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【关键词】悬索桥大修;加固;施工方案
0.工程简介
石门涧人行悬索桥桥跨105m、桥宽2.5m、矢跨比1/11.2,93年建成交付后成为庐山石门涧景区的一景。本次大修加固工程是为了确保桥梁的长期安全性,对已严重腐蚀的主缆钢丝和无法检查的锚锭进行更换处理。
本次大修加固工程主要内容有:更换主索、锚锭、桥面板和人行栏杆,对大桥的基础、索塔、钢管主桁梁只做维修、除锈、刷漆和涂装。
1.总体施工方案
庐山石门涧悬索桥大修加固工程总体施工流程:施工准备岩锚、新索鞍、交换梁、锚座施工新主索、新锚索安装新索夹、新吊杆安装主桁梁除锈、刷漆桥面板预制旧索、旧吊杆拆除旧桥面板拆除、新桥面板安装旧栏杆拆除、新栏杆安装全桥线型调整交工验收。
2.分项工程施工方案
2.1新建预应力岩锚施工方案
预应力岩锚采用钻机钻孔,液压千斤顶张拉,张拉采用伸长量与张拉力双向控制。岩锚直径180mm,采用14根直径15.24mm无粘结钢绞线集束,其锚固段内锚头组数共为4组,每组锚头分布3-4根钢绞线。施工流程为锚杆孔测量放线、钻孔设备、钻机就位、钻进方式、钻进过程、孔径孔深、锚杆孔清理、锚杆孔检验、锚杆体制作及安装、锚固注浆、锚杆张拉。
2.2锚座、交换梁施工方案
全桥共有4个交换梁及锚座,锚索检查井采用C20混凝土,下设浆砌片石基础。锚座、交换梁采用C40混凝土,下设C20混凝土垫层。自落式砼搅拌机生产砼,人工手推车入仓,小型振动棒振捣。可先行施工离砼搅拌机较近的锚座,另一侧锚座通过旧桥桥面运输到位后入仓。施工时,必须严格按照锚具厂家要求埋入锚具预埋件后方可浇注交换梁入锚座砼。主缆索锚具及配件选用法尔胜公司生产的FASTEN250Ф15-19,全桥共计4套。混凝土施工应避开下雨时段进行,浇筑完成后应及时进行养护。
2.3新加高索鞍施工方案
新加高索鞍施工采用支架施工法。即搭设钢管支架至塔顶,在塔顶形成施工平台,进行索鞍的加高施工。
施工时先将新老混凝土结合表面凿毛,凿毛深度为5-6mm,新加高索鞍钢筋安装,应先在原有盖梁顶面进行植筋,植筋钻孔直径比所植钢筋直径大4mm,深度为200mm。新植钢筋与构建钢筋焊接时,其焊点距基材混凝土表面应大于15d,且应采用冰水浸渍的湿毛巾包裹植筋外露部分的根部。在索鞍两端,转向器正上方2cm处预留一个Ф7mm高强钢丝圆环用来与索夹防滑钢丝搭接。
模板采用小型钢模,确保结构尺寸与外观质量。索鞍混凝土标号为C40,采用人工提升到塔顶,人工灌注入仓,小型振动棒振捣。
为防止旧主索拆除时主塔受力的不均匀状态出现,暂时不让砼封闭固结旧主索,方便拆旧主索时旧索能在旧索鞍上滑动,对主塔不产生偏向水平力。因此浇筑新索鞍时将旧主索与砼隔开,在旧主索拆除后再用等标号砼堵塞。
2.4主索更换施工方案
主索的更换采用在原有主索同一水平面两个索夹处铺设钢管并与索夹连接牢靠,在钢管上铺设竹排架通过特制钢凳规整并架设主索的施工方法。新索运至搭设的竹排架上,由牵引器和牵引绳先由桥中向两端展开牵引到主塔,再牵引到锚座交换梁处。新索采用单根钢绞线牵引,待单根主索钢绞线牵引全部完成后,再进行排束、归整而安装索夹和索夹防滑拉杆。为保证新索体系转换时的受力均匀,应在两个塔顶设置一定的预留索量便于调索。
新索的下料长度应根据设计计算的无应力状态下的跨中、塔顶、及岩锚交换梁新索锚点的位置精确定位,考虑原桥塔顶已存在一定偏位和锚索角度与原设计不全吻合的情况,必要时可通过交换梁上锚固处对新索进行张拉,以调整塔、索的位移。
新索架设工作的全过程必须在厂家指导监督下进行。新索由离开直到架设完毕必须有专人负责全程运送、保护、监督,对钢绞线外层的PE套不得损坏。
旧索拆除要待新索完成受力转换后方可进行。
2.5吊杆、索夹更换施工方案
主索安装定位完成后进行吊索、索夹安装,吊索、索夹全桥共计68副。所有索夹、吊杆、螺母、防滑钢丝均应热镀锌处理。索夹安装时应垫一层软质橡胶片,使钢绞线的PE护套不致被夹坏。
新吊杆与新索夹的安装也在满铺支架上进行。必须严格按照设计的要求进行安装。索夹安装时先由跨中向两端逐段归并整理成正六角形集束,其中上层中间位留作防滑牵引拉杆用,用索夹和不锈钢窄夹片夹紧成型,真至通过索鞍到岩锚交换梁处锚固牢靠,索夹安装时应先确定中跨中点和边跨靠近主塔第一个索夹的位置。根据设计提供的各索夹中心在主缆无应力状态下的线性长度直接用钢尺丈量做好标识,最后利用全站仪复核各点坐标。安装索夹时采用电动扭矩扳手拧紧索夹螺栓。索夹螺栓采用高强度螺栓,高强度螺栓的拧紧应分初拧和终拧。
安装新吊杆时,通过下吊点上螺帽进行调整吊杆受力,吊杆调整时采用电动搬手,待新吊杆受力均匀后,再由跨中向两端对称逐根卸除老吊杆。如此时桥面主梁标高与设计标高相差太多时,则应将主桁架接头焊缝解除后再进行主梁设计标高调整,具体焊缝解除部位根据施工现场实际情况而定完成后再焊接恢复。
旧吊杆、旧索夹拆除可与旧主索拆除一并进行,先拆除吊杆与主桁梁的联接,把主索分段拆除后,搬离桥面,分解,运送出场。
2.6其他维修加固项目施工方案
