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- 人生感言语录32条
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- 类土质路堑高边坡加固工程的动态设计技术
- 1概述福建地区是我国多山省份之一,俗有“八山一水一分田”之称,地层风化深度大,覆盖层较厚,岩体结构破碎。近年来,随着高速公路建设的大力推进,边坡工程问题相对突出,其中尤以类土质路堑高边坡(其坡体物质一般主要由坡残积土层、全风化土层、砂土状强风化岩层组成)问题更为严重。但是,在类土质路堑高边坡的防护加固工程设计中还存在很多问题,具体表现在:一是普遍采用工程地质类比分析,过分依赖具体工程经验,造成工程设计人为性较强或可靠性较低;二是对路堑高边坡的失稳机理缺乏深入研究,具体防护加固工程对策依据不足或针对性不强,为了保证安全,往往简单的采用较大安全储备,提高了防护工程造价,形成资源的浪费;同时也有因工程对策选择失当,给边坡工程安全带来很大隐患;三是在稳定分析计算方法中,一般沿用传统的刚体极限平衡理论,没有考虑材料的应力应变关系以及 1概述福建地区是我国多山省份之一,俗有“八山一水一分田”之称,地层风化深度大,覆盖层较厚,岩体结构破碎。近年来,随着高速公路建设的大力推进,边坡工程问题相对突出,其中尤以类土质路堑高边坡(其坡体物质一般主要由坡残积土层、全风化土层、砂土状强风化岩层组成)问题更为严重。但是,在类土质路堑高边坡的防护加固工程设计中还存在很多问题,具体表现在:一是普遍采用工程地质类比分析,过分依赖具体工程经验,造成工程设计人为性较强或可靠性较低;二是对路堑高边坡的失稳机理缺乏深入研究,具体防护加固工程对策依据不足或针对性不强,为了保证安全,往往简单的采用较大安全储备,提高了防护工程造价,形成资源的浪费;同时也有因工程对策选择失当,给边坡工程安全带来很大隐患;三是在稳定分析计算方法中,一般沿用传统的刚体极限平衡理论,没有考虑材料的应力应变关系以及岩土与结构的耦合作用,对开挖和防护工程施工各阶段边坡的稳定性缺乏具体分析和定量化判断。因此,对类土质路堑高边坡的加固工程对策进行系统的研究,以指导现有的边坡工程设计和边坡防护加固工程施工,就显得非常必要和紧迫。本文以山区高速公路工程建设中遭遇最多的斜坡场地类土质路堑高边坡为具体研究对象,通过对类土质路堑高边坡失稳机制的稳定性计算分析,有针对性的提出合理的防护加固工程对策,并对其加固工程作用机理和边坡应力与变形及稳定程度的动态响应进行数值模拟研究,最后对加固工程的可靠性进行检算分析;同时,根据边坡开挖的宏观变形迹象或位移监测成果进行边坡稳定状态的反演分析和强度指标参数的反算,结合现场工程地质条件和岩土测试结果修正数值计算模型,实现加固工程对策的动态设计,从而建立了路堑高边坡数值仿真设计的基本技术方法。2类土质路堑高边坡的坡体结构特征通过对我省多条高速公路大大小小上百个类土质路堑高边坡工点的统计分析,类土质路堑边坡按场地条件一般可分为平坦场地和斜坡场地两大类。平坦场地类土质路堑高边坡一般多见开挖路堑通过山体脊部或鞍部,形成路堑对坡。此类边坡一般风化层深度较大,坡体物质一般为成层状岩土,集中体现风化壳的垂直分布特征,地质构造影响较小,坡体变形主要体现为岩土体的抗剪破坏。其破坏模式与均匀土边坡具有一定的相似性。斜坡场地类土质路堑高边坡是我省高速公路路堑边坡的主要形式之一,在工程建设中大量出现,也是最容易产生破坏,而且破坏类型最为复杂的路堑边坡之一。这种边坡的原始坡度一般为15°~30°,超过35°的相对很少见,坡体成分比较复杂,其变形破坏模式体现岩土抗剪强度和坡体不连续面的复合作用。为了对类土质路堑高边坡进行系统研究,考虑边坡稳定性分析的客观需要,结合对边坡失稳因素的分析,本文抓住坡体不连续面这一主控因子,主要考虑地层分界面,特别是基岩顶面在坡体中的出露位置,将类土质路堑高边坡分为类型Ⅰ、类型Ⅱ和类型Ⅲ三种典型坡体结构类型。2.1类土质路堑高边坡坡体结构类型Ⅰ坡体结构类型Ⅰ主要体现坡残积土边坡的地层组合关系。此种边坡主体由坡残积土层组成,其基岩埋藏较深,基本对边坡变形不产生控制作用,坡体物质风化比较完全,材料性质相对均匀,土体结构松散。此种边坡的坡积层与残积层、残积层与下伏强风化岩层的分界面大多相对隔水,存在强度差异和变形不连续性,在边坡开挖切削坡脚支撑并致使其分界带临空暴露的情况下,容易依附于地层分界面产生蠕滑松动或失稳破坏。同时,其变形破坏受岩土材料抗剪强度控制较明显,在边坡工程实践中常常发现此种边坡的滑裂面主体呈似圆弧面。2.2类土质路堑高边坡坡体结构类型Ⅱ坡体结构类型Ⅱ主要体现风化土边坡的地层组合关系。此种边坡主体由坡残积层、全风化层和砂土状强风化层组成,基岩顶面出露于坡脚位置,其产状一般顺倾坡面,对边坡变形具有控制作用。在边坡坡脚,由于土岩的力学性质差异较大,接触界带相对隔水,容易形成地下水汇集,产生坡脚岩土“软化”现象,在边坡开挖切削坡脚支撑或长时间暴露边坡开挖面的情况下,容易产生边坡岩土沿基岩顶面的坍滑变形甚至整体性失稳。边坡工程实践中发现其滑裂面形态通常呈似圆弧与平面组合的形态。2.3类土质路堑高边坡坡体结构类型Ⅲ坡体结构类型Ⅲ是边坡开挖过程中最容易产生破坏的类型,主要体现风化差异强烈地层的土岩二元接触特征(即上部土或类土质与下部岩质的二元组合)。此种边坡在花岗岩地区较为常见,由于其不均匀风化强烈,球状风化或壳状风化发育,砂土状强风化层一般很薄,甚至缺失,边坡中上部为坡残积层,下部为碎块状强风化至弱风化基岩,在边坡开挖过程中极易发生沿基岩顶面的高位剪出变形。3类土质路堑高边坡防护加固工程对策类土质路堑高边坡加固工程措施必须综合分析边坡的失稳机制,并结合边坡稳定性计算分析进行选取。对软弱坡脚的变形控制,常可以在坡脚设置支挡结构进行防护,根据场地条件、坡体规模和稳定状态可选取加厚护面墙、路堑挡墙、抗滑桩板墙等工程措施;对坡脚出露稳定基岩的边坡,往往只需要在坡脚设置护面墙,骨架护坡等防护工程措施;同时,根据路堑开挖揭露的地质情况可以对坡脚支挡结构的选型进行动态调整。对于因地下水渗流作用引起的坡脚岩土软化,通常需要设置排水措施,以输导地下水,提高岩土的抗剪强度。