扣压件 与轨枕连接方式 木枕碎石道床 采用螺纹道钉 车场库内整体道床、检查坑 弹性分开式 有螺栓弹条、无螺栓弹条 在轨枕或立柱内预埋套管 (1)工字钢桩围护结构 作为基坑围护结构主体的工字钢,一般采用I50号、I55号和I60号大型工字钢。基坑开挖前,在地面用冲击式打桩机沿基坑设计边线打人地下,桩间距一般为1.0~1.2m。若地层为饱和淤泥等松软地层也可采用静力压桩机和振动打桩机进行沉桩。基坑开挖时,随挖土方随在桩间插入50mm厚的水平木板,以挡住桩间土体。基坑开挖至一定深度后,若悬臂工字钢的刚度和强度都够大,就需要设置腰梁和横撑或锚杆(索),腰梁多采用大型槽钢、工字钢制成,横撑则可采用钢管或组合钢梁。 工字钢桩围护结构适用于黏性土、砂性土和粒径不大于l00mm的砂卵石地层;当地下水位较高时,必须配合人工降水措施。打桩时,施工噪声一般都在100dB以上,大大超过环境保护法规定的限值。因此,这种围护结构一般宜用于郊区距居民点较远的基坑施工中。当基坑范围不大时,例如地铁车站的出人口,临时施工竖井可以考虑采用工字钢做围护结构。 (2)钢板桩围护结构 钢板桩强度高,桩与桩之间的连接紧密,隔水效果好,可重复使用。因此,沿海城市如上海、天津等地区修建地下铁道时,在地下水位较高的基坑中采用较多;北京地铁一期工程在木樨地过河段也曾采用过。 钢板桩常用断面形式,多为U形或Z形。我国地下铁道施工中多用U形钢板桩,其沉放和拔除方法、使用的机械均与工字钢桩相同,但其构成方法则可分为单层钢板桩围堰、双层钢板桩围堰及屏幕等。由于地铁施工时基坑较深,为保证其垂直度且方便施工,并使其能封闭合龙,多采用帷幕式构造。 (3)钻孔灌注桩围护结构 钻孔灌注桩一般采用机械成孔。地铁明挖基坑中多采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机等。对正反循环钻机,由于其采用泥浆护壁成孔,故成孔时噪声低,适于城区施工,在地铁基坑和高层建筑深基坑施工中得到广泛应用。 (4)深层搅拌桩挡土结构 深层搅拌桩是用搅拌机械将水泥、石灰等和地基土相拌合,从而达到加固地基的目的。作为挡土结构的搅拌桩一般布置成格栅形,深层搅拌桩也可连续搭接布置形成止水帷幕。 (5)SMW桩 SMW桩挡土墙是利用搅拌设备就地切削土体,然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀的挡墙,最后,在墙中插入型钢,即形成一种劲性复合围护结构。 这种围护结构的特点主要表现在止水性好,构造简单,型钢插入深度一般小于搅拌桩深度,施工速度快,型钢可以部分回收、重复利用。 (6)地下连续墙 地下连续墙主要有预制钢筋混凝土连续墙和现浇钢筋混凝土连续墙两类,通常地下连续墙一般指后者。地下连续墙有如下优点:施工时振动小、噪声低,墙体刚度大,对周边地层扰动小;可适用于多种土层,除夹有孤石、大颗粒卵砾石等局部障碍物时影响成槽效率外,对黏性土、无黏性土、卵砾石层等各种地层均能高效成槽。 地下连续墙施工采用专用的挖槽设备,沿着基坑的周边,按照事先划分好的幅段,开挖 狭长的沟槽。挖槽方式可分为抓斗式、冲击式和回转式等类型。在开挖过程中,为保证槽壁的稳定,采用特制的泥浆护壁。泥浆应根据地质和地面沉降控制要求经试配确定,并在泥浆 配制和挖槽施工中对泥浆的相对密度、黏度、含砂率和pH等主要技术性能指标进行检验和控制。每个幅段的沟槽开挖结束后,在槽段内放置钢筋笼,并浇筑水下混凝土。然后将若干个幅段连成一个整体,形成一个连续的地下墙体,即现浇钢筋混凝土壁式连续墙。 二、支撑结构类型 (一)支撑结构体系 1.内支撑一般由各种型钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑等构成支撑系统;外拉锚有拉锚和土锚两种形式。 2.在软弱地层的基坑工程中,支撑结构承受围护墙所传递的土压力、水压力。支撑结构挡土的应力传递路径是围护(桩)墙一围檩(冠梁)一支撑,在地质条件较好的有锚固力的地层中,基坑支撑可采用土锚和拉锚等外拉锚形式。 3.在深基坑的施工支护结构中,常用的支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两类,其形式和特点见表lK413021—2。 两类支撑体系的形式和特点表1K413021—2(了解特点) 类型 特点 桩板式墙板式桩 1.H钢的间距在1.2~1.5m; 2.造价低,施工简单,有障碍物时可改变间距; 3.止水性差,地下水位高的地方不适用,坑壁不稳的地方不适用; 4.开挖深度上海达到6m左右,无支撑;而日本用于开挖深度l0m以内的基坑(有支撑) 钢板桩 1.成品制作,可反复使用; 2.施工简便,但施工有噪声; 3.刚度小,变形大,与多道支撑结合,在软弱土层中也可采用; 4.新的时候止水性尚好,如有漏水现象,需增加防水措施 板式钢管桩 1.截面刚度大于钢板桩,在软弱土层中开挖深度可大,在日本开挖深度达30m; 2.需有防水措施相配合 灌注桩 1.刚度大,可用在深大基坑; 2.施工对周边地层、环境影响小; 3.需降水或和止水措施配合使用,如搅拌桩、旋喷桩等 地下连续墙 1.刚度大,开挖深度大,可适用于所有地层; 2.强度大,变位小,隔水性好,同时可兼作主体结构的一部分; 3.可临近建筑物、构筑物使用,环境影响小; 4.造价高 SMW工法桩 1.强度大,止水性好; 2.内插的型钢可拔出反复使用,经济性好; 3.开挖深度8.65m。 具有较好发展前景,国内上海等城市已有工程实践 自立式水泥土挡墙/水泥土搅拌桩挡墙 1.无支撑,墙体止水性好,造价低; 2.墙体变位大 现浇钢筋混凝土支撑体系由围檩(圈梁)、支撑及角撑、立柱和围檩托架或吊筋、立柱、托架锚固件等其他附属构件组成。 钢结构支撑(钢管、型钢支撑)体系通常为装配式的,由围檩、角撑、支撑、预应力设备(包括千斤顶自动调压或人工调压装置)、轴力传感器、支撑体系监测监控装置、立柱桩及其他附属装配式构件组成。 (二)支撑体系布置 1.能够因地制宜、合理选择支撑材料和支撑体系布置形式,使其技术经济综合指标得以优化。 2.支撑体系受力明确,充分协调发挥各杆件的力学性能,安全可靠,经济合理,能够在稳定性和控制变形方面满足对周围环境保护的要求。 3.支撑体系布置能在安全、可靠的前提下,最大限度地方便土方开挖和主体结构的快速施工。 三、基坑的变形控制 (一)基坑变形特征 1.基坑开挖时,由于坑内开挖卸荷造成围护结构在内外压力差作用下产生水平向位移,近而引起围护外侧土体的变形,造成基坑外土体或建(构)筑物沉降;同时,开挖卸荷也会引起坑底土体隆起。可以认为,基坑周围地层移动主要是由于围护结构的水平位移和坑底土体隆起造成的。 2.围护墙体水平变形 当基坑开挖较浅,还未设支撑时,不论对刚性墙体(如水泥土搅拌桩墙、旋喷桩墙等)还是柔性墙体(如钢板桩、地下连续墙等),均表现为墙顶位移最大,向基坑方向水平位移,呈三角形分布。随着基坑开挖深度的增加,刚性墙体继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移,而一般柔性墙如果设支撑,则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动,墙体腹部向基坑内凸出。 3.围护墙体竖向变位 在实际工程中,墙体竖向变位量测往往被忽视,事实上由于基坑开挖土体自重应力的释放,致使墙体产生竖向变位:上移或沉降。墙体的竖向变位给基坑的稳定、地表沉降以及墙体自身的稳定性均带来极大的危害。特别是对于饱和的极为软弱的地层中的基坑工程,当围护墙底下因清孔不净有沉渣时,围护墙在开挖中会下沉,地面也随之下沉;另外,当围护结构下方有顶管和盾构穿越时,也会引起围护结构突然沉降。 4.基坑底部的隆起 随着基坑的开挖卸载,基坑底出现隆起是必然的,但过大的坑底隆起往往是基坑险情的征兆。过大的坑底隆起可能是两种原因造成的:①基坑底不透水土层由于其自重不能够承受不透水土层下承压水水头压力而产生突然性的隆起;②基坑由于围护结构插入坑底土层深度不足而产生坑内土体隆起破坏。基坑底土体的过大隆起可能会造成基坑围护结构失稳。另外,由于坑底隆起会造成立柱隆起,进一步造成支撑向上弯曲,可能引起支撑体系失稳。因此,基坑底土体的过大隆起是施工时应该尽量避免的。但由于基坑一直处于开挖过程,直接监测坑底土体隆起较为困难,一般通过监测立柱变形来反映基坑底土体隆起情况。 5.地表沉降 围护结构的水平变形及坑底土体隆起会造成地表沉降,引起基坑周边建(构)筑物变形。根据工程实践经验,基坑围护呈悬臂状态时,较大的地表沉降出现在墙体旁;施加支撑后,地表沉降的最大值会渐渐远离围护结构,位于距离围护墙一定距离的位置上。 (二)基坑的变形控制 1.当基坑邻近建(构)筑物时,必须控制基坑的变形以保证邻近建(构)筑物的安全。 2.控制基坑变形的主要方法有: (1)增加围护结构和支撑的刚度; (2)增加围护结构的人土深度; (3)加固基坑内被动区土体。加固方法有抽条加固、裙边加固及二者相结合的形式; (4)减小每次开挖围护结构处土体的尺寸和开挖支撑时间,这一点在软土地区施工时尤其有效; (5)通过调整围护结构深度和降水井布置来控制降水对环境变形的影响。 (三)坑底稳定控制 1.保证深基坑坑底稳定的方法有加深围护结构入土深度、坑底土体加固、坑内井点降水等措施。 2.适时施作底板结构。 【案例1K413021】 1.背景 A公司中标某市地铁车站工程。车站为地下双层三跨箱形框架结构,采用明挖顺作法施工,车站主体基坑长度约212m,宽度约21m,基坑平面呈长方形,开挖深度为16m,围护结构标准段为φ1000@1600钻孔桩加三道φ609钢支撑。基坑所在位置均为现状道路,基坑长边临近运河,车站围护桩外皮与河堤最近距离约9m,且基坑周边存在多条重要地下管线,基坑安全等级设计定为一级。工程项目部在A公司批准了项目部施工组织设计及安全保证计划等文件后,组织了实施。 2.问题 (1)试分析本工程施工重点和难点 (2)简述一级基坑施工安全的主要控制指标(作为知识点) (3)给出基坑开挖和基坑支护的主要技术措施 3.参考答案 (1)问题1 从背景介绍,本工程施工的重点和难点是施工期间确保运河的河堤安全及航道正常使用;车站主体施工期间加强围护结构刚度和内撑刚度,如采取增大钻孔桩直径和内撑壁厚等措施,以控制基坑变形在设计允许范围内。 (2)问题2 据有关规范规定,安全等级为一等的标准段基坑变形控制标指应为:最大地表沉降≤0.15%H且≤30mm;围护结构最大水平位移≤0.2%H且≤30mm。 (3)问题3 基坑开挖和基坑支护应采取的主要技术措施 ①基坑开挖前,应对周围管线进行确认,并采取适当的保护措施。 ②对基坑临近河堤上部及下部的杂填土、素填土进行地面注浆加固,可采用单液水泥浆,土体加固体强度应达到0.3~0.5 MPa,加固纵向、横向范围应经论证确定。 ③基坑开挖过程中随挖随锚喷桩间混凝土,并按设计位置架设钢管支撑。 ④临近河堤保护段范围,基坑开挖应严格遵循平面分层分步,纵向拉槽开挖,充分考虑空间效应,以控制基坑变形,减少土体开挖对河堤的影响。并对河堤进行严密监测。 ⑤加强基坑量测监控,做到信息化施工。 ⑥基坑开挖至坑底后应及时施作垫层和结构底板。 1K413022掌握基槽土方开挖及护坡技术 一、基(槽)坑土方开挖 (一)基本规定 1.基坑开挖应根据支护结构设计、降排水要求,确定开挖方案。 2.基坑周围地面应设排水沟,且应避免雨水、渗水等流人坑内;同时,基坑也应设置必要的排水设施,保证开挖时通过及时排出雨水;放坡开挖时,应对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。 3.软土基坑必须分层、分块、均衡地开挖,分块开挖后必须及时施工支撑。对于有预应力要求的钢支撑或锚杆,还必须按设计要求施加预应力。 4.基坑开挖过程中,必须采取措施防止开挖机械等碰撞支护结构、格构柱、降水井点或扰动基底原状土。 (二)发生下列异常情况时,应立即停止挖土,并应立即查清原因和及时采取措施后,方能继续挖土:(了解) 1.围护结构变形明显加剧。 2.支撑轴力突然增大。 3.围护结构或止水帷幕出现渗漏。 4.开挖暴露出的基底出现明显异常。包括黏性土时强度明显偏低或砂性土层时水位过高造成开挖施工困难时。 5.围护结构发生异常声响。 6.边坡出现失稳征兆时。 二、护坡技术 (一)基坑边(放)坡 1.地质条件、现场条件等允许时,通常采用敞口放坡基坑形式修建地下工程或构筑物的地下部分。但保持基坑边坡的稳定是非常重要的,否则,一旦边坡坍塌,不但地基受到扰动,影响承载力,而且也影响周围地下管线、地面建筑物、交通和人身安全。 2.基坑边坡稳定影响因素 基坑边坡坡度是直接影响基坑稳定的重要因素。当基坑边坡土体中的剪应力大于土体的抗剪强度时,边坡就会失稳坍塌。其次,施工不当也会造成边坡失稳,主要表现为:(了解) (1)没有按设计坡度进行边坡开挖; (2)基坑边坡坡顶堆放材料、土方及运输机械车辆等增加了附加荷载; (3)基坑降排水措施不力,地下水未降至基底以下,而地面雨水、基坑周围地下给水排水管线漏水渗流至基坑边坡的土层中,使土体湿化,土体自重加大,增加土体中的剪应力; (4)基坑开挖后暴露时间过长,经风化而使土体变松散; (5)基坑开挖过程中,未及时刷坡,甚至挖反坡,使土体失去稳定性。 3.基坑放坡要求 按是否设置分级过渡平台,边坡可分为一级放坡和分级放坡两种形式。在场地土质较好、基坑周围具备放坡条件、不影响相邻建筑物的安全及正常使用的情况下,基坑宜采用全深度放坡或部分深度放坡。 放坡应以控制分级坡高和坡度为主,必要时辅以局部支护结构和保护措施,放坡设计与施工时应考虑雨水的不利影响。 当存在影响边坡稳定性的地下水时,应采取降水措施或深层搅拌桩、高压旋喷桩等截水措施。 分级放坡时,宜设置分级过渡平台。分级过渡平台的宽度应根据土(岩)质条件、放坡高度及施工场地条件确定,对于岩石边坡不宜小于0.5m,对于土质边坡不宜小于1.0m。下级放坡坡度宜缓于上级放坡坡度。 (二)长基坑开挖与过程放坡 1.地铁车站等构筑物的长条形基坑在开挖过程中通常考虑纵向放坡目的:一是保证开挖,安全防止滑坡(见图lK413022-1);二是保证出土运输方便。 2.坑内纵向放坡是动态的边坡,在基坑开挖过程中不断变化,其安全性在施工时往往被忽视,非常容易产生滑坡事故。纵向边坡一旦坍塌,就可能冲断横向支撑并导致基坑挡墙失稳,酿成灾害性事故。上海等地软土地区曾多次发生放坡开挖的工程事故,分析原因大都是由于坡度过陡、雨期施工、排水不畅、坡脚扰动等引起。 3.应编制开挖方案,慎重确定放坡坡度。在施工期间,特别是雨天必须制定监护与保护措施。上海等地软土地区施工经验表明,降雨可能使土坡的安全系数降低40%~50%(见图lK413022—2),应严密监护,做好坡面的保护工作,必要时可事先在放坡处加固土体,严防土坡失稳。 车站基坑纵向放坡较大处,往往是坑外地表纵向差异沉降较大处,土坡越缓,沉降曲线就越平缓。因此,若在土坡附近有需保护的建筑或管线,应减缓该处坡度以减小管线弯曲和建筑物的差异沉降。 