人行道桥面板全桥共有:1、2号板各101块,1a号板2块。采用一次压花纹成型。在预制1号板时,在其两端中间现浇20×20cm方形立柱底座,高6cm,以便预埋钢板,使栏杆立柱能牢靠的焊接在预埋钢板上,主筋必须置于底部,不得倒置。
人行道桥面板采用集中预制,人工抬运至桥位安装的施工方法。面板采用C40混凝土,结合主桥拆铺进度要求,投入预制钢模为10套,当预制板混凝土强度达到设计强度的75%时,方可起吊拆模。桥面板由两端向跨中对称进行,每拆一块旧桥面板,即安装一块新桥面板,以减少主梁的变形。人行道板铺设完成后进行调整,应铺设平稳、板面平整,无明显损伤、排列均匀,人行道板相邻高差不大于3mm,板与板之间预留2cm伸缩缝。
人行道栏杆横杆采用Ф38×3.0mm钢管,主立柱采用Ф50×3.5mm钢管,立柱采用Ф25×2.5mm钢管,横杆采用Ф38×3.0mm钢管,扶手采用Ф50×3.5mm钢管。所有钢管在工厂喷砂除锈、镀锌防腐。钢管主立柱与预埋在人行道面板上的M-1钢板焊接牢靠。栏杆扶手调整应水平成一线,平直,扶手在10m长度范围内,矢度不大于10mm。栏杆平直,无弯曲现象,焊接处要平顺。每30米检查一处。
主桁梁除锈刷漆施工采用桥面吊挂钢梯和木板脚手架,在主桁梁下方形成施工作业平台进行施工。
2.7监测监控方案
本项项目的监测主要是测量监测,由设计及监控单位提供具体数据及施工方案。监测包括两个方面,一是对施工过程中的关键工序进行实时跟踪监测,确保关键施工的安全、可靠和施工质量;二是阶段性状态监测,当施工到某一相对稳定的状态时,测试结构的线型、变位、应力状态和动力特性。针对该桥的特殊性,建议进行结构的线型、变位、应力状态和动力特性的监测。
对本项目进行对比施工模型计算和阶段性监测的实测值,分析偏差原因,利用模型段的实测参数和动力特性的测试分析参数,并考虑环境作用的影响,对下一步施工的结构变形和应力状态进行预测,确定下一阶段的调整量。
【关键词】高层建筑;施工技术;管理措施
引言
随着我国社会经济的蓬勃发展,人民生活水平的提高,建筑科学和建筑技术也有了高速发展。尤其在城市建设中,随着地皮的紧缺及充分发挥土地的综合利用率,高层建筑日益成为城市建设的主体。高层建筑的资金投入相对多,施工周期长,且混凝土浇筑量大,工程质量及施工安全等方面有它的特殊性,只有搞好高层建筑工程施工的技术管理,才能控制工程的施工质量、进度、成本、安全。
1 工程概况
某大厦工程为框剪结构,Ⅵ度抗震设防,静压预制方桩基础,地下一层,层高4.5m,地上23层,层高3m,屋面设计标高73.5.0m,电梯机房上部设有检修房,检修层屋面设计标高为77.0m,为本工程的最高部位。
2 施工方案
施工方案的优化选择直接关系到工程的进度、质量和成本控制及保证安全生产,因而施工方案的确定是施工技术管理的重点。要准确确定高层建筑的施工方案,必须对工程特点及周边环境、施工进度、质量标准等进行全方位的了解,并在施工过程中不断地总结经验,勤思考、善突破,多构思几套施工方案,加以比较,优化实施。
2.1 静压预制方桩方案的选择及施工措施
2.1.1 该工程的水文地质情况
该工程地质属于Ⅱ级冲积阶地地貌,周围地形平坦,建筑±0.000标高与场地基本一致,无低洼和陡坎。根据勘探单位提供的《岩土工程详细勘察报告》持力层在砂砾层,层面埋深10.50~12.00m。
2.1.2 静压预制桩方案的选择
根据工程地质和水文的特点及设计持力层层面埋深,压桩施工前应先试桩,确定桩长,一定要考虑到各个部位不同的土方开挖标高,比如电梯井基础承台底的标高,并要考虑到桩身的设计有效长度(本工程4m),确定桩长既要保证桩身的有效高度,又要避免土方开挖后过长截桩,造成经济损失和结构补强。该工程由于场地回填平整、压实,保证桩机正常行走施工。
预制静压桩方案的选择时,根据周边环境的情况,着重考虑压桩过程产生的土层挤密效应,对场地周围旧建筑物的影响,所以在确定沉桩顺序时,选择先从临近旧建筑物的开始压桩再向中间部位进行压桩,从而减少土挤压后在旧建筑物的基础部位起拱,同时选择沉桩过程按先深后浅,先密后疏,先长后短的原则,并考虑施工顺序上的衔接及进度进行沉桩顺序安排。施工过程对周围的旧建筑物进行同步沉降观测,该工程没有发现任何不良影响,达到预想的效果。
2.2 土方开挖方案的选择及施工措施
工程土质5m以上为较好的粘土层,地下水位在6m以下,地表水很少等特点和周边环境的情况,确定基础边的放坡系数,分层选用了大小挖掘机进行开挖,承台及其基础梁采用小型挖土机开挖,其余土方采用大的履带式反铲机开挖,先用大的履带式反铲机开挖至一4.4m,再用小型挖土机械开挖承台及基础梁基坑基槽。注意防止机械碰撞工程桩,机械开挖深度应以保留300mm用人工修整。
桩间土比较规整,采用小反铲挖掘机配合人工挖土,这样与单纯的人工挖土相比,可以提高工效。
劳务队利用了CFG桩的布置方位,特制了50cm的挖斗,达到了提高工效的目的。实践证明,该工程采用了上述方案后,开挖土方8900m3,破桩120l根(约166m),工期共计9d,投入机械台班31个,劳力405个工日,而预算需投入机械台班41个,劳力996个工日,节约工程成本约2.03万元。
2.3 卸料平台搭设方案选择及施工措施