总体来讲,类土质路堑高边坡的变形是由于路堑开挖引起边坡应力条件的渐进恶化造成的,因此可以选用具有主动加固特性的预应力锚固工程措施对类土质路堑高边坡,尤其是具有二元接触特性类型者,进行坡体应力状态调整,着重控制边坡塑性区的发展,改善坡体应力状态,提高边坡的整体稳定性;同时,预应力锚固工程措施布置灵活,施工便利,能适应不同的施工场地条件,因此具有普通支挡结构不可比拟的优势。数值模拟分析和工程现场调查表明,类土质路堑高边坡一般在开挖4级左右,容易产生较明显变形或结构面松弛特征,因此,在边坡开挖3~4级开始必须对边坡进行跳级锚固。对于体现二元结构特征的类土质路堑高边坡,由于其滑裂面一般依附于基岩顶面产生,因此可以将锚杆(索)的锚固段伸入稳定基岩层,这样处理一般不会增加太多自由段长度,却可有效减少锚固段的长度,并提高锚固段抗拔力;对于风化层较厚的边坡,强制要求锚固段伸入基岩层往往是不经济的,一般可将锚固段穿过最危险滑裂面一定距离加以控制,对于地层岩土松软引起的锚固段抗拔力不足可以采用增加锚固段长度或二次劈裂注浆来实现,在这方面,荷载分散型锚索具有明显的优势。根据工程实践效果分析,在类土质路堑高边坡中部拦腰跳级锚固,结合坡脚支挡排水措施,一般可有效改善坡体的应力条件,控制坡体变形,提高边坡的局部和整体稳定性,以满足工程建设对类土质路堑高边坡工程质量安全的要求。4数值模型的建立本文以在建高速公路某路堑边坡为原型建立有限单元数值计算模型,具体模型即为斜坡场地类土质路堑高边坡模型Ⅰ,见图1。该工程场区属丘陵坡地地貌,边坡原始坡度约28°,地下水不甚发育,设计高速公路在该路段斜切一山包,开挖7级边坡形成高达58m的路堑高边坡,坡体物质主要由坡残积粘性土和砂土状强风化花岗岩组成,属典型的类土质路堑高边坡。该边坡高陡,坡脚应力集中程度大,岩土强度指标低,边坡稳定性差,边坡刷方后,若长时间暴露开挖面或遇连续降雨等其它诸多不利因素作用,极易发生边坡的局部坍滑甚至整体失稳破坏。图1斜坡场地类土质路堑高边坡模型Ⅰ有限单元网格离散图综合分析数值模拟计算结果,对此类土质路堑高边坡的失稳机制总结如下:此类土质路堑高边坡随着开挖进程在坡脚逐步产生剪应力集中,开挖后期,在坡顶产生大片拉应力区;同时,其塑性区起源于地层分界面,逐步向剪应力集中的坡脚扩展,并向拉应力集中的坡顶延伸,直至贯通坡体;最后,在塑性区条带内发展形成最危险滑裂面,滑裂面形状依附于地层分界面,呈中下部平面与上部似圆弧面组合形态。其力学特征主要体现为坡脚剪应力集中和坡体中部地层分界面附近塑性屈服区的孕育和发展。5边坡稳定性分析本文采用有限元应力搜索法,对边坡分级开挖各阶段进行稳定性计算分析,计算结果见1,图2给出了稳定系数和开挖时步的动态关系。表1失稳机制和工程对策数值模拟计算结果对比表由相关计算成果分析:开挖1~2级,人工刷方边坡的稳定性大于自然边坡稳定性,随开挖卸荷,边坡稳定性提高;开挖3级时,人工刷方边坡稳定性对坡体失稳起控制性作用,其稳定系数为1.302;其后随开挖施工,边坡稳定系数逐步降低,第7步开挖至设计高程,边坡稳定系数降为1.001,达到极限状态,其变形急剧增加,体现边坡失稳特征。图2给出开挖边坡稳定系数动态变化图,图3给出了开挖7级时边坡稳定分析计算图,由图3与图4比较可发现最危险滑裂面位置与最大剪应变脊线比较吻合。图2开挖边坡稳定系数动态变化图图3开挖7级边坡稳定性分析图6加固工程对策的数值模拟根据边坡失稳机制和各开挖时步边坡稳定程度的动态变化,并结合现场环境背景条件,可针对性采取相应的工程对策。首先,因坡脚应力集中,是整个边坡的薄弱环节,故考虑加强坡脚支挡,在边坡第一级设置挡墙工程,以减小应力集中程度,限制坡脚变形,防止其发生剪切破坏。其次,因边坡塑性区起源于坡体中部的地层分界面,为改善边坡应力状态,控制坡体变形和塑性区发展,考虑在边坡中部采取预应力锚固措施。据数值模拟和工程现场分析,一般类土质路堑边坡开挖4级以上易产生较大变形或结构面松弛,故考虑在开挖3级和5级相应时步分两级对坡体中部先后施作预应力锚索地梁进行加固。通过以上两种主要工程对策可有效改善坡体应力状态,提高边坡的稳定性。具体数值计算模型见图5。图5某类土质路堑高边坡加固工程数值仿真设计数值计算模型主要计算参数为:锚索倾角26.6°,弹性模量E=2.0×108kPa,截面积A=2.3×10-3m2,预拉力1000kN;锚固段(Φ150钻孔)弹性模量E=2.0×108kPa,截面积A=1.8×10-2m2,惯性矩I=2.5×10-5m4,具体锚索长度等见图11;钢筋砼地梁弹性模量E=2.0×108kPa,截面积A=3.0×10-1m2,惯性矩I=9.0×10-3m4。挡墙水平推力252kN/m(模拟水平均布面力31.5kPa,假定挡墙后土压力沿深度均匀分布;模拟挡墙重力面力值为126kPa,模拟基底摩擦力面力值为50.4kPa)。边坡逐级开挖和加固共分10个时步,其中第4、7步为锚索地梁施加预应力,第10步为施作路堑挡墙,相关计算成果见表1;图6~7给出最后时步边坡的最大剪应力、最大剪应变等值线图,图8给出了最大剪应变随开挖时步的动态变化,图9给出了加固工程施工完毕后边坡的塑性区分布范围。图6最后时步边坡最大剪应力等值线图图7最后时步边坡最大剪应变等值线图图8最大剪应变随开挖时步的变化图9加固工程施工完毕边坡塑性区分布图由相关计算成果分析如下:预应力锚索地梁和路堑挡墙改善了坡体的应力状态,使塑性区范围较加固前大幅减少,最大剪应力等值线图相对平顺,坡脚剪应力集中程度明显降低,量值减小,第10步边坡坡脚最大剪应力量值仅162kPa,为未加固时的43%。加固工程的作用机理还体现在控制边坡各级开挖时的变形,由表1,结合图9可明显看出,锚索张拉(第4,7步)和施作挡墙(第10步)对边坡应力增长和变形增加有明显的抑制作用,从图7可看出边坡整体变形得到了明显控制,仅坡脚局部发育有较明显变形,但最大剪应变量值已经大幅度减小,仅为加固前的15%,同样,水平位移也得到了明显的控制,仅为加固前的6%。7加固工程效果的稳定性检算为了对加固工程的效果进行检验,本文采用有限元应力搜索法对各时步边坡的稳定性进行检算分析。图10给出了各计算时步边坡稳定性的动态变化,由图10明显看出,在加固工程生效的第4,7,10步,边坡稳定系数有明显提高,但随着开挖加深,坡体应力水平增大,整体稳定性降低,加固工程对稳定性的提高幅度越来越小,揭示了对路堑边坡宜尽早加固,以减少开挖对坡体的扰动,提高边坡的整体稳定性。