淺談蓋梁施工的幾種支撐體系
2011-09-16 22:41:33| 分類: 企業(yè)管理 |字號 訂閱
淺談蓋梁施工的幾種支撐體系
本文引用自柳絮飄飄《淺談蓋梁施工的幾種支撐體系》
摘要:通過對蓋梁施工不同支撐方法的比較,結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用,,從影響工程質(zhì)量,、進(jìn)度、費(fèi)用的不同側(cè)面入手,,提出新的施工方法,。
關(guān)鍵詞:蓋梁;支撐體系,;抱箍法,;工程應(yīng)用
近年,公路橋梁中有不少橋梁的下部結(jié)構(gòu)采用簡單的剛架結(jié)構(gòu),,即橋梁的下部基礎(chǔ)為兩根或多根樁基礎(chǔ),,墩身為兩根圓柱墩,樁間系梁聯(lián)結(jié)(或不設(shè)系梁),,墩頂蓋梁聯(lián)結(jié),。例如,,已經(jīng)建成的京福高速公路大黃山特大橋,、邵店鎮(zhèn)沭河大橋,以及正在興建中的京杭運(yùn)河特大橋,、高水河特大橋,、潤揚(yáng)大橋南北引橋等,均是采用這種結(jié)構(gòu),。在這些橋梁的蓋梁施工中,,采用了支架法、橫穿型鋼法,、預(yù)埋鋼板法,、抱箍法等等施工方法,有成功經(jīng)驗(yàn)也有失敗的教訓(xùn),。下面就這些施工方法的優(yōu)缺點(diǎn)從施工質(zhì)量,、工期和費(fèi)用影響等方面進(jìn)行一些簡單的探討。
1,、橫穿型鋼法
在墩柱內(nèi)預(yù)先埋設(shè)預(yù)留孔,,在孔中穿入型鋼并鎖定型鋼,由型鋼支撐支架,、模板及整個蓋梁的重量,。如圖1所示。
這種體系的優(yōu)點(diǎn)是,,支架,、模板及整個蓋梁的重量通過型鋼傳至墩柱,,由墩柱承受,傳力途徑簡單明確,,不存在支架下沉的問題,。但這種體系的缺點(diǎn)也是明顯的,在墩柱內(nèi)埋設(shè)留預(yù)孔,,影響墩柱的外觀質(zhì)量,,其處理不但費(fèi)工費(fèi)時而且還很難領(lǐng)人滿意;再次,,這種體系一般不易取得監(jiān)理,、設(shè)計部門及業(yè)主的認(rèn)同。因此,,這種體系現(xiàn)已較少采用,。
2、預(yù)埋鋼板法
在墩柱中預(yù)埋鋼板,,拆模后在預(yù)埋鋼板上焊接鋼支撐,,由它來承受支架、模板及整個蓋梁的重量,。如圖2所示,。
這種體系的優(yōu)點(diǎn)與前一種體系一樣,支架,、模板及整個蓋梁的重量通過鋼支撐及預(yù)埋鋼板傳至墩柱,由墩柱承受,,傳力途徑簡單明確,,不存在支架下沉的問題而且也不用破壞鋼模。這種體系的缺點(diǎn)是,,第一,,預(yù)埋鋼板要消耗大量鋼材,很不經(jīng)濟(jì),;第二,,鋼支撐的焊接工作是相當(dāng)大,對焊接質(zhì)量的要求也比較高,,而且蓋梁施工完后要對墩柱外觀進(jìn)行處理,,不但費(fèi)工費(fèi)時而且還較難保證質(zhì)量。故這種體系只在迫不得已的情況下采用,。
3,、支架法
