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【關(guān)鍵詞】棧橋;深基坑;支撐
一、引言
深基坑的開挖和土石方外運(yùn)是城市建設(shè)中一個(gè)關(guān)鍵的課題。以往深基坑的出土通道是預(yù)留的土臺(tái)坡道,但隨著基坑開挖得越深,使用土坡道出土的難度就越大,后期施工進(jìn)度和安全也會(huì)倍受影響。棧橋的設(shè)計(jì)為深基坑創(chuàng)造出了一條綠色的通道,解決了土坡道的不足,為施工提供了便利和效率。
二、棧橋的構(gòu)成及形式特點(diǎn)
1、棧橋的構(gòu)成
而在深基坑中,棧橋是為出土、運(yùn)輸材料設(shè)備而修建的臨時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)。結(jié)合著深基坑中的混凝土支撐體系或者鋼支撐體系,棧橋常見的為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
棧橋充分結(jié)合支撐體系的自身結(jié)構(gòu),一般由立柱、支撐梁及橋面構(gòu)成。
立柱為鋼格構(gòu)立柱,其下部為沖孔灌注樁基礎(chǔ),上部采用鋼格構(gòu)柱結(jié)構(gòu),鋼格構(gòu)立柱插入鉆孔樁內(nèi)一定設(shè)計(jì)深度。沖孔灌注樁部分即為立柱樁的基礎(chǔ),也為棧橋的基礎(chǔ)。棧橋的荷載通過鋼格構(gòu)柱傳遞到?jīng)_孔灌注樁基礎(chǔ),保證了棧橋的穩(wěn)定。
支撐梁為深基坑支撐體系,鋼筋混凝土支撐為對(duì)稱形式,在基坑中形成了大小相等、方向相反、相互抵消的力,構(gòu)成了穩(wěn)定的支撐體系,支撐梁對(duì)跨度較大的棧橋板面起著承載和保障的作用。
橋面常為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板結(jié)構(gòu),是棧橋的重要組成部分,是棧橋的主要通道,也承受棧橋面上豎向的荷載。
2、棧橋的形式及特點(diǎn)
棧橋的形式可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的條件靈活變化,若根據(jù)結(jié)構(gòu)的形式可以分為跨越式棧橋、斜坡式棧橋和半島式棧橋。
a、跨越式棧橋?yàn)闂虿贾迷谕凰矫嫔匣蛲坏乐紊厦?,為基坑提供水平的運(yùn)輸通道;
b、斜坡式棧橋?yàn)闂騼啥宋挥诓煌矫嫔系膬傻乐?,為基坑提供上下的通道?/p>
c、半島式棧橋與斜坡式棧橋的區(qū)別在于半島式棧橋一端設(shè)置在支撐上面,而另外一端設(shè)置在基坑中。
無論棧橋設(shè)計(jì)成哪種形式,都是與支撐體系緊密結(jié)合。棧橋與支撐相結(jié)合,可以利用支撐原有的結(jié)構(gòu),減少了施工難度,節(jié)約了成本和施工措施,也能保證施工的安全。但是值得注意的是,棧橋的施工于支撐結(jié)構(gòu)結(jié)合能有效提高基坑支撐體系的剛性,但是在基坑開挖之后會(huì)給支撐體系帶來了更大的荷載和影響因素,如果使用不當(dāng)容易造成支撐體系失穩(wěn)從而影響基坑的穩(wěn)定,因此,在設(shè)計(jì)棧橋的同時(shí),一定要結(jié)合支撐體系計(jì)算,保證結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)能有足夠的保證。
三、實(shí)際工程案例
1、工程概況
本基坑面積為2.38萬m2,基坑開挖深度為15.8~16.9m,總土方量約為40萬m3。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及本工程實(shí)際情況,施工土方分成三個(gè)大區(qū)五個(gè)小區(qū)。具體分區(qū)及面積如圖3-1 土方分區(qū)圖。
圖3-1 土方分區(qū)圖
根據(jù)本工程支護(hù)及開挖深度情況,將土方豎向分為三層,第一層底為第一道支撐底標(biāo)高,包括第一道支撐和第一道錨索,深4m;第二層土方底為第二道支撐底標(biāo)高,包括第二道支撐和第二、三道錨索,深7m;第三層土方底為基坑底標(biāo)高,包括第四道錨索,深5.5m。
本工程在兩道支撐中間設(shè)計(jì)了鋼筋混凝土棧橋,棧橋由第一道支撐跨越連接到第二道支撐,棧橋平面位置位于圖3-1的支撐陰影部分。
本棧橋分兩階段施工,第一階段施工范圍為第一道支撐以上部分及變截面部分,其中變截面段采用土臺(tái)模施工,與第一道支撐同時(shí)澆筑;第一道支撐以上部分在第一道支撐施工完成后采用支架搭設(shè)模板澆筑。第二階段施工范圍為第二道支撐以上部分,其中最后三跨為土臺(tái)模施工,其他采用支架搭設(shè)模板施工。
2、施工安排
土方開挖分為兩個(gè)階段,第一階段為第一、二層土方開挖(棧橋啟用前),第二階段為第三層土方開挖(棧橋啟用后)。
在第一階段,利用圍護(hù)階段兩個(gè)出口作為出土口,此階段約從圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本完工后開始,持續(xù)約90天,出土量達(dá)26萬m3,考慮雨季出土、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)干擾因素多等原因日均高峰出土量約4000m3。此階段采用留坡作法,利用原路口作為主出土口,東側(cè)位置舊路口作為副出口,兩個(gè)出口均需設(shè)置臨時(shí)坡道。臨時(shí)坡道采用1:6放坡,坡道路面鋪墊40cm厚磚渣,由于坡道高度較大,車道兩側(cè)采用放坡形式,坡比1:1,邊坡采用掛網(wǎng)、澆筑厚5cm的C20細(xì)石混凝。
在第二階段,利用棧橋作為出土坡道,同時(shí)原兩個(gè)出口坡道土方(共約1萬m3)開始挖運(yùn),此階段約為本工程工期最后60天,出土量達(dá)14萬m3,考慮雨季出土等原因日均高峰出土量約3000方。
最后收尾土方為棧橋平臺(tái)下放坡土方,此部分土方開始挖運(yùn)根據(jù)業(yè)主通知時(shí)間要求,采取長(zhǎng)臂挖機(jī)或吊機(jī)吊運(yùn)在平臺(tái)上裝運(yùn)的措施。
3、棧橋的安全管理
為了規(guī)范使用棧橋,消除棧橋使用過程中的安全隱患,保障工程能順利按期完成,必須遵守以下規(guī)章制度:
a、棧橋兩側(cè)要做好安全防護(hù)工作,棧橋兩邊搭設(shè)1.2米高的防護(hù)欄桿,欄桿必須焊接牢固,并刷上紅、白相間的反光油漆,警示作用鮮明。
b、棧橋兩端要設(shè)限速標(biāo)志牌和相關(guān)警示牌,限速10km/h,嚴(yán)禁泥頭車速度過快造成事故發(fā)生。
c、土方班組要派專人執(zhí)勤疏導(dǎo)上下車輛,棧橋上只允許同時(shí)通行一輛空載的泥頭車和一輛滿載的泥頭車,棧橋上不允許車輛排隊(duì)等候。
d、要經(jīng)常對(duì)棧橋和停車平臺(tái)的安全性進(jìn)行檢查,并建立好監(jiān)測(cè)和巡查記錄。
e、當(dāng)棧橋在使用時(shí),嚴(yán)禁人員在棧橋上行走。
f、土方班組要對(duì)進(jìn)場(chǎng)的泥頭車司機(jī)進(jìn)行安全教育,明確棧橋使用的細(xì)則。
四、棧橋使用的效益
1、在工期和成本方面,通過計(jì)算對(duì)比,若只用土坡道出土,最后預(yù)留坡道大約要2萬方土,后期只能使用垂直運(yùn)輸工具開挖調(diào)運(yùn)此土方,若一天能吊運(yùn)150立方的土,則需要出土133天才能完全把土方完成,而且再加上坡道位置的錨索和腰梁等的施工,預(yù)留坡道至少需要180天才能把剩余土方全部完成。按這樣計(jì)算使用棧橋技術(shù)可以把工程的工期提前半年以上,為工程下一步的施工提供的最佳的工作場(chǎng)地,大大提高了業(yè)主的效益。
2、在安全管理方面,棧橋能杜絕以往泥頭車在土坡道行駛時(shí)打滑后流等危險(xiǎn)現(xiàn)象,保證了泥頭車上下基坑的安全,同時(shí)也減少了土坡道對(duì)施工造成的安全隱患。
五、總結(jié)體會(huì)
棧橋技術(shù)在基坑工程中的應(yīng)用符合技術(shù)規(guī)范的要求,也滿足了預(yù)期效果。我們?cè)谑┕み^程中總結(jié)并歸納了棧橋施工的重點(diǎn)難點(diǎn)及質(zhì)量通病防治辦法,為以后同類的工程奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
棧橋的使用能滿足了工程最大的時(shí)間效益和經(jīng)濟(jì)效益,在提高施工效率的同時(shí)也提高了基坑的安全系數(shù),同時(shí)也是施工企業(yè)綠色施工的重要一步。棧橋技術(shù)能在實(shí)際應(yīng)用中取得優(yōu)良的效果,為企業(yè)創(chuàng)造出效益,因此希望棧橋技術(shù)能在深基坑的工程中不斷的發(fā)展和推廣,為城市和社會(huì)的建設(shè)發(fā)揮重大的作用。
參考文獻(xiàn):
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關(guān) 鍵 詞:棧橋;路橋;施工;應(yīng)用
中圖分類號(hào):U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
在路橋工程施工的時(shí)候,往往會(huì)因?yàn)槭艿降匦?、地質(zhì)條件等各種因素的影響而導(dǎo)致工程不能順利進(jìn)行,棧橋的應(yīng)用有效的解決了這一難題,有時(shí)候甚至?xí)s短工程工期。因此,提高對(duì)棧橋的認(rèn)識(shí),加強(qiáng)對(duì)棧橋的研究是當(dāng)前公路橋梁施工中的重要內(nèi)容。
1.工程概況
該工程是一個(gè)高速公路項(xiàng)目,整個(gè)標(biāo)段全長(zhǎng)約3km,其中一座橋梁主橋部分橫跨該區(qū)域一條主要河流,為整個(gè)高速公路的控制性工程,主橋1~3號(hào)主墩位于該河上(其中1號(hào)墩距A岸約25m,3號(hào)墩距B岸堤壩約30m),4號(hào)主墩位于岸上。橋址處航道現(xiàn)狀等級(jí)為內(nèi)河八級(jí)航道,平均水深2.6m,通過對(duì)橋址位置河寬進(jìn)行復(fù)測(cè),測(cè)得河面水域?qū)挾葹?68米,該河流為水源保護(hù)區(qū)。
2.棧橋施工方案選定
主橋4號(hào)墩位于岸上,施工較為方便外,1~3號(hào)墩施工前均須先行施工水上通道以供機(jī)械、材料進(jìn)入施工區(qū)域。鑒于主橋施工范圍處于水源保護(hù)區(qū)內(nèi),水上通道采用填筑施工便道的方案難于滿足環(huán)保方面的要求,同時(shí)考慮河流寬度及水深等綜合因素,決定采用搭設(shè)貝雷桁架鋼棧橋作為主橋水上施工通道。