①按自成受力体系进行设计计算并绘制详细的施工图;②卸料平台搭设时禁止与外脚手架连接,平台板应固定牢固;③卸料平台相关焊接件必须满足焊接工艺要求:④卸料平台钢丝绳调正后松紧一致受力均匀,平台的外部可稍高20~30mm;⑤临边防护栏杆和挡脚板应油漆成醒目的红白相间色;⑥栏杆柱与卸料平台底座固定牢固,栏杆立面采用钢板网封闭。
经设计计算,该工程的卸料平台宽度为2.3m,采用两根16号槽钢作挑梁,伸入室内3m,外挑3m,用7根10号槽钢作次梁,间距0.5m,距挑梁外端部250mn,和中部用16号钢丝绳斜向上拉固定,平台面铺厚2mm钢板点焊固定,采用φ48x3.5钢管作为平台栏杆,用钢管扣件连接,栏杆高度1200mm,栏杆立面采用钢板网封闭,并详细地进行了位置的布置,全方位的满足了施工需要及施工安全要求。
2.4 支模方案的选择及施工措施
根据工程的特点和项目材料供应等情况考虑,经方案设计核算,核算过程主要考虑地下室及截面尺寸有代表性的梁、柱、板、墙;本工程采用的支模方案选择为:柱侧模墙模梁侧梁底模楼板底模均采用18mm厚胶合板柱压枋墙板隔栅及压方采用宽×高为60×80mm杉木枋子;柱子、墙板搁栅间距为300mm,墙板双钢管压杆间距为600mm。墙板采用M18对拉螺栓及26型3型扣件、间距双向600mm。楼板搁栅间距35mm檩条间距1000mm。
⑴500×500mm柱子,每边三跟压枋,间距250mm,''钢管柱箍间距500mm,中间留设混凝土浇筑孔,柱底留清理孔。断面1000×1000mm柱子,每边五根压枋,间距250mm,钢管柱箍间距500mm,中间加M16对拉螺栓及26型3型扣件。
⑵梁断面的侧模竖向压枋间距400mm,斜撑间距400mm,梁侧上下各设一根纵向压枋;梁断面的侧模竖向压枋间距400mm,斜撑间距400mm,梁侧上下各设一根纵向压枋;梁底搁栅用钢管或采用宽×高为60×80mm杉木枋子,间距400mm;粱截回不大于400×1200mm时,梁底搁栅采用钢管间距200mm或采用宽x高为60×100mm杉木枋子,间距300mm杉木枋子,间距300mm;粱断面的侧模竖向压枋间距400mm,斜撑间距400mm,粱侧上中下各设一根纵向压枋,并在梁中采用M14对拉螺栓加26型3型扣件拉结。梁支撑用钢管搭设双排钢管排架,排拒不大于1000mm,纵向间距不大于800mm;设三步,架不高小于1.6m,梁排架与板排架连成满堂脚手架整体,并设剪刀撑。
⑶控制墙体的截面尺寸采取的措施:在暗柱箍筋上或墙体水平筋上点焊12mm的钢筋,钢筋长度比墙厚小2mm,其布置方法为;竖向根部距地面15~20cm处(即第一道箍筋处),顶部位于最顶一道、、筋处,每块大模板水平方向只需焊接3根(即两端与中间部位)。这样,经过加固确保了剪力墙的几何尺寸。
2.5 外脚手驾方案及施工措施
①高层建筑的脚手架应经充分计算,根据工程的特点和施工工艺编制的脚手驾方案应附计算书。②立杆要落到实处,底部固定牢固,支座稳固。③驾体与建筑物机构拉结;当搭设高度大于24m小于50m时,拉结件的间距三步三跨,采用刚性拉结。当搭设高度大于50m时,拉结件的间距二步三跨刚性拉接。④脚手驾与防护栏杆;脚手驾首层及施工作业层应满铺脚手板,施工层如下每隔10m封闭一道脚手板,其余各层应拉设安全平网。⑤材质;钢管Q235(3#钢)钢材,外径48mm,内径35mm,焊接钢管、扣件采用可锻铁。要求按进场的钢管按批次批量进行检测。
2.6 工程垂直度及轴线的控制
控制垂直度和轴线的控制是保证高层建筑施工关键的环节之一 ,鉴于高层建筑的特点采用内控法,进行分段投测,可以缩短测程,减少风力、温度对测量的干扰,其精度大为提高。用钢垂球逐层向上投点放样,同时每隔3~5层用光学垂准仪复核,不仅节省时间、提高工效,实现半天放样一层的速度,且精度得到保证。
⑴首层控制网的建立及校核。根据工程的平面布置形式选择不同形状的控制网,由选定控制点组成垂直度控制网,取平行于建筑物柱列轴线或剪力墙中轴线,与轴线距离取为1m作为控制线,控制线的交点即为控制点;首层控制网建立后,应进行控制校核,网边长用一把专用50m钢卷尺丈量,所有角度均用J2光学经纬仪施测,复核后的首层控制网作为施工全过程垂直度控制及放样的依据。
(2)控制点分段确定及在各楼层投测为缩短投测距离,防止误差积累,并减少施工环境(风力、温度)的影响,采取分段控测、分段投点的方式,比如我们在施工该高层住宅楼第l~15层作为第一段,第16~26层作为第二段,当施工至16层时,在同一位置控制点传递孔两侧预埋直径12钢筋,蒋首层控制网点位用光学经纬仪准确投至16层楼面,并进行校核(方法同首层网)。确定定位准确无误后,将200mm×200mm×l0mm钢板焊在预埋钢筋上,并凿出新的控制点,作为第16~26层各层垂直控制及放样依据。为适应施工进度,克服光学垂准以操作缓慢的缺点,控制点在各段楼层上的投测采用钢垂球逐层向上投点放样,每3~5层用光学垂准仪校核。
(3)利用该层楼面控制网进行楼层施工放样,如果控制网是矩形的根据各楼层控制网用常规方法进行施工放样;如果控制网是弧形的,利用原有控制点,准确地定出各轴线交叉点,利用三角函数的关系,求得轴线交叉点相对于控制点的极座标值。