三、边坡保护 (一)基坑边坡稳定措施 1.根据土层的物理力学性质确定基坑边坡坡度,并于不同土层处做成折线形边坡或留置台阶。 2.必须做好基坑降排水和防洪工作,保持基底和边坡的干燥。 3.基坑边坡坡度受到一定限制而采用围护结构又不太经济时,可采用坡面土钉、挂金属网喷混凝土或抹水泥砂浆护面等措施。 4.严格禁止在基坑边坡坡顶l~2m范围堆放材料、土方和其他重物以及停置或行驶较大的施工机械。 5.基坑开挖过程中,随挖随刷边坡,不得挖反坡。 6.暴露时间较长的基坑,应采取护坡措施。 (二)护坡措施 1.基坑土方开挖时,应按设计要求开挖土方,不得超挖,不得在坡顶随意堆放土方、材料和设备。在整个基坑开挖和地下工程施工期间,应严密监测坡顶位移,随时分析观测数据。当边坡有失稳迹象时,应及时采取削坡、坡顶卸荷、坡脚压载或其他有效措施。 2.放坡开挖时应及时作好坡脚、坡面的保护措施。常用的保护措施有: (1)叠放砂包或土袋:用草袋、纤维袋或土工织物袋装砂(或土),沿坡脚叠放一层或数层,沿坡面叠放一层; (2)水泥抹面:在人工修平坡面后,用水泥砂浆或细石混凝土抹面,厚度宜为30~50mm,并用水泥砂浆砌筑砖石护坡脚,同时,将坡面水引入基坑排水沟。抹面应预留泄水孔,泄水孔间距不宜大于3~4m; (3)挂网喷浆或混凝土:在人工修平坡面后,沿坡面挂钢筋网或铁丝网,然后喷射水泥砂浆或细石混凝土,厚度宜为50~60mm,坡脚同样需要处理; (4)其他措施:包括锚杆喷射混凝土护面、塑料膜或土工织物覆盖坡面等。 【案例1K413022】 1.背景 某市政工程基础采用明挖基坑施工,基坑挖深为5.5m,地下水在地面以下1.5m。坑壁采用网喷混凝土加固。基坑附近有高层建筑物及大量地下管线。设计要求每层开挖1.5m,即进行挂网喷射混凝土加固。某公司承包了该工程,由于在市区,现场场地狭小,项目负责人(经理)决定把钢材堆放在基坑坑顶附近;为便于出土,把开挖的弃土先堆放在基坑北侧坑顶,然后再装入自卸汽车运出。由于工期紧张,施工单位把每层开挖深度增大为3.0m,以加快基坑挖土加固施工的进度。 在开挖第二层土时,基坑变形量显著增大,变形发展速率越来越快。随着开挖深度的增加,坑顶地表面出现许多平行基坑裂缝。但施工单位对此没有在意,继续按原方案开挖。当基坑施工至5m深时,基坑出现了明显的坍塌征兆。项目负责人(经理)决定对基坑进行加固处理,组织人员在坑内抢险,但已经为时过晚,基坑坍塌造成了多人死亡的重大事故,并造成了巨大的经济损失。 2.问题 (1)按照《建筑基坑支护技术规程》JGJ l20一99,本基坑工程侧壁安全等级应属于哪一级? (2)本工程基坑应重点监测哪些内容?当出现本工程发生的现象时,监测工作应做哪些调整? (3)本工程基坑施工时存在哪些重大工程事故隐患? (4)项目负责人(经理)在本工程施工时犯了哪些重大错误? 3.参考答案 (1)问题1 基坑工程具有地域性,许多地区对基坑的分类做了规定。《建筑基坑支护技术规程》JGJ l20~1999第3.1.3条对基坑侧壁安全等级做了如表lK413022所示规定: 基坑侧壁安全等级表1K413022 本工程基坑周围有高层建筑和大量地下管线,如果支护结构破坏、土体失稳或过大变形对周边环境影响很严重,因此,基坑侧壁安全等级应定为一级。 (2)问题2 基坑开挖卸载必然引起基坑侧壁水平位移,基坑侧壁水平位移越大,坑后土体变形越大。过大的侧壁水平位移必然会造成建筑物沉降及管线变形。因此,任何环境保护要求高的基坑,侧壁水平位移都是监测的重点。 本工程基坑周围建筑物及地下管线是基坑环境保护的主要内容,其变形也应该是基坑监测的重点。 本工程地下水位在坑底以上,必须采取降水措施。施工时需要监测地下水位,因此,地下水位也应该是监测的重点。 另外,地下水中的承压水对基坑的危害很大,尤其要注意接近坑底的浅层承压水对基坑的影响。如果承压水上面有不透水层,随着基坑开挖,当承压水层上部土重不能抵抗承压水水头压力时,基坑坑底会出现突然的隆起,极容易引起基坑事故。如果坑底存在承压水层时,坑底隆起也是基坑监测的重点内容。但由于基坑开挖施工,直接监测坑底隆起并不容易,可以通过监测埋设在坑底的立柱的上浮来间接监测坑底隆起。 当基坑变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时,应加密观测次数。当有事故征兆时,应连续监测。本工程应加密观测次数,如果变形发展较快应连续监测。 (3)问题3 本工程施工中存在的重大事故隐患:不按设计要求加大每层开挖深度是引发事故的主要原因之一,基坑设计单位都应该根据其设计时的工况对施工单位的基坑开挖提出要求,不按设计要求施工,在施工时超挖极容易引起基坑事故。在基坑顶大量堆荷是引发基坑事故的另一重要原因,背景介绍未提及考虑这些荷载的安全性设计验算,因此本工程把大量钢材及弃土堆集于坑顶也是重大事故隐患。 (4)问题4 对于基坑变形量显著增大,变形发展速率越来越快现象,施工单位应该对基坑进行抢险,对基坑做必要的加固和卸载;并且应调整设计和施工方案。基坑危险征兆没有引起注意,仍按原方案施工是施工项目负责人(经理)一大失误。 当基坑变形急剧增加,基坑已经接近失稳的极限状态,种种迹象表明基坑即将坍塌时,项目负责人(经理)应以人身安全为第一要务,人员要及早撤离现场。组织人进入基坑内抢险,造成人员伤亡是项目负责人(经理)指挥的一个重大错误。 熟悉地基加固处理方法 1K413023熟悉地基加固处理方法 一、地基加固处理作用与方法选择 (一)地基加固处理作用 1.提高地基的承载能力,满足设计要求;以保证拟建或邻近结构不致发生超过允许的沉降。 2.提高土体的强度和土体的侧向抗力,减少围护结构位移,以保证围护结构或邻近结构不致发生超过允许的位移。 (二)方法选择 1.换填材料加固处理法,以提高地基承载力为主,适用于较浅基坑,方法简单操作方便。 2.采用水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆或其他方法对地基掺人一定量的固化剂或使土体固结,以提高土体的强度和土体的侧向抗力为主,适用于深基坑。 二、常用方法与技术要点 (一)注浆法 1.注浆法是利用液压、气压或电化学原理,通过注浆管把浆液均匀地注入地层中,浆液以填充、渗透和挤密等方式,赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置,经人工控制一定时间后,浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性良好的“结石体”。 2.注浆法所用的浆液是由主剂(原材料)、溶剂(水或其他溶剂)及各种外加剂混合而成。通常所提的注浆材料是指浆液中所用的主剂。外加剂可根据在浆液中所起的作用,分为固化剂、催化剂、速凝剂、缓凝剂和悬浮剂等。注浆材料有很多,其中,水泥浆材是以水泥浆液为主的浆液,适用于岩土加固,是国内外常用的浆液。 3.在地基处理中,注浆工艺所依据的理论主要可分为渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆和电动化学注浆四类;其应用条件见表lK413023。 不同注浆法的适用范围表1K413023(了解) 4.注浆法可以采用两种溶液(如水泥浆和水玻璃)混合的方式控制浆液凝胶时间。施工方法可以分为以下三种形式: (1)一种溶液一个系统方式 将所有的材料放进同一箱子中,预先做好混合准备,再进行注浆,这适合于凝胶时间较长的情况。 (2)两种溶液一个系统方式 将A溶液和B溶液预先分别装在各自准备的不同箱子中,分别用泵输送,在注浆管的头部使两种溶液会合。这种在注浆管中混合进行灌注的方法,适用于凝胶时间较短的情况。 作为这种方式的变化,有的方法分别将准备在不同箱子中的A溶液和B溶液送往泵中前使之混合,再用一台泵灌注。另外,也有不用Y字管,而仍只用上述一个系统方式将A溶液和B溶液交替注浆的方式。 (3)两种溶液两个系统方式 将A溶液和B溶液分别准备放在不同的箱子中,用不同的泵输送,在注浆管(并列管、双层管)顶端流出的瞬间,两种溶液就汇合而注浆。这种方法适用于凝胶时间是瞬间的情况。 有采用在注浆A溶液后,继续灌注B溶液的方法。具体应该采取哪种方法,应该根据注浆的目的确定。 (二)水泥土搅拌法 1.水泥土搅拌法适用于加固饱和黏性土和粉土等地基。它利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂通过特制的搅拌机械,就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌,使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土,从而提高地基土强度和增大变形模量。根据固化剂掺入状态的不同,它可分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌两种。前者是用浆液和地基土搅拌,后者是用粉体和地基土搅拌。目前,喷浆型湿法深层搅拌机械在国内常用的有单轴、双轴、三轴及多轴搅拌机,喷粉搅拌机目前仅有单轴搅拌机一种机型。 2.水泥土搅拌法加固软土技术具有其独特优点: (1)最大限度地利用了原土; (2)搅拌时无振动、无噪声和无污染,可在密集建筑群中进行施工,对周围原有建筑物及地下沟管影响很小; (3)根据上部结构的需要,可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固形式; (4)与钢筋混凝土桩基相比,可节约钢材并降低造价。 水泥固化剂一般适用于正常固结的淤泥与淤泥质土(避免产生负摩擦力)、黏性土、粉土、素填土(包括冲填土)、饱和黄土、粉砂以及中粗砂、砂砾(当加固粗粒土时,应注意有无明显的流动地下水,以防固化剂尚未硬结而遭地下水冲洗掉)等地基加固。 石灰固化剂一般适用于黏土颗粒含量大于20%,粉粒及黏粒含量之和大于35%,黏土的塑性指数大于l0,液性指数大于0.7,土的pH为4~8,有机质含量小于11%,土的天然含水量大于30%的偏酸性的土质加固。 3.水泥土搅拌法施工步骤由于湿法和干法的施工设备不同而略有差异,具体见图1K413023—1、图IK413023—2。其主要步骤应为:(了解施工过程) (1)搅拌机械就位、调平; (2)预搅下沉至设计加固深度; (3)边喷浆(粉)、边搅拌提升直至预定的停浆(灰)面; (4)重复搅拌下沉至设计加固深度; (5)根据设计要求,喷浆(粉)或仅搅拌提升直至预定的停浆(灰)面; (6)关闭搅拌机械。 在预(复)搅下沉时,也可采用喷浆(粉)的施工工艺,但必须确保全桩长上下至少再重复搅拌一次。 (三)高压喷射注浆法 1.由于高压喷射注浆使用的压力大,因而喷射流的能量大、速度快。当它连续和集中地作用在土体上,压应力和冲蚀等多种因素便在很小的区域内产生效应,对从粒径很小的细粒土到含有颗粒直径较大的卵石、碎石土,均有巨大的冲击和搅动作用,使注入的浆液和土拌合凝固为新的固结体。 2.实践表明,本法对淤泥、淤泥质土、流塑或软塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基都有良好的处理效果。但对于硬黏性土,含有较多的块石或大量植物根茎的地基,因喷射流可能受到阻挡或削弱,冲击破碎力急剧下降,切削范围小或影响处理效果。而对于含有过多有机质的土层,其处理效果取决于固结体的化学稳定性。鉴于上述几种土的组成复杂、差异悬殊,高压喷射注浆处理的效果差别较大,应根据现场试验结果确定其适用程度。对于湿陷性黄土地基,也应预先进行现场试验。 3.高压喷射有旋喷(固结体为圆柱状)、定喷(固结体为壁状)和摆喷(固结体为扇状)等三种基本形状,它们均可用下列方法实现(图1K413023-3): (1)单管法:喷射高压水泥浆液一种介质; (2)双管法:喷射高压水泥浆液和压缩空气两种介质; (3)三管法:喷射高压水流、压缩空气及水泥浆液等三种介质。 由于上述三种喷射流的结构和喷射的介质不同,有效处理长度也不同,以三管法最长,双管法次之,单管法最短。实践表明,旋喷形式可采用单管法、双管法和三管法中的任何一种方法。定喷和摆喷注浆常用双管法和三管法。 4.高压喷射注浆的施工参数应根据土质条件、加固要求通过试验或根据工程经验确定,并在施工中严格加以控制。单管法及双管法的高压水泥浆和三管法高压水的压力应大于20MPa。高压喷射注浆的主要材料为水泥,对于无特殊要求的工程,宜采用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。根据需要可加入适量的外加剂及掺合料。外加剂和掺合料的用量,应通过试验确定。水灰比通常取0.8~1.5,常用为l.0。 5.高压喷射注浆的全过程为钻机就位、钻孔、置入注浆管、高压喷射注浆和拔出注浆管等基本工序。施工结束后应立即对机具和孔口进行清洗。在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆异常时,应查明原因并及时采取措施。 1K413024熟悉工程降水方法 一、降水方法选择 (一)基本要求 1.当地下水位高于基坑开挖面,需要采用降低地下水方法疏干坑内土层中水。疏干水有增加坑内土体强度的作用,有利于控制基坑围护结构变形。在软土地区基坑开挖深度超过3m,一般就要用井点降水。开挖深度浅时,亦可边开挖边用排水沟和集水井进行集水明排。 2.当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时,应进行坑底突涌验算,必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施,保证坑底土层稳定。当坑底含承压水层上部土体压重不足以抵抗承压水水头时,应布置降压井降低承压水水头压力,防止承压水突涌,确保基坑开挖施工安全。 3.当因降水而危及基坑及周边环境安全时,宜采用截水或回灌方法。 (二)工程降水有多种技术方法,可根据土层情况、渗透性、降水深度、周围环境、支护结构种类按表lK413024选择和设计。 井点降水方法的选用表lK413024(了解) 降水方法 适用地层 渗透系数 (m/d) 降水深度 (m) 地下水类型 集水明排 黏性土、砂土 -42 潜水、地表水 轻型井点 一级 二级 三级 砂土,粉土, 含薄层粉砂的淤泥质(粉质) 黏土 0.1~20 3~6 6~9 9~12 潜水 喷射井点 8~20 潜水、承压水 疏干 砂性土,粉土,含薄层粉砂的淤泥质 (粉质)黏土 0.O2~O.1 >15 潜水 管井 减压 砂性土,粉土 >0.1 >20 承压水 二、常见降水方法 (一)明沟、集水井排水 1.当基坑开挖不很深,基坑涌水量不大时,集水明排法是应用最广泛,亦是最简单、经济的方法。明沟、集水井排水多是在基坑的两侧或四周设置排水明沟,在基坑四角或每隔30~40m设置集水井,使基坑渗出的地下水通过排水明沟汇集于集水井内,然后用水泵将其排出基坑外(图IK413024—1)。 2.