经加固后边坡的稳定系数达到1.061,见稳定性计算图11。图10边坡稳定系数动态变化图图11边坡防护加固工程稳定性检算图8相关问题的探讨8.1不同施工方案对边坡稳定性的影响在工程施工过程中,因考虑施工进度等综合因素,常常在坡体上部加固工程作用尚未生效时,下部坡面刷方已经完成,开挖面长时间暴露,导致边坡发生较大变形甚至失稳破坏;此问题在京福高速公路一期和二期工程现场都有发现。由表1计算数据对比分析,边坡直接开挖6级,其稳定系数为1.024,若一次性刷方至设计高程,其稳定系数为1.001,此时边坡计算结果已经体现失稳特征。若采用逐级开挖逐级加固的施工方案,在开挖6级时,边坡的稳定系数为1.038,此时可相对安全的进行坡脚挡墙的施工,并最终将边坡的稳定系数提高到1.061。因此,边坡开挖须贯彻逐级开挖逐级加固的原则,必要时可采取有针对性的预加固施工方案。由上分析,对路堑边坡逐级开挖逐级支护可有效改善坡体应力状态,控制变形,减小对岩土体的扰动破坏;同时,可进一步推证,具有主动防护特性的预应力锚固工程在控制坡体开挖变形,提高施工过程中边坡的稳定性方面具有独特的优势。8.2刚体极限平衡法、有限元强度折减法、有限元应力搜索法的比较目前,在边坡稳定分析中常用的计算方法有各种刚体极限平衡法(简称LEM)、有限元强度折减法(简称SR法)和有限元应力搜索法(简称FES法)。本文采用LEM(以M-P法为例)、FES法和SR法就本工点进行计算对比分析,表2给出了计算结果。因为SR法存在结构强度屈服及结构与岩土破坏变形协调等方面困难,SIGMA/W程序暂无法对加固后边坡进行合理或可靠的稳定性计算。表2三种计算方法计算结果对比表M-P法FES法SR法(FES法-M-P法)/M-P法(SR法-M-P法)/M-P法加固前0.9231.0011.0348.5%12%加固后1.0491.061失效1.1%无由上表分析,稳定系数计算结果SR法>FES法>M-P法;加固前稳定系数计算结果FES法比M-P法大8.5%,SR法比M-P法大12%;加固后,FES法计算结果比M-P法大1.1%。通过对FES法和M-P法计算中条块底部法向应力差异对稳定系数的影响的研究,指出有限单元法计算的应力场较极限平衡法更为合理,因而由FES法计算的稳定系数可靠性相对较高。根据边坡极限分析的极大值原理,FES法由于考虑了材料的协调变形、岩土强度的充分发挥以及岩土与结构的耦合作用,其计算的稳定系数比基于刚体极限平衡理论的M-P法的计算结果大应该认为是合理的。FES法计算中加固工程对边坡稳定度的提高(6%)远没有M-P法计算中(13.6%)提高幅度大,其中部分原因是考虑了岩土与结构的协调变形以及变形引起的能量释放。因此,采用FES法进行边坡仿真设计时,必须就防护加固工程对边坡的应力调整,变形控制和稳定系数提高等因素进行综合考虑,并加以细化,以作为边坡工程动态设计的依据。9结语本文采用有限单元法通过对类土质路堑高边坡失稳机制的分析,结合边坡稳定性计算分析,提出了相应的加固工程对策,并对加固工程的作用机理进行数值模拟研究,然后对加固工程效果进行检算分析,建立了路堑高边坡防护加固工程数值仿真设计的技术方法。⑴边坡加固工程对策的作用机理主要体现为改善边坡应力状态,控制坡体变形和塑性区发展,以提高边坡稳定性。⑵具主动加固特性的预应力锚固措施对控制边坡施工过程中的变形,提高其短期和长期稳定性具有重要的作用;根据工程施工的具体情况,应及时采取预加固的方案。⑶采用逐级开挖逐级加固的施工方案对控制边坡开挖变形,防止坡体应力条件恶化,提高坡体的长期稳定性具有重要的意义。
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- 一、区分一下地基与基础的概念建筑物由上部结构、基础与地基三部分组成。建筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。受建筑物影响的那一部分地层称为地基。所以地基是指基础底面以下,承受基础传递过来的建筑物荷载而产生应力和应变的土壤层。 一、区分一下地基与基础的概念建筑物由上部结构、基础与地基三部分组成。建筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。受建筑物影响的那一部分地层称为地基。所以地基是指基础底面以下,承受基础传递过来的建筑物荷载而产生应力和应变的土壤层。建筑物向地基传递荷载的下部结构称为基础,是建筑物的墙或柱埋在地下的扩大部分,是建筑物的“脚”。作用是承受上部结构的全部荷载,把它传给地基。二、地基分类三、地基的处理方式(一)天然地基天然地基是指自然状态下即可满足承担基础全部荷载要求,不需要人工处理的地基。天然地基土分为四大类:岩石、碎石土、砂土、粘性土。(二)人工地基天然地基的承载力不能承受基础传递的全部荷载,需经人工处理后作为地基的土体称为人工地基。处理的方法有:换填法、预压法、强夯法、振冲法、砂石桩法、石灰桩法、柱锤冲扩桩法、土挤密桩法、水泥土搅拌法(含深层搅拌法、粉体喷搅法、深层搅拌法简称湿法,粉体喷搅法简称干法)、高压喷射注浆法、单液规划法、碱液法等。1、换填法当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部荷载对地基的要求时,常采用换土垫层法来处理软弱土地基,即将基础下一定深度内的土层挖去,然后回填以强度较高的砂、碎石或灰土等,并夯至密实。实践证明:换土垫层可以有效地处理某些荷载不大的建筑物地基问题。换土垫层按其回填的材料可分为砂垫层、碎石垫层、灰土垫层等。垫层的主要作用:1)提高地基承载力;2)减少沉降量;3)加速软弱土层的排水固结;4)防止冻胀;5)消除膨胀土的胀缩作用。换填法适用于浅层地基处理,包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土等。换填法还适用于一些地域性特殊土的处理,例如在西安地区可消除黄土的湿陷性,用于山区地基可处理岩面倾斜、破碎、高低差,软硬不匀以及岩溶等,用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。2、强夯法强夯法是用几吨至几十吨的重锤从高处落下,反复多次夯击地面,对地基进行强力夯实。