2.1 棧橋搭設(shè)形式比選
方案一:棧橋分東西兩部分,東段棧橋從B岸開始搭設(shè)至3號(hào)墩,長(zhǎng)42m;西段棧橋從A岸搭設(shè)至1號(hào)墩位置,東西段便橋間設(shè)置寬約100m的通航區(qū)間。
方案二:棧橋直接從B岸逐跨搭設(shè)至A岸,全長(zhǎng)270.56m,在原航道通航孔位置設(shè)置一寬9.8m的通航孔。該通航孔橋跨可通過龍門吊起重機(jī)整體提升,保證汛期三防部門的船只通過凈寬及凈高。
上述兩種棧橋方案,如從保證通航角度出發(fā),方案一優(yōu)于方案二,但通過對(duì)A岸實(shí)地勘察,只有一條長(zhǎng)約3.5km小路通至主橋0號(hào)橋臺(tái)位置,該路僅能單向通行一臺(tái)拖拉機(jī),大型施工機(jī)械不能進(jìn)入施工范圍開展施工。此外,采用方案一對(duì)后續(xù)施工的材料(如混凝土)的運(yùn)輸、人員管理等方面的難度也遠(yuǎn)比方案二大。通過比選,采用方案二作為主橋水上施工棧橋搭設(shè)形式。
2.2 施工棧橋的結(jié)構(gòu)形式
施工棧橋下部構(gòu)造為φ630mm壁厚8mm鋼管樁基礎(chǔ),每排橋墩采用兩根鋼管樁,為加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性,每排橋墩的鋼管均采用[25a號(hào)槽鋼連接成整體。樁頂橫梁采用雙肢I(xiàn)36a工字鋼;棧橋上部構(gòu)造縱梁采用4排貝雷桁架,分兩組,采用標(biāo)準(zhǔn)1200mm花窗聯(lián)結(jié)。分配橫梁采用25b型工字鋼,間距為0.75m,分配橫粱上的橋面鋪設(shè)采用[25a號(hào)槽鋼縱向反扣鋪設(shè)組成橋面系。樁頂橫梁、分配橫梁與貝雷桁架間采用U型卡子連接,分配橫梁與橋面板采用焊接連接。橋面寬度設(shè)計(jì)為4m,長(zhǎng)270.56m,標(biāo)準(zhǔn)跨徑為12m,設(shè)置一凈寬9.8m可提升通航吊孔,通航孔兩側(cè)各設(shè)一道鋼板伸縮縫。經(jīng)過力學(xué)驗(yàn)算,結(jié)構(gòu)形式安全可靠。
3.施工棧橋平面位置選定
棧橋搭設(shè)材料的轉(zhuǎn)運(yùn)、施工機(jī)械上、落浮箱等均需通過臨時(shí)碼頭進(jìn)行,主橋施工大型構(gòu)件也考慮用浮箱運(yùn)送。將棧橋設(shè)置在主橋下游位置,如浮箱需向主橋運(yùn)送材料或設(shè)備時(shí),必須要先穿過棧橋預(yù)留的通航孔。浮箱使用的安全性難于保障,機(jī)動(dòng)性受到了局限,因此棧橋設(shè)置于主橋上游(路線右側(cè))為宜,與主橋各墩承臺(tái)最小距離為5m。
4.鋼管樁沉樁方法及要點(diǎn)
施工棧橋鋼管樁基礎(chǔ)是整個(gè)棧橋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),所有荷載最后都集中鋼管樁上,其施工質(zhì)量對(duì)結(jié)構(gòu)安全來說至關(guān)重要。本文中施工棧橋采用的φ630mmδ8mm鋼管樁均由定型生產(chǎn)廠家采用Q235鋼板制作,采用螺紋焊接技術(shù)。
鋼管樁下沉采用懸打法施工,用挖掘機(jī)配液壓振動(dòng)錘施打鋼管樁。挖掘機(jī)停放在組合式浮箱上,通過振動(dòng)錘上液壓夾將鋼管樁豎直吊起放置樁位,測(cè)量確定樁位與樁的垂直度滿足要求后,開動(dòng)振動(dòng)錘振動(dòng),在振動(dòng)過程中要不斷的檢測(cè)樁位與樁的垂直度,發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)糾正。每根樁的的下沉應(yīng)一次到位,中途不可有較長(zhǎng)時(shí)間的停頓,以免樁周土擾動(dòng)恢復(fù)造成沉樁困難。樁頂鋪設(shè)好貝雷梁及橋面板后,浮箱通過絞車前移,進(jìn)行插打下一跨鋼管樁。按此方法,循序漸進(jìn)施工。
為保證鋼板樁施工質(zhì)量,應(yīng)注意以下要點(diǎn):
1)、沉樁開始時(shí),可依靠樁的自重下沉,然后吊裝振樁錘和夾具與樁頂連接牢固,開動(dòng)振動(dòng)錘使樁下沉。當(dāng)最后下沉速度與計(jì)算值相距不多,且振幅符合規(guī)定時(shí),即認(rèn)為合格,施工過程中采用設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)與貫入度法進(jìn)行雙控。
2)、沉樁時(shí)注意控制振動(dòng)時(shí)間,每次振動(dòng)持續(xù)時(shí)間過短,則土的結(jié)構(gòu)未被破壞,過長(zhǎng)則振動(dòng)錘部件易遭破壞。振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短應(yīng)根據(jù)不同機(jī)械和不同土質(zhì)通過試驗(yàn)決定,一般不宜超過10min~15min。
3)、振動(dòng)錘與樁頭必須用液壓鉗夾緊,無間隙或松動(dòng),否則振動(dòng)力不能充分向下傳遞,影響鋼管樁下沉,接頭也易振壞,在振動(dòng)錘振動(dòng)過程中,如發(fā)現(xiàn)樁頂有局部變形或損壞,要及時(shí)修復(fù)。
4)、施工中通過測(cè)量精確定位,在鋼管樁打設(shè)過程中要不斷的檢測(cè)樁位和樁的垂直度,并控制好樁頂標(biāo)高。下沉?xí)r如鋼管樁傾斜,應(yīng)及時(shí)牽引校正,每振1~2min應(yīng)暫停,并校正鋼管樁一次。
5.棧橋上部結(jié)構(gòu)安裝要點(diǎn)
5.1 貝雷桁架的拼裝
將安裝的貝雷梁抬起,放在首跨已裝好的貝雷桁架后面,并與其成一直線,用木棍穿過節(jié)點(diǎn)板將貝雷桁架前端抬起,下弦銷孔對(duì)準(zhǔn)后,插入銷栓,然后再抬起貝雷梁后端,插入上弦銷栓并設(shè)保險(xiǎn)插銷。貝雷拼裝按組進(jìn)行,每次拼裝一組貝雷(橫向兩排),每組貝雷長(zhǎng)12m,貝雷片間用連接片連接好。為加快棧橋上部結(jié)構(gòu)安裝的速度,貝雷桁架組可先在臨時(shí)碼頭進(jìn)行預(yù)拼裝。
5.2貝雷桁架縱梁的架設(shè)
結(jié)合起重吊車的起重能力,按單跨(12m)2排貝雷梁作為一組進(jìn)行架設(shè)。
1)、在下部結(jié)構(gòu)頂橫梁上進(jìn)行測(cè)量放樣,定出貝雷架準(zhǔn)確位置。
2)、將拼裝好后的一組貝雷主桁片裝車并運(yùn)至吊車后面。
3)、貝雷每?jī)善譃橐唤M,首先安裝一組貝雷,準(zhǔn)確就位后在樁頂I36a工字鋼上橫向焊接限位擋塊(限位擋塊采用[25a槽鋼或90×90×9mm角鋼制作),再安裝另一組貝雷,同時(shí)與先安裝好的一組貝雷用貝雷片每隔6m采用一道剪刀撐進(jìn)行連接。
5.3I25b分配橫梁及橋面I25a槽鋼的安裝要點(diǎn)
采用吊車安裝I25b型鋼橫梁,并用騎馬螺栓固定好。I25b橫梁的支點(diǎn)必須放在貝雷梁豎弦桿或菱形弦桿的支點(diǎn)位置,以滿足最佳受力要求。
5.4拼I45a及雙拼I36a工字鋼安裝
樁基施工平臺(tái)以3拼I45a工字鋼作為承重梁,搭設(shè)在貝雷梁上,I45a工字鋼搭設(shè)完畢后在其上橫橋向鋪設(shè)雙拼I36a工字鋼作為沖機(jī)軌道。3拼I45a工字鋼分24m和12m兩種設(shè)計(jì)長(zhǎng)度,雙拼I36a工字鋼拼接成34m,由于岸上場(chǎng)地有限及轉(zhuǎn)運(yùn)不便,考慮I45a工字鋼與I36a工字鋼在平臺(tái)行車區(qū)進(jìn)行加工,完成后采用大浮吊安裝到位。
3.5欄桿安裝
完成棧橋平臺(tái)面板鋪設(shè)后,進(jìn)行兩邊安全護(hù)欄安裝,鋼棧橋兩側(cè)均設(shè)置裝配式欄桿,豎向護(hù)欄底座采用14#槽鋼與鋼板采用螺栓連接的耳座,焊接在橋面板上,欄桿的豎桿、扶手刷上紅白相間的警示反光油漆,每隔15m設(shè)置安全警示燈,另外在棧橋下游方向,欄桿外側(cè)每隔1.5m水平焊接75cm長(zhǎng)槽鋼,槽鋼規(guī)格采用10#,用來掛電纜。
無論設(shè)計(jì)驗(yàn)算顯示結(jié)構(gòu)多么安全可靠,最終所有的問題都?xì)w結(jié)到現(xiàn)場(chǎng)施工控制,在所有鋼結(jié)構(gòu)施工中,特別應(yīng)注意的是鋼構(gòu)件連接部的焊接質(zhì)量,它直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)安全,所有鋼結(jié)構(gòu)的焊接,包括鋼管樁的節(jié)段焊接、型鋼的焊接以及各個(gè)連接件的焊接都必須進(jìn)行合格檢驗(yàn);此外鋼管樁在平面定位時(shí)應(yīng)采用全站儀精確進(jìn)行,平面位置偏差控制在雙排樁80mm,單排樁50mm以內(nèi),垂直度控制在1%以內(nèi),以保證實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸與原方案一致,以確保棧橋?qū)嶋H受力狀態(tài)與理論驗(yàn)算一致。
結(jié) 語
通過方案比選和先進(jìn)合理的施工工藝,確保棧橋?qū)嵤┓桨傅淖顑?yōu)化,既保證了方案在工程實(shí)施過程中的經(jīng)濟(jì)合理性,又保證其結(jié)構(gòu)安全可靠,其架設(shè)所需材料容易獲取,結(jié)構(gòu)輕盈,無論作為路橋施工臨時(shí)通道,還是作為搶修救災(zāi)的應(yīng)急通道,其使用也越來越普遍,本文結(jié)合工程實(shí)例,總結(jié)歸納棧橋方案比選和施工要點(diǎn),希望對(duì)以后類似工程有所借鑒。
參 考 文 獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:鐵路隧道;整體式仰拱移動(dòng)模架;施工技術(shù)
Abstract: taking into chongqing passenger dedicated line the four winds of the arch tunnel construction supine tablet as an example, this paper discusses adopt and Yang arch movable formwork high-speed railway tunnel construction high up the methods and supporting technology arch, ensure the engineering quality, improve the efficiency of the project, to the similar projects for reference.