排水明沟宜布置在拟建建筑基础边0.4m以外,沟边缘离开边坡坡脚应不小于0.3m。排水明沟的底面应比挖土面低0.3~0.4m。集水井底面应比沟底面低0.5m以上,并随基坑的挖深而加深,以保持水流畅通。 3.明沟、集水井排水,视水量多少连续或间断抽水,直至基础施工完毕、回填土为止。 4.当基坑开挖的土层由多种土组成,中部夹有透水性能的砂类土,基坑侧壁出现分层渗水时,可在基坑边坡上按不同高程分层设置明沟和集水井构成明排水系统,分层阻截和排除上部土层中的地下水,避免上层地下水冲刷基坑下部边坡造成塌方。 (二)井点降水 1.当基坑开挖较深,基坑涌水量大,且有围护结构时,应选择井点降水方法。即用真空(轻型)井点、喷射井点或管井深入含水层内,用不断抽水方式使地下水位下降至坑底以下,同时使土体产生固结以方便土方开挖。 2.井点布置应根据基坑平面形状与大小、地质和水文情况、工程性质、降水深度等而定。当基坑(槽)宽度小于6m且降水深度不超过6m时,可采用单排井点,布置在地下水上游一侧;当基坑(槽)宽度大于6m或土质不良,渗透系数较大时,宜采用双排井点,布置在基坑(槽)的两侧,当基坑面积较大时,宜采用环形井点。挖土运输设备出入道可不封闭,间距可达4m,一般留在地下水下游方向。 3.井点管距坑壁不应小于1.0~1.5m,距离太小,易漏气。井点间距一般为0.8~1.6m。集水总管标高宜尽量接近地下水位线并沿抽水水流方向有0.25%~0.5%的上仰坡度,水泵轴心与总管齐平。井点管的入土深度应根据降水深度及储水层所有位置决定,但必须将滤水管埋人含水层内,并且比挖基坑(沟、槽)底深0.9~1.2m,井点管的埋置深度应经计算确定。 三、基坑的隔(截)水帷幕与坑内外降水 (一)隔(截)水帷幕 1.采用隔(截)水帷幕的目的是切断基坑外的地下水流人基坑内部。截水帷幕的厚度应满足基坑防渗要求,截水帷幕的渗透系数宜小于 2.当地下含水层渗透性较强、厚度较大时,可采用悬挂式竖向截水与坑内井点降水相结合或采用悬挂式竖向截水与水平封底相结合的方案。 3.截水帷幕目前常用注浆、旋喷法、深层搅拌水泥土桩挡墙等结构形式。 4.基坑的隔(截)水帷幕(或可以隔水的围护结构)周围的地下水渗流特征与降水目的、隔水帷幕的深度和含水层位置有关,利用这些关系布置降水井可以提高降水的效率,减少降水对环境的影响。 5.隔(截)水帷幕与降水井布置大致可分成三种类型,需要依据有关条件综合考虑。 (二)隔(截)水帷幕与降水井布置 1.隔水帷幕隔断降水含水层 基坑隔水帷幕深入降水含水层的隔水底板中,井点降水以疏干基坑内的地下水为目的,见图1K413024-2。这类隔水帷幕将基坑内的地下水与基坑外的地下水分隔开来,基坑内、外地下水无水力联系。此时,应把降水井布置于坑内,降水时,基坑外地下水不受影响。 2.隔水帷幕底位于承压水含水层隔水顶板中 隔水帷幕位于承压水含水层顶板中,井点降水以降低基坑下部承压含水层的水头,防止基坑底板惶起或承压水突涌为目的,见图lK413024-3。这类隔水帷幕未将基坑内、外承压含水层分隔开。由于不受围护结构的影响,基坑内、外地下水连通,这类井点降水影响范围较大。此时,应把降水井布置于基坑外侧。因为即使布置在坑内,降水依然会对基坑外水位有明显影响,如果布置在基坑内反而会多出封井问题。 3.隔水帷幕底位于承压水含水层中 隔水帷幕底位于承压水含水层中,如果基坑开挖较浅,坑底未进人承压水含水层,井点降水以降低承压水水头为目的;如果基坑开挖较深,坑底已经进入承压水含水层,井点降水前期以降低承压水水头为目的,后期以疏干承压含水层为目的,见图lK413024-4。这类隔水帷幕底位于承压水含水层中,基坑内、外承压含水层部分被隔水帷幕隔开,仅含水层下部未被隔开。由于受围护结构的阻挡,在承压含水层上部基坑内、外地下水不连续,下部含水层连续相通,地下水呈三维流态。随着基坑内水位降深的加大,基坑内、外水位相差较大。在这类情况时,应把降水井布置于坑内侧,这样可以明显减少降水对环境的影响,而且隔水帷幕插入承压含水层越深,这种优势越明显。 1K413030盾构法施工(http://www.tudou.com/programs/view/O0aM4YdEUPw/) 1K413031掌握盾构施工条件与现场布置要求 一、盾构法施工条件 (一)盾构与盾构法施工 1.盾构是用来开挖土砂类围岩的隧道机械,由切口环、支撑环及盾尾三部分组成,也称盾构机械。 2.盾构法是用盾构壳体防止围岩的土砂坍塌,进行开挖、推进,并在盾尾进行衬砌作业从而修建隧道的方法。 3.盾构机的种类繁多,按开挖面是否封闭划分有密闭式和敞开式两类;按平衡开挖面的土压与水压的原理不同,密闭式盾构机分为土压式(常用泥土压式)和泥水式两种。国内用于地铁工程的盾构主要是土压式和泥水式两种(详见lK413035)。 (二)盾构法施工适用条件 1.在松软含水地层,相对均质的地质条件。 2.盾构法施工隧道应有足够的埋深,覆土深度宜不小于6m。隧道覆土太浅,盾构法施工难度较大;在水下修建隧道时,覆土太浅盾构施工安全风险较大。 3.地面上必须有修建用于盾构进出洞和出土进料的工作井位置。 4.隧道之间或隧道与其他建(构)筑物之间所夹土(岩)体加固处理的最小厚度为水平方向l.0m,竖直方向1.5m。 5.从经济角度讲,连续的盾构施工长度不宜小于300m。 (三)城镇施工注意事项 1.工作井位置选择 盾构施工隧道,除了工作竖井外,作业均在地下进行。因此工作竖井位置选择要考虑不影响地面社会交通,对附近居民的噪声和振动影响较少区域;且能满足施工生产组织的需要。 2.工作井断面尺寸确定 拼装和拆卸用的工作井平面尺寸应根据盾构装拆的施工要求来确定。拼装井的井壁上设有盾构出洞口,井内设有盾构基座和盾构推进的后座。井的宽度一般应比盾构直径大1.6~2.0米m,以满足操作的空间要求。井口长度,除了满足盾构内安装设备的要求外,还要考虑盾构推进出洞时,拆除洞门封板和在盾构后面设置后座,以及垂直运输所需的空间。 3.施工环境条件限制 在城镇内选择盾构法施工前提条件: (1)必须掌握隧道穿过区域地上和地下建(构)筑物的详尽资料,并做好处理保护方案。 (2)必须采取严密的技术措施,把地表沉陷限制在允许的限度内。 (3)选择泥水式盾构必须设置封闭式泥水储存和处理设施。 二、盾构施工现场布置 (一)施工组织设计 1.盾构施工组织设计、施工方案应满足合同工期和施工进度的要求,在规定的施工区域内正确处理施工期间所需各项设施之间的空间关系。 2.在建设方提供的施工用地范围内,对施工现场的道路交通、材料仓库、材料堆场、临时房屋、大型施工设备、集土(泥)坑、拌浆系统、临时水电管线、消防器材等做出合理的规划布置。 (二)施工现场平面布置 1.盾构施工的现场平面布置:包括盾构工作竖井、竖井防雨棚及防淹墙、垂直运输设备、管片堆场、管片防水处理场、拌浆站、料具间及机修间、两回路的变配电问等设施以及进出通道等。 2.盾构施工现场设置: (1)工作井施工需要采取降水措施时,应设相当规模的降水系统(水泵房)。 (2)采用气压法盾构施工时,施工现场应设置空压机房,以供给足够的压缩空气。 (3)采用泥水平衡盾构施工时,施工现场应设置泥浆处理系统(中央控制室)、泥浆池。 (4)采用土压平衡盾构施工时,应设置电机车电瓶充电间等设施。 1K413032掌握盾构法始发与接收施工技术 一、洞口土体加固技术 (一)洞口土体加固必要性 1.盾构从始发工作井进入地层前,首先应拆除盾构掘进开挖洞体范围内的工作井围护结构,以便将盾构推人土层开始掘进;盾构到达接收工作井前,亦应先拆除盾构掘进开挖洞体范围内的工作井围护结构,以便隧道贯通、盾构进入接收工作井。 2.由于拆除洞口围护结构会导致洞口土体失稳、地下水涌入,且盾构进入始发洞口开始掘进的一段距离内或到达接收洞口前的一段距离内难以建立起土压(土压平衡盾构)或泥水压(泥水平衡盾构)以平衡开挖面的土压和水压,因此拆除洞口围护结构前必须对洞口土体进行加固,通常在工作井施工过程中实施。 3.在特定地质条件下(如富水软土地层),洞口围护结构可采用混凝土或纤维混凝土施作。盾构始发或接收施工时,可直接利用盾构刀具切除。 (二)洞口土体加固目的 洞口土体加固的主要目的: 1.拆除工作井洞口围护结构时,确保洞口土体稳定,防止地下水流入。 2.盾构掘进通过加固区域时,防止盾构周围的地下水及土砂流入工作井。 3.拆除洞口围护结构及盾构掘进通过加固区域时,防止地层变形对施工影响范围内的地面建筑物及地下管线与构筑物等的破坏。 (三)确定加固方案的方法 洞口土体加固前,要根据地质条件、地下水位、盾构种类与外形尺寸、覆土深度及施工环境条件等,明确加固目的后,按照图lK413032所示程序确定加固方案。 (四)加固方法 常用加固方法主要有:注浆法、高压喷射搅拌法和冻结法。 1.注浆法 按其原理分为两种:不改变土颗粒排列、只使注入材料渗透到土颗粒间隙并固结的渗透注浆法;沿注浆层面地层形成脉状裂缝、注浆材料使土颗粒间隙减小、土体被挤密的挤密注浆法(或劈裂注浆法)。前者适合于砂质土层,后者适合于黏性土层。详见1K413044。 2.高压喷射搅拌法 高压喷射加固材料,使其与被搅动的土砂混合,或置换被搅动的土砂,形成具有一定强度的改良地层。 3.冻结工法 对软弱地层或含地下水土层实施冻结,冻结的土体具有高强度和止水性,特别适用于大断面盾构施工和地下水压高的场合。 二、盾构始发施工技术 盾构始发是指盾构自始发工作井内盾构基座上开始推进到完成初始段(通常50~l00m)掘进止,亦可划分为:洞口土体加固段掘进、初始掘进两个阶段。 (一)盾构始发特点(了解) 1.一般后续设备临时设置于地面。在地铁工程中,多利用车站作为始发工作井,后续设备可在车站内设置。 2.大部分来自后续设备的油管、电缆、配管等,随着盾构掘进延伸,部分管线必须接长。 3.由于通常在始发工作井内拼装临时管片,故向隧道内运送施工材料的通道狭窄。 4.由于始发处于试掘进状态,且施工运输组织与正常掘进不同,因此施工速度受到制约。 (二)始发段长度的确定 决定始发段长度有两个因素:一是衬砌与周围地层的摩擦阻力,二是后续台车长度。 始发结束后要拆除临时管片、临时支撑和反力架,将后续台车移人隧道内,以便后续正常掘进。由于此后盾构的掘进反力只能由衬砌与周围地层的摩擦阻力承担,因此初始掘进长度L必须符合以下条件。 若L大于后续台车长度,则取L为初始掘进长度;若L小于后续台车长度,则可综合权衡利弊后,确定L或后续台车长度为初始掘进长度。 (三)洞口土体加固段掘进技术要点 1.盾构基座、反力架与管片上部轴向支撑的制作与安装要具备足够的刚度,保证负载后变形量满足盾构掘进方向要求。 2.安装盾构基座和反力架时,要确保盾构掘进方向符合隧道设计轴线。 3.由于临时管片(负环管片)的椭圆度直接影响盾构掘进时管片拼装精度,因此安装临时管片时,必须保证其椭圆度,并采取措施防止其受力后旋转、径向位移与开口部位(临时管片安装时通常不形成封闭环,在其上部预留运输通道)变形。 4.拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果,必要时进行补注浆加固,以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大,且盾构始发过程中开挖面稳定。 5.由于拼装最后一环临时管片(负一环,封闭环)前,盾构上部千斤顶一般不能使用(最后一环临时管片拼装前安装的临时管片通常为开口环),因此从盾构进入土层到通过土体加固段前,要慢速掘进,以便减小千斤顶推力,使盾构方向容易控制;盾构到达洞口土体加固区间的中间部位时,逐渐提高土压仓(泥水仓)设定压力,出加固段达到预定的设定值。 6.通常盾构机盾尾进入洞口后,拼装整环临时管片(负一环),并在开口部安装上部轴向支撑,使随后盾构掘进时全部盾构千斤顶都可使用。 7.盾构机盾尾进入洞口后,将洞口密封与封闭环管片贴紧,以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏。 8.加强观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向支撑的变形与位移,超过预定值时,必须采取有效措施后,才可继续掘进。 (四)初始掘进的主要任务 初始掘进的主要任务:收集盾构掘进数据(推力、刀盘扭矩等)及地层变形量测量数据,判断土压(泥水压)、注浆量、注浆压力等设定值是否适当,并通过测量盾构与衬砌的位置,及早把握盾构掘进方向控制特性,为正常掘进控制提供依据。因此,初始掘进阶段是盾构法隧道施工的重要阶段。 三、盾构接收施工技术要点 盾构接收是指自掘进距接收工作井一定距离(通常lOOm左右)到盾构机落到接收工作井内接收基座上止。 当盾构正常掘进至离接收工作井一定距离(通常50~100m)时,盾构进人到达掘进阶段。到达掘进是正常掘进的延续,是保证盾构准确贯通、安全到达的必要阶段。其施工技术要点如下。 (一)盾构暂停掘进,准确测量盾构机坐标位置与姿态,确认与隧道设计中心线的偏差值。 (二)根据测量结果制订到达掘进方案。 (三)继续掘进时,及时测量盾构机坐标位置与姿态,并依据到达掘进方案进行及时进行方向修正。 (四)掘进至接收井洞口加固段时,确认洞口土体加固效果,必要时进行补注浆加固。 (五)进入接收井洞口加固段后,逐渐降低土压(泥水压)设定值至0MPa,降低掘进速度,适时停止加泥、加泡沫(土压式盾构)、停止送泥与排泥(泥水式盾构)、停止注浆,并加强工作井周围地层变形观测,超过预定值时,必须采取有效措施后,才可继续掘进。 (六)拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果,必要时进行注浆加固,以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大。 (七)盾构接收基座的制作与安装要具备足够的刚度,且安装时要对其轴线和高程进行校核,保证盾构机顺利、安全接收。 (八)拼装完最后一环管片,千斤顶不要立即回收,及时将洞口段数环管片纵向临时拉紧成整体,拧紧所有管片连接螺栓,防止盾构机与衬砌管片脱离时衬砌纵向应力释放。 (九)盾构机落到接收基座上后,及时封堵洞口处管片外周与盾构开挖洞体之间空隙,同时进行填充注浆,控制洞口周围土体沉降。 1K413033掌握盾构掘进技术 一、盾构法施工现场如图1K413012-5所示,其主要施工步骤为: (一)一段隧道的起始端和终止端各建一个工作井(城市地铁一般利用车站的端头)作为始发或接受工作井。 (二)盾构在始发工作井内安装就位。 (三)依靠盾构千斤顶推力(作用在工作井后壁或新拼装好的衬砌上)将盾构从起始工作井的墙壁开孔处推出。 (四)盾构在地层中沿着设计轴线推进,在推进的同时不断出土(泥)和安装衬砌管片。 (五)及时向衬砌背后的空隙注浆,防止地层移动和固定衬砌环位置。 (六)盾构进入接收工作井并被拆除,如施工需要,也可穿越工作井再向前推进。 盾构掘进控制的目的是确保开挖面稳定的同时,构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾尾空隙。