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[关键词] 地基土工程 施工质量 PDCA循环 因果分析图法
1.前言
基础工程作为房屋建筑的根基,故必须控制好其施工质量。基于此,本文就基础工程质量控制进行探讨,通过PDCA循环与因果分析图法相结合,运用于实例,以期保证质量,并为技术工作者提供一定的较实用技术借鉴。
2.PDCA循环与因果分析图法
2.1 PDCA循环
PDCA循环即质量计划的制订和组织实现的过程。PDCA循环是按照Plan(计划)、Do(执行)、Check(检查)和Action(行动)的顺序进行质量管理,且循环不止地进行下去的科学程序。其各级质量管理都有一个PDCA循环,形成一个大环套小环,一环扣一环,互相制约,互为补充的有机整体。每个PDCA循环,都有新的目标和内容,这意味着质量管理,经过一次循环,解决了一批问题,质量水平有新的提高。
2.2因果分析图法
又称为鱼刺图、树枝图,一般形式如图1所示。主干线表示要解决的质量问题,如操作者、机器、原材料、方法和环境表示造成质量问题的五大要素(称为大原因)。每个大原因可能包括若干个中原因,中原因下还可能有小原因或更小原因等。可以看出,利用因果图可以分门别类地将影响质量的各种因素全部找出来,并在图上一目了然地表示出来。
3.基础工程实例施工质量控制探析
3.1项目基础概况
本工程基础设计采用泥浆护壁成孔灌注桩基础,桩数为1700根,桩径为600mm,有效桩长38-40m。采用质量管理的PDCA循环和因果分析图法,进行严格质量的控制。
3.2第一次PDCA循环
1)调查30组成桩,其中25组合格,5组不合格,对不合格的主要问题进行排列如表1。
从表可以看出钢筋笼制作、清孔不到位是影响质量的主要因素,质量检查是次要因素,其原因分析如下。
2)原因分析
通过以上调查分析,影响清孔不到位、钢筋笼制作及质量检查的原因如下。
①新工人操作不熟练,不按施工规程操作;
②质量检查不认真,抽样检查做法不当;
③钢筋笼制作不规范,调放钢筋笼不及时;
④钻孔桩位偏移,倾斜;
⑤地面杂填土过厚,清理不够;
⑥清孔不到位
3)对策的制定,表2所示
4)具体的实施
①组织技术骨干及施工人员学习图纸,熟悉工艺流程,掌握施工规程、操作方法及验收规程;组织施工班组进行现场口头与书面交流,统一施工方法,熟悉操作过程。建立监理报验制度,严格控制每个技术环节。
②针对各地层,采用不同档位钻进,避免硬地层中出现卡钻、断钻现象,选择相适宜的机械,严格遵守成孔工艺,施工过程保证桩位正确。
③将影响钻进的地面50cm左右厚度的杂填土以及建筑垃圾用挖掘机清除。
④钻孔偏斜,可提起钻头,上下反复钻几次,如无效应在孔中局部回填黏土至偏孔处0.5m以上,重新钻孔。
5)阶段检查
通过以上对策实施,对五天内完成的桩进行轻便触探检查,成孔质量及桩身强度等均满足设计要求,证明以上工艺及对策是可行的。而使整个地基工程施工质量达到整体工程施工目标的要求,施工方法、工艺等还不太完善,还应进一步的现场调查和分析。
3.3第二次PDCA循环
1)现场调查
通过上一轮的循环,虽单桩质量有所保证,但对整体地基工程的最终验收还存在着一些问题,如桩位偏差、桩孔缩颈、桩孔塌陷过大,振捣效果不够,均匀性差等。
2)原因分析如图2
从人、机械、环境、工艺四个方面原因进行要因分析,主要原因如下。
①质量责任制没落实,缺乏细致认真的技术交底和质量检查;
②土质松散,泥浆护壁不好,护筒周围未用黏土紧密填封及护筒内水位不高;
③桩位控制方法不当,槽内作业桩位控制不能保证;
④桩深,增加浇筑振捣的难度;
⑤设备陈旧、钻头磨损大,桩径不能满足要求。
3)具体措施,表3所示。
4)具体的实施
①加强职工的业务培训,作好技术、质量交底,强化岗位素质,严把质量关。制定较完善的操作规程,明确各个环节的施工要点和操作步骤,明确分工,实行定人、定位、定岗责任制,制定奖罚制度,加强教育,提高操作人员责任心。
②对于陈旧、性能不满足工艺要求的设备,及时由设备管理员组织更换。
③对各钻机就位轴线及桩位进行复核,有问题及时与专职测量人员联一系。开钻前,由专职测量人员校对桩位,合格后方可开钻,确保成桩位移小于5cm。监督钻机操作人员操作工艺,尤其检查钻头转速,以慢速为宜。对场地地坪及时组织抄平,并对每承台下桩深度进行现场控制。