采用支架法施工,這是目前用得較多的一種方法,。支架可用萬能桿件也可采用鋼管支架搭設(shè),。蓋梁施工的所有臨時設(shè)施重量及蓋梁重量均由支架承受,直接傳到地面。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是,,第一,,支架的形式及高低可根據(jù)墩周圍的地形和墩柱的高度等隨機(jī)變化,方法靈活,;第二,,不用在墩柱上設(shè)置預(yù)埋件,不會對墩柱外觀造成影響,。但這種方法也有不少缺點(diǎn),,第一,支架法施工對地基的承載力要求比較高 ,,一般均要求對地基進(jìn)行壓實(shí),,對軟土地基還需要澆筑砼地坪。因此,,對地基的處理要花費(fèi)較多人力物力,。如果對地基的處理稍有不慎,即可造成支架整體下沉,,嚴(yán)重影響蓋梁的施工質(zhì)量,。第二,墩柱較高時,,必須對支架進(jìn)行預(yù)壓以消除非彈性變形,,這需要消耗大量人力物力。第三,,由于墩柱高度的變化而調(diào)整底模高度,;對于鋼管支架,從經(jīng)濟(jì)上講都是不合算的,,而且還要大量不必要的人力,。第四,墩柱較高時,,支架龐大,,需要巨額投入而且安裝支架費(fèi)時耗力。第五,,水中施工無系梁橋墩時,,支架法很難用得上。由此可知,,支架法施工雖然方便靈活,,但該法有其自身固有的缺點(diǎn),在施工時尤需注意支架的穩(wěn)定性,、非彈性變形及地基沉降等方面的問題,。
4,、抱箍法
其力學(xué)原理:是利用在墩柱上的適當(dāng)部位安裝抱箍并使之與墩柱夾緊產(chǎn)生的最大靜摩擦力,來克服臨時設(shè)施及蓋梁的重量,。如圖3所示,。
抱箍法的關(guān)鍵是要確保抱箍與墩柱間有足夠的摩擦力,以安全地傳遞荷載,。下面就此問題進(jìn)行討論,。
4.1 抱箍的結(jié)構(gòu)形式
抱箍的結(jié)構(gòu)形式涉及箍身的結(jié)構(gòu)形式和連接板上螺栓的排列。
4.1.1 箍身的結(jié)構(gòu)形式
抱箍安裝在墩柱上時必須與墩柱密貼,,這是個基本要求,。由于墩柱截面不可能絕對圓,各墩柱的不圓度是不同的,,即使同一墩柱的不同截面其不圓度也千差萬別,。因此,為適應(yīng)各種不圓度的墩身,,抱箍的箍身宜采用不設(shè)環(huán)向加勁的柔性箍身,,即用不設(shè)加勁板的鋼板作箍身。這樣,,在施加預(yù)拉力時,,由于箍身是柔性的,容易與墩柱密貼,。
4.1.2 連接板上螺栓的排列
抱箍上的連接螺栓,,其預(yù)拉力必須能夠保證抱箍與墩柱間的摩擦力能可靠地傳遞荷載。因此,,要有足夠數(shù)量的螺栓來保證預(yù)拉力,。如果單從連接板和箍身的受力來考慮,連接板上的螺栓在豎向上最好布置成一排,。但這樣一來,,箍身高度勢必較大,。尤其是蓋梁荷載很大時,,需要的螺栓較多,抱箍的高度將很大,,將加大抱箍的投入,,且過高的抱箍也會給施工帶來不便,。因此,只要采用厚度足夠的連接板并為其設(shè)置必要的加勁板,,一般均將連接板上的螺栓在豎向上布置成兩排,。這樣做在技術(shù)上是可行的,,實(shí)踐也證明是成功的。因此,,抱箍采用如圖4所示的結(jié)構(gòu)形式,。
4.2 連接螺栓數(shù)量的計算
抱箍與墩柱間的最大靜摩擦力等于正壓力與摩擦系數(shù)的乘積,即F=f×N
式中 F-抱箍與墩柱間的最大靜摩擦力,;
N-抱箍與墩柱間的正壓力,;
f-抱箍與墩柱間的靜摩擦系數(shù)。
而正壓力N與螺栓的預(yù)緊力是對平衡力,,根據(jù)抱箍的結(jié)構(gòu)形式,假定每排螺栓個數(shù)為n,,則螺栓總數(shù)為4 n,,若每個螺栓預(yù)緊力為F1,,則抱箍與墩柱間的總正壓力為N=4×n×F1。