因此,开挖控制、一次衬砌、线形控制和注浆构成了盾构掘进控制四要素。施工前必须根据地质条件、隧道条件、环境条件、设计要求等,在试验的基础上,确定具体控制内容与参数;施工中根据包括量测监控的各项数据调整控制参数,才能确保实现施工安全、施工质量、施工工期与施工成本预期目标。盾构掘进控制的具体内容见表1K413033。 密闭式盾构掘进控制内容构成表1K413033(了解) 控制要素 内容 开挖面稳定 泥水压、泥浆性能 泥水式 排土量 排土量 开挖 开挖面稳定 土压、塑流化改良 土压式 排土量 排土量 盾构参数 总推力、推进速度、刀盘扭矩、千斤顶压力等 倾角、方向、旋转 线形 盾构姿态、位置 铰接角度、超挖量、蛇行量 注浆状况 注浆量、注浆压力 注浆 注浆材料 稠度、泌水、凝胶时间、强度、配比 管片拼装 椭圆度、螺栓紧固扭矩 一次衬砌 防水 漏水、密封条压缩量、裂缝 隧道中心位置 蛇行量、直角度 二、开挖控制 开挖控制的根本目的是确保开挖面稳定。 土压式盾构与泥水式盾构的开挖控制内容略有不同。 (一)土压(泥水压)控制 1.土压式盾构,以土压和塑流性改良控制为主,辅以排土量、盾构参数控制。泥水式盾构,以泥水压和泥浆性能控制为主,辅以排士量控制。 2.开挖面的土压(泥水压)控制值,按地下水压(间隙水压)+土压+预备压设定。 (1)地下水压可从钻孔数据正确掌握,但要考虑季节性变动。靠近河流等场合,要考虑水面水位变动的影响。 (2)土压有静止土压、主动土压和松弛土压,要根据地层条件区别使用。按静止土压设定控制土压,是开挖面不变形的最理想土压值,但控制土压相当大,必须加大设备装备能力。主动土压是开挖面不发生坍塌的临界压力,控制土压最小。地质条件良好、覆土深、能形成土拱的场合,可采用松弛土压。 (3)预备压,用来补偿施工中的压力损失,土压式盾构通常取10~20kN/m2,泥水式盾构通常取20~50kN/m2。 3.计算土压(泥水压)控制值时,一般沿隧道轴线取适当间隔(例如20m),按各断面的土质条件,计算出上限值与下限值,并根据施工条件在其范围内设定。土体稳定性好的场合取低值,地层变形要求小的场合取高值。 为使开挖面稳定,土压(泥水压)变动要小;变动大的情况下,一般开挖面不稳定。 (二)土压式盾构泥土的塑流化改良控制 1.土压式盾构掘进时,理想地层的土特性是:(了解) (1)塑性变形好; (2)流塑至软塑状; (3)内摩擦小; (4)渗透性低。 细颗粒(75μm以下的粉土与黏土)含量30%以上的土砂,塑性流动性满足要求。在细颗粒含量低于30%、或砂卵石地层,必须加泥或加泡沫等改良材料,以提高塑性流动性和止水性(见图lK413033—1)。 改良材料必须具有流动性、易与开挖土砂混合、不离析、无污染等特性。一般使用的改良材料有矿物系(如膨润土泥浆)、界面活性剂系(如泡沫)、高吸水性树脂系和水溶性高分子系四类(我国目前常用前两类),可单独或组合使用。 2.选择改良材料要依据以下条件: (1)土质(粒度分布、砾石粒径、砾石含量、黏性土含量、均等系数等); (2)透水系数; (3)地下水压; (4)水离子电性; (5)是否泵送排土; (6)加泥(泡沫等)设备空间(地面、隧道内); (7)掘进长度; (8)弃土处理条件; (9)费用(材料价格、注入量、材料损耗、用电量、设备费等) 3.流动化改良控制是土压式盾构施工的最重要要素之一,要随时把握土压仓内土砂的塑性流动性。一般按以下方法掌握塑流性状态(了解标题)。 (1)根据排土性状 取样测定(或根据经验目视)土砂的坍落度,以把握土压仓内土砂的流动状态。采用的坍落度控制值取决于土质、改良材料性状与土的输送方式。 (2)根据土砂输送效率 按螺旋输送机转数计算的排土量与按盾构推进速度计算的排土量进行比较,以判断开挖土砂的流动状态。一般情况下,土压仓内土砂的塑性流动性好,盾构掘进就正常,两者高度相关。 (3)根据盾构机械负荷 根据刀盘油压(或电压)、刀盘扭矩、螺旋输送机扭矩、千斤顶推力等机械负荷变化,判断土砂的流动状态。一般根据初始掘进时的机械负荷状况和地层变化结果等因素,确定开挖土砂的最适性状和控制值的容许范围。 (三)泥水式盾构的泥浆性能控制 泥水式盾构掘进时,泥浆起着两方面的重要作用:一是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域,开挖面土体强度提高,同时泥浆压力平衡了开挖面土压和水压,达到了开挖面稳定的目的;二是泥浆作为输送介质,担负着将所有挖出土砂运送到工作井外的任务。因此,泥浆性能控制是泥水式盾构施工的最重要要素之一。 泥浆性能包括:相对密度、黏度、pH、过滤特性和含砂率。 (四)排土量控制 1.开挖土量计算 单位掘进循环(一般按一环管片宽度为一个掘进循环)开挖土量Q,一般按下式计算: 当使用仿形刀或超挖刀时,应计算开挖土体积增加量.。 2.土压式盾构出土运输方法与排土量控制 土压式盾构的出土运输(二次运输)一般采用轨道运输方式。 土压式盾构排土量控制方法分为重量控制与容积控制两种。重量控制有检测运土车重量、用计量漏斗检测排土量等控制方法。容积控制一般采用比较单位掘进距离开挖土砂运土车台数的方法和根据螺旋输送机转数推算的方法。我国目前多采用容积控制方法。 3.泥水式盾构排土量控制 泥水式盾构排土量控制方法分为容积控制与干砂量(干土量)控制两种。 干砂量表征土体或泥浆中土颗粒的体积,开挖土干砂量V按下式计算: 三、管片拼装控制 (一)拼装方法 1.拼装成环方式 盾构推进结束后,迅速拼装管片成环。除特殊场合外,大都采取错缝拼装。在纠偏或急曲线施工的情况下,有时采用通缝拼装。 2.拼装顺序 一般从下部的标准(A型)管片开始,依次左右两侧交替安装标准管片,然后拼装邻接(B型)管片,最后安装楔形(K型)管片。 3.盾构千斤顶操作 拼装时,若盾构千斤顶同时全部缩回,则在开挖面土压的作用下盾构会后退,开挖面将不稳定,管片拼装空间也将难以保证。因此,随管片拼装顺序分别缩回盾构千斤顶非常重要。 4.紧固连接螺栓 先紧固环向(管片之间)连接螺栓,后紧固轴向(环与环之间)连接螺栓。采用扭矩扳手紧固,紧固力取决于螺栓的直径与强度。 5.楔形管片安装方法 楔形管片安装在邻接管片之间,为了不发生管片损伤、密封条剥离,必须充分注意正确地插入楔形管片。为方便插入楔形管片,可装备能将邻接管片沿径向向外顶出的千斤顶,以增大插入空间。 拼装径向插入型楔形管片时,楔形管片有向内的趋势,在盾构千斤顶推力作用下,其向内的趋势加剧。拼装轴向插入型楔形管片时,管片后端有向内的趋势,而前端有向外的趋势。 6.连接螺检再紧固 一环管片拼装后,利用全部盾构千斤顶均匀施加压力,充分紧固轴向连接螺栓。 盾构继续掘进后,在盾构千斤顶推力、脱出盾尾后土(水)压力的作用下衬砌产生变形,拼装时紧固的连接螺栓会松弛。为此,待推进到千斤顶推力影响不到的位置后,用扭矩扳手等,再一次紧固连接螺栓。再紧固的位置随隧道外径、隧道线形、管片种类、地质条件等而不同。 (二)真圆保持 管片拼装呈真圆,并保持真圆状态,对于确保隧道尺寸精度、提高施工速度与止水性及减少地层沉降非常重要。 管片环从盾尾脱出后,到注浆浆体硬化到某种程度的过程中,多采用真圆保持装置。 (三)管片拼装误差及其控制 管片拼装时,若管片间连接面不平行,导致环间连接面不平,则拼装中的管片与已拼管片的角部呈点接触或线接触,在盾构千斤顶推力作用下,发生破损(见图IK413033—2)。为此,拼装管片时,各管片连接面要拼接整齐,连接螺栓要充分紧固。 另外,盾构掘进方向与管片环方向不一致时,盾构与管片产生干涉,将导致管片损伤或变形。伴随管片宽度增加,上述情况增多。为防止管片损伤,预先要根据曲线半径与管片宽度对适宜的盾构方向控制方法进行详细研究,施工中对每环管片的盾尾间隙认真检测,并对隧道线形与盾构方向严格控制。在盾构与管片产生干涉的场合,必须迅速改变盾构方向、消除于涉。 盾构纠偏应及时、连续,过大的偏斜量不能采取一次纠偏的方法,纠偏时不得损坏管片,并保证后一环管片的顺利拼装。 (四)楔形环的使用 在盾构工程中,除曲线施工外,为进行蛇行修正,也可使用楔形环管片。 四、注浆控制 注浆是向管片与围岩之间的空隙注入填充浆液,向管片外压浆的工艺,应根据所建工程对隧道变形及地层沉降的控制要求选择同步注浆或壁后注浆,一次压浆或多次压浆。由计划到施工的流程如图1K413033—3所示。 (一)注浆目的 管片拼装完成后,随着盾构的推进,管片与洞体之间出现空隙。如不及时充填,地层应力得以释放,而产生变形。其结果发生地面沉降,邻近建(构)筑物沉降、变形或破坏等。注浆的主要目的就是防止地层变形,还有其他重要目的,具体如下。 1.抑制隧道周边地层松弛,防止地层变形。 2.及早使管片环安定,千斤顶推力平滑地向地层传递。作用于管片的土压力平均,能减小作用于管片的应力和管片变形,盾构的方向控制容易。 3.形成有效的防水层。 (二)注浆材料的性能 一般对注浆材料的性能有如下要求: 1.流动性好; 2.注入时不离析; 3.具有均匀的高于地层土压的早期强度; 4.良好的充填性; 5.注入后体积收缩小; 6.阻水性高; 7.适当的黏性,以防止从盾尾密封漏浆或向开挖面回流; 8.不污染环境。 (三)一次注浆 一次注浆分为同步注浆、即时注浆和后方注浆三种方式,要根据地质条件、盾构直径、环境条件、注浆设备的维护控制、开挖断面的制约与盾尾构造等充分研究确定。 1.同步注浆 同步注浆是在空隙出现的同时进行注浆、填充空隙的方式,分为从设在盾构的注浆管注入和从管片注浆孔注入两种方式。前者,其注浆管安装在盾构外侧,存在影响盾构姿态控制的可能性,每次注入若不充分洗净注浆管,则可能发生阻塞,但能实现真正意义的同步注浆。后者,管片从盾尾脱出后才能注浆,为与前者区别,可被称作半同步注浆。 2.即时注浆 一环掘进结束后从管片注浆孔注人的方式。 3.后方注浆 掘进数环后从管片注浆孔注人的方式。 一般盾构直径大,或在冲积黏性土和砂质土中掘进,多采用同步注浆;而在自稳性好的软岩中,多采取后方注浆方式。 (四)二次注浆 二次注浆是以弥补一次注浆缺陷为目的进行的注浆。具体作用如下:(了解) 1.补足一次注浆未充填的部分; 2.补充由浆体收缩引起的体积减小; 3.以防止周围地层松弛范围扩大为目的的补充。 以上述1、2为目的韵二次注浆,多采用与一次注浆相同的浆液;若以3为目的,多采用化学浆液。 (五)注浆量与注浆压力 注浆控制分为压力控制与注浆量控制两种。压力控制是保持设定压力不变,注浆量变化的方法。注浆量控制是注浆量一定,压力变化的方法。一般仅采用一种控制方法都不充分,应同时进行压力和注浆量控制。 1.注浆量 注浆量除受浆液向地层渗透和泄漏外,还受曲线掘进、超挖和浆液种类等因素影响,不能准确确定。一般采用以下方法确定。 按下式计算注浆量Q: 注入率a是根据浆液特性(体积变化)、土质及施工损耗考虑的比例系数,基于经验确定。 2.注浆压力 注浆压力应根据土压、水压、管片强度、盾构形式与浆液特性综合判断决定,但施工中通常基于施工经验确定。 管片注浆孔注浆,注浆压力一般取l00~300kN/m2(1~3kg/cm2),或间隙水压+200kN/m2左右。 注浆量与注浆压力要经过一定的反复试验,确认注浆效果、对周围地层和建(构)筑物的影响等,并在施工中进行一定范围内的效果确认,反馈其结果指导施工。 五、隧道的线形控制 线形控制的主要任务是通过控制盾构姿态,使构建的衬砌结构几何中心线线形顺滑,且位于偏离设计中心线的容许误差范围内。 (一)掘进控制测量 随着盾构掘进,对盾构及衬砌的位置进行测量,以把握偏离设计中心线的程度。测量项目包括:盾构的位置、倾角、偏转角、转角及盾构千斤顶行程、盾尾间隙和衬砌位置等。基于上述测量结果,作图画出盾构及衬砌与设计中心线的位置关系,直接预测下一环盾构掘进偏差十分重要。 (二)方向控制。 掘进过程中,主要对盾构倾斜及其位置,以及拼装管片的位置进行控制。 盾构方向(偏转角和倾角)修正依靠调整盾构千斤顶使用数量进行。若遇硬地层或曲线掘进,要进行大的方向修正场合,须采用仿形刀向调整方向超挖。此时,盾尾间隙减小,管片拼装困难,为确保盾尾间隙,必须进行方向修正。盾尾间隙大大减小的情况下,要拼装楔形环管片,以确保盾尾间隙。 盾构转角的修正,可采取刀盘向盾构偏转同一方向旋转方法,利用所产生的回转反力进行修正。 1K413034熟悉盾构法施工地层变形控制措施. 一、近接施工与地层变形 (一)新建盾构隧道穿越或邻近既有地下管线、交通设施、建(构)筑物(以下简称既有结构物)的施工被称为近接施工。在城市中近接施工不可避免,且随着地下空间的开发利用会日益增多。因此,盾构施工必须考虑控制影响区域的地层变形,采取有效的环境保护措施。 (二)近接施工管理 1.盾构近接施工会引发地层变形,对既有结构物会造成不同程度的有害影响;因此有必要采取系统性措施控制地层变形以保护既有结构物。首先,应详细调查工程条件、地质条件、环境条件(即既有结构物现况与安全要求),在调查的基础上进行分析与预测、制定防护措施;其次,制定专项施工方案;最后,施工过程中通过监控量测反馈指导施工 而确保既有结构物安全。 2.近接施工管理流程如图1K413034—1所示。 3.近接施工的管理措施 (1)盾构掘进引起的周边地层变形状态及其原因,包括:变形程度与主要原因之间的关系、对既有结构物承载能力的影响程度。 (2)预测盾构掘进引起产生地层变形的解析方法,预测对既有结构物影响的解析模型。 (3)减小地层变形与防止对既有结构物影响措施的选择,及其与工程条件、地质条件和环境条件相适应措施的确定方法。 (4)监控量测管理系统、监测项目、监测方法、监测数据的反馈方法。 二、盾构施工与地层变形控制 (一)地层变形原因 1.地层变形的主要原因大致分为条件因素和直接原因两类。条件因素主要有:覆土厚度、盾构直径、隧道线形、衬砌背后间隙、衬砌种类等。 2.直接原因由盾构掘进引发,主要有开挖面失稳、地下水位降低、推力过大、频繁纠偏、洞体土层失稳、盾体与洞体的摩擦力、衬砌背后产生间隙、注浆压力、衬砌变形、衬砌漏水等。虽然地层变形的直接原因有很多,但大体可分为以下4类: (1)地层应力释放产生的弹塑性变形,导致地层反力降低; (2)土压增大产生的压缩变形,导致垂直土压增大或地层反力降低; (3)附加土压产生的弹塑性变形,导致作用土压增大; (4)伴随土的物理性能变化产生的弹塑性变形以及徐变变形,导致地层承载能力降低。 (二)地层变形机理 1.盾构掘进通过某一断面的地层变形时间曲线与盾构掘进过程中所处位置相关。如图1K413034-2所示,某一断面地层变形的变形-时间曲线划分为5个阶段,各阶段变形原因不同,变形机理各异。 2.某一断面地层变形的第1阶段:发生在盾构到达该断面之前,主要表现为地下水位降低产生固结沉降。第2阶段:盾构通过该断面前,若盾构控制土压(泥水压)不足或过大,则开挖面正前方土体弹塑性变形引起地层沉降或隆起。第3阶段:发生在盾构通过该断面时,由于超挖、纠偏、盾构外周与周围土体的摩擦等原因而发生地层沉降或隆起。第4阶段:盾构通过该断面后产生的弹塑性变形;若衬砌背后与洞体的空隙填充不及时,造成地层应力释放,则土体的弹塑性变形引起地层沉降;若衬砌背后的填充注浆压力过高,则附加土压引发地层隆起。