这种强大的夯击力在地基中产生动应力和振动,从夯击点发出纵波和横波,向地基纵深方向传播,使地基浅层和深处产生不同程度的加固作用。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对非饱和的粘性土地基,一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法;并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。现有经验表明:在100~200吨米夯实能量下,一般可获得3~6米的有效夯实深度。强夯后效果3、振冲(置换)法振冲法是利用振冲器,在高压水流的作用下边振边冲,使松砂地基变密;或在粘性土地基中成孔,在孔中填入碎石制成一根根的桩体,这样的桩体和原来的土构成复合地基。在砂土中和粘性土中振冲法的加固机理是不同的。在砂土中主要是振动挤密和振动液化作用;在粘性土中主要是振冲置换作用,置换的桩体与土组成复合地基。振冲法适用于各类可液化土的加密和抗液化处理,以及碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土、湿陷性土等地基的加固处理。采用振冲法地基处理技术,可以达到提高地基承载力、减小建(构)筑物地基沉降量、提高土石坝(堤)体及地基的稳定性、消除地基液化的目的。3.1振冲碎石桩法振冲碎石桩是利用在地基中就地振制的碎石快速加固松软地基的方法。近几年来在高层建筑地基的加固及处理中也得到了广泛地应用。它具有技术可靠、设备简单、操作技术易于掌握、施工简便快速、工期短、既不用水泥,又不用钢材,加固后地基承载力有显著提高等优点。适用于中、粗砂和部分细砂或粉砂土地基。4、排水固结预压法排水固结预压法是利用地基土排水固结的特性,通过施加预压荷载,并增设各种排水条件(砂井和排水垫层等排水体),以加速饱和软粘土固结发展的一种软土地基处理方法。排水固结法适用于处理饱和和软弱土层,按照采用的各种排水技术措施的不同,排水固结法可分为以下几种方法:堆载预压法真空预压法降水预压法电渗排水法4.1真空排水固结预压法真空预压指的是砂井真空预压。即在粘土层上铺设砂垫层,然后用薄膜密封砂垫层,用真空泵对砂垫及砂井进行抽气,使地下水位降低,同时在地下水位作用下加速地基固结。亦即真空预压是在总压力不变的条件下,使孔隙水压力减小、有效应力增加而使土体压缩和强度增长。4.2堆载预压法在建筑场地临时堆填土石等,对地基进行加载预压,使地基沉降能够提前完成,并通过地基土固结提高地基承载力,然后卸去预压荷载建造建筑物,以消除建筑物基础的部分均匀沉降,这种方法就成为堆载预压法。一般情况是预压荷载与建筑物荷载相等,但有时为了减少再次固结产生的障碍,预压荷载也可大于建筑物荷载,一般预压荷载的大小约为建筑物荷载的1.3倍,特殊情况则可根据工程具体要求来确定。5、挤密法挤密法的加固机理主要靠桩管打入地基中,对土产生横向挤密作用,在一定挤密功能作用下,土粒彼此移动,小颗粒填入大颗粒的空隙,颗粒排列紧密,孔隙体积减少,地基土的强度也随之增强。所以挤密法主要是使松软土地基挤密,改善土的强度和变形特性。6、深层搅拌法深层搅拌法是一种化学加固地基的方法。它通过特制机械──各种深层搅拌机,沿深度将固化剂(水泥浆、水泥粉或石灰粉,外掺一定的添加剂)与地基土强制就地搅拌,利用固化剂自身及其与地基土之间所产生的一系列物理、化学反应,使地基土硬结成为具有整体性、水稳定性、较低渗透性和一定强度的复合土桩(体),或与地基土构成复合地基,从而提高软土地基的承载力、减小地基的变形。水泥深层搅拌桩施工现场7、高压喷射注浆法高压喷射注浆法是利用高压射流技术,喷射化学浆液,破坏地基土体,并强制土与化学浆液混合,形成具有一定强度的加固体,来处理软弱地基的一种方法。高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土。高压喷射注浆法同时适用于地基或土体的防渗处理,形成防渗帷幕,防止渗流破坏、流土或管涌。在西安地铁车站围护结构止水帷幕设计中大量采用。地铁大量采用高压喷射旋喷桩施工止水帷幕8、水泥粉煤灰碎石桩(CFG)水泥粉煤灰碎石桩是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌和,用振动沉管打桩机或其它成桩机具制成的一种具有一定粘结强度的桩。桩和桩间土通过褥垫层形成复合地基。水泥粉煤灰碎石桩及褥垫层这种桩是一种低强度混凝土桩,由它组成的复合地基能够较大幅度提高承载力。水泥粉煤灰碎石桩施工现场CFG桩桩头破除前后9、水泥搅拌桩水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂,是软基处理的一种有效形式,利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌,使水泥与土发生一系列物理化学反应,使软土硬结而提高基础强度。软土基础经处理后,加固效果显著,可很快投入使用。适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土质。水泥搅拌桩按材料喷射状态可分为湿法和干法两种。湿法以水泥浆为主,搅拌均匀,易于复搅,水泥土硬化时间较长;干法以水泥干粉为主,水泥土硬化时间较短,能提高桩间的强度。但搅拌均匀性欠佳,很难全程复搅。水泥搅拌桩施工现场采用水泥搅拌桩工艺形成的基坑围护结构10、砂石挤密桩砂石桩挤密法是指碎石桩法和砂桩合称为粗颗粒土桩,是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后,再将碎石或砂挤压入土孔中,形成大直径的碎石或砂所构成的密实桩体。按制桩工艺可为振冲(湿)碎石和干法碎石桩。采用振动加水冲的制桩工艺制成的碎石桩称为振冲碎石桩或湿法碎石桩。采用无水冲工艺(如干振、振挤、锤击等)制成的桩为砂石桩。砂石挤密桩的施工原理砂石挤密桩的施工现场以上介绍的各类地基处理方式适用于不同的地区和地质条件,如排水固结法适合于沿海软土地区,高压喷射注浆法适用于软弱地区。
- [全套图纸]【分享】武汉市政桥博梁格模型全套图纸
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- 原来地铁项目的BIM是这么开展的!