(4)为使墙柱位置、垂直度控制在规范允许偏差范围内,采用模板轴线“双控法”来确保墙、柱模板垂直度。除用距柱墙边线50cm弹出墙柱模板定位控制线及墙柱转角延长线,用以控制墙柱模板安装位置准确外,在梁板模板安装完毕后,根据各控制网线再进行一次投点,将模板控制点位控制线引测到梁模板板面,检查控制模板的偏移和外墙柱、梁边缘尺寸,结合墙柱模板垂直度检查,将误差控制在浇筑混凝土之前。
【关键词】高层建筑施工;技术特点;管理措施
中图分类号: TU74 文献标识码: A 文章编号:
随着我国社会经济的蓬勃发展,建筑科学和建筑技术也有了高速发展。尤其在城市,随着地皮的紧缺及充分发挥上地的综合利用率,高层建筑 日益成为城市建设的主体。高层建筑的资金投入相对多,施工周期长,且混凝土浇筑量大, 工程质量及施工安全等方面有它的特殊性,只有搞好高层建筑工程施工的技术管理,才能控制工程的施工质量、进度、 成本、安全。现就具体工程结合在施工实践对几个关键工序及重点分部分项工程的施工方案的优化选择及施工措施作阐述 。
(一 )工程实例
某高层职工住宅楼工程概括:该工程为框剪结构,六度抗震设防,静压预制方桩基础,地下一层,层高4 m,地上26层,层高3 m,屋面设计标高75.0m,电梯机房上部设有检修层,检修层屋面设计标高为82.30m,为本工程的最高部位。
(二)施工方案
施工方案的优化选择直接关系到工程的进度、质量和成本控制及保证安全生产,因而施工方案的确定是施工技术管理的重点。要准确确定高层建筑的施工方案,必须对工程特点及周边环境、施工进度、质量标准等进行全方位的了解, 并在施工过程中不断地总结经验,勤思考、善突破,多构思几套施工方案,加以比较,优化实施
1.静压预制方桩方案的选择及施工措施。 (1)该工程的地质和水文情况。该工程场地南面有一栋一层平房和两层楼房尚未拆除,地质属于II级冲积阶地地貌,周围地形平坦, 建筑±0.000标高与场地基本一致,无低洼和陡坎。根据勘探单位提供的 《岩土工程详细勘察报告》持力层在圆砾层,层面埋深10.50~12.00m。(2)静压预制桩方案的选择。根据工程地质和水文的特点及设计持力层层埋深,压桩施工前应先试桩,确定桩长,一定要考虑间隔位不同的土方开挖标高,比如电梯井基础承台底的标高, 则考虑到桩身的设计有效长度 (本工程施工时事先没有孝虑到这一点后来这部位截桩长度达到3~4 m),确定桩 长既要保证桩身的有效长度,又要避免土方开挖后过长截桩,造成经济损失和结构补强。该工程由于场地内原有建筑的旧基础尚未清除,为了避免沉桩时桩遇旧基础造成偏桩、断桩现象,在沉桩施工前先将旧基础清除干净,并将场地回填平整、压实,保证桩机正常行走施工。
预制静压桩方案的选择时,根据周边环境的情况,着重考虑压桩过程产生的土层挤密效应,对场地周围旧建筑物的影响,所以在确定沉桩顺序时,选择先从临近旧建筑物的开始压桩再向中间部位进行压桩,从而减少土挤压后在旧建筑物的基础部位起拱,同时选择沉桩过程按先深后浅,先密后疏,先长后短的原则,并考虑施工顺序上的衔接及进度进行沉桩顺序安排。施工过程对周围的旧建筑物进行同步沉降观测,该工程没有发现任何不良影响,达到预想的效果。
2.土方开挖方案的选择及施工措施。工程土质5m以上为较好的粘土层,地下水位在6m以下,地表水很少等特点和周边环境的情况,确定基坑边的放坡系数,分层选用了大小挖掘机进行开挖,承台及其基础梁采用小型挖土机开挖,其余土方采用大的履带式反铲机开挖,先用大的履带式反铲机开挖至一4.4m,再用小型挖土机械开挖承台及基础梁基坑基槽。 注意防止机械碰撞工程桩。机械开挖深度应以保留300ram用人工修整。
桩间土比较规整,采用小反铲挖掘机配合人工挖土,这 样与单纯的人工挖土相比,可以提高工效;
劳务队利用了CFG桩的布置方位,特制了50 cm的挖斗, 达到了提高工效的目的。实践证明,该工程采用了上述方案后,开挖土方8900 m³ ,破桩1201根(约166 m),工期共计9 d, 投入机械台班31个,劳力405个工日,而预算需投入机械台班41个,劳力996个工日,节约工程成本约2.03万元。
3.卸料平台搭设方案选择及施工措施。 (1)按自成受力体系进行设计计算并绘制详细的施工图; (2)卸料平台搭设时禁止 与外脚手架连接,平台板应固定牢固; (3)卸料平台相关 接件必须满足焊接工艺要求;(4)卸料平台钢丝绳调正后松紧应受力均匀,平台的外部可稍高20~30mm;(5)临边防护 挡脚板应油漆成醒 目的红白相间色;(6)栏杆柱与卸料平台底座固定牢固,栏杆立面采用钢板网封闭。
经设计计算,该工程的卸料平台宽度为2.3 m,采用两根16号槽钢作挑梁,伸人室内3 m,外挑3 m,用七根10号槽钢作次粱,间距0.5 m,距挑粱外端部250mm和中部用l6号钢丝绳斜 向上拉固定,平台面铺厚2mm钢板点焊固定,采用 48×3.5钢管作为平台栏杆,用钢管扣件连接,栏杆高度1200mm, 栏杆立面采用钢板网封闭,并详细地进行了位置的布置,全方位地满足了施工需要及施工安全要求。