第5阶段:盾构通过该断面后长时间地发生后续沉降,主要由于盾构掘进造成的地层扰动、松弛等引起,在软弱黏性土地层中施工表现最为明显,而在砂性土或密实的硬黏性土中施工基本不发生。 (三)既有结构物变形与变位 1.盾构掘进产生地层变形的同时,既有结构物的外力条件或承载能力发生变化: 2.外力条件或承载能力的变化使得既有结构物发生沉降、倾斜、断面变形等变位与变形现象,其变位与变形的程度取决于工程条件、地质条件与既有结构物构造特征。这里,工程条件主要是指隧道线形、近接施工区间的长度、是否采取隔离措施等;地质条件是指既有结构物构与隧道之间地层的物理力学参数;既有结构物构造特征主要包括断面形状、强度、变形特性。 三、密闭式盾构掘进地层变形控制措施 由于盾构掘进地层变形各阶段的机理不同,因此必须有针对性地采取控制措施。 (一)前期沉降控制 1.前期沉降控制的关键是保持地下水压。 2.保持地下水压措施: (1)合理设定土压(泥水压)控制值并在掘进过程中保持稳定,以平衡开挖面土压与水压。 (2)保持开挖面土压(泥水压)稳定的前提条件:对于土压式盾构是泥土的塑流化改良效果,应根据地层条件选择适宜的改良材料与注人参数;而对于泥水式盾构则是泥浆性能,应根据地层条件选择适宜的泥浆材料与配合比。 (3)防止地下水从盾构机、盾尾以及拼装好的衬砌结构渗入。为此,应保持盾构机刀盘驱动:铰接、盾尾等部位密封完好,保证盾尾密封油质注入压力与注入量,管片密封与拼装质量满足规范要求。 (4)土压式盾构在地下水位高且渗透性好的地层掘进时,采取有效的防喷涌措施,以防止地下水从螺旋输送机涌人。 (二)开挖面前沉降(隆起)控制 1.开挖面前沉降(隆起)控制的主要措施是土压(泥水压)管理,真正实现土压(泥水压)平衡。 2.通常采取的措施有: (1)合理设定土压(泥水压)控制值并在掘进过程中保持稳定,以平衡开挖面土压与水压。 (2)保持开挖面土压(泥水压)稳定的前提条件:对于土压式盾构是泥土的塑流化改良效果,应根据地层条件选择适宜的改良材料与注入参数;而对于泥水式盾构则是泥浆性能,应根据地层条件选择适宜的泥浆材料与配合比。 (3)加强排土量控制。 (4)对于土压式盾构,必要时还应对盾构推力、推进速度、刀盘扭矩等盾构参数进行控制。 (三)通过时沉降(隆起)控制 通过时沉降(隆起)控制措施主要有2种: 1.控制好盾构姿态,避免不必要的纠偏作业。出现偏差时,应本着“勤纠、少纠、适度”的原则操作。在较硬地层中掘进的场合,纠偏时或曲线掘进时需要超挖,应合理确定超挖半径与超挖范围,尽可能减少超挖。 2.土压式盾构在软柔或松散地层掘进时,盾构外周与周围土体的黏滞阻力或摩擦较大时,应采取注浆减阻措施。 (四)尾部空隙沉降(隆起)控制 尾部空隙沉降(隆起)控制的关键是采用适宜的衬砌背后注浆措施,主要有: 1.用同步注浆方式,及时填充尾部空隙。 2.根据地质条件、工程条件等因素,合理选择单液注浆或双液注浆,正确选用注浆材料与配合比,以便拼装好的衬砌结构及时稳定。 3.加强注浆量与注浆压力控制。 4.及时进行二次注浆。 (五)后续沉降控制 后续沉降主要在软弱黏性土地层中施工时发生,主要控制措施是: 1.盾构掘进、纠偏、注浆等作业时,尽可能减小对地层的扰动。 2.若后续沉降过大不满足地层沉降要求,可采取向特定部位地层内注浆的措施。 四、盾构施工与既有结构物防护 (一)接近施工中既有结构物防护措施,按实施对象划分可以分为三种: 1.盾构施工措施; 2.对既有结构物采取措施; 3.盾构隧道与既有结构物之间采取措施。 (二)盾构施工措施 盾构施工措施,主要是控制地层变形,同时减少对地层的扰动。 (三)对既有结构物采取的措施 对既有结构物采取的措施通常有结构物加固、下部基础加固及基础托换三类。结构物加固包括墙体加固、增设闭合框架加固、增加支撑等方式,以增强结构物本身抵抗变形的能力。下部基础加固有加固桩、网状桩和锚杆等方法,以提高结构基础的抗变形能力。基础托换是用新的基础结构替换受施工影响的结构物下部基础。 (四)新建隧道与既有结构物之间采取的措施 1.新建隧道与既有结构物之间采取的措施,主要有三种(如图lK413034-3所示): (1)盾构隧道周围地层加固; (2)既有结构物基础地层加固; (3)隔断盾构掘进地层应力与变形。 2.盾构隧道周围地层加固 盾构隧道周围地层加固的目的是提高周围土体强度,以减小盾构掘进时对周围地层的扰动,使加固区以外的地层不产生松弛,从而保护既有结构物。通常采用的方法有:注浆加固、高压喷射搅拌等。 3.既有结构物基础地层加固 既有结构物基础地层加固,是以提高结构物地基承载力、减小结构物地基变形为目的。通常采用的方法同样是:注浆加固、高压喷射搅拌等。 4.隔断盾构掘进地层应力与变形 隔断盾构掘进地层应力与变形,就是在盾构隧道与既有结构物之间构筑刚性好的构造体,以隔断地层变形对既有结构物的影响。通常的方法就是在盾构隧道与结构物之间施作隔断桩,具体可选用高压旋喷桩、钢管桩、柱桩、连续墙等形式。 1K413035了解盾构机型选择要点 一、盾构机的选择 (一)选择的目的 1.盾构机的选择是保障工程项目安全顺利实施的前提条件与设备保障。 2.盾构机的选择除满足隧道断面形状与外形尺寸外,还应包括盾构机类型、性能、配套设备、辅助工法等。 (二)选择的依据 盾构机的选择依据主要有:工程地质与水文地质条件、隧道断面形状、隧道外形尺寸、隧道埋深、地下障碍物、地下构筑物、地面建筑物、地表隆沉要求等,经过技术、经济比较后确定。 (三)选择的主要原则 1.适用性原则 盾构机的断面形状与外形尺寸适用于隧道断面形状与外形尺寸,种类与性能要适用工程地质与水文地质条件、隧道埋深、地下障碍物、地下构筑物与地面建筑物安全需要、地表隆沉要求等使用条件。若所选盾构机不能充分满足上述使用条件,应增加相应的辅助工法,如压气工法、注浆工法等,以确保开挖面稳定。 由于盾构机具有较长使用寿命,可用于多项施工工程,因此应根据使用寿命期内预计的常用使用条件或最不利使用条件选择盾构机,以便具有较广泛的适用性。 2.技术先进性原则 技术先进性有两方面含义:一是不同种类盾构机技术先进性不同,二是同一种类盾构机由于设备配置的差异与功能的差异而技术先进性不同。 选择技术先进的盾构机,一方面为了更好地适应建设单位当前及今后的工程施工要求,提高施工单位的市场竞争力;另一方面在合理使用寿命期内保持技术先进性。 技术先进性要以可靠性为前提,要选择经过工程实践验证、可靠性高的先进技术。 当前,技术最先进的盾构机是泥土压式与泥水式盾构机,随着盾构机的设计与制造技术不断完善与提高,其适用范围愈加广泛,已成为盾构隧道施工使用最多的盾构机。 3.经济合理性原则 经济合理性是指,所选择的盾构机及其辅助工法用于工程项目施工,在满足施工安全、质量标准、环境保护要求和工期要求的前提下,其综合施工成本合理。 二、盾构机类型与适用条件 (一)盾构机类型. 盾构机可按照不同的分类方法进行分类。 1.按开挖面是否封闭划分(见图lK413035—1),可分为密闭式和敞开式两类。 2.按平衡开挖面土压与水压的原理不同,密闭式盾构机又可分为土压式(常用泥土压式)和泥水式两种。敞开式盾构机按开挖方式划分,可分为手掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式三种。 3.按盾构机的断面形状划分,有圆形和异形盾构机两类,其中异形盾构机主要有多圆形、马蹄形和矩形。 (二)各种盾构机对地质条件的适用性 根据当前盾构机的技术水平,各种盾构机对地质条件的适用性如表1K413035所示。 盾构机对地质条件的适用性一览表表lK413035 三、盾构机选择的基本程序 (一)盾构机选择应遵循基本原则,采取科学的方法,经过策划、调查、可行性研究、综合比选评价等步骤,按照可行的程序进行。 (二)盾构机选择的基本流程,如图1K413035~2所示,以供参考。 【案例1K413035】 1.背景 某地铁隧道盾构法施工,隧道穿越土层有黏土、粉土、细砂、小粒径砂卵石、含有上层滞水,覆土厚度8~14m,采用土压平衡盾构施工。施工项目部依据施工组织设计在具备始发条件后开始隧道施工,掘进过程中始终按施工组织设计规定的各项施工参数执行。 施工过程中发生以下事件: 事件一:拆除始发工作井洞口围护结构后发现洞口土体渗水,洞口土体加固段掘进时地表沉降超过允许值。 事件二:在细砂、砂卵石地层中掘进时,土压计显示开挖面土压波动较大;从螺旋输送机排出的土砂坍落度较低。 2.问题: (1)施工项目部依据施工组织设计开始隧道施工是否正确?如不正确,写出正确做法。 (2)掘进过程中始终按施工组织设计规定的各项施工参数执行是否正确?如不正确,写出正确做法。 (3)分析事件一发生的主要原因以及正确的做法。 (4)分析事件二发生的主要原因以及应采取的对策。 3.参考答案 (1)不正确。根据住房和城乡建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质(2009]87号)的规定,盾构工程属于危险性较大的分部分项工程,开工前施工单位必须编制专项施工方案,并应组织专家对专项方案进行论证。 (2)不正确。首先,在初始掘进过程中应根据收集的盾构掘进数据(推力、刀盘扭矩等)及地层变形量测量数据,判断土压(泥水压)、,注浆量、注浆压力等设定值是否适当,及时进行调整,并通过测量盾构与衬砌的位置,及早把握盾构掘进方向控制特性,为正常掘进控制提供依据。其次,由于掘进过程中地层条件、覆土厚度等差异很大,应根据实际情况适时调整施工参数。第三,根据反馈的监控量测数据及时调整相关的施工参数。 (3)事件一发生的主要原因是洞口土体加固效果不满足要求。正确作法是: ①根据地质条件、地下水位、盾构种类与外形尺寸、覆土深度及施工环境条件等,明确加固目的后,合理确定加固方法与加固范围;本案例的加固目的,既要加固又应止水。 ②拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果,必要时进行补注浆加固。 (4)事件二发生的主要原因是塑流化改良效果欠佳。应采取的对策主要有: ①选择适宜的改良材料,并适当提高添加比例。 ②开挖面土压波动大的情况下,开挖面一般不稳定,此时应加强出土量管理。 1K413040喷锚暗挖(矿山)法施工 1K413041掌握喷锚暗挖法的掘进方式选择 一、浅埋暗挖法与掘进方式 (一)全断面开挖法 1.全断面开挖法适用于土质稳定、断面较小的隧道施工,适宜人工开挖或小型机械作业。 2.全断面开挖法采取自上而下一次开挖成形,沿着轮廓开挖,按施工方案一次进尺并及时进行初期支护。 3.全断面开挖法的优点是可以减少开挖对围岩的扰动次数,有利于围岩天然承载拱的形成,工序简便;缺点是对地质条件要求严格,围岩必须有足够的自稳能力。 (二)台阶开挖法 1.台阶开挖法适用于土质较好的隧道施工,软弱围岩、第四纪沉积地层隧道。 2.台阶开挖法将结构断面分成两个以上部分,即分成上下两个工作面或几个工作面,分步开挖。根据地层条件和机械配套情况,台阶法又可分为正台阶法和中隔壁台阶法等。正台阶法能较早使支护闭合,有利于控制其结构变形及由此引起的地面沉降。 3.台阶开挖法优点是具有足够的作业空间和较快的施工速度,灵活多变,适用性强。 4.台阶开挖法注意事项 (1)台阶数不宜过多,台阶长度要适当,对城市第四纪地层,台阶长度一般以控制在1D内(D一般指隧道跨度)为宜。 (2)对岩石地层,针对破碎地段可配合挂网喷锚支护施工,以防止落石和崩塌。 (三)环形开挖预留核心土法 1.环形开挖预留核心土法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩、断面较大的隧道施工。 2.一般情况下,将断面分成环形拱部(见表lK413041示意图中的1、2、3)、上部核心土(4)、下部台阶(5)等三部分。根据断面的大小,环形拱部又可分成几块交替开挖。环形开挖进尺为0.5~1.0m,不宜过长。台阶长度一般以控制在1D内(D一般指隧道跨度)为宜。 3.施工作业流程:用人工或单臂掘进机开挖环形拱部一架立钢支撑一喷混凝土。在拱部初次支护保护下,为加快进度,宜采用挖掘机或单臂掘进机开挖核心土和下台阶,随时接长钢支撑和喷混凝土、封底。视初次支护的变形情况或施工步序,安排施工二次衬砌作业。 4.方法的主要优点 (1)因为开挖过程中上部留有核心土支承着开挖面,能迅速及时地建造拱部初次支护,所以开挖工作面稳定性好。 (2)和台阶法一样,核心土和下部开挖都是在拱部初次支护保护下进行的,施工安全性好。与超短台阶法相比,台阶长度可以适度加长,以减少上、下台阶施工干扰。与下述的侧壁法相比,施工机械化程度可相对提高,施工速度可加快。 5.注意事项 (1)虽然核心土增强了开挖面的稳定,但开挖中围岩要经受多次扰动,而且断面分块多,支护结构形成全断面封闭的时间长,这些都有可能使围岩变形增大。因此,常要结合辅助施工措施对开挖工作面及其前方岩体进行预支护或预加固。 (2)由于拱形开挖高度较小,或地层松软锚杆不易成型,所以对城市第四纪地层,施工中一般不设或少设锚杆。 (四)单侧壁导坑法 1.单侧壁导坑法适用于断面跨度大,地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中隧道施工。 2.单侧壁导坑法是将断面横向分成3块或4块:侧壁导坑(1)、上台阶(2)、下台阶(3)(见表lK413041中的示意图),侧壁导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用,并考虑机械设备和施工条件而定。 3.一般情况下侧壁导坑宽度不宜超过0.5倍洞宽,高度以到起拱线为宜,这样导坑可分二次开挖和支护,不需要架设工作平台,人工架立钢支撑也较方便。 4.导坑与台阶的距离没有硬性规定,但一般应以导坑施工和台阶施工不发生干扰为原则。上、下台阶的距离则视围岩情况参照短台阶法或超短台阶法拟定。 5.单侧壁导坑法每步开挖的宽度较小,而且封闭型的导坑初次支护承载能力大,因而变形较大。 (五)双侧壁导坑法 1.双侧壁导坑法又称眼镜工法。当隧道跨度很大,地表沉陷要求严格,围岩条件特别差,单侧壁导坑法难以控制围岩变形时,可采用双侧壁导坑法。 2.双侧壁导坑法一般是将断面分成四块:左、右侧壁导坑、上部核心土(2)、下台阶(3)(见表lK413041中示意图)。导坑尺寸拟定的原则同前,但宽度不宜超过断面最大跨度的l/3。左、右侧导坑错开的距离,应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响不致波及另一侧已成导坑的原则确定。 3.施工顺序:开挖一侧导坑,并及时地将其初次支护闭合。相隔适当距离后开挖另一侧导坑,并建造初次支护。开挖上部核心土,建造拱部初次支护,拱脚支承在两侧壁导坑的初次支护上。开挖下台阶,建造底部的初次支护,使初次支护全断面闭合。拆除导坑临空部分的初次支护。施作内层衬砌。 4.