Keywords: railway tunnel; Integral Yang arch movable formwork; Construction technology
中圖分類號(hào):U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1工程概況
新建鐵路成渝客運(yùn)專線全長(zhǎng)308.59公里,設(shè)計(jì)最高時(shí)速350公里每小時(shí),是西南第一條高速鐵路。四方碑隧道位于四川省內(nèi)江市境內(nèi),隧道起止里程為DK140+582.567~DK141+310,全長(zhǎng)727.433m,圍巖等級(jí)為Ⅳ、Ⅴ級(jí),地質(zhì)情況復(fù)雜,該隧道為架梁通道上的首個(gè)隧道,工期較緊。
2仰拱移動(dòng)模架適用性及優(yōu)勢(shì)
高速鐵路隧道施工不僅對(duì)仰拱至掌子面安全距離有嚴(yán)格的要求,而且為滿足客運(yùn)專線排水及受力要求,要求仰拱開挖完成后必須及時(shí)封閉,仰拱和仰拱填充混凝土施工分開澆筑,且仰拱必須一次性澆筑。本項(xiàng)目采用整體式仰拱移動(dòng)模架,不僅解決了仰拱一次性澆筑及仰拱澆筑縫的問題,保證了工程質(zhì)量,而且在很大程度上降低了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高施工效率,節(jié)約了施工成本。
圖2-1仰拱結(jié)構(gòu)及仰拱施工示意圖
3整體式仰拱移動(dòng)模架施工工藝
3.1整體式仰拱移動(dòng)模架結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)原理
整體式仰拱移動(dòng)模架分為五大系統(tǒng):(1)端頭梁系統(tǒng);(2)棧橋系統(tǒng);(3)中心水溝模板系統(tǒng);(4)行走系統(tǒng);(5)模板系統(tǒng),如圖3-1,各系統(tǒng)的組要結(jié)構(gòu)及作用如下:
圖3-1整體式仰拱移動(dòng)模架效果圖
(1)端頭梁系統(tǒng)
端頭梁系統(tǒng)的作用是將模板系統(tǒng)、棧橋系統(tǒng)及行走系統(tǒng)連接為一個(gè)整體,起到仰拱端頭側(cè)模加固及水溝、棧橋在端頭梁上行走的作用。端頭梁系統(tǒng)由主梁、橫梁、豎肋、橫肋、支架、三角支架組成,主梁、橫梁、豎肋、橫肋均采用工20b型鋼,梁間連接及加固采用槽12加強(qiáng)連接。
圖3-2整體式仰拱移動(dòng)模架示意圖
(2)棧橋系統(tǒng)
棧橋系統(tǒng)共設(shè)置4個(gè)棧橋,每個(gè)棧橋全長(zhǎng)19m,寬1.2m,用于行走施工用車輛如挖掘機(jī)、自卸汽車(最大載重量30t)等。單個(gè)棧橋主梁采用5根工36C組成,圓弧肋采用5根工20b組成,主梁與圓弧肋之間支撐連接采用14mm厚Q235B鋼板加工成方盒,間距1m,面板采用4m厚花紋板。
(3)中心水溝模板系統(tǒng)
中心水溝模板用于澆筑仰拱填充時(shí)的水溝模板,全長(zhǎng)8.4m,高0.7m。豎肋采用工18,間距1m,端頭板采用槽18b,面板采用6mm厚Q235B鋼板。
(4)行走系統(tǒng)
行走系統(tǒng)設(shè)置在端頭梁主梁的橫梁上,用于棧橋的移動(dòng),行走系統(tǒng)主要由輪軸壓板和卡板組成。
(5)模板系統(tǒng)
模板系統(tǒng)有兩塊曲面模板及桁架組成。曲面模板和桁架采用絞耳連接,可以向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。曲面模板
面板采用6mm厚Q235B鋼板,主肋采用槽10,間距25cm,肋間用10mm厚Q235B鋼板設(shè)置加勁板,間距1m,背部支撐采用端頭梁桁架結(jié)構(gòu)。
圖3-3模板系統(tǒng)示意圖
3.2整體式仰拱移動(dòng)模架施工流程
整體式仰拱移動(dòng)模架施工工藝流程如下:隧底開挖及清理架立鋼拱架仰拱噴射混凝土混凝土養(yǎng)護(hù)縱環(huán)向盲管安裝、防水板鋪設(shè)、縱向止水帶安裝綁扎襯砌鋼筋移動(dòng)模架就位、立擋頭模板、安裝環(huán)向止水帶澆筑仰拱混凝土混凝土養(yǎng)護(hù)仰拱模板前移就位中心水溝模板架設(shè)仰拱填充混凝土施工混凝土養(yǎng)護(hù)。
3.3整體式仰拱移動(dòng)模架工作順序
整體式仰拱移動(dòng)模架的一個(gè)施工循環(huán)分為三個(gè)作業(yè)區(qū)段,如圖3-4:
圖3-4整體式仰拱移動(dòng)模架施工順序示意圖
(1)一、二作業(yè)區(qū)段開挖至隧底標(biāo)高,進(jìn)行仰拱噴射混凝土施工。
(2)一作業(yè)區(qū)段進(jìn)行仰拱鋼筋綁扎和防排水設(shè)施施工,施工完成后將整體式仰拱移動(dòng)模架移動(dòng)至一、二作業(yè)區(qū)段,對(duì)仰拱模板進(jìn)行加固,然后澆筑一作業(yè)區(qū)段仰拱混凝土;在進(jìn)行第一作業(yè)區(qū)段混凝土澆筑同時(shí),可進(jìn)行第二作業(yè)區(qū)段仰拱鋼筋綁扎及防排水安裝和第三作業(yè)區(qū)段仰拱開挖。
(3)第一作業(yè)區(qū)段仰拱施工完成后,將仰拱模板前移至第二作業(yè)區(qū)段。在第一作業(yè)區(qū)段安裝水溝模板,澆筑仰拱填充混凝土;第三作業(yè)區(qū)段進(jìn)行開挖及噴射混凝土施工。
(4)棧橋前移至下一個(gè)區(qū)段。澆筑第二作業(yè)區(qū)段仰拱混凝土,同時(shí)進(jìn)行第三作業(yè)區(qū)段鋼筋綁扎和防排水設(shè)施施工;進(jìn)行下一個(gè)區(qū)段仰拱開挖。
(5)第二作業(yè)區(qū)段仰拱施工完成后,將仰拱模板前移至第三作業(yè)區(qū)段。在第二作業(yè)區(qū)段安裝水溝模板,澆筑仰拱填充混凝土。
4整體式仰拱移動(dòng)模架施工工法關(guān)鍵
4.1整體式仰拱移動(dòng)模架的移動(dòng)與加固
仰拱曲面模板、棧橋是通過端頭梁和行走系統(tǒng)連接成為一個(gè)整體,因整體結(jié)構(gòu)較重,移動(dòng)時(shí)需要采用挖掘機(jī)或裝載機(jī)進(jìn)行配合。當(dāng)棧橋前移,在端頭梁上行走時(shí),端頭梁的支腿必須落在已成型的初噴混凝土上,支腿高度可以適當(dāng)調(diào)節(jié),確保端頭梁能承受棧橋的重量;當(dāng)曲面模板和端頭梁通過行走系統(tǒng)在棧橋上前移時(shí),棧橋墊塊必須落在已施工的仰拱填充或未開挖的巖面上,棧橋落地前要用測(cè)量提前對(duì)棧橋墊塊的落地點(diǎn)的方位和高程進(jìn)行放樣,以保證仰拱曲面模板能順利地移動(dòng)和準(zhǔn)確地定位。
仰拱模板由兩塊曲面模板通過絞耳連接,可通過背部絞車及支撐向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng),方便模板拆除和移動(dòng)。在仰拱澆筑前要注意通過背部支撐對(duì)兩塊曲面模板進(jìn)行加固,防止曲面模板在澆筑時(shí)產(chǎn)生變形。在仰拱曲面模板定位后,要通過端頭梁調(diào)節(jié)系統(tǒng)將棧橋和仰拱曲面模板分離,防止因棧橋上行走重型機(jī)械造成仰拱曲面模板變形或移動(dòng)。
4.2混凝土的澆筑和振搗要點(diǎn)
仰拱混凝土通過拖泵泵入,澆筑順序?yàn)橄葷仓胁繜o模板處混凝土,再澆筑兩側(cè)曲面混凝土,澆筑曲面混凝土?xí)r應(yīng)注意調(diào)節(jié)混凝土坍落度,防止混凝土在曲面模板底部翻漿。為了防止曲面位置振搗不密實(shí),在曲面模板上安裝附著式振搗器,插入式振搗器由上部插入,振搗完畢后,開啟附著式振搗器?;炷翝仓?yīng)連續(xù)進(jìn)行,分層澆筑?;炷翝仓謱雍穸龋ㄖ笓v實(shí)后厚度)宜為振搗器作用部分長(zhǎng)度的1.25倍,但最大攤鋪厚度不宜大于600mm。在新澆筑完成的下層混凝土上再澆筑新混凝土?xí)r,應(yīng)在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完成上層混凝土澆筑?;炷翝仓r(shí)應(yīng)注意止水帶的保護(hù)和定位,確保止水帶的外露長(zhǎng)度和位置符合設(shè)計(jì)要求。
4.3整體式仰拱移動(dòng)模架施工工法特點(diǎn)
1、整體式鋼模能節(jié)省立模時(shí)間,曲面采用絞耳連接,拆模簡(jiǎn)便,通過行走系統(tǒng)能在棧橋上整體移動(dòng),大大的提高了施工功效。
2、曲面模板采用整體鋼模,且通過端頭梁桁架連接加固,堅(jiān)固耐用,能保證仰拱線型順直,滿足設(shè)計(jì)要求。
5、實(shí)踐應(yīng)用
四方碑隧道在采用傳統(tǒng)仰拱施工方法施工仰拱過程中,很難完全滿足高速鐵路的設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,施工難度較大。主要原因是仰拱設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式為弧形,為了按照設(shè)計(jì)尺寸澆筑仰拱,必須采用人工鏟運(yùn)或用挖掘機(jī)鏟運(yùn)混凝土成型,以這樣的傳統(tǒng)方式施工,對(duì)混凝土的塌落度及和易性要求很高,投入的施工人員較多,且很難滿足外觀尺寸要求,給混凝土施工帶來了很大的難度。
四方碑隧道通過采用整體式仰拱移動(dòng)模架這一新工藝后,由于該施工工藝的特點(diǎn)和其獨(dú)特的優(yōu)越性,使得仰拱施工過程中各技術(shù)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,以四方碑隧道仰拱施工DK141+260- DK141+251段采用傳統(tǒng)施工方式施工和DK141+240—DK141+220段采用整體式仰拱移動(dòng)模架工藝施工進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)對(duì)比,見下表:
傳統(tǒng)施工方法和整體式仰拱移動(dòng)模架施工對(duì)比表
對(duì)比項(xiàng)目 施工效果 對(duì)比結(jié)果
6、結(jié)論
四方碑隧道采用成渝公司試驗(yàn)的新設(shè)備整體式仰拱移動(dòng)模架進(jìn)行仰拱施工后,解決了仰拱澆筑縫問題,在施工質(zhì)量、進(jìn)度、成本及施工功效上都得到了很大的提高,最直接的體現(xiàn)為縮短工期24天。目前,我們正在梨兒園隧道施工中進(jìn)一步研究該設(shè)備的施工工法,對(duì)設(shè)備改進(jìn)提出相關(guān)改進(jìn)意見,在下一步的施工過程中也將進(jìn)一步優(yōu)化、改進(jìn)和總結(jié)。
參考文獻(xiàn):
(1)四川中鐵勤宏鋼結(jié)構(gòu)有限公司.CRECGG-1型隧道仰拱快速施工設(shè)備設(shè)計(jì)圖紙;
(2)《高速鐵路技術(shù)》增刊.川新出增字(2011)012號(hào);
關(guān)鍵字:1600噸履帶吊,單機(jī)起吊,索具,吊點(diǎn),工況,負(fù)荷率,路基箱,承載力,強(qiáng)度,風(fēng)載荷。
中圖分類號(hào): TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一、工程概況:
黃驊港三期筒倉工程包含筒倉共計(jì)24座,均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。筒倉內(nèi)徑40m,由灌注樁基礎(chǔ)、承臺(tái)、筒壁和倉壁、倉頂連廊鋼結(jié)構(gòu)組成,總高度約為67m。倉頂房鋼結(jié)構(gòu)由兩側(cè)桁架,中間主梁、次梁、連接桿、隅撐、花紋鋼板等構(gòu)件組成,一個(gè)倉頂房主體部分重約300噸左右。其主體部分采取按設(shè)計(jì)圖紙加工制作,進(jìn)場(chǎng)合格的鋼構(gòu)件按施工方案指定位置擺放組焊,組裝成一個(gè)完整合格的主體結(jié)構(gòu);再使用1臺(tái)1600t履帶吊起吊安裝,安裝在筒倉頂之后使用塔吊吊裝兩個(gè)筒倉之間的懸挑部分組成一個(gè)穩(wěn)定的空間幾何體,最后再完善其它構(gòu)件直至組成通廊結(jié)構(gòu)。