對于抱箍這樣的結(jié)構(gòu),,為減少螺栓個數(shù),,可采用材質(zhì)為45號鋼,直徑30mm的大直徑螺栓或M27高強(qiáng)度螺栓,。但采用M27高強(qiáng)度螺栓有兩個缺點(diǎn):一是高強(qiáng)度螺栓經(jīng)過一次加力松弛循環(huán)后一般不能再用,這與抱箍需多次重復(fù)使用的要求不相符,;再次安裝抱箍時需更換新螺栓,,加大了投入,;二是市場上沒有M27高強(qiáng)度螺栓,,必須到專門的廠家購買,,不能滿足隨時更換的要求。因此,,一般均采用材質(zhì)45號鋼的M30大直徑螺栓,。每個螺栓的允許拉力為[F]=As×[σ]
式中As —螺栓的橫截面積,As=πd2/4
[σ]—鋼材允許應(yīng)力,。對于45號鋼,,[σ]=2000kg/cm2。
于是,,[F]=[σ]πd2/4=2.0×3.14×32/4=14.13 t,;取F1=14 t
鋼材與混凝土間的摩擦系數(shù)為0.3~0.4,,取f=0.3
抱箍與墩柱間的最大靜摩擦力為F=f×N=f×4×n×F1=0.3×4×n×14=16.8n
若臨時設(shè)施及蓋梁重量為G,則每個抱箍承受的荷載為Q=G/2,。
取安全系數(shù)為λ=2,,則有Q=F/λ即G/2=16.8n/2;n=0.06×G
故可取n為整數(shù),。
可見,,抱箍法從理論上是完全可行的。
4.3 抱箍法施工的注意事項(xiàng)
4.3.1 抱箍結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意的問題
(1)箍身應(yīng)有適當(dāng)強(qiáng)度和剛度,,以傳遞拉力,、摩擦力并支承上部結(jié)構(gòu)重量,可采用厚度為10mm~20mm的鋼板,。
(2)由于抱箍連接板是直接承受螺栓拉力的構(gòu)件,,要有足夠的強(qiáng)度和剛度,根據(jù)理論計算及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),,以采用厚度為24mm~30mm的鋼板為宜,。
(3)由于抱箍連接板上螺栓按雙排布置,外排螺栓施壓時對箍身產(chǎn)生較大的偏心力矩,,對箍身傳力有不利影響,,因此,螺栓布置應(yīng)盡可能緊湊,,以剛好能滿足施工及傳力要求為宜,。
(4)為加強(qiáng)抱箍連接板的剛度并可靠地傳遞螺栓拉力,在豎直方向上,,每隔2~3排螺栓應(yīng)給連接板設(shè)置一加勁板,。
4.3.2 施工中應(yīng)注意的問題
(1)抱箍與墩柱間的正壓力是由連接螺栓施加的,螺栓應(yīng)首先進(jìn)行預(yù)緊,,然后再用經(jīng)校驗(yàn)過的帶響板手進(jìn)行終擰,。預(yù)緊及終擰順序均為先內(nèi)排后外排,以使各螺栓均勻受力并確保螺栓的拉力值,。
(2)澆筑蓋梁混凝土?xí)r,由于抱箍受力后產(chǎn)生變形,,螺栓的拉力值會發(fā)生變化,。因此,,在澆筑蓋梁的全過程中應(yīng)反復(fù)對螺栓進(jìn)行復(fù)擰,,即每澆筑一層混凝土均應(yīng)對螺栓復(fù)擰一次。