优缺点: (1)双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多,扰动大,初次支护全断面闭合的时间长,但每个分块都是在开挖后立即各自闭合的,所以在施工中间变形几乎不发展。现场实测结果表明,双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的1/2(地表沉陷小)。 (2)双侧壁导坑法施工较为安全,但速度较慢,成本较高。 (六)中隔壁法和交叉中隔壁法 1.中隔壁法也称CD工法,主要适用于地层较差和不稳定岩体、且地面沉降要求严格的地下工程施工。 2.当CD工法不能满足要求时,可在CD工法基础上加设临时仰拱,即所谓的交叉中隔壁法(CRD工法)。 3.CD工法和CRD工法在大跨度隧道中应用普遍,在施工中应严格遵守正台阶法的施工要点,尤其要考虑时空效应,每一步开挖必须快速,必须及时步步成环,工作面留核心土或用喷混凝土封闭,消除由于工作面应力松弛而增大沉降值的现象。 (七)中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法 1.中洞法施工就是先开挖中间部分(中洞),在中洞内施作梁、柱结构,然后再开挖两侧部分(侧洞),并逐渐将侧洞顶部荷载通过中洞初期支护转移到梁、柱结构上。由于中洞的跨度较大,施工中一般采用CD、CRD或双侧壁导航法进行施工。中洞法施工工序复杂,但两侧洞对称施工,比较容易解决侧压力从中洞初期支护转移到梁柱上时的不平衡侧压力问题,施工引起的地面沉降较易控制。中洞法的特点是初期支护自上而下,每一步封闭成环,环环相扣,二次衬砌自下而上施工,施工质量容易得到保证。 2.侧洞法施工就是先开挖两侧部分(侧洞),在侧洞内做梁、柱结构,然后再开挖中间部分(中洞),并逐渐将中洞顶部荷载通过初期支护转移到梁、柱上,这种施工方法在处理中洞顶部荷载转移时,相对于中洞法要困难一些。两侧洞施工时,中洞上方土体经受多次扰动,形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形或楔形土体,该土体直接压在中洞上,中洞施工若不够谨慎就可能发生坍塌。 3.柱洞法施工是先在立柱位置施做一个小导洞,当小导洞做好后,在洞内再做底梁,形成一个细而高的纵向结构,柱洞法施工的关键是如何确保两侧开挖后初期支护同步作用在顶纵梁上,而且柱子左右水平力要同时加上且保持相等。 4.洞桩法就是先挖洞,在洞内制作挖孔桩,梁柱完成后,再施作顶部结构,然后在其保护下施工,实际上就是将盖挖法施工的挖孔桩梁柱等转入地下进行。 二、掘进方式与选择条件 (一)虽然掘进方式不同,各种具体施工方法都有其优点和缺点(施工注意事项);选择前必须经过现场条件调研分析,在技术经济综合比较基础上选择较适宜的施工方法。 (二)上述不同掘进(开挖)方式与选择考虑主要条件见表IK413041所示,以供工程实践中参考。 三、掘进(开挖)方式及其选择条件见表lK413041: 喷锚暗挖(矿山)法开挖方式与选择条件表1K413041 1K413042掌握喷锚加固支护施工技术 一、喷锚暗挖与初期支护 (一)喷锚暗挖与支护加固 1.浅埋暗挖法施工地下结构需采用喷锚初期支护,主要包括钢筋网喷射混凝土、锚杆一钢筋网喷射混凝土、钢拱架一钢筋网喷射混凝土等支护结构形式;可根据围岩的稳定状况,采用一种或几种结构组合。 2.在浅埋软岩地段、自稳性差的软弱破碎围岩、断层破碎带、砂土层等不良地质条件下施工时,若围岩自稳时间短、不能保证安全地完成初次支护,为确保施工安全,加快施工进度,应采用各种辅助技术进行加固处理,使开挖作业面围岩保持稳定。 (二)支护与加固技术措施 1.暗挖隧道内常用的技术措施 (1)超前锚杆或超前小导管支护; (2)小导管周边注浆或围岩深孔注浆; (3)设置临时仰拱。 2.暗挖隧道外常用的技术措施 (1)管棚超前支护; (2)地表锚杆或地表注浆加固; (3)冻结法固结地层; (4)降低地下水位法。 二、暗挖隧道内加固支护技术 (一)主要材料 1.喷射混凝土应采用早强混凝土,其强度必须符合设计要求。严禁选用具有碱活性集料。可根据工程需要掺用外加剂,速凝剂应根据水泥品种、水灰比等,通过不同掺量的混凝土试验选择最佳掺量,使用前应做凝结时间试验,要求初凝时间不应大于5min,终凝时间不应大于10min。 2.钢筋网材料宜采用Q235钢,钢筋直径宜为6~12mm,网格尺寸宜采用l50~300mm,搭接长度应符合规范。钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固。 3.钢拱架宜选用钢筋、型钢、钢轨等制成,采用钢筋加工而成格栅的主筋直径不宜小于l8mm。 (二)喷射混凝土前准备工作 1.喷射混凝土前,应检查开挖断面尺寸,清除开挖面、拱脚或墙脚处的土块等杂物,设置控制喷层厚度的标志。对基面有滴水、淌水、集中出水点的情况,采用埋管等方法进行引导疏干。 2.应根据工程地质及水文地质、喷射量等条件选择喷射方式,宜采用湿喷方式;喷射厚度宜为50~100mm。 3.钢架应在开挖或喷射混凝土后及时架设;超前锚杆、小导管支护宜与钢拱架、钢筋网配合使用;长度宜为3.0~3.5m,并应大于循环进尺的2倍。 4.超前锚杆、小导管支护是沿开挖轮廓线,以一定的外插角,向开挖面前方安装锚杆、导管,形成对前方围岩的预加固。 (三)喷射混凝土 1.喷射混凝土应紧跟开挖工作面,应分段、分片、分层,由下而上顺序进行,当岩面有较大凹洼时,应先填平。分层喷射时,一次喷射厚度可根据喷射部位和设计厚度确定。 2.钢架应与喷射混凝土形成一体,钢架与围岩间的间隙必须用喷射混凝土充填密实,钢架应全部被喷射混凝土覆盖,保护层厚度不得小于40mm。 3.临时仰拱应根据围岩情况及量测数据确定设置区段,可采用型钢或格栅并喷混凝土修筑。 (四)隧道内小导管注浆技术详见1K413044,管棚超前支护详见1K413045。 (五)隧道内锚杆注浆加固,锚杆施工应保证孔位的精度在允许偏差范围内,钻孔不宜平行于岩层层面,宜沿隧道周边径向钻孔。锚杆必须安装垫板,垫板应与喷混凝土面密贴。钻孔安设锚杆前应先进行喷射混凝土施工,孔位、孔径、孔深要符合设计要求,锚杆露出岩面长不大于喷射混凝土的厚度,锚杆施工应符合质量要求。 三、暗挖隧道外的超前加固技术 (一)降低地下水位法 1.当浅埋暗挖施工地下结构处于富水地层中,且地层的渗透性较好,应首选降低地下水位法达到稳定围岩、一提高喷锚支护安全的目的。含水的松散破碎地层宜采用降低地下水位法,不宜采用集中宣泄排水的方法。 2.在城市地下工程中采用降低地下水位法时,最重要的决策因素是确保降水引起的沉降不会对已存在构筑物或拟建构筑物的结构安全构成危害。 3.降低地下水位通常采用地面降水方法或隧道内辅助降水方法。 4.当采用降水方案不能满足要求时,应在开挖前进行帷幕预注浆,加固地层等堵水处理。根据水文、地质钻孔和调查资料,预计有大量涌水或涌水量虽不大,但开挖后可能引起大规模塌方时,应在开挖前进行注浆堵水,加固围岩。 (二)地表锚杆(管) 1.地表锚杆(管)是一种地表预加固地层的措施,适用于浅埋暗挖、进出工作井地段和岩体松软破碎地段。 2.地面锚杆(管)按矩形或梅花形布置,先钻孔一吹净钻孔一用灌浆管灌浆一垂直插入锚杆杆体一孔口将杆体固定。地面锚杆(管)支护,是由普通水泥砂浆和全粘结型锚杆构成地表预加固地层或围岩深孔注浆加固地层。 3.锚杆类型应根据地质条件、使用要求及锚固特性进行选择,可选用中空注浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、砂浆锚杆和摩擦型锚杆。 (三)冻结法固结地层 1.冻结法是利用人工制冷技术,用于富水软弱地层的暗挖施工固结地层。通常,当土体的含水量大于2.5%、地下水含盐量不大于3%、地下水流速不大于40m/d时,均可适用常规冻结法,当土层含水量大于l0%和地下水流速不大于7~9m/d时,冻土扩展速度和冻结体形成的效果最佳。 2.在地下结构开挖断面周围需加固的含水软弱地层中钻孔敷管,安装冻结器,通过人工制冷作用将天然岩土变成冻土,形成完整性好、强度高、不透水的临时加固体,从而达到加固地层、隔绝地下水与拟建构筑物联系的目的。 3.在冻结体的保护下进行竖井或隧道等地下工程的开挖施工,待衬砌支护完成后,冻结地层逐步解冻,最终恢复到原始状态。 4.冻结法主要优缺点 (1)主要优点:冻结加固的地层强度高;地下水封闭效果好;地层整体固结性好;对工程环境污染小。 (2)主要缺点:成本较高;有一定的技术难度。 【案例1K413042】 1.背景 某公司施工项目部承建城市地铁3号标段,包含一段双线区间和一个车站,区间隧道及风道出入口采用暗挖法施工,车站的主体结构采用明开法施工。区间隧道上方为现况道路,路宽22.5m,道路沿线的地下埋设有雨污水、天然气、电信、热力等管线,另外还有一座公共厕所。隧道埋深15m左右,并有100m左右长度内遇有中风化石灰岩。岩层以上分别为黏土2m,砂卵石5~7m,粉细砂2m,粉质黏土3m,回填土2~2.5m。施工日志记录如下事件: (1)设计文件提供的相关地下管线及其他构筑物的资料表明:隧道距所有地下管线的垂直净距都在3.5m以上;经过分析,项目部认为地下管线对暗挖隧道施工的影响不大。但在挖到地面的公共厕所位置时隧道发生塌方. (2)隧道基底施工遇有风化岩段,项目部拟采用松动爆破法移除岩石;施工前编制了松动爆破施工专项方案,但在专家评审时被否定,最后采取了机械凿除法施工。 (3)由于隧道喷射混凝土施工采用干喷方式,没有采用投标施工方案中的湿法喷射混凝土方式,被质量监督部门要求暂停喷射混凝土施工。 (4)在隧道完成后发现实际长度比工程量清单中长度少l.5m。项目部仍按清单长度计量。当被监理发现后要求项目部扣除1.5m的长度。 2.问题 (1)事件l中最可能引起塌方的原因是什么? (2)事件2中专家为什么否定爆破法专项方案? (3)质量监督部门为什么要求暂停喷射混凝土施工? (4)事件4,监理要求项目部扣除l.5m的隧道长度的做法是否正确,为什么? 3.参考答案 (1)问题l 从背景分析,引起塌方可能成因是公共厕所的化粪池渗漏。较旧的污水混凝土管线、方沟、化粪池等渗漏情况比较多,致使隧道顶部土体含水量增大引起塌方,所以要特别引起注意。一般情况地下、地上建筑物比较复杂,参考设计资料是一方面,更重要的是核对资料,现场实地调查。正确的方法是:在开工前,首先核对地质资料,现场调查沿线地下管线、各构筑物及地面建筑物基础等情况,并制定保护措施。 (2)问题2 因为背景介绍隧道位于城市现况路下,上方有多种管线,采用松动爆破法移除风化岩石应充分考虑爆破风险及其后果的影响;采取机械凿除施工风险较低,且容易控制。项目部原拟施工专项方案选择不当,被专家否定是必然的。 (3)问题3 因为采用干法射喷混凝土,方法简单易行;但是工作空间粉尘危害较大;湿法喷射混凝土,需要较严格的施工配合,费用较高;但是可有效减少粉尘污染;符合施工现场预防职业病消除粉尘危害的要求。 质量监督部门要求暂停喷射混凝土施工应主要出于以下考虑: 一是承包方应按投标文件中的施工方案施工,如果需改变施工方案应按有关规定,办理变更手续。 二是采用干法射喷混凝土现场施工粉尘较严重,通风换气装置、除尘设备不符合职业卫生要求或有关规定。 (4)问题4 监理要求是正确的。因为据有关规定:当清单与实际发生的数量不符时,应以实际数量为准,清单中的单价不变。因此计算工程量应按实际发土生的长度,扣除1.5m长度土。 1K413043掌握衬砌及防水施工要求 一、防水结构施工原则 (一)相关规范规定 1.《地下工程防水技术规范》GB 50108规定:地下工程防水的设计和施工应遵循“防、排、截、堵相结合,刚柔相济,因地制宜,综合治理”的原则。 2.《地铁设计规范》GB 50157规定:地下铁道隧道工程的防水设计,应根据工程地质、水文地质、地震烈度、结构特点、施工方法和使用要求等因素进行,并应遵循“以防为主,刚柔结合,多道防线,因地制宜,综合治理”的原则,采取与其相适应的防水措施。 (二)复合式衬砌与防水体系 1.喷锚暗挖(矿山)法施工隧道通常采用复合式衬砌设计,衬砌结构是由初期(一次)支护、防水层和二次衬砌所组成。 2.喷锚暗挖(矿山)法施工隧道的复合式衬砌,以结构自防水为根本,辅加防水层组成防水体系,以变形缝、施工缝、后浇带、穿墙洞、预埋件、桩头等接缝部位混凝土及防水层施工为防水控制的重点。 二、施工方案选择 1.施工期间的防水措施主要是排和堵两类。施工前,根据资料预计可能出现的地下水情况,估计水量,选择防水方案。施工中要做好出水部位、水量等记录,按设计要求施作排水系统,确保防水效果。当结构处于贫水稳定地层,同时位于地下潜水位以上时,在确保安全的条件下,可考虑限排方案。 2.在衬砌背后设置排水盲管(沟)或暗沟和在隧底设置中心排水盲沟时,应根据隧道的渗漏水情况,配合衬砌一次施工。施工中应防止衬砌混凝土或压浆浆液侵入盲沟内堵塞水路,盲管(沟)或暗沟应有足够数量和过水能力的断面,组成完整有效的排水系统并应符合设计要求。 3.衬砌背后可采用注浆或喷涂防水层等方法止水。施工前应根据工程地质和水文地质条件,通过试验作出设计,并在施工过程中修正各项参数。 三、复合式衬砌防水施工 (一)复合式衬砌防水层施工应优先选用射钉铺设,结构组成如图1K413043所示。 (二)防水层施工时喷射混凝土表面应平顺,不得留有锚杆头或钢筋断头,表面漏水 应及时引排,防水层接头应擦净。防水层可在拱部和边墙按环状铺设,开挖和衬砌作业不得损坏防水层,铺设防水层地段距开挖面不应小于爆破安全距离,防水层纵横向铺设长度应根据开挖方法和设计断面确定。 (三)衬砌施工缝和沉降缝的止水带不得有割伤、破裂,固定应牢固,防止偏移,提高止水带部位混凝土浇筑的质量。 (四)二衬混凝土施工 1.二衬采用补偿收缩混凝土,具有良好的抗裂性能,主体结构防水混凝土在工程结构中不但承担防水作用,还要和钢筋一起承担结构受力作用。 2.二衬混凝土浇筑应采用组合钢模板体系和模板台车两种模板体系。对模板及支撑结构进行验算,以保证其具有足够的强度、刚度和稳定性,防止发生变形和下沉。模板接缝要拼贴平密,避免漏浆。 3.混凝土浇筑采用泵送模注,两侧边墙采用插入式振捣器振捣,底部采用附着式振动器振捣。混凝土浇筑应连续进行,两侧对称,水平浇筑,不得出现水平和倾斜接缝;如混凝土浇筑因故中断,则必须采取措施对两次浇筑混凝土界面进行处理,以满足防水要求。 1K413044熟悉小导管注浆加固技术 一、适用条件与基本规定 (一)适用条件 1.小导管注浆支护加固技术可作为暗挖隧道常用的支护措施和超前加固措施,能配套使用多种注浆材料,施工速度快,施工机械简单,工序交换容易。 2.在软弱、破碎地层中成孔困难或易塌孔,且施作超前锚杆比较困难或者结构断面较大时,宜采取超前小导管注浆和超前预加固处理方法。 (二)基本规定 1.小导管支护和超前加固必须配合钢拱架使用。用作小导管的钢管钻有注浆孔,以便向土体进行注浆加固,也有利于提高小导管自身刚度和强度。 2.采用小导管加固时,为保证工作面稳定和掘进安全,应确保小导管安装位置正确和足够的有效长度,严格控制好小导管的钻设角度。 3.