④组织班组对每根桩进行质量评定,对当天施工的桩认真检查施工记录,并于每晚进行回收,交资料人员整编。
⑤必须遵守泥浆护必成孔灌注桩施工工艺。
5)效果检查
①对于龄期7天的桩,任抽取2%进行了轻便触探,结果证明桩身土的均匀程度,密实度及桩直径均达到设计要求。
②对龄期15天的桩进行了开挖,发现土桩桩身及桩头全部密实,桩径≥600mm,满足设计要求。
③对每桩桩位进行复核验收,合格率95%。
4.结束语
通过两次PDCA循环和因果分析法要因分析,制定了科学的操作工艺,保证了质量,达到预定的目标,地基工程按期完工,为后续施工赢得了充分时间。同时通过施工中两次PDCA循环,健全了企业岗位责任制,明确分工,实行定人、定机、定岗责任制度,更加完善了施工工艺标准化,提高操作人员责任心,为下一步的施工打下了良好的基础。
参 考 文 献
关键词:知识共享;科学知识图谱;研究前沿;知识基础;团队
中图分类号:F270.7 文献标志码:A
著名管理大师德鲁克曾经在《后资本社会主义》中指出,在这个社会中最“基本的经济资源”不再是资本、自然资源和劳动力,而是知识。从物质经济向知识经济的转变是当代正在经历的最深刻的社会变革,以知识为对象的知识管理就产生于这一环境中。知识管理是应对知识经济时代挑战的必然选择,而知识管理中,知识共享和知识创新是核心,是提升人力资源管理水平与组织绩效的重要途径,对于组织提升竞争力、提高绩效水平至关重要。“知识创新”是知识管理的灵魂,“知识共享”是知识管理的核心。知识共享是实现知识价值最大化的有效途径之一,对于高水平的创新和提高组织绩效所起到的重要作用并被认为是知识管理的一个重要支柱。科学文献中识别并显示科学发展新趋势和新动态的通用方法是知识图谱和可视化技术。知识图谱是显示科学知识的发展进程与结构关系的一种图形,是揭示科学知识及其活动规律的科学计量学从数学表达转向图形表达的产物。因其能够客观、直接、形象地展示某一领域的研究热点,避免因个人经验造成的误差而成为把握学科发展动态、选择研究方向、辅助科技决策的重要工具。词频分析是一种透过词频现象看内容本质的科学方法,也是目前内容分析法中最重要也是使用最多的工具。国外学者Small等认为文献共被引的频次代表了文献的价值,并引入文献共被引分析网络来研究科学领域的结构,是最早从词频的角度研究学科领域问题的学者;Garfield等通过HistCite分析文献中的高频词来研究领域中的热点及演变趋势。国内已有学者利用词频分析研究了科技创新与科技政策研究机构、SCI论文的选题、科学学研究、专利研究、科学计量学、生物科技、国内产业共生等问题的研究前沿及发展趋势。
鉴于这种研究方法的科学性、客观性和准确性,以及近年来取得的与此有关的一系列有意义的研究成果,完全可以肯定将词频分析法应用于团队知识共享研究中的有效性。另一方面,关于团队知识共享的总结研究,多集中在利用文献梳理、内容分析、比较研究等方面,这些方法都存在由于文献资料的限制而影响结论的科学性等不足。本文运用知识图谱方法,分析团队知识共享前沿领域的研究内容及其知识基础,通过一系列分析与解读,展现团队知识共享重点研究方向,可帮助该领域的研究人员选择科研课题,推动学科领域的发展。
1.研究方法与数据来源
SCI数据库收录了当今国际上的重要期刊,主要包括科学引文索引扩展版(SCI-EXPANDED)、社会科学引文索引(SSCI)、艺术与人文科学引文索引(A&HCI)、科学技术会议录引文索引(CPCI-S)、社科与人文会议录引文索引(CPCI-SSH)等数据,其引文索引具有独特的参考价值,在学术界占有重要地位。利用在ISI Web of Science数据库中下载的文献数据,以“team*”为检索词检索主题,检索到1991-2011年的数据72443条数据,再分别以“knowledge sharing*”、“knowledge transfer*”为检索词精炼,最后得到1156条数据。每一条数据记录主要包括文献的题目(Title)、作者(Authors)、摘要(Abstract)、作者单位(Institufion)、期刊(Paper)、文献发表时间(Term)和参考文献(Descriptors and Identifiers)等信息。检索时间为2011年8月23日。本文的分析对象,团队知识共享前沿与知识基础的分析基于1156条文献以及其中41713条参考文献数据进行。