倉頂連廊鋼結(jié)構(gòu)示意圖
二、工程量
本吊裝方法施工的鋼結(jié)構(gòu)為14個(gè),主要為筒倉群北側(cè)的12個(gè)筒倉,由C1-C6、D1-D6、12個(gè)倉頂房,2個(gè)棧橋組成,采用1臺(tái)1600t履帶吊起吊安裝,其中單體最重的C1\D1,每個(gè)為350噸,見平面布置圖。
注:吊裝重量=結(jié)構(gòu)重量 +吊鉤重量+索具重量
三、吊裝方案
3.1吊裝方案總體思路
3.1.1設(shè)備選型
現(xiàn)場(chǎng)主體結(jié)構(gòu)均采用“單車抬吊法”進(jìn)行吊裝,吊裝設(shè)備選擇CC8800-1型1600t履帶吊(以下簡(jiǎn)稱1600t)直接吊裝就位;
3.1.2 主體結(jié)構(gòu)組裝擺放
現(xiàn)場(chǎng)主體結(jié)構(gòu)組裝擺放位置既考慮到1600t設(shè)備配置、性能、站位、行走、超起配重的掃空,又要考慮到現(xiàn)場(chǎng)土建工程的交叉作業(yè),最終確定C1~C5、D1~D5、棧橋均組裝擺放于D軸筒倉的西側(cè),由北向南依次為D1、C1、C2、D2、D3、C4、C3、D4、D5、C5、棧橋;D6 、C6組裝擺放于筒倉南側(cè)(詳見附圖),組裝完成后均一次性吊裝就位,無需倒運(yùn);
3.1.3 吊裝順序
根據(jù)主體結(jié)構(gòu)擺放位置、吊裝高度和吊裝重量,施工過程中本著先里后外的原則安排吊裝順利,整個(gè)過程1600t進(jìn)出場(chǎng)各1次,整體組車拆車各1次,拆桿走車并組桿5次,其中改工況2次。具體情況如下:
進(jìn)場(chǎng)組車(66+36,85°)吊裝C1吊裝D1拆桿走車改工況組桿(66+60,65°)吊裝C2吊裝C3拆桿走車組桿(工況不變)吊裝C4吊裝C5拆桿走車組桿(工況不變)吊裝D2改工況(66+36,85°)吊裝D3拆桿走車組桿(工況不變)吊裝D4吊裝D5拆桿走車組桿(工況不變)吊裝C6吊裝D6吊裝棧橋C吊裝棧橋D拆車撤場(chǎng)
3.1.4 設(shè)備行走
施工中要求1600t轉(zhuǎn)場(chǎng)走車時(shí)拆除主臂、副臂、超起配重和后車配重,行走時(shí)要橫向鋪設(shè)1600噸級(jí)的路基箱來滿足設(shè)備需要的路面平整度和承載力;同時(shí)設(shè)備擁有的電子計(jì)算機(jī)會(huì)有效控制吊車行走的速度、方向。
3.1.5 設(shè)備站位
吊車站位需要修筑4個(gè)區(qū)域,分別為D1北側(cè)、D2\D3西側(cè)、D4\D5西側(cè)、D6\C6南側(cè)(詳見附圖),對(duì)地設(shè)計(jì)承載力為23.9t/m2、15.5t/m2,其余行走地基對(duì)地設(shè)計(jì)承載力為14.4t/m2;站位時(shí)要在經(jīng)過換填處理的地面上橫向鋪設(shè)1600噸級(jí)的路基箱使設(shè)備對(duì)場(chǎng)地的壓力分布均勻,避免場(chǎng)地不均勻下沉。
3.2地基處理
本工程地基處理均使用3:7灰土換填法分層碾壓處理,根據(jù)對(duì)承載力要求將地基分為三類:
3.2.11600t吊裝12個(gè)倉頂房的站位地基為一類地基,以整車重量最大為例計(jì)算吊車對(duì)地壓力,從而確定地基的設(shè)計(jì)承載力。其中吊裝D6時(shí),雖然吊裝重量?jī)H為285t,因其作業(yè)半徑偏大(51米),所以超起配重為滿配重640t,整車重量達(dá)到2245t,為整個(gè)吊裝過程中整車最大值,最終求得地基承載力要求達(dá)到23.9t/m2,換填深度為2.1m;
3.2.21600t吊裝立柱和棧橋的站位地基為二類地基,同理計(jì)算,求得其中吊裝棧橋時(shí)整車重量達(dá)到1459t,最終求得地基承載力要求達(dá)到15.5t/m2,換填深度為1.4m;
3.2.31600t空載行走轉(zhuǎn)場(chǎng)地基為三類地基,吊車轉(zhuǎn)場(chǎng)走車時(shí)拆除主臂、副臂和后車配重,僅保留超起桿,整車重量為1152t,最終求得地基承載力要求達(dá)到14.4t/m2,換填深度為1.3m;
3.3吊裝參數(shù)
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定最不利的吊裝情況是C1和D1,就針對(duì)這兩個(gè)單體進(jìn)行說明。
3.3.1起吊
3.3.2就位
3.3.3吊裝鎖具
主體結(jié)構(gòu)和棧橋均采用兜掛方式吊裝,不設(shè)置吊耳。主體結(jié)構(gòu)在底部位置橫梁(GL1/GL1a)對(duì)稱設(shè)備8個(gè)吊點(diǎn),棧橋在底部位置橫梁(GL1)對(duì)稱設(shè)備4個(gè)吊點(diǎn),均使用鋼絲繩、卸扣與之連接吊裝,備用4個(gè)85t卸扣調(diào)整鋼絲繩長(zhǎng)度,使鋼結(jié)構(gòu)下表面水平,便于就位組焊。
注:1、使用85t卸扣將1根∅84-50m與2根∅84-10m鋼絲繩連接,代替1根∅84-70m的鋼絲繩使用;
2、鋼絲繩與卸扣相連時(shí),均是繩套與卸扣連接,核算鋼絲繩強(qiáng)度時(shí)無銷軸折減;
3.4吊裝施工
鑒于吊裝高度和吊裝重量,施工過程中本著先里后外,從東向西的原則安排吊裝順利,下面對(duì)C1、D1單機(jī)吊裝過程各種情況進(jìn)行說明:
a、先吊裝C1,然后吊裝D1;
b、按照方案要求擺放路基箱,組車并懸掛超起配重;
c、按照方案要求系掛索具,并核算起吊半徑;
d、吊車起鉤,鋼結(jié)構(gòu)離地200mm后觀察吊車和地基情況,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行抄平,使用卸扣調(diào)整索具長(zhǎng)度,待鋼結(jié)構(gòu)底部接近水平后繼續(xù)提升;
e、吊車逆時(shí)針轉(zhuǎn)桿和行走相互配合,確保超起配重不與其它結(jié)構(gòu)碰撞,此時(shí)吊裝半徑和超起半徑保持不變;
f、提升鋼結(jié)構(gòu)底面高出安裝標(biāo)高1米后,鋼結(jié)構(gòu)越過D1筒倉行走至就位位置;
g、吊車?yán)^續(xù)逆時(shí)針轉(zhuǎn)桿,使用麻繩溜放直至就位;
h、待確認(rèn)后方可摘鉤,繼續(xù)吊裝D1;
i、正式吊裝D1前,按方案要求,1600t第一次站位,將D1吊裝至原C1擺放位置;
j、1600t第二次站位正式吊裝D1,其過程與C1相同;
3.5吊裝附圖
3.5.1地基處理圖
3.5.2吊裝圖(立面圖和平面圖)
3.6計(jì)算書
3.6.1索具強(qiáng)度校核
表中:
1)P1計(jì)算中分別乘以動(dòng)載系數(shù)1.1和不平衡系數(shù)1.1;
2)φ為鋼絲繩與水平的夾角;
3)比例系數(shù),R=D/d D 鋼絲繩繞過的吊耳(或銷軸)直徑d鋼絲繩公稱直徑
4)效率系數(shù),E(考慮到鋼絲繩配合卸扣使用時(shí)的銷軸折減):
R ≤ 6 E=(100-50/R0.5)% R > 6E = (100-60/R0.734)%
5)強(qiáng)度能力 Pn = NPE, 其中N– 鋼絲繩工作股數(shù);
P - 鋼絲繩單根破斷拉力
6)f - 允許安全系數(shù),5
結(jié)論:因?yàn)榘踩禂?shù)均大于等于5,所以鋼絲繩強(qiáng)度均滿足要求。
3.6.2對(duì)地壓力計(jì)算
本工程吊裝場(chǎng)地的處理根據(jù)吊裝的實(shí)際需求為三類,見下表:
1)一類地基
2)二類地基
3)三類地基
3.6.3風(fēng)載荷計(jì)算
部分倉頂房鋼結(jié)構(gòu)吊裝時(shí)已安裝彩鋼板,參照《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB3811-83》風(fēng)載荷計(jì)算對(duì)吊車的穩(wěn)定性進(jìn)行校核。
關(guān)鍵詞:堤防工程;堤防加固;措施
引言
堤防工程是防洪體系的主要組成部分之一,每年新建、擴(kuò)建、加固及維修的任務(wù)很多,在歷次抗御大洪水的斗爭(zhēng)中堤防工程都起到了不可替代的作用。但很多堤防因?yàn)榻ㄔO(shè)年代久遠(yuǎn),施工技術(shù)及設(shè)備較落后,監(jiān)督管理水平較差,施工質(zhì)量得不到保證,每到遭遇較大洪水時(shí),易出現(xiàn)險(xiǎn)情,危及堤后人民生命財(cái)產(chǎn),所以對(duì)堤防進(jìn)行加固,提高其防洪能力是十分必要的。在對(duì)堤防進(jìn)行加固的過程中,往往由于其設(shè)計(jì)和施工較建筑物工程相對(duì)簡(jiǎn)單,得不到應(yīng)有的重視,而造成一些施工中經(jīng)常遇見的問題。
一、堤防加固工程常遇問題及原因分析
1.1 清基深度模糊不清
對(duì)原有堤防加固前,必須對(duì)其進(jìn)行清基,將基面的淤泥、腐殖土、泥炭土等不合格土及草皮、雜植土等雜物全部清除干凈后才能填筑土方,是保證新、老堤防緊密結(jié)合及提高防滲效果的關(guān)鍵步驟。在設(shè)計(jì)中,一般考慮清基深度為15~30cm,但由于很多老堤防建成時(shí)間較早,表面及周圍容易發(fā)生較大變化,如:堤前和堤后存在大量魚塘、葦塘,堤頂?shù)缆方?jīng)過加固改造,堤防背水坡及堤腳有房屋建筑等。這些變化都增加了確定清基深度的難度,施工過程中的清基深度往往與設(shè)計(jì)文件中的要求不一致,帶來了清基深度模糊不清的問題。其主要原因有兩點(diǎn)。
a.堤防表面及周圍產(chǎn)生的變化使清基深度大大超出了一般設(shè)計(jì)考慮的范疇。
b.在設(shè)計(jì)階段未能徹底摸清現(xiàn)狀堤防情況,施工單位在招標(biāo)階段對(duì)現(xiàn)場(chǎng)查勘不細(xì)。由于設(shè)計(jì)及施工均未能較好地了解堤防現(xiàn)狀,所以設(shè)計(jì)中不能夠正確地反映清基的深度,而施工單位也無法在招標(biāo)答疑和設(shè)計(jì)交底兩個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中提出此問題,以便及早發(fā)現(xiàn)和解決問題。
1.2 管道、棧橋等干擾物妨礙堤防設(shè)計(jì)及施工
堤防沿線往往有很多工況企業(yè)以及碼頭、港口等建筑物,因此在堤防前后經(jīng)常會(huì)有一些輸油輸氣的管道以及碼頭棧橋等建筑物,這些管道有的穿越堤身,有的則架空于堤防之上,而棧橋則位于堤防迎水面,一端與堤防相接。在堤防加固工程施工過程中,管道及棧橋會(huì)對(duì)堤防的加高幫寬以及迎水側(cè)堤肩線的布置產(chǎn)生干擾。如:堤防加高幫寬會(huì)增大堤身內(nèi)管道上部的土壓力,對(duì)管道造成危害,有的也會(huì)減小堤頂與架空管道之間的距離而無法滿足防汛搶險(xiǎn)車輛通行和管道消防高的要求;而棧橋處則需預(yù)留通道,造成堤防上留有缺口,不能封閉擋洪等。在施工時(shí)需對(duì)干擾物體進(jìn)行處理,確保其自身安全或滿足相關(guān)要求后才能進(jìn)行堤防施工,對(duì)堤防施工及設(shè)計(jì)均造成影響。問題的主要原因是外物設(shè)置的影響,屬于不可抗拒的因素;次要原因是施工和設(shè)計(jì)都不夠重視干擾物對(duì)堤防的影響,未能在施工前從設(shè)計(jì)角度給予充分的考慮,從施工角度給出合理的建議和處理措施。
1.3 施工斷面與設(shè)計(jì)斷面不一致