- 近年来大家一直把BIM技术的应用聚焦在房屋建筑上,针对地铁项目建设工程涉及偏少,甚至很多人认为地铁项目根本无法开展BIM应用。随着北京地铁七号线01标标段的施工推进,BIM应用成果也不断浮现,成为了业内的焦点。今天,要带大家去参观的项目是由北京城乡建设集团有限责任公司承建的——北京地铁7号线东延01标标段项目,北京地铁项目那么多,这一个绝对干货! 近年来大家一直把BIM技术的应用聚焦在房屋建筑上,针对地铁项目建设工程涉及偏少,甚至很多人认为地铁项目根本无法开展BIM应用。随着北京地铁七号线01标标段的施工推进,BIM应用成果也不断浮现,成为了业内的焦点。今天,要带大家去参观的项目是由北京城乡建设集团有限责任公司承建的——北京地铁7号线东延01标标段项目,北京地铁项目那么多,这一个绝对干货!一、项目概况1.项目信息北京地铁7号线东延01标段,共包含2站2区间,分别为:黄厂村站、豆各庄站、焦化厂站~黄厂村站区间、黄厂村站~豆各庄站区间。标段西起自焦化厂站(不含)下穿东五环路、上跨南水北调输水管线向东敷设经黄厂村站向东穿越大柳树排水沟、西排干渠、通惠灌渠后到达豆各庄站,标段长为3.25km。2.工程特点本工程工作内容包括车站、区间的土建工程、降水工程及站前广场等。整个项目将面临工程量大,工法多样,施工覆盖范围广,施工时间较长,作业面广,专业分工细等诸多难点。施工过程中还将面临“三多一少”的问题,即作业面多危险源多,质量控制点多,在施工区域内可以利用的施工场地少。3.BIM工作室组织结构二、BIM技术在项目中的应用1.利用BIM技术实现标准化建设本项目利用BIM技术实现三维施工场地布置及立体施工规划,实现标准化建设可视化,形象生动,并能够有效传递标准化建设实施的各类信息,实现绿色信息智能化管理。同时通过漫游从细部到整个施工区,快速全面了解项目标准化建设的整体和细部面貌。▼焦黄明挖区间三维场地布置模型▼黄厂村主项目部三维场地布置模型▼黄厂村车站三维场地布置模型▼豆各庄车站三维场地布置模型2.利用BIM模型辅助技术管理现场技术人员根据项目BIM人员建立的三维模型,利用模型上的数据信息进行图纸审核,能及时发现冲突碰撞等设计问题。将BIM模型和施工模拟应用于方案交底、培训汇报,表达更加准确形象,易于理解沟通。运用三维模型进行细节展示,通过施工模拟预演施工过程,形象生动,方便工人理解、操作,提高技术交底质量,指导现场施工。在方案中插入三维模型,逼真直观,解说性更强,便于理解。▼施工模拟▼技术交底▼施工方案3.利用BIM5D平台进行质量、安全问题的跟踪管理本项目人员利用BIM5D手机端、云端、电脑端和网页端,完成现场的质量、安全管理。技术部和安全部人员,在现场巡查过程中及时上传质量、安全问题,生产工区人员在接到相关问题提醒后,及时进行整改,通过数据共享和集中分析,实现现场施工安全问题跟踪管理,隐患排查实时具体,落实整改更迅速及时。随着手机端操作的不断普及,现场人员已经习惯性采用此种方式进行问题记录和反馈,据统计,自开工以来,共计持续完成22周的质量安全问题的跟踪管理。自从使用了此方法,项目每周的生产例会,各工区质量安全负责人均通过web端口的数据导出进行数据整理和分析,大大节约了素材准备的时间。▼手机端操作流程▼利用BIM5D平台进行质量、安全问题跟踪管理4.利用BIM5D平台开展进度管理进度一直是项目上重要关注点,本项目就利用了手机端的反馈情况,PC端同步录入,WEB端存留共享的方式,让进度情况变得更加直观。计划进度与实际进度进行对比,滞后进度会突出显示,警示技术人员需采取有效措施,及时调整进度安排,有效进行进度管控。生产工区现场人员,在巡查现场的同时,将现场进度情况通过手机端进行录入反馈,为非现场人员制作施工进度周汇报、实际进度录入情况提供了准确的数据性依据,可谓是一次录入多次输出使用,且将信息进行了留存,方便了后续的调取。▼PC端录入计划进度▼APP实时更新进度情况▼PC端录入实际进度▼每周整理统计进度信息5.利用BIM5D平台进行构件施工跟踪管理形象进度一直是项目上现场施工情况的呈现方式,本项目现场工区人员利用手机端构件跟踪功能对构件各重要工序进行实时跟踪管理,进行现场记录、拍照,责任到人,利用信息化手段创新现场施工管理。在此过程中,BIM组人员提前根据现场进度安排情况,将现场准备施工部分做追踪事项编排,确认工序到具体人员,现场工区人员通关广联达BIM5D手机端就可以调取出需要跟踪的内容,根据构件编号的方式,填写构件各个施工工序,并拍照留存,让施工工序更加标准、合理、可追溯。作为非现场人员,均可以网页端实时同步更新现场信息,方便浏览查看目前的进度情况,进而了解每个阶段的跟踪情况。小结作为该项目的承建单位,北京城乡建设集团有限责任公司通过BIM5D三端一云进行数据共享和集中分析,实现现场施工的质量、安全问题跟踪管理、构件跟踪管理和进度跟踪管理,使工作留下记录,责任到人。工作的传达和执行也更加流畅了,沟通时间节省20%,汇报材料制作时间节省半小时,工作效率提高10%。利用BIM技术信息化、科学化施工管理手段和工具,实现了项目现场的创新施工管理。作为建筑业信息化的主要手段和发展趋势,BIM技术将成为未来施工企业提升企业市场竞争力的最重要手段。BIM技术面临发展成熟期和技术天花板,创新箭在弦上。BIM5D作为近年来国内BIM技术发展的重要成果和中流砥柱,施工企业应用BIM5D将大有可为!