本文使用的引文分析可视化工具是基于Java平台的Cite Space应用软件。该软件是由美国德雷塞尔大学陈超美博士与大连理工大学联合开发的一种以定量分析为主的可视化应用软件,适用于多元、分时、动态的复杂网络分析,具有监测科学文献中出现的研究前沿和研究演化的功能,成为近年来在全美信息分析中最具特色和影响力的信息可视化软件,目前已更新到版本CiteSpace II。CiteSpace软件的功能主要包括关键词共现分析、作者合作分析、机构合作分析、作者共被引分析、文献共被引分析等。可视化网络基于两个基本的概念,一是“研究前沿”(Research Fronts),定义为基于研究问题的突现的概念群组,是由某一科学领域中最近最多被引文献形成的过渡性聚类组成,代表了一个研究领域的发展现状。另一个是“知识基础”(Intellective Base),定义为学科研究前沿的引文形成的共被引网络。CiteSpace绘制的可视化科学知识图谱是由不同颜色的节点和连线组成的共引网络。由连续的等距离时间段序列得出一系列单独的共引网络,再将这些以时间为标记的共引网络组合成一幅整合图谱,重要的知识文献可以基于其在图谱上的突出特征而得以辨识。
2.结果与讨论
关键词:隧道软弱围岩,变形监控量测及处治
Abstract: this paper use at home and abroad, results, with a tunnel project entity, the study analyzed the weak rock tunnel construction of large deformation treatment technology, summarized the large deformation of its surrounding rock the failure characteristics, analyses the causes of the large deformation, and put forward the reasonable construction method and treatment measures for weak rock tunnel construction.
Key words: soft wall rock tunnel, deformation monitoring and treatment
中图分类号: U455 文献标识码:A 文章编号:
随着我国基础建设事业的高速发展和西部大开发的进一步推进,交通工程(特别是地下工程)迅猛发展,其中大量的长大、深埋隧道工程纷纷上马,穿越高地应力区以及遇到软弱围岩体,常导致软弱围岩大变形等相关地质灾害。本文将结合某实体工程,对软弱围岩隧道大变形施工处治技术进行深入研究,以便为今后软弱围岩隧道大变形的处治提供新的技术资料。
一、 工程概况
本文隧道起讫里程为D2K23+739~D2Κ24+812,全长1073m,为单线公路隧道。全隧道采用带仰拱的曲墙复合式衬砌、喷锚支护。隧道地层主要以变质砂岩夹板、泥岩为主,具有薄层状夹中厚层、节理裂隙极发育、岩质软、层间结合差、易剥落掉块、局部夹有破碎夹层等特点。
二、 围岩变形破坏特征与原因
该隧道围岩变形破坏主要有以下特征:
(1) 围岩变形量大
Ⅴ级变质砂岩夹板岩施工过程中30d水平收敛总量为300~400mm,拱顶下沉总值为150~200mm。V级炭质片岩个别地段碳质含量高、地下水丰富,变形远远超出正常水平,局部水平收敛变形总量达1260mm。
(2) 变形快且变形速率高
隧道开挖后,围岩正常日水平收敛达30~50mm。一般随隧道的掘进,变形也随之加快,局部10d水平收敛超过920mm,20d累计变形量超过1560m,累计变彤达2250mm。
(3) 变形持续时间长
围岩变形持续时间较长,一旦开挖后形成临空面,变形往往达数月不止,个别地段二次衬砌施工之后依然存在变形。