4.支模方案的选择及施工措施。根据工程的特点和项目材料供应等情况考虑,经方案设计核算,核算过程主要考虑地下室及截面尺寸有代表性的梁、柱、板、墙;本工程采用的支模方案选择为:柱侧模墙模梁侧梁底模楼板底模均采用18ram厚胶合板柱压枋墙板格栅及压方采用宽×高 为60×80ram杉木枋子:柱子、墙板用钢管做压条并加对拉螺栓拉结固定。墙板格栅间距为300mm,墙板双钢管压杆间距为600ram墙板采用M18对拉螺栓及26型3型扣件、间距双向600ram。楼板格栅问距350mm,檩条间距lO00mm。(1)500×500mm柱子, 每边三根压枋,间距250mm,钢管柱箍间距500mm,中间留设砼浇灌孔,柱底留清理孔。断面1000×lO00mm柱子,每边五根压枋,间距250mm,钢管柱箍间距5o0m,中间加 M16对拉螺栓及26型3型扣件。(2)梁断面的侧模竖向压枋间距400mm斜撑间距400mm,梁侧上下各设一根纵向压枋:梁底胶合板直接搁置在梁底格栅上,300×800mm梁底格栅用钢管或采用宽×高为60×80mm杉木枋子,间距400mm;梁截面不大于400×1200mm时,梁底格栅采用钢管间距200mm或采用宽×高为60×L00mm杉木枋子,间距300mm:梁断面的侧模竖向压枋间距400mm,斜撑间距400mm,梁侧上中下各设一根纵向压枋,并在梁中采用M14对拉螺栓加26型3型扣件拉结。梁支撑用钢管搭设双排钢管排架,排距不大于lO00mm,纵向间距不大于800mm设三步,架步高小于1.6 m,梁排架与板排架连成满堂脚手架整体,并设剪刀撑 。(3)控制墙体的截面尺寸采取的措施: 在暗柱箍筋上或墙体水平筋上点焊 1 2 mm的钢筋,钢筋长度比墙厚小2 mm,其布置方法为:竖向根部距地面15~20 cm处(即第一道箍筋处),顶部位于最顶一道箍筋处,每块大模板水平方向只需焊接3根(既两端与中间部位)。这样,经过加固确保了剪力墙的几何尺寸。
5.外脚手架方案及施工措施。 (1)高层建筑的脚手架应经充分计算,根据工程的特点和施工工艺编制的脚手架方案应附计算书。 (2)立杆要落到实处,底部固定牢固,支座稳固。(3)架体与建筑物结构拉结:当搭设高度大于24 m小于50 m时,拉结件的间距三步三跨,采用刚性拉结。当搭设高度大于50 m时,拉结件的间距二步三跨刚性拉接。(4)脚手架与防护栏杆:脚手架首层及施工作业层应满铺脚手板,施工层如下每隔10 m封闭一道脚手板,其余各层应拉设安全平网。(5)材质:钢管Q235(3#钢)钢材,外径48mm,内径35mm焊接钢管、扣件采用可锻铸铁。要求按进场的钢管按批次批量进行检测。
6.工程垂直度及轴线的控制 。控制垂直度和轴线的控制是保证高层建筑施工关键的环节之一,鉴于高层建筑的特点采用内控法,进行分段投测,可以缩短测程,减少风力、温度对测量的干扰,其精度大为提高。用钢垂球逐层向上投点放样,同时每隔3~5层用光学垂准仪复核,不仅节省时间、提高工效,实现半天放样一层的速度,且精度得到保证。(1首层控制网的建立及校核。根据工程的平面布置形式选择不同形状的控制网,由选定控制点组成垂直度控制网,取平行于建筑物柱列轴线或剪力墙中轴线,与轴线距离取为l作为控制线,控制线的交点即为控制点;首层控制网建立后应进行控制网校核,网边长用一把专用50m钢卷尺丈量,所有角度均用J2光学经纬仪施测,复核后的首层控制网作为施工全过程垂直度控制及放样的依据。 (2)控制点分段确定及在各楼层投测为缩短投测距离,防止误差积累,并减少施工环境 (风力、温度)的影响,采取分段控测、分段投点的方式, 比如我们在施工该高层住宅楼将第1~15层作为第一段,第16~26层作为第二段 。当施工至l6层时,在同一位置控制点传递孔两侧预埋直径12钢筋,将首层控制网点位用光学经纬仪准确投至l6层楼面,并进行校核(方法同首层网)。确定定位准确无误后,将200mm×200mm×l0mm钢板焊在预埋钢筋上并凿出新的控制点,作为第16~26层各层垂直控制及放样依据。为适应施工进度,克服光学垂准仪操作缓慢的缺点,控制点在各段楼层上的投测采用钢垂球逐层向上投点放样,每3~5层用光学垂准仪校核。 (3)利用该层楼面控制网进行楼层施工放样,如果控制网是矩形的根据各楼层控制网用常规方法进行施工放样;如果控制网是弧形的,利用原有控制点准确地定出各轴线交叉点,利用三角函数关系,求得轴线交叉点相对于控制点的极座标值。 (4)为使墙柱位置、垂直度控制在规范允许偏差范围内,采用模板轴线 “双控法”来确保墙、柱模板垂直度。除用距柱墙边线50cm弹出墙柱模板定位控制线及墙柱转角延长线,用以控制墙柱模板安装位置准确外,在粱板模板安装完毕后,根据各控制网线再进行一次投点,将模板控制点位控制线引测到梁板模板面,检查控制模板的偏移和外墙柱、梁边缘尺寸,结合墙柱模板垂直度检查,将误差控制在浇筑混凝土之前。
关键词:建筑工程;深基坑;施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
一般来说,深基坑定义为:底面积在27平方米以内(不是20),且底长边小于三倍短边,开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。(反之则为浅基坑)。为确保房屋建筑基础及地下室的正常施工和周围建筑物、地下管线不受损害,需对地面以下开挖的土体所进行的一系列勘察、设计、施工和检测等工作,统称为深基坑工程。