工程開工前施工單位未進(jìn)行施工斷面與設(shè)計(jì)斷面的復(fù)核對(duì)比,結(jié)果在工程結(jié)束時(shí),結(jié)算工程量與招標(biāo)或概算工程量相差較大,給工程量及費(fèi)用的確認(rèn)和審計(jì)帶來不利影響。例如,某加高幫寬的堤防加固工程完工后發(fā)現(xiàn)回填土土方工程量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出招標(biāo)和概算的工程量,經(jīng)核查,設(shè)計(jì)斷面測(cè)量有誤,其高程比施工斷面高0.5m,圖紙中加高的土方比實(shí)際斷面要低,因此概算土方工程量偏小。造成問題的主要原因是設(shè)計(jì)測(cè)量有誤,使工程量計(jì)算不準(zhǔn)。另一方面,施工單位未對(duì)設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行復(fù)核對(duì)比,未能盡早發(fā)現(xiàn)其與實(shí)際斷面不符,故而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并反映問題。
二、堤防工程加固常見問題預(yù)防及改進(jìn)措施
2.1 完善前期勘測(cè)設(shè)計(jì)
優(yōu)良的勘測(cè)設(shè)計(jì)是保證工程質(zhì)量的先決條件,準(zhǔn)確的勘察和周全的設(shè)計(jì)也能為施工減少矛盾。堤防工程一般戰(zhàn)線較長(zhǎng),勘測(cè)中,對(duì)堤防斷面變化較大和地形較復(fù)雜地段應(yīng)加以特別重視,在常規(guī)要求的基礎(chǔ)上增加斷面,實(shí)事求是地反映出地形地貌的變化,為設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的勘測(cè)資料。尤其要注意對(duì)堤防高程的準(zhǔn)確控制,如果高程有誤則會(huì)使設(shè)計(jì)斷面不準(zhǔn)從而造成土方工程量的巨大差異。設(shè)計(jì)中要把平面圖和斷面圖相結(jié)合,兩者相互校對(duì),綜合考慮,可大大提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)人員應(yīng)查勘現(xiàn)場(chǎng),留心關(guān)注堤防周邊的地形地貌,對(duì)水塘、植被、堤頂?shù)缆方Y(jié)構(gòu)、堤身范圍內(nèi)的房屋、棧橋建筑物和管道等要特別關(guān)注,這些往往是影響堤防設(shè)計(jì)和施工的關(guān)鍵因素。提前考慮現(xiàn)狀情況對(duì)設(shè)計(jì)和施工可能造成的干擾和困難,盡早在設(shè)計(jì)階段采取有效措施加以解決,而不會(huì)在施工階段才使問題暴露,從而影響施工質(zhì)量及工期。
2.2 仔細(xì)查勘現(xiàn)場(chǎng),認(rèn)真消化設(shè)計(jì)圖
施工單位在投標(biāo)階段應(yīng)仔細(xì)查勘現(xiàn)場(chǎng),對(duì)施工的環(huán)境進(jìn)行分析,注意場(chǎng)地內(nèi)的現(xiàn)狀對(duì)后期施工的不利影響,并對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的消化,正確理解設(shè)計(jì)意圖。設(shè)計(jì)圖未必能夠完全和準(zhǔn)確地反映現(xiàn)場(chǎng)情況,這樣會(huì)對(duì)后期施工帶來隱患,如果施工單位能夠留心注意可能出現(xiàn)的影響堤防施工的一些因素,并根據(jù)施工測(cè)量斷面對(duì)設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行復(fù)核,對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題加以考慮或及時(shí)反映,則可使參建各方早做準(zhǔn)備,避免施工中出現(xiàn)較大問題。
2.3 加強(qiáng)監(jiān)理,確保工程質(zhì)量
監(jiān)理與施工單位是最早掌握現(xiàn)場(chǎng)資料的參建方,而監(jiān)理則是監(jiān)督工程施工質(zhì)量,確保工程優(yōu)良的關(guān)鍵。對(duì)于施工中發(fā)現(xiàn)的問題,監(jiān)理應(yīng)客觀地進(jìn)行核查,并提出自己的意見和看法。監(jiān)理單位的意見對(duì)于設(shè)計(jì)方往往具有較高的可信度和參考價(jià)值。施工前仔細(xì)分析設(shè)計(jì)圖,對(duì)一些容易產(chǎn)生問題的部位需特別重視,以便在設(shè)計(jì)交底時(shí)提出,盡早解決。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況應(yīng)進(jìn)行分析,并判斷對(duì)施工的干擾程度,及時(shí)提醒施工方加以重視。施工中如發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)不一致的地方,應(yīng)首先查找原因并要求施工單位不得魯莽施工而造成損失。認(rèn)真復(fù)核施工斷面,并與設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行比較,在兩者基本一致的情況下才能同意施工。
結(jié)語
綜上所述,在堤防工程施工中遇到的問題,需要設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)理三方從自身角度出發(fā),做好本職工作,并且密切配合,才能將所遇問題解決。堤防工程雖然以土方填筑為主,但不可掉以輕心,必須加以重視,分析可能出現(xiàn)的問題和原因,并找到預(yù)防和改進(jìn)的措施,為施工掃清障礙,同時(shí)也為堤防工程施工總結(jié)經(jīng)驗(yàn),盡量避免類似問題的發(fā)生。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:高速鐵路隧道;大塊仰拱模板
Abstract: according to your Canton railway field dam ridge tunnel inverted arch construction, this paper introduces high speed railway tunnel large inverted arch form construction technology, explore high speed railway large inverted arch form construction technology.
Keywords: high speed railway tunnel; Large inverted arch form.
中圖分類號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095-2104(2013)
1引言
在當(dāng)前隧道施工中,常因沒有理想的配套設(shè)備和施工工藝,仰拱施工的質(zhì)量和進(jìn)度難以保障,成本也較高。進(jìn)而影響了防水系統(tǒng)、二襯等后繼工序的結(jié)構(gòu)銜接質(zhì)量和進(jìn)度,隧道仰拱成為隧道施工中控制性工序。在現(xiàn)有的隧道仰拱施工中,通常采用多開仰拱工作面和增加一次仰拱施工長(zhǎng)度來提高仰拱施工進(jìn)度。然而,多開工作面,往往造成安全步距無法滿足上述強(qiáng)制性要求、而且施工組織困難,文明施工差。一次施工仰拱過長(zhǎng),棧橋難以做到雙車道,施工干擾加大,需要的循環(huán)時(shí)間更長(zhǎng),進(jìn)度仍然無法滿足開挖要求。本文介紹的田壩嶺隧道大塊仰拱模板施工技術(shù),改變了傳統(tǒng)的隧道仰拱施工理念,只需設(shè)置一個(gè)仰拱工作面,即可實(shí)現(xiàn)每天澆注一組仰拱及填充混凝土的目標(biāo),且可根據(jù)開挖進(jìn)度設(shè)置相應(yīng)長(zhǎng)度的模架來滿足進(jìn)度要求,徹底解決了隧道仰拱施工進(jìn)度落后于開挖進(jìn)度并制約二襯等后繼工序的難題。
2 工程概況
田壩嶺隧道全長(zhǎng)6470m,設(shè)計(jì)采用兩頭掘進(jìn),是貴廣鐵路六標(biāo)單口掘進(jìn)最長(zhǎng)的隧道,也是全線工期壓力最大的控制性工程。田壩嶺隧道襯砌設(shè)計(jì)為有仰拱式復(fù)合襯砌,前期仰拱及填充施工采用組合1.0m×1.5m小塊鋼板施工,人工拼裝,鋼管支架加固。采用此方法施工出來的仰拱經(jīng)常出現(xiàn)模板跑位偏移,造成仰拱端頭及矮邊墻線形不直、不圓順等問題。為了解決此問題,按照增加機(jī)械作業(yè)、減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工序安全質(zhì)量和工效的總體思路,項(xiàng)目部提出了采用整體大塊模板施工技術(shù)進(jìn)行仰拱及填充混凝土的施工。
3 大塊仰拱模板施工工藝
3.1高速鐵路隧道大塊仰拱模板施工工藝流程(見圖3.1)。
3.2 工藝說明
3.2.1.大塊仰拱模板的制作要點(diǎn)
大塊仰拱模板包含:端頭模板、中心水溝模板及弧形模板
(1)仰拱弧形模板:滿足仰拱混凝土一次性整體澆筑完成的要求;
(2)中心溝模板:滿足填充施工中預(yù)留中心水溝的要求;
(3)端頭模板:滿足定位并固定仰拱弧形模板、中心溝模板,安設(shè)仰拱中埋式止水帶。
3.2.2.大塊仰拱模板各部分設(shè)計(jì)
(1)仰拱弧形模板:因仰拱中部弧形半徑大,坡度比較平緩,可不設(shè)模板,混凝土通過自然攤鋪的方法從中間向兩邊澆筑,混凝土澆至仰拱弧形模板下沿時(shí),混凝由仰拱兩側(cè)的頂部入模,使仰拱混凝土一次澆筑完成。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明:混凝土坍落度在120~140mm的情況下,從仰拱與二襯邊墻設(shè)計(jì)施工縫處向下設(shè)置3.0米長(zhǎng)的弧形模板,即可很好的滿足仰拱混凝土的施工要求。仰拱?;⌒文0逶O(shè)計(jì)為左右兩幅,每幅加工成整體弧形模板,采用汽車吊安裝。(圖1、圖2)
圖3.1高速鐵路隧道大塊仰拱模板施工工藝流程
圖1仰拱弧形模板圖2安裝好仰拱弧形模板
(2)中心溝模板:中心溝模板設(shè)計(jì)為左右兩塊,每塊采用18cm工字鋼為模架,在模架上有8mm鋼板作面板和底板。(圖3)
(3)端頭模板:根據(jù)仰拱和填充混凝土的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)端頭模板,以滿足端頭就位后,仰拱模板、中心溝模板跟著就位的要求。端頭模板下部為弧形,與仰拱中埋式止水帶位置一致,便于固定中埋式止水帶,采用活動(dòng)鋼模及木模固定。端頭模板上邊緣與填充混凝土面標(biāo)高一致,可控制填充混凝土澆筑標(biāo)高。為適應(yīng)隧底開挖清理后的地形情況,共設(shè)置8根可自由伸縮的支柱,可調(diào)整端頭模板的標(biāo)高。(圖4)
圖3已吊裝好端頭模及中心水溝模板圖4 仰拱端頭模板
3.2.3.現(xiàn)場(chǎng)施工要點(diǎn)
仰拱施工之前需做好充分的施工準(zhǔn)備工作,主要有以下幾點(diǎn):
(1)施工準(zhǔn)備:滿足仰拱施工的作業(yè)面,現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)、水、電設(shè)施已配置完善,滿足施工需求。施工仰拱地段的隧底開挖初期支護(hù)按照設(shè)計(jì)已施工完畢,仰拱施工技術(shù)交底已審批簽字,并對(duì)施工作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底和施工安全培訓(xùn)。
(2)架設(shè)仰拱棧橋
考慮洞內(nèi)施工中設(shè)備配套情況,每幅棧橋采用兩片分離式,每片重約10t,使一臺(tái)挖機(jī)可完成棧橋的移動(dòng)。
(3)清理仰拱底部雜物
在仰拱棧橋架設(shè)就位后,對(duì)仰拱底部的浮渣進(jìn)行清理并檢查是否存在超欠,對(duì)少量欠挖部分采用人工鑿除,超挖部分采用同標(biāo)號(hào)混凝土進(jìn)行找平,并保證符合設(shè)計(jì)要求。
(4)測(cè)量放線
采用全站儀和水準(zhǔn)儀利用洞內(nèi)布置的導(dǎo)線網(wǎng)定出仰拱邊線和中心線,利用水準(zhǔn)儀定出中線及標(biāo)高,已中線和設(shè)計(jì)邊線定出仰拱輪廓線,這樣有利于下步仰拱鋼筋的定位。