(4) 变形分布不均匀和不对称
隧道普遍存在左右侧变形不均匀和不对称现象,初期支护完成后不同段落左右侧变形量不同。前期水平收敛的速度和累计变形值均明显大于拱顶下沉。后期出现拱顶下沉明显增大现象,下沉达500~600mm,每天达20~30mm。
(5) 蠕变加突变
初期支护封闭后,开始虽然变形较为平稳缓慢,但由于各后续工序对围岩的扰动加速了围岩的变形,如爆破震动、阶及下台阶落底、仰拱开挖时岩体产生突变,造成初期支护突然失稳,发生垮塌。
(6) 围岩遇水软化,变肜加剧
碳质片岩遇水软化,施工时呈泥浆状,强度极低,且有地下水渗流处变形较大。其原因主要是:碳质片岩具有变形长时间发展的流变性质,抗剪强度低且对震动影响很敏感;在区域地质构造作用下,地层强烈扭曲揉皱,产生大量密集的节理和顺层摩擦镜面,岩体的整体性遭到严重破坏;根据测试及分析,最大主应力σ1基本上沿铅垂方向,σ2和σ3为近水平应力,隧道洞身最大水平主应力为17MPa,隧道横截面内的最大初始应力σmax约为15.93MPa;根据国标《GB5021-94工程岩体分级标准》,该区属极高应力区;加上围岩顺层偏压、局部围岩节理裂隙切割破碎等因素,最终引发隧道支护变形、侵限、掉块、坍塌及开裂等严重大变形现象,并且变形分布不均、不对称。
三、施工方法
通过对大变形的特征和原因的研究分析,最后确定的施工方法为:
(1) 隧道大变形段施工中严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、快衬砌、勤量测”的原则。
(2) Ⅳ、Ⅴ级围岩碳质片岩小范围分布段落,变形控制采用超短三台阶法施工,二次衬砌距掌子面距离严格控制在35m范围内。
(3) V级围岩碳质片岩大范围分布段落,大变形控制采用上、阶加临时仰拱的方法。
(4) 在充分考虑碳质片岩变形特性的基础上,尤其应重视快速封闭成环、衬砌紧跟的思路,这是控制碳质片岩大变形的根本。
(5) 具体施工时还应按照“石变我变”的思路,动态调整施工方法。
四、实际施工中开挖采用三台阶法施工,加密小导管超前支护。具体施工措施如下:
(1) 适度的变形
隧道地质构造及碳质片岩的岩性决定了初期支护的变形必然性。施工中必须遵循“先放后抗”的原则,根据监控量测资料,分析二次衬砌施作前的变形总量,加上一定的富余量作为变形预留量,控制初期支护不侵入二次衬砌。
(2) 尽早封闭成环,快速衬砌
碳质片岩掌子面易滑坍,应及早封闭。隧道采用单线铁路双层集装箱断面设计,高跨比大,不能有效发挥其结构受力的优点。在初期支护未完全失去围岩支撑力和保证二次衬砌净空的同时,尽早施作二次衬砌。
(3) 临时仰拱的设置
临时仰拱设置有利于结构受力,相比较阶设置临时仰拱,上台阶设置临时仰拱封闭成环断面小、刚度更大、变形更易控制;临时仰拱设置在阶处日变形量为11~24mm,而设置在上台阶处日变形量为5~13mm,变形量远比阶设置临时仰拱小;上台阶设置临时仰拱适用于变形量大、工期长的地段;阶设置临时仰拱适合变形量适中、工期紧的地段,施工中可根据实际情况灵活设置。
(4) 排水措施
洞内上台阶采取初期支护背后埋设钢管引排和壁后注浆,设小型集水坑,拱脚用喷混凝土回弹料抹简易的排水沟排水。
(5) 拱脚处理
原设计拱部未有锁脚措施,变更后设锁脚小导管。但碳质片岩的成孔极易坍塌,小导管很难按设计长度打设。将Ø42小导管改为Ø25自进式中空锚杆后,锁脚锚杆不仅能施作全长,且施作循环时间比原循环时间节约了20min。
(6) 监控量测
监控量测是指导施工的重要手段,二次衬砌施作应在围岩和初期支护变形趋于稳定后进行。但是,该隧道碳质片岩变形与一般围岩变形不同,量测数据的收敛形态接近直线,日变形量大部分在11~24mm之间,部分围岩段落在一定时间收敛后二次变形,常规的数据分析不能正常指导施工。对工序干扰、爆破等施工应加强监控量测,防止突变产生塌方,结合量测情况控制二次衬砌施工前的变形总量不超过预留变形量。
五、处治措施探讨
(1) 该隧道施工中尽管采取很强的支护和加固措施,但是超过20天后仍然无法杜绝变形侵限的发生,根据国内外类似软弱围岩隧道的支护经验,初期支护几乎都采取长时间释放变形的办法。而目前国内铁路建设工期紧,限制了该办法的使用,但施工中仍必须遵循“先放后抗”的原则,否则可能给二次衬砌带来质量隐患。