綜上所述,,只要采取適當(dāng)措施,,抱箍法是完全可行的。抱箍法有很多優(yōu)點(diǎn),,第一,,抱箍法是臨時荷載及蓋梁重量直接傳給墩柱,,對地基無任何要求;第二,,抱箍的安裝高度可隨墩柱高度變化,,不需要額外的調(diào)節(jié)底模高度的墊木或分配梁,;第三,,抱箍法適應(yīng)性強(qiáng),不論水中岸上,、有無系梁,,只要是圓形墩柱就可采用,;第四,抱箍法節(jié)省人力物力是顯而易見的,,因此從經(jīng)濟(jì)上講是最合算的,;第五,抱箍法不會破壞墩柱外觀,,而且抱箍法施工時支架不存在非彈變形,,不用進(jìn)行預(yù)壓。
5,、工程應(yīng)用
正在修建揚(yáng)州西北繞城高速公路京杭運(yùn)河特大橋西岸引橋墩柱直徑1.4m,中心距7.2m,;蓋梁長12.0m,,寬1.7m,高1.6m,,混凝土量31.2m3,,墩柱平均高8.0m;跨度30m,,最大縱坡2%,。引橋共48個墩柱,24個蓋梁,。蓋梁施工共采用4套底模2套側(cè)模,,共需4套支撐設(shè)備,。最初擬定的方案為支架法。支架為滿堂支架,,平均每個支架高8m,,長14.4m,支架寬4.8m,,經(jīng)計算得知,,如用萬能桿件,每套支架需桿件約13T,,橫向分配梁需方木約2 m3,,縱向分配梁需方木為2.1m3;支架基底硬化砼共需約40 m3,,此外,,每拼裝一個支架至少 4d,且支架法需要進(jìn)行預(yù)壓,,至于消耗的人工就更不用說了,。后改為抱箍法,考慮模板,、支架及臨時荷載,,施工時每套抱箍的總負(fù)荷G約為100t,于是n=Num(0.03×G+1)= Num(0.03×100+1)= Num(4)=4,。實(shí)用中每排螺栓個數(shù)為4,,抱箍總高度500mm。每套支撐設(shè)備包括兩根工字鋼和兩個抱箍,,其中工字鋼重2.4t,,兩個抱箍重0.8t,一套支撐設(shè)備共重3.2t,;縱向分配梁與支架法相同:4個工人1d即可安裝1個支架,;節(jié)省了大量投資,縮短了施工周期,。兩種施工方法材料及工期對比見表1,。
表1 兩種施工方法材料及工期對比
對比內(nèi)容 施工方法
支架法 “抱箍”法
一個蓋梁施工周期 12 d 9 d
全部蓋梁支撐萬能桿件(租賃) 52 t 0
設(shè)備所有鋼材(其中工字鋼租賃) 12.8t
基礎(chǔ)硬化砼 40 m3 0
分配梁方木 16.4m3 8.4 m3
蓋梁支撐設(shè)備投入的資金 4.1萬元 2.7萬元
6、總結(jié)
通過上面的分析可知,,抱箍法具有施工簡單,,適應(yīng)性強(qiáng),節(jié)省投資,,施工周期短等優(yōu)點(diǎn),。由于其他支撐體系的優(yōu)點(diǎn)抱箍法都有,而其它支撐體系的缺點(diǎn)抱箍法幾乎都沒有。因此,,抱箍法是值得大力推廣的蓋梁施工支撐體系。
微硅粉在混凝土應(yīng)用
ziran1314.happy 的 微硅粉在混凝土應(yīng)用
摘要: 硅粉(微硅粉)是硅合金與硅鐵合金制造過程中高純石英,、焦炭和木屑還原產(chǎn)生的副產(chǎn)品,,是從電弧爐煙氣中收集到的無定型二氧化硅含量很高的微細(xì)球形顆粒。硅粉一般含有90%以上的SiO2,,且大部分為無定型二氧化硅,。硅粉用于提高新拌混凝土及硬化后混凝土的性能,具有火山灰活性的硅灰對混凝土的耐久性有明顯的改善作用,。
關(guān)鍵字: 硅灰 微硅粉 混凝土 耐久性