(5)吊裝中心水溝模板及仰拱端模
仰拱端模吊裝采用8t吊車及裝載機(jī)配合吊裝模板,兩側(cè)同時(shí)起吊,同時(shí)前移,移至測(cè)量的定位點(diǎn)處,開始模板的頂面標(biāo)高控制。仰拱填充端模頂面標(biāo)高就是仰拱填充混凝土面的設(shè)計(jì)標(biāo)高,所以模板的定位的標(biāo)高線性特別重要,技術(shù)人員在吊裝模板時(shí)必須是全程監(jiān)控指導(dǎo)。中心水溝模板一端固定在端模上模架上,另一端固定在已施工完畢的中心水溝側(cè)壁上,為了便于拆卸,兩端采用液壓千斤頂固定。
(6)綁扎仰拱鋼筋(有筋段)
仰拱鋼筋采用簡(jiǎn)易鋼筋彎曲胎具先對(duì)主筋進(jìn)行預(yù)彎,再運(yùn)進(jìn)仰拱內(nèi)進(jìn)行綁扎。仰拱鋼筋按照仰拱底層鋼筋位置進(jìn)行劃線綁扎,如綁扎過程中鋼筋沖突宜采用分布筋讓主筋、細(xì)筋讓粗筋的方式進(jìn)行調(diào)置。
(7)安裝仰拱弧形模板及止水帶
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,仰拱施工時(shí)需安裝3條中埋式止水帶及3條背貼式止水帶。端頭處中埋式止水帶采用活動(dòng)鋼模及木模固定,仰拱邊墻頂面中埋式止水帶采用吊桿及鋼筋?yuàn)A固定,止水帶安裝完成后,采用8t吊車吊車安裝兩側(cè)弧形模板。
(8)澆筑澆注仰拱混凝土
本隧道仰拱為C35,澆筑砼前必須檢查是否按設(shè)計(jì)要求預(yù)留管道或施工縫處預(yù)埋接茬筋等。砼的質(zhì)量由實(shí)驗(yàn)室和拌合站共同負(fù)責(zé),按照擋頭模板的弧形線控制仰拱的混凝土標(biāo)高,待混凝土高度澆筑至弧模板底部時(shí),暫緩混凝土澆筑,40分鐘后(讓混凝土稍微有點(diǎn)強(qiáng)度),再開始澆筑仰拱弧模混凝土。
(9)澆筑澆注仰拱填充混凝土
在仰拱混凝土終凝后,由吊車吊走兩側(cè)仰拱弧形模板,進(jìn)行C20混凝土填充施工。
4 應(yīng)用效果及結(jié)論
高速鐵路大塊仰拱模板施工技術(shù)首次在貴廣高速鐵路田壩嶺隧道的使用,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn),施工快捷,作業(yè)面整潔、結(jié)構(gòu)美觀,從質(zhì)量、工期、成本、文明施工等方面均取得了良好效果,得并到了貴廣公司和集團(tuán)公司相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的充分肯定,2011年8月29日貴廣公司桂林指揮部組織各施工單位在田壩嶺隧道出口進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀摩學(xué)習(xí)及總結(jié)推廣。
參考文獻(xiàn):
[1]關(guān)寶樹.隧道工程施工要點(diǎn)集[M].北京:人民交通出版社,2003.
關(guān)鍵詞:鋼桁架、結(jié)構(gòu)計(jì)算、內(nèi)力、桿件
中圖分類號(hào):TV314 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1.引言
在選煤廠中棧橋的使用被廣泛應(yīng)用于煤炭的運(yùn)輸和煤炭洗選加工的輸送環(huán)節(jié)。在選煤廠中的棧橋的結(jié)構(gòu)形式多樣化,其中地面以下采用箱形框架;地面以上按其支撐高度不同,結(jié)構(gòu)型式選為鋼筋混凝土框架、輕鋼結(jié)構(gòu)及鋼桁架。棧橋通廊通常在其高度高于13~15m時(shí),為其經(jīng)濟(jì)性,結(jié)合經(jīng)驗(yàn)多會(huì)采用鋼桁架的結(jié)構(gòu)形式。為了節(jié)約工程投資、加快工程進(jìn)度,利用輕型鋼結(jié)構(gòu)對(duì)其圍護(hù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),必然會(huì)取得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。為此,特結(jié)合實(shí)例分析鋼桁架的設(shè)計(jì)思路及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
2 .工程概況
本工程為篩分破碎車間至大中塊倉帶式輸送機(jī)棧橋,通廊為雙皮帶通廊,全長(zhǎng)57.5m,支撐高度約26m至40m高,角度13度。
3 . 工程方案
1)由于本運(yùn)輸通廊在兩個(gè)建筑物上部,根據(jù)長(zhǎng)度與角度設(shè)計(jì)采用由兩段式的鋼桁架連接組成,中間采用鋼筋混凝土四肢腿支架進(jìn)行支撐。
2)該工程地處于內(nèi)蒙古,屬于嚴(yán)寒地區(qū),采用C型檁條及100mm厚巖棉夾心彩板圍護(hù),夾芯彩板圍護(hù)參照《壓型鋼板夾芯板屋面及墻體建筑構(gòu)造》01J925-1施工。
3)樓面板采用鋼骨架輕型板。
4. 荷載設(shè)計(jì)(以一榀鋼桁架為例)
1)概述:鋼桁架由縱向鋼桁架、上弦水平支撐及下弦水平支撐組成。桁架下線節(jié)點(diǎn)上一般設(shè)置橫向布置的鋼梁。屋面上也要在桁架節(jié)點(diǎn)上設(shè)置橫向的鋼梁及放于鋼梁上的C型檁條以及夾芯板。鋼桁架兩端設(shè)置門型鋼架,以增強(qiáng)鋼桁架整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
2)荷載
恒載:鋼桁架自重+夾芯板圍護(hù)+屋面+檁條+樓板自重
活載:屋面活荷載+樓面活荷載+風(fēng)荷載+水暖、電氣橋架荷載
3)內(nèi)力分析
豎向荷載:進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí),應(yīng)將荷載分配到臨近的節(jié)點(diǎn)上,并假定節(jié)點(diǎn)處的所有桿件軸線在同一平面內(nèi)。
水平荷載:計(jì)算主要將風(fēng)荷載傳遞給兩片鋼桁架的上、下弦水平支撐所構(gòu)成的兩榀水平桁架。并且由支撐傳遞至設(shè)在縱向鋼桁架兩段的端部鋼架。在建模時(shí),應(yīng)不計(jì)算水平鋼桁架模型的自重。圖例為橫向水平支撐計(jì)算簡(jiǎn)圖,圖中虛線表示的一組斜腹桿因收壓而退出工作,因此桁架應(yīng)按單斜桿靜定體系計(jì)算。當(dāng)風(fēng)荷載反向作用時(shí),則認(rèn)為另一向斜桿體系退出工作。
5.支架設(shè)計(jì)
1)鋼桁架高的一端設(shè)置成滑動(dòng)支座,另一端為固定支座。滑動(dòng)支座可以釋放整個(gè)通廊的溫度應(yīng)力以及通廊的所受的縱向外荷載。這樣在建模時(shí),高的一端可不按鉸支座進(jìn)行設(shè)計(jì),應(yīng)按滑動(dòng)支座進(jìn)行建模。
2)對(duì)于鋼桁架兩段門架設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)將桁架傳遞的豎向恒、活載以及水平向的風(fēng)荷載都傳遞至門架上。在計(jì)算混凝土支架和滾軸支座時(shí),鋼桁架所傳遞的結(jié)果都可以門架計(jì)算的最后結(jié)果為準(zhǔn)。
6.地震設(shè)計(jì)
在豎向地震作用下,支座與廊身間存在拉結(jié)現(xiàn)象,強(qiáng)烈地震作用下,其間將產(chǎn)生較大的拉、壓力,因此設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮豎向地震作用下支座的拉結(jié)作用。
7.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
1)在計(jì)算中鋼桁架節(jié)點(diǎn)均按鉸接構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì),故,鋼桁架節(jié)點(diǎn)均采用節(jié)點(diǎn)板加焊接的處理方法。鋼桁架兩段的門架也增強(qiáng)了整個(gè)鋼桁架的整體剛度。
2)對(duì)于鋼桁架上弦水平支撐采用單角鋼與節(jié)點(diǎn)板焊接的方式進(jìn)行連接,且橫向支撐梁上要做支架支撐C型檁條,這樣要求節(jié)點(diǎn)板盡量焊接于橫梁下方,保證施工的方便。
3)鋼桁架兩片縱向桁架支撐均采用雙角鋼支撐,采用節(jié)點(diǎn)板與填板進(jìn)行焊接連接,在安裝上,內(nèi)側(cè)的角鋼就會(huì)與上弦的橫向橫梁相遇,在施工中遇到此類問題,應(yīng)采用角鋼裁肢的方法進(jìn)行規(guī)避。
4)對(duì)于鋼桁架下弦水平支撐采用單角鋼與節(jié)點(diǎn)板焊接的方式進(jìn)行連接,且橫向支撐梁上要支撐樓板,為保證樓板的平穩(wěn)安裝,要求節(jié)點(diǎn)板盡量焊接于橫梁下方,角鋼焊接于節(jié)點(diǎn)板的下方。
5)在鋼桁架門架處,樓板往往無法鋪設(shè)至門架柱邊,導(dǎo)致柱底漏風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重,此時(shí)應(yīng)采用8mm厚鋼板進(jìn)行焊接,位置應(yīng)與樓板角度及高度平齊,并同樓面一起鋪設(shè)抹面。
6)固定支座設(shè)置于低向的門架下方,應(yīng)設(shè)置抗剪鍵以抵抗整個(gè)通廊所有縱向水平力的作用。
7)活動(dòng)支座設(shè)置于高點(diǎn)的門架下方,應(yīng)在滾軸中心線與相鄰建筑軸線間距離留有足夠的伸縮量,以保證在溫度及地震作用下的變化距離,也應(yīng)考慮在外力下,活動(dòng)支座自我的最大變化量進(jìn)行設(shè)計(jì)。
8)根據(jù)抗震要求,每段鋼桁架間是要設(shè)有伸縮縫的,對(duì)于伸縮縫的節(jié)點(diǎn)要進(jìn)行保溫防水設(shè)計(jì),這是保證通廊使用性及安全性的必要手段。
8結(jié)語
通過上述總結(jié),皮帶運(yùn)輸通廊采用的結(jié)構(gòu)形式合理,傳力簡(jiǎn)單,受力明確。利用這一方法可以很快的理清思路,對(duì)采用鋼桁架結(jié)構(gòu)形式的運(yùn)輸機(jī)通廊進(jìn)行準(zhǔn)確而且明快的設(shè)計(jì)分析。采用可靠的構(gòu)造措施和計(jì)算方法,既可保證構(gòu)筑物的安全實(shí)用性,也可保證其經(jīng)濟(jì)適用性。
參考文獻(xiàn):
1、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003 中國(guó)計(jì)劃出版社 2003
2、《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50191-2012中國(guó)計(jì)劃出版社 2012
3、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010中國(guó)計(jì)劃出版社 2010
關(guān)鍵詞:斜井局部通風(fēng)機(jī) 棧橋 風(fēng)道
Abstract: the local fan is inclined is of vital importance to the construction of the equipment, to the traditional construction of our local fan arrangement and winter heating do change, will decorate the ground of traditional local-ventilator is changed to special fan channels in, and make use of air compressor work heat produced in the warm air rises to take underground for wind, change in the design of a few big after has a good effect.