(2) 隧道设计时宜采用圆形断面,这种断面结构可更有效地抵抗水平收敛,增大作业空间。
(3) 隧道初期支护大变形后,钢架扭曲,混凝土开裂,失去了原有设计的强大支护结构,随时可能会发生危险。施工中可按照在支护约束下尽量释放变形的原则,当初期支护变形量达到此限值时,应尽快施作二次衬砌,以防止变形过大发生隧道塌方。
(4) 单线隧道组织快速机械化施工受断面制约,可采用铣挖法预留核心土、非爆破的方式施工;或采用盾构法、圆形断面钢筋混凝土管片支护法施工,内部施作二次衬砌,同时具有铣挖的非爆优势、又有及时支护成环的优点。
(5) 高地应力条件下的软弱围岩变形与隧道初期支护、预留变形量、二次衬砌施作时机等密切相关,是一个复杂的岩石与工程力学问题,有待深入研究与探索。
六、结论
关键词:桥梁;基础工程;施工
桥梁基础通常需要考虑很多问题,施工条件困难且要比一般房屋的基础规模大。桥梁基础大多修建在流水之中,被水流冲刷。所以桥梁的基础要承担着桥上的可变荷载、桥跨结构以及桥墩的全部重量。
1 明挖基础
1.1 坑壁加固的基坑
基坑开挖后,坡度不易保持,就会出现含水量过大、基坑地质松软等现象,同时开挖场地受到限制,也会产生土方数量较大、基坑较深等问题,这是就要采用混凝土围圈护壁以及档板支撑护壁等加固方法进行施工。
1.2 坑壁不加固的基坑
均匀的结构、正常的土质湿度以及不超过2m的基坑深度就是垂直开挖坑壁的条件,还可以采用放坡开挖的方法进行施工,达到设计高程后砌筑基础,基坑分层夯实并及时回填。
1.3 井点降水法
桥梁墩台的基础底面离河底并不深,它通常都在海峡、湖泊以及河流之中,为了修筑较好的开挖基坑的基础,在其周围通常先修筑一道挡水的围堰然后将水排开,在基坑的周围,为了通到抽水系统并打入带有过滤管头的井点管,要将集水总管与地面连接起来,为了暂时降低基坑底下的地下水位,就要用真空泵将地下水吸进水箱后再使用水泵将其排出。
1.4 汇水井排水
汇水井排水法的费用较低而且使用的设备比较简单,若地基为透水性较小的细砂以及粉砂这些土层时极易发生涌砂现象,为避免发生坑壁坍塌、下陷或者破坏地基的现象,最好的解决办法就是改为水下施工或者是井点法降水。在基坑的基础范围外挖出排水沟和集水坑,这样便于将水流引入汇水井,将水面降至坑底以下后用水泵来抽水。
2 沉井基础
在施工时,形如井筒状的并在基础开挖的围堰就是沉井,同时它也是一种依靠自身重量、无底无盖式的并在桥梁工程中广泛使用的一种基础结构物。为使井孔填充后成为墩台的基础部分,就要经过混凝土的封底并克服井壁模上的阻力使其逐渐下沉,达到设计位置即可。
2.1 沉井分为浮式沉井和地下沉沉井
浮式沉井是当人工筑岛遇到困难时使用的一种方法。采用一些措施在岸边做成后并滑入水中,使其漂浮在水中并将沉井做成空体结构,分段制造较高处的沉井,用水或者混凝土灌入空体中,在悬浮状态下拖运到设计墩位并逐步提高至沉入河底。在底层较硬以及水流较大的河流大多使用钢板桩围堰筑岛,修筑地下沉沉井时要先将场地整平并填砂筑岛,这样便要求岛面以及地面要具有一定的承载力。
2.2 从原理上讲压气沉箱工法是实现人工无水挖掘、防止地水涌入的最有效的方法
近些年来,大深度基础施工最有前途的工法就是无人沉箱工法,与此同时变相继出现了一些新的沉箱技术方法。开挖的作业要在在干涸状态下方可进行,为阻止地下水渗入到作业室就要向沉箱底节密闭的工作室压送与地下水压力相应的压缩空气,但由于开挖深度逐渐加深,箱内的气压就会逐渐增大,这样极易使作业人员患上沉箱病。
3 桩基础
常用正循环回转法和反循环回转法来完成因成孔机械不同的灌注桩施工,桩基础有灌注桩和沉入桩这两种,可用振动法、静力压桩法以及锤击法来沉入。
3.1 将装有活瓣桩尖以及底部套有钢筋混凝土桩尖的钢管称为沉管灌注桩,它是用振动下或使用沉锤使其达到一定的深度,并将钢筋笼以及灌注混凝土安装放置在管内,从而拔出钢管来形成。锤击沉桩通常依靠桩锤的冲击能量将桩打入黏性土或密砂类土中,所以一般它的入土深度要小于或等于50m,桩径不能小于或等于0.6m。钻孔的主要方法有冲抓法和旋转法以及冲击法这三种,在这其中旋转钻孔又分为正、反循环旋转钻和螺旋钻这三种,同时钻孔桩施工的主要工序分别有:埋设护筒准备场地、清孔钻孔、制备泥浆和浇筑水下混凝土以及钢筋笼入孔这几点。