二、房屋建筑工程深基坑的特点
深基坑施工的综合性比较强,不但涉及了结构力学,同时还要考虑水文等因素,计算过程比较复杂。深基坑工程的支护体系既要涉及到较深的土方开挖,保证基坑相邻建筑物和地下管线的安全及正常使用,又要有阻断地下水向基坑内渗流、保证基坑内施工作业面干燥的功能。因此,深基坑工程的支护体系常由两部分组成:一部分为支护结构,常在基础打设连续密排的灌注桩、预制桩或钢板桩挡土,当土质较软、基坑深度较大而对变形限制严格时,还应对支护桩设置水平支撑或拉锚;另一部分为止水体系,常采用连续密排的水泥搅拌桩、高压旋喷桩等形成阻断地下水向坑内流动的隔水帷幕。深基坑工程一般具有以下特点:
深基坑的支护系统属于临时性的 ,安全很难得到保障。
(2)深基坑工程具有很强的区域性、很强的针对性,必须因地制宜。
(3)深基坑的施工的综合性较强,既涉及结构力学问题,又涉及水文等问题,计算过程比较复杂。
(4)深基坑的深度和平面形状、土体是蠕变体等使得深基坑工程具有较强的时空效应。
(5)深基坑工程是涉及支护体系设计、土方开挖、检测、监测等信息化施工的系统工程。
(6)深基坑的开挖对相邻建筑物的影响较大。
三、高层建筑的深基坑处理技术
a施工前的准备工作
(1)图纸会审。接受施工图后,应及时组织有关技术人员熟悉及会审图纸,根据图纸情况和合同要求,尽快与业主、协作单位取得联系,进行项目划分工作,明确各自工作范围。同时将图纸上的问题及合理化建议提交给业主、工程监理及设计部门共同协商,争取将重大工程变更洽商集中在施工全完成或大部分完成。
(2)通过编制施工质量计划、施工质量策划,明确质量目标,分析质量目标可能无法完成的各种影响因素,针对这些影响因素制定有效的预防措施,防范于未然。
(3)施工方案编制中 ,所有参加施工的管理人员应充分发表自己的意见,只有那些在全员集思广益,反复探讨而得到的施工方案,才能是最科学合理、最切合实际的优秀施工方案。
b深基坑开挖的注意事项及方法
深基坑的开挖宜选择分段、分层的方法进行开挖,分层开挖的土方厚度应在2m之内。深基坑开挖时应按照施工方案的部署进行施工,以免乱挖造成支护系统的受力不均匀。
测量放线人员应随时对开挖深度和位置进行监测,以免工作中出现开挖挖过基坑底标高,造成超挖的现象。超挖既浪费了人工、进度、成本,又对后续的排水工作很不利。
每一段落的基坑土方开挖,都应在支护系统前均保留一定的被动土,在基坑土方开挖施工完成后再挖这些被动土,只有这样才能减少荷载的积累和基坑支护系统的变形。为了确保深基坑底部土体的自然结构、避免坑底超挖,深基坑挖至设计底标高200mm时宜选择人工进行开挖。大面积开挖时,应统一生产力进行开挖,挖好一段后应立即对这一段铺设垫层,这样施工的目的,是为了减少基坑底部土壤的的暴露时间,确保基坑的稳定。
c降排水方法
(1)根据地质勘探报告和先期的实地考察,在深基坑的开挖前期以明排水为为主要排水方式进行集中排放;在深基坑的开挖后期应配合以坑底“轻型井点降水”措施,尽量在坑底基本无水的情况下进行作业。(2)深基坑土方工程施工时,虽然有止水防渗措施,但在所难免会出现坑壁渗水的现象,可采取“堵”和“疏”的方法进行控制。当深基坑坑壁的渗水较小时,可以用干海绵、导流管将渗水排入排水坑。当深基坑坑壁的渗水较大时,应将该处的土体进行暂时保留,再进行压实,然后使用注浆的办法将渗漏部位封住。
四、施工安全技术措施
(1)土方开挖前 ,应会同甲方有关人员对施工区域内的地下管道、电缆、光缆等地下设施进行确认,以便在施工时采取相应的防护措施。
(2)根据地质勘察报告,如果工程的土质较好,在基坑开挖时可不考虑边坡支护。若土质情况不好,应采用边坡支护。
(3)根据定位测量给出的轴线点,确定基坑的挖土施工范围,按一定的施工顺序进行分层开挖,土方及时运出,不得在基坑周围堆土。
(4)挖土前,先会同甲方确定给水管道的具置、走向、埋深,以便挖土时能够有效控制,避免导致给水管道爆裂,造成严重的施工事故。在具体施工时,应在给水管道周围预留部分土方,由人工清理,直至给水管道露出。
(5)施工时,新建建筑物边线与原有建筑物较低时,应在施工过程中应严格观察土方的稳定情况。采取必要的防护措施,防止因土方坍塌造成原有建筑物地面下沉。在施工时,应准备草带子、石头、砖等物品,对该处边坡进行相应的加固防护,确保工程顺利施工。
(6)在基坑四周严禁堆放任何物品,施工车辆严禁靠近。
(7)基坑四周必须设置安全防护栏杆,安全防护栏杆应由上、下两道横杆组成,宜采用上横杆高度具地面1.2m,下横杆高度距地面0.5m,并加安全围网。安全防护栏杆宜采用Φ4 8mm钢管 , 防护栏杆立 柱应埋入地下500mm,确保防护栏杆的稳定性。
(8)夜间安全防护栏杆四周应设置安全照明。
(9)施工人员上、下基坑应走安全通道,安全通道搭设应规范。
(10)进入施工区域的施工人员应戴好安全帽。
(11)做好基坑周围的排水工作,防止基坑因雨水浸泡造成坍方。
【关键词】施工测量;钻孔灌注桩;缩孔;水上平台;拱圈;拱上填料