自北歐國家冰島,、挪威和瑞典1976年開始在工程上應(yīng)用硅粉以來,人們開始對硅粉進(jìn)行了不斷的研究。由于硅粉具有與硅酸鹽水泥獨(dú)特的互補(bǔ)性能,現(xiàn)在已被確定為一種新型的輔助膠結(jié)材料而被許多國家廣泛研究和應(yīng)用,。隨著結(jié)構(gòu)超高和復(fù)雜程度的增大,人們對結(jié)構(gòu)材料的工作性能提出了更高的要求,除了高工作度外,在實(shí)際應(yīng)用中還希望高性能混凝土具有高的強(qiáng)度和耐久性,。有些摻和料,如硅粉,、高爐礦渣及粉煤灰已被用于提高新拌混凝土及硬化后混凝土的性能,。本文主要介紹了具有火山灰活性的硅灰對混凝土耐久性的影響?! ?/P>
1,、硅灰(微硅粉)的特性
1.1物理特性
硅灰(微硅粉)顏色在淺灰色與深灰色之間,密度2. 2g/cm3左右,比水泥(3.1g/cm3)要輕,,與粉煤灰相似,,堆積密度一般在200~350kg/m3。硅灰顆粒非常微小,,大多數(shù)顆粒的粒徑小于1μm,平均粒徑0.1μm左右,,僅是水泥顆粒平均直徑的1/ 100。硅灰的比表面積介于15000~25000m2/kg(采用氮吸附法即BET法測定),。硅灰的物理性質(zhì)決定了硅灰的微小顆粒具有高度的分散性,,可以充分地填充在水泥顆粒之間,提高漿體硬化后的密實(shí)度,。
1.2化學(xué)特性
硅粉(微硅粉)是硅合金與硅鐵合金制造過程中高純石英,、焦炭和木屑還原產(chǎn)生的副產(chǎn)品,是從電弧爐煙氣中收集到的無定型二氧化硅含量很高的微細(xì)球形顆粒,。硅粉一般含有90%以上的SiO2,,且大部分為無定型二氧化硅,其成分則根據(jù)合金品種不同而有變化,。我國西寧,、唐山、遵義等地硅粉的化學(xué)成分見表1:
表1 我國部分地區(qū)硅粉的化學(xué)成分
成分 SiO2(%) Al2O3(%) Fe2O3(%) CaO(%) MgO(%) C(%) R2O(%) 燒失量%
遵義 92.40 0.80 1.10 0.50 1.10 1.0 0.30 2.2
西寧 90.09 0.99 2.01 0.81 1.17 1.0 0.45 2.95
唐山 92.16 0.44 0.27 0.94 1.37 1.0 0.99 1.63
由表1可知,硅灰的主要化學(xué)成分為非晶態(tài)的無定型二氧化硅(SiO2),,一般占90%以上(通常用于高性能混凝土中的硅灰的SiO2最低要求含量是85%),。高細(xì)度的無定型SiO2具有較高的火山灰活性,即在水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣(Ca(OH)2)的堿性激發(fā)下,,SiO2能迅速與Ca(OH)2反應(yīng),,生成水化硅酸鈣凝膠(C-S-H),提高混凝土強(qiáng)度并改善混凝土性能,。
硅粉(微硅粉)之所以可以作為一種輔助性膠凝材料改善硬化水泥漿體的微結(jié)構(gòu),,首先是因?yàn)楣璺劬哂泻芨叩幕鹕交一钚浴km然硅粉本身基本上與水不發(fā)生水化作用,,但它能夠在水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2及其它一些化合物的激發(fā)作用下發(fā)生二次水化反應(yīng)生成具有膠凝性的產(chǎn)物,;其次是因?yàn)楣璺鄣奈⒓咸匦裕粌H自身可以填充硬化水泥漿體中的有害孔,,其二次水化產(chǎn)物也可以填充硬化水泥漿體中的有害孔,,從而改善硬化水泥漿體的微觀結(jié)構(gòu)。
2,、硅灰(微硅粉)在水泥漿體和混凝土中的最佳應(yīng)用條件