- [高层剪力墙结构]高层剪力墙结构设计中问题及处理措施
- 高醇武随着高层建筑的日益增多,剪力墙结构成为高层住宅的一种普遍结构形式。2002年新规范的颁布实施,对高层建筑的结构设计提出了更高要求,也使高层剪力墙结构设计遇到了许多新的特殊问题。本文仅就高层剪力墙结构设计中的一些常见问题提出处理方法。墙肢的长度。剪力墙墙肢长度(即墙肢截面高度)一般不宜大于8m。剪力墙结构应具有延性,细高的剪力墙(高宽比大于2)容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙,从而可避免脆性的剪切破坏。当墙的长度很长时,为了满足每个墙段高宽比大于2的要求,可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙,洞口 高醇武随着高层建筑的日益增多,剪力墙结构成为高层住宅的一种普遍结构形式。2002年新规范的颁布实施,对高层建筑的结构设计提出了更高要求,也使高层剪力墙结构设计遇到了许多新的特殊问题。本文仅就高层剪力墙结构设计中的一些常见问题提出处理方法。墙肢的长度。剪力墙墙肢长度(即墙肢截面高度)一般不宜大于8m。剪力墙结构应具有延性,细高的剪力墙(高宽比大于2)容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙,从而可避免脆性的剪切破坏。当墙的长度很长时,为了满足每个墙段高宽比大于2的要求,可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙,洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁(其跨高比宜大于6),使其可近似认为分成了独立墙段。墙肢厚度的选取。规定剪力墙的最小厚度,其主要目的是保证剪力墙出平面的刚度和稳定性能。对短肢剪力墙结构,规定其抗震等级应比表1中规定的抗震等级要高一级采用。故除6度区外,短肢剪力墙的抗震等级至少为一级。对于住宅建筑,填充墙厚一般为200mm,相应剪力墙厚也取为200mm。住宅层高一般为2.8~3.0m,故墙厚取200mm,除底层加强区的一字形短肢剪力墙外,均能满足规范要求。对于无地下室的高层住宅,因其基础埋深一般在2.5m以上,则底层墙体高度会在5.0m以上,若按层高的1/16确定墙厚,将超过300mm,大于填充墙厚度。为避免出现此种情况,在布置剪力墙时,应结合建筑平面,尽量不用一字形剪力墙,而采用L,T,Z,十字形等截面形式,且使翼缘长度大于其厚度的3倍。这样,一方面墙体抗震性能更好,另一方面墙厚也可取为剪力墙无支长度的l/16。由于住宅建筑中剪力墙肢长一般小于3.0m,故厚度采用200mm满足构造要求。2.对结构扭转影响的处理JGJ3-20027.2.23《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高规》)4.3.5条规定:“结构平面布置应减少扭转的影响。在考虑偶然偏心影响的地震作用下,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移,A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.5倍;B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.4倍。上一篇:混凝土泵车液压缸导向套结构形式改进建议下一篇:预制式开关站建筑结构体系研发
- 基坑边打桩
- 最近由于旁边基坑开挖,使我单位一所一层的仓库下沉15cm。现在领导想对仓库进行加固,并让一个设计人员出了个打桩的加固方案。我想问在基坑边打桩可以不,基坑深15m,采用围护桩+锚索支护,桩采用锚杆静压桩,桩长共700m。基坑离仓库4m远。不知道打桩会不会影响基坑支护。 最近由于旁边基坑开挖,使我单位一所一层的仓库下沉15cm。现在领导想对仓库进行加固,并让一个设计人员出了个打桩的加固方案。我想问在基坑边打桩可以不,基坑深15m,采用围护桩+锚索支护,桩采用锚杆静压桩,桩长共700m。基坑离仓库4m远。不知道打桩会不会影响基坑支护。
- 求助13g311-1第76页,电子版普遍都缺了这一页
- 恳请各位师兄师姐帮帮忙,帮我照张13g311-1第76页的图片 恳请各位师兄师姐帮帮忙,帮我照张13g311-1第76页的图片
- [地面做法]地面做法如何套定额(第4讲)
- 地面做法如何套定额(第4讲) 地面做法如何套定额(第4讲)我们今天来套一个有面层保护层的做法——地4A。1、0.3~1.0厚环氧涂层;2、腻子(根据具体情况选用);3、80厚C20混凝土随打随抹平;4、60厚C15混凝土;5、素土夯实,压实系数≥0.90。首先介绍一下,环氧涂层是什么东西?环氧涂层相当于油漆或者涂料,有两个作用,耐磨和防腐,涂在钢筋上就起防腐作用,涂在地面上就是耐磨作用,这里因为是地面,当然起的是耐磨的作用。我找到一张图片,让大家有点感官印象,如图1所示。图1很明显,这个地面做法是没有防水的,我们套用没有防水的模板,如图2所示。图2我们来看一下,这个地面做法有多少工序?如图3所示。图3大家仔细看图中的文字,腻子能否构成工序,我们通过定额工料机也可以验证。从后面的定额证明,这里的腻子不能单独构成工序,因为环氧涂层子目里含了腻子,具体验证过程如图4所示。图4至于这条子目是怎么找到的,我们后面再讲。所以,这里还有一个套定额的技巧,就是你搞不清能否单独构成工序,你可以查它的上一层,看看是否已经包含了它,如果包含了,它就不能单独构成工序,也就不能单独套定额。这样我们就把这个地面做法的工序搞清楚了,一共是4个工序,如图5所示。图5这个做法要套4条定额,除去土方我们要套3条定额。下面我们就开始套定额吧,工序1在土方里套,工序2我们前面套过了,是5-151,如图6所示。图6下面我们套工序3,操作步骤如图7所示。图7下面我们来套工序4,工序4做法上是两层,如图8所示,图8怎么找到环氧涂层这条子目呢?这里我不给大家讲搜索法,因为搜索法是碰运气,排除法才是套路,学计价得学套路,不能碰运气,是吧。前面说过,环氧涂层相当于油漆或者涂料,主要起耐磨或者防腐的作用。我们就从耐磨、防腐、油漆这三条线索去找定额章节,如图9所示。图9下面用排除法过滤,先看油漆涂料章节,如图10所示。图10从图10可以看出,油漆章节和环氧涂层没什么关系。再看防腐章节,如图11所示。图11看来防腐章节和环氧涂层也没什么关系。再从楼地面章节找,这一章还真找到与环氧涂层有关的内容,操作步骤如图12所示。图12前面我们已经看过,这条定额里已经含了腻子,我们再用定额工料机来验证一下,如图13所示。图13这样我们把这个地面4A的做法就套完了,如图14所示。图14
- 石材表面污染的鉴定方法及处理技术