在条件允许时,应配合地面超前注浆加固;有导洞时,可在导洞内对隧道周边进行径向注浆加固。 二、技术要点 (一)小导管布设 1.常用设计参数:钢管直径30~50mm,钢管长3~5m,焊接钢管或无缝钢管;钢管钻设注浆孔间距为100~150mm,钢管沿拱的环向布置间距为300~500mm,钢管沿拱的环向外插角为5°~15°,小导管是受力杆件,因此两排小导管在纵向应有一定搭接长度,钢管沿隧道纵向的搭接长度一般不小于1m。 2.导管安装前应将工作面封闭严密、牢固,清理干净,并测放出钻设位置后方可施工。 (二)注浆材料 1.应具备良好的可注性,固结后应有一定强度、抗渗、稳定、耐久和收缩小,浆液须无毒。注浆材料可采用改性水玻璃浆、普通水泥单液浆、水泥一水玻璃双液浆、超细水泥四种注浆材料。一般情况下改性水玻璃浆适用于砂类土,水泥浆和水泥砂浆适用于卵石地层。 2.水泥浆或水泥砂浆主要成分为P.O42.5级及以上的硅酸盐水泥、水泥砂浆;水玻璃浓度应为40~45Be,外加剂应视不同地层和注浆法工艺进行选择。 3.注浆材料的选用和配比的确定,应根据工程条件,经试验确定。 (三)注浆工艺. 1.注浆工艺应简单、方便、安全,应根据土质条件选择注浆工艺(法)。 2.在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法;在砂层中宜采用劈裂注浆法;在黏土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法;在淤泥质软土层中宜采用高压喷射注浆法。 3.选择条件详见1K413023有关内容。 三、施工控制要点 (一)控制加固范围 1.按设计要求,严格控制小导管的长度、开孔率、安设角度和方向。 2.小导管的尾部必须设置封堵孔,防止漏浆。 (二)保证注浆效果 1.浆液必须配比准确,符合设计要求。 2.注浆时间和注浆压力应由试验确定,应严格控制注浆压力。一般条件下:改性水玻璃浆、水泥浆初压宜为0.1~0.3MPa,砂质土终压一般应不大于0.5MPa,黏质土终压不应大于0.7MPa。水玻璃一水泥浆初压宜为0.3~1.0MPa,终压宜为1.2~1.5MPa。 3.注浆施工期应进行监测,监测项目通常有地(路)隆起面、地下水污染等,特别是要采取必要措施防止注浆浆液溢出地面或超出注浆范围。 【案例1K413044】 1.背景 某热力管线暗挖隧道,长3.2km,断面尺寸为3.2mX 2.8m,埋深3.5m。隧道穿越砂土层和砂砾层,除局部有浅层滞水外,无需降水。承包方A公司通过招标将穿越砂砾层段468m隧道开挖及支护分包给B专业公司。B公司依据A公司的施工组织设计,进场后由工长向现场作业人员交代了施工做法后开始施工。 施工中B公司在距工作竖井48m时,发现开挖面砂砾层有渗水且土质松散,有塌方隐患。B公司立即向A公司汇报。经有关人员研究,决定采用小导管超前加固措施。B公司采用劈裂注浆法,根据以往经验确定注浆量和注浆压力,注浆过程中地面监测发现地表有隆起现象。随后A公司派有经验的专业人员协助B公司研究解决。 质量监督部门在工程施工前的例行检查时,发现A公司项目部工程资料中初期支护资料不全,部分资料保留在B公司人员手中。 2.问题 (1)暗挖隧道开挖前的技术交底是否妥当?如有不妥,写出正确做法。 (2)B公司采用劈裂注浆法是否正确?如不正确,应采取什么方法?哪些浆液可供选用? (3)分析注浆过程中地表隆起的主要原因,给出防止地表隆起的正确做法。 (4)说明A、B公司在工程资料管理方面应改进之处。 3.参考答案 (1)问题1 不妥当。正确作法:单位工程、分部工程和分项工程开工前,工程施工项目部技术负责人应对承担施工的负责人或分包方全体人员进行书面技术交底。技术交底资料应办理签字手续并归档。 (2)问题2 不正确。注浆施工应根据土质条件选择注浆法,在砂砾石地层中应采用渗入注浆法,不宜采用劈裂注浆法;注浆浆液可选用水泥浆或水泥砂浆。 (3)问题3 从背景材料介绍,分析注浆过程中地表隆起的主要原因是注浆量和注浆压力控制不当引起的;防止地表隆起的正确做法,应经试验确定注浆量和注浆压力。 (4)问题4 A公司作为总承包单位负责汇集,随施工进度及时整理所有有关施工技术资料;8公司应主动向总承包单位移交有关施工技术资料。 1K413045熟悉管棚施工技术 一、结构组成与适用条件 (一)结构组成 1.管棚法为防止隧道开挖引起的地表下沉和围岩松动,开挖掘进前沿开挖工作面的上半断面设计周边打入厚壁钢管,在地层中构筑的临时承载棚防护下,为安全开挖预先提供增强地层承载力的临时支护方法,与小导管注浆法相对应,通常又称为大管棚超前支护法。 2.管棚是由钢管和钢拱架组成。钢管入土端制作成尖靴状或楔形,沿着开挖轮廓线,以较小的外插角,向开挖面前方打入钢管或钢插板,末端支架在钢拱架上,形成对开挖面前方围岩的预支护。 3.管棚中的钢管应按照设计要求进行加工和开孔,管内应灌注水泥浆或水泥砂浆,以便提高钢管自身刚度和强度。 (二)适用条件 1.适用于软弱地层和特殊困难地段,如极破碎岩体、塌方体、砂土质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育岩体、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩,并对地层变形有严格要求的工程。 2.通常,在下列施工场合应考虑采用管棚进行超前支护: (1)穿越铁路修建地下工程; (2)穿越地下和地面结构物修建地下工程; (3)修建大断面地下工程; (4)隧道洞口段施工; (5)通过断层破碎带等特殊地层; (6)特殊地段,如大跨度地铁车站、重要文物保护区、河底、海底的地下工程施工等。 二、技术要点 (一)主要材料要求 1.管棚所用钢管一般选用直径70~180mm,壁厚4~8mm无缝钢管。管节长度是工程具体情况而定,一般情况下短管棚采用的钢管每节长小于l0m,长管棚采用的钢管每节长大于l0m,或可采用出厂长度。 2.水泥砂浆主要成分为P.O42.5级及以上的硅酸盐水泥,水泥砂浆宜采用中砂或粗砂;外加剂应视不同地层选用;配比应根据工程土质条件,经试验确定。 (二)施工技术要点 1.施工工艺流程:(了解) 测放孔位→钻机就位→水平钻孔→压入钢管一→注浆(向钢管内或管周围土体)→封口→开挖。 2.管棚一般是沿地下工程断面周边的一部分或全部,以一定的间距环向布设,形成钢管棚护,沿周边布设的长度及形状主要取决于地形、地层、地中或地面及周围建筑物的状况,有帽形、方形、一字形及拱形等。 3.管棚钢管环向布设间距对防止上方土体坍落及松弛有很大影响,施工中须根据结构埋深、地层情况、周围结构物状况等选择合理间距。一般采用的间距为2.0~2.5倍的钢管直径。纵向两组管棚搭接的长度应大于3m。在铁路、公路正下方施工时,要采用刚度大的钢管连续布设。 三、施工质量控制要点 (一)钻孔精度控制 1.钻孔开始前应在管棚孔口位置埋置套管,把钢管放在标准拱架上,测定钻孔孔位和钻机的中心,使两点一致。为了防止钻孔中心振动,钢管应用U形螺栓与拱架稍加固定,以防止弯曲,并应每隔5m(视情况可调整,一般为2~6m)对正在钻进的钻孔及插入钢管的弯曲及其趋势进行孔弯曲测定检查。 2.在松软地层或不均匀地层中钻进时,管棚应设定外插角,角度一般不宜大于3。。避免管节下垂进入开挖面,应注意检测钻孔的偏斜度,发现偏斜度超出要求应及时纠正。 (二)钢管就位控制 1.钢管的打人随钻孔同步进行,并按设计要求接长,接头应采用厚壁管箍,上满丝扣,确保连接可靠。 2.钢管打入土体就位后,应及时隔(跳)孔向钢管内及周围压注水泥浆或水泥砂浆,使钢管与周围岩体密实,并增加钢管的刚度。 (三)注浆效果控制 1.严格控制管棚间距,防止管棚出现间距过大或出现偏离。 2.严格按试验参数,控制注浆量,防止注浆效果不好、出现流沙等现象。 3.必要时宜与小导管注浆相结合,开挖时可在管棚之间设置小导管。 1K414000城市给水排水工程 1K414010给水排水厂站工程结构与特点 1K414011掌握厂站工程结构与施工方法 一、给排水厂站工程结构特点 (一)厂站构筑物组成(了解标题) 1.水处理(含调蓄)构筑物,指按水处理工艺设计的构筑物。给水处理构筑物包括配水井、药剂间、混凝沉淀池、澄清池、过滤池、反应池、吸滤池、清水池、二级泵站等。污水处理构筑物包括进水闸井、进水泵房、格筛间、沉砂池、初沉淀池、二次沉淀池、曝气池、氧化沟、生物塘、消化池、沼气储罐等。 2.工艺辅助构筑物,指主体构筑物的走道平台、梯道、设备基础、导流墙(槽)、支架、盖板、栏杆等的细部结构工程,各类工艺井(如吸水井、泄空井、浮渣井)、管廊桥架、闸槽、水槽(廊)、堰口、穿孔、孔口等。 3.辅助建筑物,分为生产辅助性建筑物和生活辅助性建筑物。生产辅助性建筑物指各项机械设备的建筑厂房如鼓风机房、污泥脱水机房、发电机房、变配电设备房及化验 室、控制室、仓库、砂料场等。生活辅助性建筑物包括综合办公楼、食堂、浴室、职工宿舍等。 4.配套工程,指为水处理厂生产及管理服务的配套工程;包括厂内道路、厂区给排水、照明、绿化等工程。 5.工艺管线,指水处理构筑物之间、水处理构筑物与机房之间的各种连接管线;包括进水管、出水管、污水管、给水管、回用水管、污泥管、出水压力管、空气管、热力管、沼气管、投药管线等。 (二)构筑物结构形式与特点 1.水处理(调蓄)构筑物和泵房多数采用地下或半地下钢筋混凝土结构,特点是构件断面较薄,属于薄板或薄壳型结构,配筋率较高,具有较高抗渗性和良好的整体性要求。少数构筑物采用土膜结构如氧化塘或生物塘等,面积大且有一定深度,抗渗性要求较高。 2.工艺辅助构筑物多数采用钢筋混凝土结构,特点是构件断面较薄,结构尺寸要求精确;少数采用钢结构预制,现场安装,如出水堰等。 3.辅助性建筑物视具体需要采用钢筋混凝土结构或砖砌结构,符合房建工程结构要求。 4.配套的市政公用工程结构符合相关专业结构号性能要求。 5.工艺管线中给排水管道越来越多采用水流性能好、抗腐蚀性高、抗地层变位性好的PE管、球墨铸铁管等新型管材。 二、构筑物与施工方法 (一)全现浇混凝土施工 1.水处理(调蓄)构筑物的钢筋混凝土池体大多采用现浇混凝土施工。浇筑混凝土时应依据结构形式分段、分层连续进行,浇筑层高度应根据结构特点、钢筋疏密决定,一般为振捣器作用部分长度的l.25倍,最大不超过500mm。现浇混凝土的配合比、强度和抗渗、抗冻性能必须符合设计要求,构筑物不得有露筋、蜂窝、麻面等质量缺陷;且整个构筑物混凝土应做到颜色一致、棱角分明、规则,体现外光内实的结构特点。 2.水处理构筑物中圆柱形混凝土池体结构,当池壁高度大(12~18m)时宜采用整体现浇施工,支模方法有:满堂支模法及滑升模板法。前者模板与支架用量大,后者宜在池壁高度≥15m时采用。 3.污水处理构筑物中卵形消化池,通常采用无粘结预应力筋、曲面异型大模板施工。消化池钢筋混凝土主体外表面,需要做保温和外饰面的保护,但必须在主体结构施工质量验收合格后施工;保温层、饰面层和骨架施工应符合设计要求。 (二)单元组合现浇混凝土施工 1.沉砂池、生物反应池、清水池等大型池体的断面形式可分为圆形水池和矩形水池,宜采用单元组合式现浇混凝土结构,池体由相类似底板及池壁板块单元组合而成。 2.以圆形储水池为例,池体通常由38块厚扇形底板单元和16块倒T形壁板单元组成,一般不设顶板。单元一次性浇注而成,底板单元间用高聚氯乙烯胶泥嵌缝,壁板单元间用橡胶止水带接缝,如图lK414011-1所示。这种单元组合结构可有效防止池体出现裂缝渗漏。 3.大型矩形水池为避免裂缝渗漏,设计通常采用单元组合结构将水池分块(单元)浇筑。各块(单元)间留设后浇缝带,池体钢筋按设计要求一次绑扎好,缝带处不切断,待块(单元)养护28d后,再采用比块(单元)强度高一个等级的混凝土或掺加UEA的补偿收缩混凝土灌筑后浇缝带使其连成整体。如图1K414011-2所示。 4.圆柱形消化池的池壁高度大(12~18m),多采用整体现浇施工,其支模方法有:满堂支模法及滑升模板法。前者模板与支架用量大,后者宜在池壁高度≥l5m时采用。 (三)预制拼装施工 1.水处理构筑物中沉砂池、沉淀池、调节池等混凝土圆形水池宜采用装配式预应力钢筋混凝土结构,以便获得较好的抗裂性和不透水性。 2.预制拼装施工的圆形水池可采用绕丝法、电热张拉法或径向张拉法进行壁板环向预应力施工。 3.预制拼装施工的圆形水池在水池满水试验合格后,应及时进行钢丝保护层喷射混凝土施工。 (四)砌筑施工 1.行近渠道、下游渠道和静水井等工艺辅助构筑物,可采用砖石砌筑结构,砌体外需抹水泥砂浆层,且应压实赶光,以满足工艺要求。 2.量水槽(标准巴歇尔量水槽和大型巴歇尔量水槽)、出水堰等工艺辅助构筑物宜用耐腐蚀、耐水流冲刷、不变形的材料预制,现场安装而成。 (五)预制沉井施工 1.钢筋混凝土结构泵房、机房通常采用半地下式或完全地下式结构,在有地下水、流沙、软土地层的条件下,应选择预制沉井法施工。 2.预制沉井法施工通常采取排水下沉干式沉井方法和不排水下沉湿式沉井方法。前者适用于渗水量不大、稳定的黏性土;后者适用于比较深的沉井或有严重流沙的情况。排水下沉分为人工挖土下沉、机械挖土下沉、水力机械下沉。不排水下沉分为水下抓土下沉、水下水力吸泥下沉、空气吸泥下沉。 (六)土膜结构水池施工 1.氧化塘、生物塘等水池又称为塘体构筑物,因其施工简便、造价低,近些年来在工程实践中应用较多,如BIOLAKE工艺中的氧化塘。 2.基槽施工是塘体构筑物施工关键的分项工程,必须做好基础处理和边坡修整,以保证构筑物的整体结构稳定。 3.衬里施工是塘体的衬里,类型有多种(如PE、PVC、沥青、水泥混凝土、CPE等),设计根据处理污水的水质类别和现场条件进行选择,施工应按设计要求施工和相关材料标准检验。 4.塘体结构水工构筑物防渗施工是塘体结构施工的关键环节,应按设计要求控制防渗材料类型、规格、性能、质量,严格控制连接、焊接部位的施工质量,以保证防渗性能要求。 1K414012熟悉给水与污水处理工艺流程 一、给水处理 (一)处理方法与工艺 1.处理对象通常为天然淡水水源,主要有来自江河、湖泊与水库的地表水和地下水(井水)两大类。水中含有的杂质,分为无机物、有机物和微生物三种,也可按杂质的颗粒大小以及存在形态分为悬浮物质、胶体和溶解物质三种。 2.处理目的是去除或降低原水中悬浮物质、胶体、有害细菌生物以及水中含有的其他有害杂质,使处理后的水质满足用户需求。基本原则是利用现有的各种技术、方法和手段,采用尽可能低的工程造价,将水中所含的杂质分离出去,使水质得到净化。 3.常用的给水处理方法(见表lK414012—1) 常用的给水处理方法表lK414012-1(了解) 自然沉淀 用以去除水中粗大颗粒杂质 混凝沉淀 使用混凝药剂沉淀或澄清去除水中胶体和悬浮杂质等 过滤 使水通过细孔性滤料层.