為了更有效地利用硅粉對硬化水泥漿體微結(jié)構(gòu)的改善作用,,國內(nèi)外許多研究者對硅粉在水泥漿體和混凝土中的最佳應(yīng)用條件進(jìn)行比較詳細(xì)的研究,這方面的研究主要包括水膠比,、硅粉摻量,、外加劑以及其它火山灰摻合料的選擇及其用量等。硅粉在水泥漿體和混凝土中應(yīng)用時存在一個最優(yōu)水膠比范圍,,一般超過該范圍,,硅粉對硬化水泥漿體和混凝土微結(jié)構(gòu)的改善作用就會降低。如Gapparao指出,,在水泥砂漿3d或7d齡期時,,水膠比小于0.45(水膠比為0.35,0.40)的含硅粉的砂漿試件強(qiáng)度降低,,而水膠比等于0.45或0.50的含硅粉的砂漿試件強(qiáng)度上升,;但在水泥砂漿28d或90d齡期時,水膠比小于0.35,,0.40,,0.50的含硅粉的砂漿試件強(qiáng)度大致相同;而水膠比等于0.45的含硅粉(不論硅粉含量多少)的砂漿試件強(qiáng)度較低,;當(dāng)水膠比等于0.50,,硅粉摻量大于27.5%時,硅粉對砂漿后期強(qiáng)度發(fā)展有顯著影響,。
硅灰(微硅粉)雖然能夠有效地改善硬化水泥漿體和混凝土微結(jié)構(gòu),,但是由于硅粉的粒徑小,,比表面積大,所以水泥漿體和混凝土摻入硅粉后,,隨著硅粉摻量的增加,,需水量增大,自收縮也增大,。因此,,一般將硅粉的摻量限制在5%~10%之間,并用高效減水劑來調(diào)節(jié)需水量,,同時,,水泥,、硅粉,、外加劑之間存在一個相容性問題,因此,,在利用硅粉時必須注意其應(yīng)用條件,。由于混凝土中摻加硅粉后,可能導(dǎo)致混凝土的自收縮,,而摻加硅粉的混凝土一般是有特殊要求的混凝土,,因此,在混凝土中利用硅粉對硬化水泥漿體和混凝土性能的有利作用的同時,,必須盡量減少由硅粉帶來的不利影響,,解決這一問題的最有效的辦法就是摻加硅粉的同時摻加其它火山灰材料或其它物質(zhì),讓它們?nèi)¢L補(bǔ)短以取得更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,。目前,研究較多的是采用超細(xì)礦渣與硅粉復(fù)摻,,或采用粉煤灰與硅粉復(fù)摻。另一個對硅粉應(yīng)用條件研究較多的領(lǐng)域是采用硅烷對硅粉表面進(jìn)行預(yù)處理后摻加到水泥漿體或混凝土中或直接將硅烷與硅粉同時摻加到水泥漿體或混凝土中,,它們都能改善新拌水泥漿體和混凝土的工作性,,從而改善硬化水泥漿體和混凝土的微結(jié)構(gòu)。
3,、硅灰(微硅粉)改善硬化水泥漿體微觀結(jié)構(gòu)的機(jī)理
硅灰(微硅粉)能夠在很大程度上改善硬化水泥漿體和混凝土的性能,,主要是由于硅灰(微硅粉)具有較強(qiáng)的火山灰活性及其較小的粒徑和較大的比表面積。
首先,,硅灰(微硅粉)具有很強(qiáng)的火山灰活性,。雖然硅粉直接加到水中時并不與水發(fā)生水化反應(yīng),但將硅灰(微硅粉)與水泥同時加入到水中,,當(dāng)水泥發(fā)生水化反應(yīng)時,,硅灰(微硅粉)立即與水泥水化產(chǎn)物之一Ca(OH)2發(fā)生二次水化反應(yīng)(即火山灰反應(yīng)),生成C-S-H凝膠體,,這樣既消耗了水化水泥漿體里的Ca(OH)2,,又使C-S-H凝膠體(火山灰反應(yīng)的生成物)增多,,且硅粉還能與水化水泥漿體中另一種水化產(chǎn)物C-S-H凝膠體(又稱傳統(tǒng)C-S-H凝膠體)反應(yīng),生成低Ca/Si比的新C-S-H凝膠體(又稱火山灰C-S-H凝膠體),?;鹕交褻-S-H凝膠體與傳統(tǒng)C-S-H凝膠體的組成和性質(zhì)均不相同,它能與氫氧根離子,、鋁離子等聚合,,而且聚合后相當(dāng)穩(wěn)定。