3.2 泥浆以高压泥浆泵从泥浆池内腔经过钻头的出浆出来称为正循环旋转钻孔。它的井孔壁要靠泥浆和水头来保护,同时在旋转时,底部的钻头搅松土层并使其成为钻渣后悬浮在泥浆上,然后随着泥浆的上升逐渐溢出,最后要泥旋挖浆以及经过沉浆池沉淀净化再进行循环的使用。
3.3 混合物通过真空泵抽吸力的作用下进入到钻头的进渣口,泥浆钻与渣混合,使泥浆池流入钻孔内称为反循环旋转钻孔。在成孔中,桥梁钻孔桩处于主导的地位,钻杆内泥水上升的速度要比正循环快5倍的原因是钻杆内径与井孔直径相比要小很多,故它经过钻杆内腔后,出浆控制筏以及泥石泵要排泄到沉淀池中,净化后再使用。
3.4 爆扩桩应采用浅眼爆破,待其成孔后,就应立即向桩身浇筑混凝土。适用于在有少量地下水或者无地下水的风化软质岩层及土层的地方通常用挖孔桩基础进行施工。挖孔时必须要采取孔壁支护进行保护,同时它的孔深要小于15 m。挖孔无论是圆形或者方形,它的直径或者边长一般都要在1到4m之间。
3.5 在地质较为单一的,没有大卵石或岩石的亚砂土层、沙土层以及亚粘土层等地方,一般适用近几年来新兴的旋挖钻施工的方法。它有施工进度快以及设备成本高的特点,所以在一天内通常会完成50米以内的桩,它的桩长不应超过85米,桩径也要在2.5米以内。
4 施工实例
4.1 主墩冲刷的防护一般分为护坦区、永久防护区以及核心区这三个区域,同时要对3个区域选用不同的尺度以及防护结构类型。1为了确保永久防护区的稳定,护坦区就要保护永久防护区的床面并为永久防护区适应河床的冲刷变形能力,2核心区的周围,桩同作用所需要的平面尺度就是永久防护区,护坦区以及永久防护区的施工要安排在钢护筒沉设一部分后再进行,并直接采用级配石料块石护面和反滤层;3为使河床面免遭冲刷并满足钢护筒陈设的要求,河床防护核心区要建立在施工平台周边的20 m范围内,因此要先进行预防护理以及装砂,同时在钢护筒沉设完成后,进行块石护面以及级配石料反滤。
4.2 平台钢管桩的施工要分为以下几点,用起重船放置首排钢护筒并分为两截,并在初始平台上安装大刚度的悬臂式定位导向架;逐排从上游向下游推进并下沉钢护筒,最后形成钻孔施工平台;在陈设完的钢护筒上搁置定位导向架并焊接牛腿,单根护筒下沉到位后要连接相邻钢护筒以及初始平台,然后下沉另排钢护筒;辅助钻孔平台桩的是大直径钢管桩,使定位船以及起重船相互配合,成为永久钢护筒陈放初始平台并振动锤来辅助平台的钢管桩。
4.3 使用反循环钻进的施工工艺对主塔基础钻孔进行施工,同时采用优质的泥浆护壁。主要的步骤如下:用船只将在车间加工制作的施工钢筋运至现场,要在笼内设置超声波检测管以及压浆管,使龙门吊以及桅杆吊相互配合,这样在成孔检验的试验合格后将钢筋笼分成四截下放。将钻机吊装在固定的位置并钻成孔,待监理确认后使钻机钻至设计孔并反复循环的进行清理,根据钻机的性能以及地质情况调整施工参数并将钻机移开,检测孔底沉渣的厚度并将导管下放,看是否满足要求,然后对水下混凝土进行浇筑。
4.4 在桩基承台施工中,采用大体积混凝土分层分块浇筑施工以及双壁钢吊箱的技术,高桩承台式结构被主墩设计所使用,它的工艺流程主要总结为以下几点:a.拼装分配梁以及钢吊箱底板桁梁,牛腿要焊接在平台下层的平联上同时要铺设底板钢板;b.底板要加强桁架拼装装置,先将第一节的钢吊箱壁体拼装并在现场将其连接成一个整体;c.对千斤顶系统及支架进行安装,缓慢的将临时吊杆提升起来并割除牛腿然后放下首节钢吊箱,接下来安装第二节钢吊以及竖向支撑桁架,向夹壁内注水使其下沉至一定的高度,第三节钢吊箱同第二节的做法相同;d.焊制被反压的牛腿并调整钢吊箱的标高和平面位置,及时安装水下混凝土的浇筑设施并对混凝土进行分层浇筑,逐一割除凿桩头和钢护筒,安装钢筋冷却水管并在吊箱内抽水。
5 结语
通过本文我们了解到,为了使我国的国民经济快速发展,为了保证桥梁的安全运行以及桥梁工程的施工质量,就要采取适当的施工工艺并做好基础施工,由此产生巨大的经济效益。
参考文献
[1] 严晓标.桥梁基础施工技术[J].民营科技,2013(1):348-348.