1.引言
拱桥造型美观,发展时间较早,历史悠久,应用广泛,适用性较强,使用材料广泛,工艺成熟,本人就南京市浦口区津浦大桥的监理过程中获得的心得与大家交流,希望能对大家以后的工作和学习能有所帮助。拱桥在桥梁设计中应用广泛,拱桥的主要受力结构是主拱圈。钢筋混凝土拱桥主要适用于中小跨径的桥梁。
2.工程概述
南京市浦口区津浦大桥工程位于浦口公园北侧,走向为东西向。在该工程中有一座九跨拱桥,每跨拱桥分布为12.9-15.3m不等,从边跨至中跨对称布置,桥梁总长为110.3m,需跨越河流一座。基础为钻孔灌注桩,桥墩为钢筋混凝土薄壁墩,桥台为u形桥台,桥跨结构为钢筋混凝土结构,拱的受力图式为无铰拱,按行车道位置不同,本桥为上承式桥。拱腹填料为级配碎石混合料,填料层以上按照道路结构层设计,30cm 12%石灰土底基层+20cm二灰碎石+15cm沥青混凝土面层,侧墙为钢筋混凝土结构。
3.监理部的前期准备工作
(1)监理部在施工前应派驻具有同类工程工作经验的总监理工程师/代表。(2)审核施工组织设计的可行性,尤其是主体施工方案的可行性。(3)组织监理部人员熟悉图纸,参加设计技术交底。。(4)组织监理人员熟悉施工图纸标明的主体施工工艺流程(一般设计单位会提出),编制监理细则。
4.施工测量监理控制要点
4.1桥梁平面控制网的布设
桥梁平面测量控制以桥轴线控制为主,并保证全桥与线路连接的整体性,同时为桥梁桩基及墩台定位提供测量控制点。为确保轴线长度及桥桩、墩位的精度,必须布设专用控制网。要求施工测量控制点布设满足的要求如:(1)图形应尽量简单,估算出来的未知参数的矩阵元素应尽量减小,并能用这些数据以足够的精度用前方交汇方法进行放样。(2)控制网一般要求布设成三角网或边角网,其边长应与河流的宽度匹配。(3)为使桥轴线与控制网紧密联系,在布设控制网时应将河流两岸轴线上的两个点作为主要控制点。(4)所有控制点应便于观测和保存。(5)为使施工放样时计算方便,桥梁控制网常采用独立的坐标系统,其坐标轴采用平行或垂直于桥轴线方向,坐标原点在工地以外的西南角上。这样场地范围内点的坐标都是正值。桥轴线上两点间的长度可以方便由坐标差求得。
4.2高程控制测量
高程控制测量需建立高程控制网,高程控制网的主要形式是水准网,根据桥长的不同采用不同的水准等级。
桥梁高程控制点由基本水准点组成,应选择在地质条件好及地基稳定处。背景工程在正桥两岸桥头附近均设置基本水准点,为了方便桥墩高程放样测量,在距基本水准点较远处增设施工水准点。
4.3桥梁竣工后应进行竣工测量
测量项目主要有:测定桥梁中线;丈量墩台各部位尺寸;检查桥面高程。
5.中粗砂地质水下钻孔桩施工监理控制要点
拱桥基础的型式有刚性基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙等。钻孔灌注桩基础是应用最广泛的基础之一,且其施工方法比较成熟,但在特殊地基下的施工仍有很大的难度。南京市浦口区津浦大桥地质条件以中粗砂为主,施工环境为水上施工,针对背景工程特点总结监理控制要点如下:
5.1要求施工方做好以下施工准备工作:
(1)要求施工方水上平台的搭设要稳固,桩机就位要平稳。(2)要求施工方合理安排泥浆池,背景工程以埋入水下的护筒设置为临时泥浆池,监理部要求泥浆池的容量满足施工需要,要求施工方埋设护筒以深入基底不漏浆为宜。(3)要求施工方钻孔机械进场要及时报验,对动力不足的机械不能在工程中投入使用。(4)要求施工方对周边环境进行调研,根据周边建筑情况,尽可能的降低水位,这样有利于施工平台的搭设及墩台混凝土的浇筑,从而降低施工难度。
5.2缩孔的施工质量控制
要求施工方在施工前编制钻孔灌注桩通病防治方案并经监理部审批,在方案中要求施工方针对本工程的特点重点在缩孔的环节上采取针对性措施。众所周知,在中粗砂地基上进行钻孔灌注桩施工极易造成缩孔,在施工过程中如何防止缩孔,减少施工偏差,是背景工程钻孔灌注桩施工质量关键控制点,在监理过程中,采取的措施如:(1)建议召开工地专题会议,集思广益,收集专家意见。(2)要求施工方选取代表性位置打试桩:先施工一根钻孔桩,总结经验数据,优化施工方案。(3)要求施工单位适当加大泥浆比重,保证泥浆的粘滞度。采用特殊土质土进行配置泥浆,背景工程采用陶土配置泥浆以减少缩孔尺度。(4)根据试桩数据,适当加大钻头直径,以保证成孔直径满足设计要求。(5)要求施工方增加施工措施,在一次成孔后要二次扫孔。(6)缩短钢筋笼安装时间,要求施工方增加钢筋焊工数量。(7)监理应重视一次清孔的施工质量,为二次清孔减少施工时间,从而减小缩孔的尺度。(8)要求施工方保证混凝土的供应,加快混凝土灌注施工时间。
5.3混凝土灌注窜孔的质量控制
背景工程为水上施工,土层的上部空隙较大,在混凝土灌注过程中容易造成窜孔,在监理过程中采取的针对性措施有:(1)要求施工方在钻孔灌注桩施工顺序上要间隔施工,从而大大降低窜孔的可能性。(2)要求施工方准确记录混凝土浇筑方量并与混凝土面高程及时对比,监理人员在混凝土浇筑旁站过程中发现异常及时要报告。(3)在施工过程中出现了窜孔,监理部要求施工方采取降低混凝土浇筑速度,适当增大邻桩泥浆比重的方法,起到了很好的效果。