新生成的C-S-H凝膠體不會在酸性溶液中分解,,這便是使用硅粉配制的硬化水泥漿體對酸性介質(zhì)有一定的抵抗能力,,對滲析、鹽霜,、碳化有較強(qiáng)抵抗能力的原因,。
另外,混凝土的界面過渡區(qū)內(nèi)Ca(OH)2及鈣礬石具有取向性,,且界面過渡區(qū)的晶體比硬化水泥漿體中的晶體粗大,,具有更多的孔隙,且水泥漿體相對來說泌水性大,,在水泥漿體中的水分向上遷移的過程中會在骨料下面形成水膜,,削弱界面的粘結(jié),形成界面過渡區(qū)的微裂縫,。而在凝膠土中摻加硅粉后,,由于反應(yīng)消耗了絕大部分的Ca(OH)2,并使傳統(tǒng)C-S-H混凝體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鹕交褻-S-H凝膠體,,與此同時,,由于硅粉比表面積極大,可吸附大量自由水而減少泌水,,減少自由水在集料界面上的聚集,,使界面區(qū)結(jié)構(gòu)密實(shí),同時Ca(OH)2晶體的生長也受到限制,晶粒得到細(xì)化,,排列的取向度降低,,從而使界面過渡區(qū)的微結(jié)構(gòu)改善。其次,,由于硅粉粒徑較小,,平均粒徑約為0.1μm,,約為硅酸鹽水泥顆粒粒徑的1/100,同時硅粉的比表面積非常大,,用氮?dú)馕椒y定的硅粉比表面積達(dá)20m2/g,所以硅粉非常容易成團(tuán),,故在水泥水化時可以作為水泥水化所需要的晶核,,從而加速水泥水化,。同時,由于硅粉顆粒細(xì)小,它可以填充硬化水泥漿體中的細(xì)小孔隙,從而減小水泥漿體的孔隙率,,進(jìn)而使硬化水泥漿體和混凝土更密實(shí),、強(qiáng)度更高,,同時增強(qiáng)硬化水泥漿體和混凝土抵抗外力變形的性能,,從而使硬化水泥漿體和混凝土的徐變和干縮減少,。
硅灰(微硅粉)對硬化水泥漿體微結(jié)構(gòu)的影響機(jī)理主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)提高水泥水化度,,并與Ca(OH)2發(fā)生二次水化反應(yīng),增加硬化水泥漿體中的C-S-H凝膠體的數(shù)量,,且改善了傳統(tǒng)C-S-H凝膠體的性能,,從而提高硬化水泥漿體的性能,。
(2)硅灰(微硅粉)及其二次水化產(chǎn)物填充硬化水泥漿體中的有害孔,水泥石中宏觀大孔和毛細(xì)孔孔隙率降低,,同時增加了凝膠孔和過渡孔,,使孔徑分布發(fā)生很大變化,大孔減少,,小孔增多,,且分布均勻,從而改變硬化水泥漿體的孔結(jié)構(gòu),。
(3)硅灰(微硅粉)的摻入可以消耗水泥漿體中的Ca(OH)2,,改善混凝土中硬化水泥漿體與骨料的界面性能。
由于以上原因,,使得硬化水泥漿體及混凝土中摻入硅粉后的性能,,特別是其耐久性得到很大改善。當(dāng)然硅粉對硬化水泥漿體微結(jié)構(gòu)的影響的機(jī)理也還沒有完全弄清楚,,如硅粉對混凝土堿硅酸反應(yīng)的抑制就有2種截然相反的觀點(diǎn),。因此,這方面還有許多工作需要做,。