Keywords: slope local-ventilator zhanqiao pier duct
中圖分類號(hào): TD55 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1概況
昌達(dá)煤礦位于山西省寧武縣圪鄉(xiāng)境內(nèi),距縣城約40公里,該區(qū)交通較為便利。井田共設(shè)計(jì)四條斜井,生產(chǎn)能力為90萬噸/年,其中副斜井井筒全長(zhǎng)861m,傾角18°,于2011年9月正式開工。該地區(qū)海拔高度在+1700米,冬季氣候寒冷,霜凍及結(jié)冰期長(zhǎng),最低溫度在-25℃,在此惡劣、嚴(yán)寒的氣候下,給施工帶來了種種困難,同時(shí)利用FBD型局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)更是難上加難。
2傳統(tǒng)施工方案
傳統(tǒng)斜井施工期間,將局部通風(fēng)機(jī)固定在距井口20米外的地方,為了保證風(fēng)筒進(jìn)入井筒內(nèi)保持直線而減少風(fēng)阻,一般根據(jù)井筒中風(fēng)筒設(shè)計(jì)固定位置將其順斜井棧橋側(cè)平行放置,采取加工通風(fēng)機(jī)橋架將風(fēng)機(jī)固定或直接固定在棧橋上。通風(fēng)機(jī)將外界的新鮮空氣壓入井筒中,如果外界環(huán)境溫度適中,這樣井筒溫度還可以,如果外界溫度在嚴(yán)寒的環(huán)境下,那么將寒冷的空氣直接壓入井筒中,就會(huì)造成井下結(jié)冰,寒冷的空氣造成井下人員和設(shè)備施工作業(yè)無法進(jìn)行。如果加大投入的話,就必須建風(fēng)機(jī)房,配熱風(fēng)爐加溫提供熱風(fēng)源,但這樣對(duì)于施工期間,施工單位的投入成本將大大提高。
3新安裝方案
為了保證局部通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行,保證井下得到正常溫度的新鮮空氣,我們將原棧橋側(cè)風(fēng)機(jī)位置開挖風(fēng)機(jī)通道,將風(fēng)機(jī)安裝在地下通道內(nèi),外用蓋板將其密封,經(jīng)過計(jì)算風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口預(yù)留進(jìn)風(fēng)通道,將進(jìn)風(fēng)通道用軟質(zhì)風(fēng)筒與壓氣機(jī)房相連。
昌達(dá)項(xiàng)目部壓氣機(jī)房設(shè)計(jì)共安裝5臺(tái)復(fù)盛SM-20M3螺桿式空氣壓縮機(jī),正常生產(chǎn)時(shí)一般要同時(shí)運(yùn)行3臺(tái),此種壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生高溫,機(jī)器采用油冷卻器輔以風(fēng)冷降溫,工作時(shí)將大量的熱能散發(fā)到壓氣機(jī)房?jī)?nèi),機(jī)器本身運(yùn)行時(shí)冷卻器一般在85℃左右,而機(jī)房?jī)?nèi)一般能夠達(dá)到50℃左右,正常情況還要安裝排風(fēng)扇進(jìn)行機(jī)房?jī)?nèi)降溫,從而保證機(jī)器設(shè)備正常運(yùn)行而不超溫。傳統(tǒng)以來大量的熱源白白浪費(fèi)掉了,經(jīng)過研究我們將其產(chǎn)生的大量熱空氣引到局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)道內(nèi),讓局部通風(fēng)機(jī)能夠吸到溫度較高的新鮮空氣。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn),單靠局部通風(fēng)機(jī)的吸氣能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能將機(jī)房熱量迅速傳到風(fēng)道內(nèi),經(jīng)過改進(jìn)我們將機(jī)房?jī)?nèi)安裝一臺(tái)小型排風(fēng)機(jī)將機(jī)房熱風(fēng)強(qiáng)壓入局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)道內(nèi)。這樣保證了機(jī)房?jī)?nèi)熱空氣能夠迅速的進(jìn)入風(fēng)道,從而滿足局部通風(fēng)機(jī)有足夠的熱風(fēng)源。
布置如下圖:
4應(yīng)用效果
通過改造后的新方案,在2011年11月份至2012年3月份的冬季施工中取得了明顯效果,歸納總結(jié)有如下幾點(diǎn):
1)改造后的效果明顯,即使外界溫度在-25℃,也能保證井筒溫度在+5℃左右,避免了井筒內(nèi)結(jié)冰,從而保證了井下作業(yè)人員的環(huán)境,確保了提升運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>
2)改造后有效的利用了風(fēng)機(jī)房的熱源,既降低了風(fēng)機(jī)房的溫度,又保證了空氣壓縮機(jī)的工作散熱。
3)節(jié)省了冬季施工安裝熱風(fēng)爐資源,大大節(jié)省了人力、物力的成本的投入,既環(huán)保又節(jié)能。
4)將局部通風(fēng)機(jī)放入地下,有效的控制了風(fēng)機(jī)噪音,同時(shí)也保證了設(shè)備在相對(duì)安全的環(huán)境中運(yùn)行,符合國(guó)家節(jié)能、降噪的要求。
5現(xiàn)場(chǎng)使用對(duì)比
昌達(dá)煤礦共設(shè)計(jì)4條斜井,目前正在施工3條斜井,分別為主、副及回風(fēng)斜井,其中主斜井冬季施工方法是,傳統(tǒng)的局部通風(fēng)機(jī)安裝方式配熱風(fēng)爐取暖,在5個(gè)月的冬季施工中,我們每天24小時(shí)共安排三人,1人/8小時(shí)專門負(fù)責(zé)熱風(fēng)爐的工作,同時(shí)熱風(fēng)爐還有引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)正常工作將大量消耗電能,熱風(fēng)爐不斷加熱大量消耗煤炭,統(tǒng)計(jì)計(jì)算人工、電能消耗,設(shè)備損耗等共計(jì)20萬元左右,而使用新的施工方案,一個(gè)冬天將節(jié)約20萬元,大大節(jié)約了成本的投入,在同一項(xiàng)目部,不同的斜井施工中取得了明顯的差異和效果。
6使用中注意事項(xiàng)
1)在使用中要專門設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)通道人行梯,方便人員檢查、保養(yǎng)、檢修風(fēng)機(jī)??臻g要根據(jù)風(fēng)機(jī)大小,保證安全檢修間隙,風(fēng)機(jī)前后距離要適中,保證風(fēng)機(jī)吸風(fēng)風(fēng)阻不超標(biāo)。風(fēng)道的密封頂要方便拆除、安裝以便需要更換風(fēng)機(jī)時(shí)能夠簡(jiǎn)單易行,除此之外還要有一定強(qiáng)度和防雨功能。
2)此種設(shè)計(jì)雖然滿足了冬季施工要求,但我們還要考慮雨季防洪問題。在風(fēng)道地面蓋板周圍加筑圍堰,防止雨水灌注通道內(nèi)。另外在通道內(nèi)安裝排污水泵,防止一旦有水進(jìn)入通道內(nèi)能迅速降水排走,而不至于發(fā)生淹沒局部風(fēng)機(jī)事故。
7結(jié)語
關(guān)鍵詞:建筑工程;基坑圍護(hù);施工技術(shù)
引 言
深基坑支護(hù)是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的技術(shù)。它涉及到巖土力學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)等學(xué)科;主要研究巖土的強(qiáng)度和變形、支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛皮以及土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用等問題。由于深基坑工程的臨時(shí)性、復(fù)雜性和隨機(jī)性,作為一門新的專門學(xué)科,無論理論上還是實(shí)踐上,都仍存在許多不成熟和不完善之處。因此尚須通過大量的工程實(shí)踐,積累更豐富的原位測(cè)試數(shù)據(jù),進(jìn)而總結(jié)出有關(guān)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息、施工、監(jiān)理、監(jiān)測(cè)等系列成熟經(jīng)驗(yàn)。
1 工程概況
1.1 工程簡(jiǎn)介
我地區(qū)某在建設(shè)的5#地塊由2幢37層的住宅樓和2幢22層住宅樓及樓層間2層地下車庫組成。本基坑工程由住宅樓和地下車庫組成,基本撐足紅線,施工場(chǎng)地比較狹小。住宅樓距離基地紅線相對(duì)寬松,普遍區(qū)域與紅線距離超過8.3m,局部區(qū)域距離較小,約為6.9m;地下車庫東兩兩側(cè)基本上撐足紅線,東側(cè)與紅線的最小距離約為4.0m,東側(cè)緊鄰有道路和供水管線需要保護(hù),間距5-10m。西側(cè)與紅線距離僅為3.0mm。
本工程特點(diǎn)與難點(diǎn)主要表現(xiàn)在基坑開挖深度大,地下管網(wǎng)復(fù)雜,距現(xiàn)有建構(gòu)筑物和建筑紅線近等方面。
工程位于市區(qū),施工場(chǎng)地較為狹??;基坑開挖面積大,開挖深度深,屬于大型深基坑工程,因此基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及地下室施工周期長(zhǎng),且施工過程中不可預(yù)測(cè)因素較多,圍護(hù)體自身及周邊環(huán)境變形控制難度高;周邊有較多建筑物,需采用安全穩(wěn)妥的圍護(hù)形式,確保周邊建筑物安全;建設(shè)方項(xiàng)目工期緊張,業(yè)主要求8個(gè)月內(nèi)完成地下室結(jié)構(gòu),在工程進(jìn)度方面基坑支護(hù)設(shè)計(jì)亦需重點(diǎn)考慮;土方量大,工地出口只有路一側(cè),需要考慮棧橋挖土和出土通道,以加快施工進(jìn)度。
1.2 深基坑支護(hù)類型
1.2.1 圍護(hù)墻體
根據(jù)本工程深度和地質(zhì)特點(diǎn),結(jié)合地區(qū)基坑圍護(hù)的工程經(jīng)驗(yàn),本工程圍護(hù)墻體可選:
1)鉆孔灌注樁擋土+水泥土攪拌樁止水帷幕
優(yōu)點(diǎn):造價(jià)較低、工藝成熟、質(zhì)量可靠,施工周期短;
缺點(diǎn):圍護(hù)剛度較小,需要解決泥漿外運(yùn),墻體結(jié)構(gòu)總厚度較大;
2)SMW工法(型鋼水泥土攪拌樁)
優(yōu)點(diǎn):擋土止水二合為一,墻體厚度??;型鋼重復(fù)回收利用,環(huán)保節(jié)能;若整個(gè)地下基礎(chǔ)工程工期控制在4個(gè)月內(nèi),則價(jià)格最為低廉;
缺點(diǎn):支護(hù)墻體剛度小,變形大;在基坑深度較大時(shí),施工質(zhì)量控制難度大;若整個(gè)地下基礎(chǔ)工程工期超過4個(gè)月,則價(jià)格較鉆孔灌注樁為高;
1.2.2 支撐體系
1)鋼筋混凝土支撐