关键词:软基 CFG桩 袋装砂井 处理 质量控制
一、工程概况
某连接高速公路的城市道路等级为一级公路标准兼顾城市道路功能,双向八车道,设计时速80km/h,路基宽度47.5m。路线所经区域有大量软土分布,以有机淤泥质为主,含水量较高。线路K18+624~K18+680软土主要为淤泥,且软土较厚。该路段软基设计采用CFG桩+袋装砂井处理。
软基处理工作流程:清表碾压测量放样砂垫层 (20cm) 测量放样袋装砂井CFG桩砂垫层(15cm)。
二、施工质量控制要点
1、砂垫层施工
(1)施工前先对砂垫层材料进行取样检验,以确保砂垫层材料为洁净的中粗砂,其含泥量不超过5%,细度模数不小于2.7,渗透系数不小于5×10-2mm/s,且不含有机质、垃圾等杂物。
(2)基底处理,做3%~4%土路拱。
(3)砂砾垫层的铺筑施工采用分层压实法,分层厚度,分层厚度不宜大于20cm、压实遍数通过试压确定。施工时,下层密实度经检验合格后,再填筑上层。
(4)砂垫层的厚度应满足设计要求,为防止施工中砂砾流失,在垫层的两端用砂袋码砌护脚。
(5)第一层砂垫层施工厚度为20cm,袋装砂井和CFG桩施工完毕后再施工15cm。
(6)砂垫层应宽出路基两侧坡脚不小于1m。
2、袋装砂井施工
(1)袋装砂井加固地基原理:施工时,先在需处理段地面上填筑好排水坡(路拱或横坡),并铺设好排水垫层,再将加工好的砂袋垂直置入地基中已成孔内,形成袋装砂井,在土层中加设竖向排水体和水平排水垫层,使与天然地基土层本身的透水性能构成一个排水系统,然后对地基加载预压,以便充分缩短排水距离,使土基在加载受压后空隙水能够迅速的从从袋装砂井中排出,从而缩短固结从而达到加固地基沉降固结的目的。
(2)施工工艺流程:清理场地填筑排水坡铺设砂垫层测量放样机具定位打设套管孔口检查起吊下砂袋拔套管检查砂袋入土深度机具移位埋设砂袋头。
(3)施工要点:
①机具定位:根据设计布置的行列间距用小木桩或竹板桩正确定位。机具定位要保证锤中心与地面定位在同一点上,并用全站仪检验导向架的垂直度,移动插桩时,用吊线锤方法检测和控制导向架及桩管的垂直度。
②插管放砂袋:定位好后,在套管上用油漆画出控制标高的刻画线,即可开振动锤下插套管,开始时落锤要轻、缓,防止套管突然偏斜。
③拔管:拔管时先启动激振器,后提升套管,要连续缓慢地进行,中途不得放松吊绳,防止因套管下坠损坏砂袋,若套管起拔时砂袋跟着上吊,可将套管下放至原位,在套管内加少量水,帮助打开桩尖活辨。当砂袋带出长度大于0.4m时,要重新补打。
④整段袋装砂井和砂垫层施工完毕后,设计有沉降观测装置的,及时埋设沉降设备。
(4)施工操作工艺:
①袋子材料的选择根据排水要求,袋装砂井的编织袋应具有良好的透水性,袋内的砂不易漏失,根据设计要求,选择采用的聚丙烯编织袋,砂袋必须经过检测、合格后方可使用,砂袋具有足够的抗拉强度(容许抗拉强度应大于15kN/m),耐腐蚀,便于制作,对人员、环境无危害。砂袋装砂后渗透系数应不小于砂的渗透系数。
②袋尺寸及灌装砂袋直径为7cm,砂袋长度一次加工成比设计砂井长1m,采用人工装灌装,堆放待用;砂料按设计质量要求进行购买。
(5)施工注意事项和常见问题处理:
①定位要准确,砂井垂直度要好,以确保排水距离和理论计算一致。
②砂料含泥量要小于3%,以减少井阻效应。
③袋中的砂采用含水量不超过9%的砂,以免袋内砂干燥后,体积减少,造成袋装砂井缩短,与排水垫层不搭接等质量事故。
④聚丙烯编织袋,在施工时尽量避免太阳光长时间照射。
⑤袋装入口处的导管口装设滚轮,避免砂袋被挂破漏砂。
⑥施工中要经常检查桩尖与导管口的密封情况,避免导管内进泥太多,影响加固深度。
(6)质量保证措施:
①加强材料的管理与检验,按规定做好砂子质量和含泥量的控制,对砂袋物理力学性质和缝制尺寸要检查,不合格的坚决不用。