截流去除经沉淀或澄清后剩余的细微杂质;或不经过沉淀,原水直接加药、混凝、过滤去除水中胶体和悬浮杂质 消毒 去除水中病毒和细菌,保证饮水卫生和生产用水安全 软化 降低水中钙、镁离子含量,使硬水软化 除铁除锰 去除地下水中所含过量的铁和锰,使水质符合饮用水要求 (二)工艺流程与适用条件(见表lK414012—2) 常用处理工艺流程及适用条件表lK414012-2(记忆) 工艺流程 适用条件 原水一简单处理(如筛网隔滤或消毒) 水质较好 原水一接触过滤一消毒 一般用于处理浊度和色度较低的湖泊水和水库水,进水悬浮物一般小于 lOOmg/L,水质稳定、变化小且无藻类繁殖 原水一混凝、沉淀或澄清一过滤一消毒 一般地表水处理厂广泛采用的常规处理流程,适用于浊度小于3mg/L河流水。河流小溪水浊度经常较低,洪水时含砂量大,可采用此流程对低浊度、无污染的水不加凝聚剂或跨越沉淀直接过滤 原水一调蓄预沉一自然预沉淀或混凝沉淀一混凝沉淀或澄清一过滤一消毒 高浊度水二级沉淀,适用于含砂量大,砂峰持续时间长,预沉后原水含砂量应降低到1000mg/L以下,黄河中上游的中小型水厂和长江上游高浊度水处理多采用二级沉淀(澄清)工艺,适用于中小型水厂,有时在滤池后建造清水调蓄池 (三)预处理和深度处理 为了进一步发挥给水处理工艺的整体作用,提高对污染物的去除效果,改善和提高饮用水水质,除了常规处理工艺之外,还有预处理和深度处理工艺。 1.按照对污染物的去除途径不同,预处理方法可分为氧化法和吸附法,其中氧化法又可分为化学氧化法和生物氧化法。化学氧化法预处理技术主要有氯气预氧化及高锰酸钾氧化、紫外光氧化、臭氧氧化等预处理;生物氧化预处理技术主要采用生物膜法,其形式主要是淹没式生物滤池,如进行TOC生物降解、氮去除、铁锰去除等。吸附预处理技术,如用粉末活性炭吸附、黏土吸附等。 2.深度处理是指在常规处理工艺之后,再通过适当的处理方法,将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前身物加以去除,从而提高和保证饮用水质。目前,应用较广泛的深度处理技术主要有活性炭吸附法、臭氧氧化法、臭氧活性炭法、生物活性炭法、光催化氧化法、吹脱法等。 二、污水处理 (一)处理方法与工艺 1.处理目的是将输送来的污水通过必要的处理方法,使之达到国家规定的水质控制标准后回用或排放。从污水处理的角度,污染物可分为悬浮固体污染物、有机污染物、有毒物质、污染生物和污染营养物质。污水中有机物浓度一般用生物化学需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)、总需氧量(TOD)和总有机碳(TOC)来表示。 2.处理方法可根据水质类型分为物理处理法、生物处理法、污水处理产生的污泥处置及化学处理法,还可根据处理程度分为一级处理、二级处理及三级处理等工艺流程。 (1)物理处理方法是利用物理作用分离和去除污水中污染物质的方法。常用方法有筛滤截留、重力分离、离心分离等,相应处理设备主要有格栅、沉砂池、沉淀池及离心机等。其中沉淀池同城镇给水处理中的沉淀池。 (2)生物处理法是利用微生物的代谢作用,去除污水中有机物质的方法。常用的有活性污泥法、生物膜法等,还有氧化塘及污水土地处理法。 (3)化学处理法,用于城市污水处理混凝法类同于城市给水处理。 3.污泥需处理才能防止二次污染,其处置方法常有浓缩、厌氧消化、脱水及热处理等。 (二)工艺流程 1.一级处理工艺流程如图1K414012-1所示。主要针对水中悬浮物质,常采用物理的方法,经过一级处理后,污水悬浮物去除可达40%左右,附着于悬浮物的有机物也可去除30%左右。 2.二级处理以氧化沟为例。其工艺流程如图1K414012-2所示。主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。通常采用的方法是微生物处理法,具体方式有活性污泥法和生物膜法。经过二级处理后,BOD5去除率可达90%以上,二沉池出水能达标排放。 (1)活性污泥处理系统,在当前污水处理领域,是应用最为广泛的处理技术之一,曝气池是其反应器。污水与污泥在曝气池中混合,污泥中的微生物将污水中复杂的有机物降解,并用释放出的能量来实现微生物本身的繁殖和运动等。 (2)氧化沟是传统活性污泥法的一种改型,污水和活性污泥混合液在其中循环流动,动力来自于转刷与水下推进器。一般不需要设置初沉池,并且经常采用延时曝气。 氧化沟氧化沟工艺构造形式多样,一般呈环状沟渠形,其平面可为圆形或椭圆形,或 与长方形的组合状。主要构成有氧化沟沟体、曝气装置、进出水装置、导流装置。传统的氧化沟具有延时曝气活性污泥法的特点,通过调节曝气的强度和水流方式,可以使氧化沟内交替出现厌氧、缺氧和好氧状态或出现厌氧区、缺氧区和好氧区,从而脱氮除磷。根据形式的不同,氧化沟可以分为卡罗赛尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、交替式氧化沟、一体式氧化沟及其他类型的氧化沟。 3.三级处理是在一级处理、二级处理之后,进一步处理难降解的有机物既可导致水体富营养化的氮、磷等可溶性无机物等。三级处理常用于二级处理以后,以进一步改善水质和达到国家有关排放标准为目的。三级处理使用的方法有生物脱氮除磷、混凝沉淀(澄清、气浮)、过滤、活性炭吸附等。 三、再生水回用 1.再生水,又称为中水,是指污水经适当处理后,达到一定的水质指标、满足某种使用要求供使用的水。 2.再生回用处理系统是将经过二级处理后的污水再进行深度处理,以去除二级处理剩余的污染物,如难以生物降解的有机物、氮、磷、致病微生物、细小的固体颗粒以及无机盐等,使净化后的污水达到各种回用目的的水质要求。回用处理技术的选择主要取决于再生水水源的水质和回用水水质的要求。 3.污水再生回用分为以下五类: (1)农、林、渔业用水:含农田灌溉、造林育苗、畜牧养殖、水产养殖。 (2)城市杂用水:含城市绿化、冲厕、道路清扫、车辆冲洗、建筑施工、消防。 (3)工业用水:含冷却、洗涤、锅炉、工艺、产品用水。 (4)环境用水:含娱乐性景观环境用水、观赏性景观环境用水。 (5)补充水源水:含补充地下水和地表水。 1K414013了解给水与污水处理厂试运行 一、试运行目的与内容 (一)试运行目的 1.对土建工程和设备安装进行全面、系统的质量检查和鉴定,以作为工程质量验收的依据。 2.通过试运行发现土建工程和设备安装存在的缺陷,以便及早处理,避免事故发生。 3.通过试运行考核主辅机械协联动作的正确性,掌握设备的技术性能,制定运行必要的技术数据和操作规程。 4.结合运行进行一些现场测试,以便进行技术经济分析,满足设备运行安全、低耗、高效的要求。 5.通过试运行确认水厂土建和安装工程质量符合规程、规范要求,以便进行全面的验收和移交工作。 (二)主要内容与程序 1.主要内容 (1)检验、试验和监视运行,设备首次启动,以试验为主,通过试验掌握运行性能。 (2)按规定全面详细记录试验情况,整理成技术资料。 (3)试运行资料,交工程鉴定、验收、交接等方面进行正确评估并建立档案。 2.基本程序 (1)单机试车。 (2)设备机组充水试验。 (3)设备机组空载试运行。 (4)设备机组负荷试运行。 (5)设备机组自动开停机试运行。 二、试运行要求 (一)准备工作 1.所有单项工程验收合格,并进行现场清理。 2.机械部分、电动部分检查。 3.辅助设备检查与单机试车。 4.编写试运行方案并获准。 5.成立试运行组织,责任清晰明确。 6.参加试运行人员培训考试合格。 (二)单机试车要求 1.单机试车,一般空车试运行不少于2h。 2.各执行机构运作调试完毕,动作反应正确。 3.自动控制系统的信号元件及元件动作正常。 4.监测并记录单机运行数据。 (三)联机运行要求 1.按工艺流程各构筑物逐个通水连机试运行正常。 2.全厂联机试运行、协联运行正常。 3.先采用手工操作,处理构筑物和设备全部运转正常后,方可转入自动控制运行。 4.全厂联机运行应不少于24h。 5.监测并记录各构筑物运行情况和运行数据。 (四)设备及泵站空载运行 1.处理设备及泵房机组首次启动。 2.处理设备及泵房机组运行4~6h后,停机试验。 3.机组自动开、停机试验。 4.泵房试运行同时,各水池可进行做闭水试验或闭气试验。 (五)设备及泵站负荷运行 1.用手动或自动启动负荷运行。 2.检查、监视各构筑物负荷运行状况。 3.不通水情况下,运行6~8h一切正常后停机。 4.停机前应抄表一次。 5.检查各台设备是否出现过热、过流、噪声等异常现象。 (六)连续试运行 1.处理设备及泵房单机组累计运行达72h。 2.连续试运行期间,开机、停机不少于3次。 3.处理设备及泵房机组联合试运行时间,一般不少于6h。 4.水处理和泥处理工艺系统试运行满足工艺要求。 5.填写设备负荷联动(系统)试运行记录表。 6.整理分析试运行技术经济资料。 1K414020给水排水厂站工程施工 1K414021掌握现浇(预应力)混凝土水池施工技术 一、施工方案与流程 (一)施工方案 施工方案应包括结构形式、材料与配比、施工工艺及流程、模板及其支架设(支架设计、验算)、钢筋加工安装、混凝土施工、预应力施工等主要内容。 (二)整体式现浇钢筋混凝土池体结构施工流程 测量定位→土方开挖及地基处理→垫层施工→防水层施工→底板浇筑→池壁及柱浇筑→顶板浇筑→功能性试验 (三)单元组合式现浇钢筋混凝土水池工艺流程 土方开挖及地基处理→中心支柱浇筑→池底防渗层施工→浇筑池底混凝土垫层→池内防水层施工→池壁分块浇筑→底板分块浇筑→底板嵌缝→池壁防水层施工→功能性试验 二、施工技术要点 (一)模板、支架施工 1.模板及其支架应满足浇筑混凝土时的承载能力、刚度和稳定性要求,且应安装牢固。 2.各部位的模板安装位置正确、拼缝紧密不漏浆;对拉螺栓、垫块等安装稳固;模板上的预埋件、预留孔洞不得遗漏,且安装牢固;在安装池壁的最下一层模板时,应在适当位置预留清扫杂物用的窗口。在浇筑混凝土前,应将模板内部清扫干净,经检验合格后,再将窗口封闭。 3.采用穿墙螺栓来平衡混凝土浇筑对模板侧压力时,应选用两端能拆卸的螺栓或在拆模板时可拔出的螺栓。对跨度不小于4m的现浇钢筋混凝土梁、板,其模板应按设计要求起拱;设计无具体要求时,起拱高度宜为跨度的l/1000~3/1000。 4.池壁模板施工时,应设置确保墙体顺直和防止浇筑混凝土时模板倾覆的装置。 5.固定在模板上的预埋管、预埋件的安装必须牢固,位置准确。安装前应清除铁锈和油污,安装后应作标志。 6.池壁与顶板连续施工时,池壁内模立柱不得同时作为顶板模板立柱。顶板支架的斜杆或横向连杆不得与池壁模板的杆件相连接。池壁模板可先安装一侧,绑完钢筋后,分层安装另一侧模板,或采用一次安装到顶而分层预留操作窗口的施工方法。 (二)止水带安装 1.塑料或橡胶止水带的形状、尺寸及其材质的物理性能,应符合设计要求,且无裂纹,无气泡。 2.塑料或橡胶止水带接头应采用热接,不得采用叠接;接缝应平整牢固,不得有裂口、脱胶现象;T字接头、十字接头和Y字接头,应在工厂加工成型。 3.金属止水带应平整、尺寸准确,其表面的铁锈、油污应清除干净,不得有砂眼、钉孔。 4.金属止水带接头应按其厚度分别采用折叠咬接或搭接;搭接长度不得小于20mm,咬接或搭接必须采用双面焊接。 5.金属止水带在伸缩缝中的部分应涂防锈和防腐涂料。 6.止水带安装应牢固,位置准确,其中心线应与变形缝中心线对正,带面不得有裂纹、孔洞等。不得在止水带上穿孔或用铁钉固定就位。 (三)钢筋施工 1.加工前对进场原材料进行复试,合格后方可使用。 2.根据设计保护层厚度、钢筋级别、直径和弯钩要求确定下料长度并编制钢筋下料表。 3.钢筋连接的方式:根据钢筋直径、钢材、现场条件确定钢筋连接的方式。主要采取绑扎、焊接、机械连接方式。 4.加工及安装应满足《给水排水构筑物施工及验收规范》GB 50141等现行规定和设计要求。 5.钢筋安装质量检验应在混凝土浇筑之前对安装完毕的钢筋进行隐蔽验收。 (四)无粘结预应力施工 1.无粘结预应力筋技术要求 (1)预应力筋外包层材料,应采用聚乙烯或聚丙烯,严禁使用聚氯乙烯;外包层材料性能应满足《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ 92的要求。 (2)预应力筋涂料层应采用专用防腐油脂,其性能应满足《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ 92的要求; (3)必须采用I类锚具,锚具规格应根据无粘结预应力筋的品种、张拉吨位以及工程使用情况选用。 2.无粘结预应力筋布置安装 (1)锚固肋数量和布置,应符合设计要求;设计无要求时,应保证张拉段无粘结预应力筋长不超过50m,且锚固肋数量为双数。 (2)安装时,上下相邻两无粘结预应力筋锚固位置应错开一个锚固肋;以锚固肋数量的一半为无粘结预应力筋分段(张拉段)数量;每段无粘结预应力筋的计算长度应考虑加 入一个锚固肋宽度及两端张拉工作长度和锚具长度。 (3)应在浇筑混凝土前安装、放置;浇筑混凝土时,严禁踏压撞碰无粘结预应力筋、支撑架以及端部预埋件。 (4)无粘结预应力筋不应有死弯,有死弯时必须切断。 (5)无粘结预应力筋中严禁有接头。 3.无粘结预应力张拉 (1)张拉段无粘结预应力筋长度小于25m时,宜采用一端张拉;张拉段无粘结预应力筋长度大于25m而小于50m时,宜采用两端张拉;张拉段无粘结预应力筋长度大于50m时,宜采用分段张拉和锚固。 (2)安装张拉设备时,对直线的无粘结预应力筋,应使张拉力的作用线与预应力筋中心重合;对曲线的无粘结预应力筋,应使张拉力的作用线与预应力筋中心线末端重合。 4.封锚要求: (1)凸出式锚固端锚具的保护层厚度不应小于50mm; (2)外露预应力筋的保护层厚度不应小于50mm; (3)封锚混凝土强度等级不得低于相应结构混凝土强度等级,且不得低于C40。 (五)混凝土施工 1.钢筋(预应力)混凝土水池(构筑物)是给水排水厂站工程施工控制的重点。对于结构混凝土外观质量、内在质量有较高的要求,设计上有抗冻、抗渗、抗裂要求。对此,混凝土施工必须从原材料、配合比、混凝土供应,浇筑、养护各环节加以控制,以确保实现设计的使用功能。 2.混凝土施工、验收和试验严格按《给水排水构筑物施工及验收规范》GB 50141等规范规定和设计要求执行。 3.混凝土浇筑后应加遮盖洒水养护,保持湿润并不应少于14d。洒水养护至达到规范规定的强度。 (六)模板及支架拆除 1.应按模板支架设计方案、程序进行拆除。 2.采用整体模板时,侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏时,方可拆除;底模板应在与结构同条件养护的混凝土试块达到表1K414021规定强度,方可拆除。 整体现浇混凝土底模板拆模时所需混凝土强度表1K414021(记忆几个数字) 序号 构件类型 构件跨度L(m) 达到设计的混凝土立方体抗压强度标准值的百分率(%) ≤2 ≥50 1 板 2﹤L≤8 ≥75 ﹥8 ≥100 ≤8 ≥75 2 梁、拱、壳 ﹥8 ≥100 ≤2 ≥75 3 悬臂构件 ﹥2 ≥100 3.模板及支架拆除时,应划定安全范围,设专人指挥和值守。 PAGE 1 唯才建筑论坛
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