優(yōu)點(diǎn):支撐剛度大、質(zhì)量易于控制,容易適應(yīng)不規(guī)則基坑性狀,可形成較大挖土空間,還可以作為施工棧橋使用;
缺點(diǎn):混凝土養(yǎng)護(hù)周期長(zhǎng),拆除困難,造價(jià)較高;
2)鋼支撐
優(yōu)點(diǎn):可以施加預(yù)應(yīng)力,有利于控制位移;安裝、拆除便利,利于重復(fù)使用;造價(jià)較低;
缺點(diǎn):剛度較小,因此布置較密,影響挖土效率;安裝質(zhì)量要求較高,否則支撐易失穩(wěn);
3)土層錨桿
優(yōu)點(diǎn):基坑完全開敞,挖土速度快;施工設(shè)備簡(jiǎn)單,可根據(jù)實(shí)際情況增減,便捷靈活;也可以施加預(yù)應(yīng)力;
缺點(diǎn):剛度較小,圍護(hù)位移較難控制;由于數(shù)量較多,施工周期較長(zhǎng);錨桿長(zhǎng)度長(zhǎng),可能伸入周圍道路、建筑基礎(chǔ)下面造成不良影響;造價(jià)高;
1.2.3 總體圍護(hù)方案
根據(jù)”安全、經(jīng)濟(jì)、方便施工、節(jié)約工期”的原則,綜合考慮以上各種技術(shù)措施的優(yōu)缺點(diǎn),本工程基坑圍護(hù)擬選用:
1)鉆孔灌注樁擋土;
2)水泥土攪拌樁止水帷幕;
3)鋼筋混凝土支撐;
4)基坑局部靠近周圍房屋或基坑陽角處采用雙排樁門架圍護(hù)淺部土體,控制基坑變形;
5)基坑整體施工方案采取“整體圍合、分塊挖土”的常規(guī)順作方法。
1.3 基坑圍護(hù)技術(shù)方案設(shè)計(jì)
比選方案為:
方案一:直徑850鉆孔灌注樁方案,一道對(duì)撐與角撐相結(jié)合的鋼筋混凝土支撐,止水帷幕為單排直徑650三軸水泥土攪拌樁,攪拌樁底部深入相對(duì)不透水的第④l層lm左右。
方案二:4.4m以淺開挖采用復(fù)合土釘,深部采用直徑750鉆孔灌注樁方案,一道雙圓環(huán)鋼筋混凝土支撐,止水帷幕為單排直徑650三軸水泥土攪拌樁,下端插入④1層深度在5m以上且深入基坑坑底以下約4m。
在充分了解周邊環(huán)境和工程施工實(shí)際條件的基礎(chǔ)上,經(jīng)過對(duì)基坑支撐方案反復(fù)比較論證,且從施工條件分析,基坑四周幾乎沒有供大型土方機(jī)械作業(yè)的場(chǎng)地,也希望通過支撐布置能在基坑中間留出相對(duì)大一些的空間,供土方機(jī)械下坑作業(yè)。由于圓環(huán)能提供較大的空間,又有很好的受力性能,同時(shí)與本工程外形相適應(yīng)的程度較好,因此本工程決定采用方案二。
2 基坑圍護(hù)施工技術(shù)
2.1 開挖技術(shù)
土方工程施工是深基坑工程施工的重要組成部分,它不僅與工程進(jìn)度密切相關(guān),而且直接影響基坑及周邊環(huán)境的安全。在具備以下條件時(shí),方可進(jìn)行土方開挖工作:圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工或水平支撐結(jié)構(gòu)施工完畢,同時(shí)其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求;基坑內(nèi)水位已降至墊層下不少于50cm;基坑監(jiān)測(cè)反映各項(xiàng)指標(biāo)正常;已制定搶險(xiǎn)措施,遇緊急情況能立即進(jìn)行有效處理;已辦理有關(guān)施工手續(xù),設(shè)備機(jī)械人員已就位,開挖方案已制定并經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理審批。
由于本工程基坑屬超大型深基坑,工期又緊,因此土方開挖速度成為影響基礎(chǔ)施工進(jìn)度的主要因素。為此,土方開挖將充分利用圓形支撐的特點(diǎn),采用中心島式開挖,先挖周邊,后挖中央,利用中心島土體的自重減少基坑變形。在基坑北側(cè)布置一座鋼棧橋,挖土?xí)r鋼棧橋與與中心島連接一條出土通道,即土方車由北側(cè)的鋼棧橋進(jìn)入中心島裝土,再運(yùn)出現(xiàn)場(chǎng)。隨著挖土施工的進(jìn)展,中心島的土體根據(jù)需要,逐步收縮土體的直徑和降低標(biāo)高,最后將基坑內(nèi)的土方全部挖除。挖土?xí)r,為使基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)受力均勻和盡可能減少基坑暴露時(shí)間,采取平面對(duì)稱開挖和限時(shí)完成支撐。
中心島式挖土,對(duì)于加快土方外運(yùn)和提高挖土速度是有利的,但對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)受力不利,由于首先挖去基坑四周的土,支護(hù)結(jié)構(gòu)受荷時(shí)間長(zhǎng),在軟粘土中時(shí)間效應(yīng)(軟粘土的蠕變)顯著,有可能增大支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形量。因此應(yīng)采用分層、對(duì)稱同步開挖,對(duì)環(huán)梁和圍護(hù)結(jié)構(gòu)逐步加載,均勻受力,使施工工況與設(shè)計(jì)工況相符合。避免因單向挖土、不分層或不對(duì)稱挖土造成環(huán)撐和樁項(xiàng)受力不均衡、位移過大,以及使構(gòu)件節(jié)點(diǎn)應(yīng)力的集中和多變引起變截面接合處裂縫。
根據(jù)支撐形式,土方分三層進(jìn)行。第一層土從自然地面-0.9m至第一道混凝土支撐底-5.70m,土層厚度4.8m。第二層土開挖從第一道混凝土支撐底至標(biāo)高-8.70m,土層厚3m。第三層土開挖從標(biāo)高-8.70m至基礎(chǔ)墊層底,土層厚3.4m。
2.2 基坑信息化施工
信息化施工內(nèi)容廣、作用大。其內(nèi)容主要包括結(jié)構(gòu)與土體的應(yīng)力監(jiān)測(cè),位移監(jiān)測(cè),水位、水壓、流量監(jiān)測(cè)等諸多方面,這些監(jiān)測(cè)至少有三個(gè)方面作用。確保工程安全和質(zhì)量;驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確與合理性;上升為理論便可作為科學(xué)研究的一種實(shí)驗(yàn)。對(duì)于大型工程,信息化施工是設(shè)計(jì)者的“護(hù)身符”。由于設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)時(shí)通過計(jì)算規(guī)定了樁頂位移值,在施工過程中,通過信息化過程,密切注意位移的發(fā)展,當(dāng)位移超過限值時(shí),應(yīng)適當(dāng)改變施工步驟或采取一定的工程措施,以阻止變形的進(jìn)一步發(fā)展,確保深基坑邊坡及環(huán)境的穩(wěn)定與安全。
隨著深基坑開挖工程的面積越來越大,深度越來越深,對(duì)相鄰建(構(gòu))筑物、道路、管線等設(shè)施的影響也日趨嚴(yán)重;由于地基土、地下水位不一樣,基坑大小、深度、支護(hù)情況的設(shè)計(jì)也不一樣,常常因某種原因引起基坑土體滑移,邊坡失穩(wěn),支護(hù)破壞,基底隆起,止水帷幕滲漏及基坑管涌等事故,造成相鄰建(構(gòu))筑物、道路、管線等設(shè)施的損壞。
因此,要求深基坑設(shè)計(jì)、施工必須走動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息化管理的路子。信息化不僅對(duì)深基坑的安全施工起指導(dǎo)作用,而且對(duì)相鄰建(構(gòu))筑物、道路、管線等設(shè)施實(shí)行全過程安全監(jiān)測(cè),明確了深基坑施工過程中相鄰建(構(gòu))筑物、道路、管線等設(shè)施的影響程度及損壞原因,可靠有效的數(shù)據(jù)則可進(jìn)行科學(xué)的說明和論證,使得安全鑒定更具時(shí)代信息。
2.3 基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)分析
支護(hù)結(jié)構(gòu)項(xiàng)部的水平位移。支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移的分析與評(píng)定,是深基坑安全施工的支柱性項(xiàng)目,它的量測(cè)與定量分析,包括位移速率和累計(jì)位移量的計(jì)算,并及時(shí)繪制位移隨時(shí)間的變化曲線,分析引起位移速率增大的原因,準(zhǔn)確記錄位移量。通過量測(cè),得出現(xiàn)場(chǎng)一手資料,再進(jìn)行定量分析,確保支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移控制在限值內(nèi)。
沉降和沉降速率。對(duì)沉降及沉降速率的分析與評(píng)定,是實(shí)現(xiàn)信息化管理的必備項(xiàng)目,首先要區(qū)分沉降是由支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移引起的,還是由地下水位變化等情況引起的。一般支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移引起相鄰地面的最大沉降與水平位移之比在0.65~1.0之間,沉降發(fā)生時(shí)間比水平位移發(fā)生時(shí)間滯后5~10天左右。鄰近建(構(gòu))筑物的沉降觀測(cè)結(jié)果及分析與評(píng)定可參考有關(guān)規(guī)范中的沉降限值。
監(jiān)測(cè)結(jié)果的驗(yàn)證與比較。對(duì)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合分析并相互驗(yàn)證和比較,是原設(shè)計(jì)正確與否的“監(jiān)督員”,用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際監(jiān)測(cè)到的新的資料與原設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)情況進(jìn)行對(duì)比,判斷現(xiàn)有設(shè)計(jì)和施工方案是否合理,必要時(shí)及早調(diào)整設(shè)計(jì)和施工方案。
預(yù)測(cè)新的動(dòng)態(tài)。在深基坑施工期間,用數(shù)值模擬法分析各種情況下支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移變化規(guī)律,以及穩(wěn)定性分析,用反分析方法推算巖土體的特性參數(shù),檢驗(yàn)原設(shè)計(jì)計(jì)算方法的適宜性,預(yù)測(cè)后續(xù)開挖工程施工中可能出現(xiàn)的新動(dòng)態(tài)。
3 結(jié) 語
該工程成功地將復(fù)合土釘墻支護(hù)、內(nèi)支撐鉆孔灌注樁排樁支護(hù)、三軸水泥土攪拌樁止水帷幕等形成的組合支護(hù)體系應(yīng)用于該深基坑支護(hù)工程,并結(jié)合基坑特點(diǎn)采用剛度大、穩(wěn)定性可靠的內(nèi)外雙圓水平支撐,為土方開挖及地下室施工提供了充裕的空間,從而大大加快了施工進(jìn)度,縮短了工期。
參考文獻(xiàn)
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