6.水上平台的质量控制
背景工搭设的水上平台方案:圆杉木基础打入河床,在木桩上搭设枕木,每根木桩均与枕木用扒钉相连。监理应做好以下工作:
(1)严把进场材料关,对进场杉木断裂的、长度和直径不符合方案要求的都不允许在工程中投入使用。
(2)水下基础多排木桩应重点验算其承载力,如经验算承载力不够需及时加密木桩。监理部在施工前审核施工方案时应验算地基容许承载力,宜按下述方法进行:
[p]=N×0.5×(ULTp+A×Qr) 式中:
[p]——单向轴向受压容许承载力;U——桩的周长(M),按木桩小头直径计算,桩尖长度不在计算范围内;L——桩在局部冲刷线以下的有效长度(M),需实测河床下淤泥深度,入土深度应将其扣除。
A——木桩小头面积(M);Tp——桩壁土的平均极限摩阻力(Kpa)可按下式计算:
Tp=ΣTi×Li/L (不同的土层累加)
N——桩的根数;Qr——桩尖处土的极限承载力(KPa),可按下式计算:
Qr=2M0λ[Q0]+k2×r2×(h-3)
根据上述公式计算出来的承载力与设计承载力数据进行比较,安全系数一般取1.2。
在工程上部结构施工前,监理部查阅地勘资料对木桩的承载力进行了验算。
(3)在木桩施工时应派专门监理人员进行旁站,对打入深度不符合要求或者打断的,要求补桩或者重新打入,打桩的间距要符合方案要求。
(4)检查枕木的规格及与杉木的连接是否符合施工方案的要求。
7.主拱圈施工监理控制要点
(1)支架及底模的安设要求施工方严格按照施工方案执行,监理要特别检查上部木模之间的空隙是否填塞到位,下部与枕木是否要固定牢靠。在奇数跨要重点检查墩台之间加设的拉筋是否拧紧。
(2)监理要及时跟踪支架堆载预压的情况,预压合格后方可后续施工。一般预压最不利跨,堆载应采用憎水性材料,模拟荷载堆载。根据支架预压的数据,要求施工测量人员调整底模板的高程。
(3)要求施工方严格执行工艺施工程序,在施工过程中监理控制要点总结如:检查混凝土浇筑顺序是否正确:总体原则为从拱脚到拱顶,两侧对称进行。是否按照设计或结构要求在拱脚处预留拱圈圆弧长约30-50cm混凝土作为后浇带。模板的选择是否能够满足主拱圈成型后达到设计要求的线型。背景工程拱圈顶模板厚度宜选用4-5cm竹胶板,防止胀膜又要考虑模板膨胀性能以达到主拱圈厚度的均匀性。严格控制好混凝土的坍落度。监理和施工方要共同做好沉降观测。要求施工方合理选择混凝土浇筑振捣机具,内部和外部振捣相结合,振捣混凝土的时间要适当,防止过振和欠振。
(4)多跨拱圈混凝土的浇注顺序。拱式结构与梁式结构的主要区别是拱不仅竖直力的作用,还要承受强大的水平力。根据拱的受力图式及连拱作用的原理确定拱圈混凝土的浇注顺序是至关重要的环节。以背景资料为例,合理的混凝土浇注顺序应为:①⑨③⑦⑤⑧⑥④②(见示意图1)。在①③⑤⑦⑨跨的混凝土浇注过程中应在墩台处几根纵向水平拉筋,并在浇注混凝土前检查其拉伸性能,确保其处于受力状态。①⑨跨浇注前应做好台背填土工作,确保拱跨结构的受力最终能传于地基中去。②④⑥⑧跨应在其他跨卸架后后即其他跨处于受力状态方可进行其拱圈混凝土的浇注工作。拱圈支架卸架应编写合理的卸架方案并报监理工程师审批通过后方可进行施工,并在一天的最低的温度时间段进行。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
图1 示意图
(5)拱盔支架卸架方案的拟定。待同条件养护的主拱圈混凝土试块强度达到设计规定的强度时,方能开始卸架,应先卸有拉筋的拱跨,单跨卸架顺序应先拱顶后拱脚两侧对称进行。
8.侧墙及拱上填料的监理
8.1侧墙
钢筋骨架制作除一般规定外,主要考虑受拉区、受压区的搭接焊接或绑扎长度的不同要求,施工单位施工时很容易忽视。重点检查模板的刚度、变形值不超过容许规定,以保证外露面平整美观。
8.2拱上填料
背景工程为级配碎石填料,监理应重点检查:(1)在填筑前应对混合料级配范围进行确定,并送试验室试验合格后方可进行施工,确保原材料合格。(2)填筑顺序为先填筑拱脚处至拱顶部位,待全部拱跨填完后再全幅填筑拱顶以上部分,严禁倾填。(3)拱上填料应加水压密。
9.桥梁附属工程
拱桥在市政工程中的应用多以景观桥出现,桥梁栏杆及外表面多用石材装饰,对桥梁的亮化要求也比较高。桥梁栏杆多采用石材,要求根据材料的膨胀系数合理确定伸缩缝的间隔,要求按设计要求合理设置伸缩缝。石材外装饰要求外挂平整、牢固、美观。建议建设单位适当提高亮化工程的档次,根据桥梁的方向合理配置灯光型号、颜色,夜间能够折射美丽的水波倒影,体现城市的古典壮丽。监理要重点桥梁栏杆伸缩缝必须是否按照设计要求设置。
10.结语
随着社会的日新月异的发展,大型桥梁不断涌现。拱桥不仅仅独立存在,往往在组合体系桥中出现,拱桥的发展前景是广阔的。所以对拱桥结构的研究是有必要的。本人通过对小跨径拱桥监理过程中的工作经验进行了总结,望能对读者在以后的工作中起到一定的参考作用。
参考文献
1、姚玲森.桥梁工程[M].人民交通出版社.1993
2、黄晓明.土木工程材料[M].东南大学出版社.2001
3、洪毓康.土质学与土力学[M].人民交通出版社.1997