- 一确定污染的种类及性质在处理污染之前,必须先确定污染的种类,才能对症下药,在此我们提供以下几个步骤以协助业者了解污染的种类及性质。检查污染的种类1、石材表面侵蚀现象:用手触摸石材表面,如果是粗糙面,大理石(以CaCO3为主要成分)可能是被酸侵蚀所造成的;花岗石(以SiO2为主要成分)可能是发生碱性水斑后的石材结晶粒剥离。2、石材白华或晶化:检查是否是白华,在填缝处或石材表面有一些白色粉末,很容易用手清除。 一确定污染的种类及性质在处理污染之前,必须先确定污染的种类,才能对症下药,在此我们提供以下几个步骤以协助业者了解污染的种类及性质。检查污染的种类1、石材表面侵蚀现象:用手触摸石材表面,如果是粗糙面,大理石(以CaCO3为主要成分)可能是被酸侵蚀所造成的;花岗石(以SiO2为主要成分)可能是发生碱性水斑后的石材结晶粒剥离。2、石材白华或晶化:检查是否是白华,在填缝处或石材表面有一些白色粉末,很容易用手清除。3、石材水斑:石材表面有颜色加深现象,检查是否为水斑,可先用清水湿润石材表面,使用广用试纸,测其ph值,若是碱性(广用试纸呈蓝色),表示为水斑,若不是,则有可能是油脂污染。若是碱性水斑污染,则即使使用瓦斯喷枪加热表面,也很难烘干。若是一般的水分渗透所造成的,很容易干燥消失。4、石材表面全面性黄化:全面性黄化没有区域性,可能是使用的表面处理蜡劣化后所产生。5、石材表面局部黄化:局部且集中、浓度有深浅,这种现象多数是属于锈黄。观察污染的颜色各种污染可能造成的颜色表污染的颜色:黑色可能的污染物:焦油、柏油、菌类植物、润滑油、汽油、煤灰、黑墨汁、灰尘、鞋印、鞋油污染的颜色:蓝色可能的污染物:铜锈、蓝墨水、植物肥料污染的颜色:棕色可能的污染物:水藻、木屑、咖啡、茶、烟草、润滑油、汽油、巧克力、尿液污染的颜色:灰白可能的污染物:铝屑、白华污染的颜色:绿色可能的污染物:染料、铜锈、绿色墨汁、水藻污染的颜色:橘色可能的污染物:铁锈、果汁饮料、食物污染的颜色:红色可能的污染物:血液、铁锈、墨汁、食物污染的颜色:白色可能的污染物:铝屑、白华污染的颜色:黄色可能的污染物:蛋黄、润滑油、铁锈、尿液、变质的蜡触摸石材污染区域的质感(1)被污染区域由光滑转而为粗糙感时,有可能发生大理石被酸蚀,或花岗石因长期发生碱性水斑后剥落的前兆。(2)光面石材表面有如洒上面粉的触感,且该类白粉持续吐出时(约在清洗后1-2天后再吐出),有可能发生白华或碱析晶化现象。嗅觉嗅觉是最好的侦测器,以鼻子闻一闻污染的地方,假如有酸酸的味道,很有可能是呕吐物或尿液的污染。假如闻起来像溶剂的味道,很可能是油漆或其他化学溶剂。以上的步骤只作为判断可能污染的来源的参考,并不一定完全适用所有的污染。二污染处理技术水斑处理基本步骤1、将出现水斑病变的石材表面用清水清洗干净,并使用干净抹布将表面擦干。2、将水斑处理剂使用在发生水斑之处,使用毛刷涂沫均匀,约3-5分钟后,使反应完全,然后使用广用试纸测其表面ph值。若试纸呈蓝色或绿色,则表示仍未除去石材表面的碱性物质。3、重复步骤二,直至石材表面呈中性或酸性为止(广用试纸呈黄色或红色)。4、使用清水将石材表面的处理剂清洗掉,并用干净抹布擦干。5、使用瓦斯喷枪将石材表面的水烘干。6、若很难烘干,则湿润石材,测其表面ph值,若试纸呈蓝色或绿色则表示仍未除去石材表面的碱性物质,则重复步骤二-六。7、待石材表面温度约40-45℃时,使用养护剂,并用毛刷涂沫均匀。8、静置5分钟后,使用干净抹布将残余养护剂擦去。9、保持24小时,不沾到水即可。
- [山体滑坡]兰州市榆中县发生山体滑坡
- 日晚21时25分许,兰州市榆中县银山乡高家湾村突然发生山体滑坡,将居住在山脚下的一户农户全家掩埋。经过紧张救援,4名被掩埋者陆续被挖出,其中1人当场死亡,3人经抢救无效死亡。 日晚21时25分许,兰州市榆中县银山乡高家湾村突然发生山体滑坡,将居住在山脚下的一户农户全家掩埋。经过紧张救援,4名被掩埋者陆续被挖出,其中1人当场死亡,3人经抢救无效死亡。
- 艰娶
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- [供热计量系统]15K502:供热计量系统设计与安装
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- [市政工程]议顶管技术在市政工程施工中的应用研究
- 引言地下管网是城市基础设施的重要组成部分,日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内,要对上述市政设施进行改建、新建、扩建,需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大,使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜,同时给市民工作、生活带来许多不便,特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段,这个矛盾就更加突出。 引言地下管网是城市基础设施的重要组成部分,日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内,要对上述市政设施进行改建、新建、扩建,需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大,使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜,同时给市民工作、生活带来许多不便,特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段,这个矛盾就更加突出。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小,如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。非开挖技术将完全能解决这些难题,提供安全及经济的施工方法。非开挖技术是指利用少开挖和不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换的工艺。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术,其在国外已广泛使用,在国内也已逐渐普及。随着顶管技术在市政工程的广泛运用,本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题,值得施工技术人员重视,并以此和同行共享。1顶管施工的特点顶管法又称为非开挖管道敷设技术,它具有不需要开挖面层,就能穿越地面构筑物和地下管线吸公路、铁路、河道的特点,相比开挖敷设技术,投资和工期将大大节省。同时,顶管施工技术可以降低噪音,减少粉尘,减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏,属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点,在市政工程中尤其是在市政管线工程中得到了广泛地应用。概括起来,顶管施工技术具有几大方面的优点:施工面由线缩成点,占地面积小;地面活动不受施工影响,对交通干扰小;噪音和震动低,城市中施工对居民生活环境干扰小,不影响现有管线及构筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷设管道,可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物,减少沿线的拆迁工作量,降低工程造价。2顶管技术施工应用分析2.1顶进管的选择顶进管一般选用钢筋砼管,如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程,特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。①顶进管直径的选择:顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径,根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚,进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人,所以一般管内径不小于500mm;②顶进管长度的选择:顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数,取得良好的效果,但随着管长度的增长,如果偏离原定的路线,使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大,挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。一般情况下,管长度须相对于管径来衡量,当L/D外≤1.10时,为短管;当L/D外=1.15时,为标准管;当IJD外≥2.10时为长管。