②打设套管前要认真检查套管长度、直径是否与设计相符,管内有无杂物,桩尖活门开启是否灵活、封闭是否良好。
③灌制的砂袋要饱满,袋口扎紧。检查外观有无裂缝,缩颈或鼓包现象。砂袋放至设计高程后,留在井外的长度不小于30cm,并贯入砂垫层中不得卧倒。
④施工中随时检查套管成孔位置,垂直度是否满足设计要求。施打时设专人观测套管的入土深度,桩机是否出现倾斜或位移,出现问题要及时更正。
⑤砂袋入井,防止砂袋发生扭转、缩颈、断裂和砂袋磨损。检查砂袋入井过程是否顺利,露出井外砂袋长度是否与理论值相符。
⑥拔管时注意垂直起吊,以防止带出或损坏砂袋。套管拔出后要检查砂袋的外露长度,砂袋入土深度是否满足设计要求,是否有跟套管上拔现象。一旦发现砂袋被带出或损坏,当带出长度大于40cm时,应在原孔边缘重打。对已施设的袋装砂井要及时向袋内补砂,每隔三天补一次,一般补2-3次。
⑦砂袋灌入砂后,露天堆放应有遮盖,切忌长时间暴晒,以免砂袋老化。
3、CFG桩施工
(1)CFG桩加固地基原理:CFG桩由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和量水搅拌成砼注入钻机成孔内,形成砼桩体并与天然地基形成复合地基。
(2)CFG桩施工工艺流程:清理场地填筑排水坡铺设第一层砂垫层测量放样机具定位钻机成孔压灌砼边提升钻杆边压灌砼成桩、养护检测桩头处理铺设第二次砂垫层。
(3)施工要点:
①设备进场。打桩机、搅拌机、材料进入现场,根据桩长、沉管入土深度确定机架高度,并进行设备组装。打桩机沉管表面应有进尺标记。
②机具移位。软基处理施工方案就位桩机就位必须水平、稳固、调整沉管与地面垂直,确保偏差
③沉管。启动振动器,使沉管在振动作用下下沉至设计标高,停机。沉管过程中需注意调整桩机的稳定,避免倾斜,做好电流变化记录,并对土层变化予以说明。
④投料。振动器关闭后,立即向管内投灌粉煤灰混凝土,直到混凝土与进料口齐平。混凝土严格按施工配合比拌和,搅拌不小于1分钟,并控制好混凝土的坍落度以及成桩后的浮浆厚度。
⑤拔管。启动马达,留振10~15s,然后边振动边拔管,拔管速度控制在0.8m/min左右,拔管速度要均匀,且每拔0.5~1.0m,停拔振动5~10秒,拔管过程中不允许反插。
⑥移机。沉管拔出并确认成桩符合设计与规范要求后,对桩头用粘土封顶,移机进行下一根桩的施工。
⑦检测CFG桩。施工完,桩体强度达到设计值后,由检测单位采用取芯法、低应变法进行检测。
⑧桩头处理。采用钢钎及风镐等工具凿除预留桩头至设计标高;凿桩头时,钢钎水平放置,禁止竖向劈凿桩头,以防破坏桩身质量,斜面(集水坑等坡面)按实际坡度剔除预留桩头。
(4)施工注意事项和常见问题处理:
①缩颈和断桩:拔管速率过快容易造成桩径偏小或缩颈断桩,严格控制拔管速率,拔管速率宜控制在0.8m/min左右,除启动留振5~10s外,拔管过程中不再留振,也不得反插。
②桩体强度降低:施工中对已成桩体的扰动、混凝土的塌落度均会造成桩体强度降低。10软基处理施工方案CFG桩采用隔桩跳打法施工,相邻桩施工应间隔7天,保证已完桩体达到一定强度,以减少施工扰动造成桩体破坏降低强度。
③CFG桩应穿透软土层,并进入持力层。施工桩顶标高高出设计桩顶标高不大于0.5米。检测合格后,桩头高出部分应进行凿除,接着进行桩帽施工。
④保证桩体垂直度,垂直度偏差不得大于1%,避免桩体倾斜降低承载效果。
(5)质量保证措施:①加强材料的管理与检验,做好混凝土原材料的质量控制,不合格材料的坚决不用。②严格按照施工顺序施工,采用隔桩跳打法施工,严禁顺序施工。③施工中随时检查套管成孔位置,垂直度是否满足设计要求。施打时设专人观测套管的入土深度,桩机是否出现倾斜或位移,出现问题要及时更正。④严格控制混凝土坍落度,灌注过程中控制好拔管速率。⑤做好桩体养护工作、保证桩体质量。