2.2顶管施工的前期准备①现场平面布置:平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备,工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下;②顶管机进、出洞处以及后靠土体加固:为确保顶管机出洞的绝对安全,需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失,并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失,必须在工作井安装止水装置。2.3顶管施工的工艺:顶管施叉称为顶进法施工,是指利用顶进设备将预制成椭圆形或圆形构造物逐渐顶入路基,以构成立体交义通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井,然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体,由机头导向,将预制的钢筋混凝土管向前顶进,前端土体通过工作井运出,最后完成管道铺设。2.3.1顶管井的设计:顶管井分工作井与接收井两种,顶管井的建造结构有很多种类,一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等,后者则大多为矩形,它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。2.3.2顶管施工工序①穿墙:打开穿墙闷板将工具管顶出井外,并安装穿墙止水装置,主要技术施工措施如下:1)穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土,以起到临时性阻水挡土作用;2)为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度,工作井工具管穿墙前,对穿墙管外侧采取注浆固结措施;3)穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施;4)闷板开启后迅速推进工具管,同时做好穿墙止水,本工程采用止水法兰加压板,中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环,要求具有较高的拉伸率和耐磨性,借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置,应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞:顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题,顶管出洞,即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程,是顶管技术中的关键工序,也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜,应采取工具管调零,在工具管下的井壁上加设支撑,若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏,工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻:在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙,形成一道泥浆保护套,起到支撑地层,减少地面沉降,减少顶进阻力的作用。在施工中,首先对顶管机头尾部压浆,并要与顶进工作同步,然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆,以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④顶管纠偏:纠偏是指机头偏离设计轴线后,利用设置在后部的纠偏千斤顶组,改变机头端面的方向,减少偏差,使管道沿设计轴线顶迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法,进行纠偏操作,若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩,反之亦然。3膨润土悬浮液在疏松土层中的应用在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中,例如在砂砾土中,若不采取其它辅助措施,土层由于本身极不稳定,以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说,膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用,先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗人土层的孔隙内,充满孔隙,并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性,同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度,在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液,面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中,压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减,所以相应每一种压浆压力,都有一个完全确定的渗入深度。尽管就某种场合来说,随着管子的推进同时在管子整个圆周上和管路全部长度上均匀地压浆证明是相宜的,而在另一些场合下,正确的方法则又可能是分段压浆。例如现已得知,在管子下半部,膨润土在顶进过程中比静止状态下更容易流出,而上半部的压浆则是在管路静止的情况下更容易进行。因此最好是将管子下半都的注浆孔和上半部的注浆孔分别组合起来。这种半侧压出韵原因在于,静止状态的管道以其全部很大的重量沉落于底部。这样便在管道的顶部形成了小空隙,或者至少是形成了一个压力较低的区域。因而在这种状态下,膨澜土在管顶处比在管底部更容易流出。反之,在顶压力和浮力同时作用下,管道有向上拱起的倾向。这时管道离地升起,于是管底下方便形成了一个低压区,致使膨润土更加容易渗入其中并均匀地散开。4顶进管在膨润土悬浮浪中受到的浮力只要顶进管在整个圆周上被膨润土悬浮液所包围,浮力定律便对它有效,即使悬浮液层的厚度很小也同样如此。在钢筋混凝土管情况下,浮力均为管子自重的1.4倍。这样,只要通过正确地压人膨润土悬浮液,从而在土层中围绕顶进管形成一个支承环带,并保持悬浮液压力等于土压力,于是管子就会在膨润土悬浮液中漂浮起来。为此必需的前提在于悬浮液应是液体状态的,亦即呈现为表观流限相应较低的溶胶状态。在悬浮液的膨润土含量低到接近运动状态下的稳定极限时,这个条件便能得到满足。浮力可使管外璧摩阻力减小,因为管底部由于自重产生的法向力减少了。这一效果首先会对大直径管子的长距离推顶产生有利的影响5结语顶管设计在市政工程中,特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程设计中显得尤为重要。在特定工程条件下,相对与开槽埋管更具优越性。时代要前进,城市要发展。市政设施配套完善,地下各种管道建设将会大量增加,顶管设计和施工也会增多。管径加大,长度加长,有直有曲,种类繁多,这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此,我们要重视这个良机,进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术,使之综合施工技术达到国际水平。
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