4,、硅灰(微硅粉)對高性能混凝土強(qiáng)度的作用機(jī)理
4.1填充效應(yīng)
混凝土在拌制合物時,為了獲得施工要求的流動性,常需要多加一些水(超過水泥水化所需水量),,這些多加的水不僅使水泥漿變稀,,膠結(jié)力減弱,而且多余的水分殘留在混凝土中形成水泡或水道,,隨混凝土硬化而蒸發(fā)后便留下孔隙,。從而減少混凝土實(shí)際受力面積,而且在混凝土受力時,,易在孔隙周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中,。在混凝土中,內(nèi)部泌水受骨料顆粒的阻擋而聚集在骨料下面形成多孔界面,。在骨料界面過濾區(qū)形成的Ca(OH)2要多于其它區(qū)域,。Ca(OH)2晶體生長較大并有平行于骨料表面的較強(qiáng)取向性。
平行于骨料表面的大Ca(OH)2晶體較易開裂,比水化硅酸鈣凝膠(C-S-H)薄弱,。水泥漿與骨料之間的界面過濾區(qū)由于多孔和有許多定向排列的大Ca(OH)2晶體,,而成為混凝土內(nèi)部的強(qiáng)度薄弱區(qū)。HPC中由于摻入一定量的硅灰,,其強(qiáng)度與普通混凝土(不摻硅灰)相比,,有明顯改善。有學(xué)者曾計算:以15%的硅灰取代水泥,,則在水泥顆粒數(shù)量與硅灰顆粒數(shù)量的比例為1∶2000000,,即二百萬個硅灰對一個水泥顆粒,因此硅灰對HPC強(qiáng)度有很大影響,。在HPC中小于水泥顆粒直徑100倍的硅灰,,填充于水泥漿體的孔隙間,填充于水泥顆粒的空隙間,,其效果如同水泥顆粒填充在骨料空隙之間和細(xì)骨料填充在粗骨料空隙之間一樣,,從微觀尺度上增加HPC的密實(shí)度,提高了HPC的強(qiáng)度,,這就是硅灰的“填充效應(yīng)”,。在HPC中,填充于水泥漿體中的硅灰使水泥漿體孔的數(shù)量明顯減少,,勻質(zhì)性提高,,而總空隙率基本保持不變。
水泥漿與骨料界面過渡區(qū)的硅灰,,降低了HPC的泌水,,防止水分在骨料下面聚集,使骨料界面過渡區(qū)與水泥凈漿的顯微結(jié)構(gòu)相似,,從而提高了界面過濾區(qū)的密實(shí)度和有效減小界面過渡區(qū)的厚度。微小硅灰顆粒成為Ca(OH)2的“晶種”,使Ca(OH)2晶體的尺寸更小,,取向更隨機(jī),。因此,硅灰的摻入提高了HPC中水泥凈漿與骨料的粘結(jié)強(qiáng)度,,消除了混凝土中不同復(fù)合組分的“弱連接”問題,,使HPC具有復(fù)合材料的特性。骨粒顆粒在HPC中起著增強(qiáng)作用,,而不僅僅是惰性的填充物,。硅灰對水泥凈漿(無骨料)的強(qiáng)度提高影響不是很大,但卻能使相同水膠比的混凝土的強(qiáng)度明顯高于其基體(凈漿)的強(qiáng)度,。
4.2火山灰效應(yīng)
在硅酸鹽水泥水化過程中,,水泥水化反應(yīng)生成水化硅鈣凝膠(C-S-H)、氫氧化鈣(Ca(OH)2)和鈣礬石等水化產(chǎn)物,。其中Ca(OH)2對強(qiáng)度有不利影響,。硅灰中高度分散的SiO2組分能與Ca(OH)2反應(yīng)生成C-S-H凝膠,即所謂火山灰效應(yīng):
Ca(OH)2+SiO2+H2O→C-S-H
許多研究表明:在有硅灰存在的情況下,,水泥水化早期的水化產(chǎn)物中有大量Ca(OH)2,,隨著齡期的延長,Ca(OH)2的量越來越少,,甚至完全測不到,。Grutzeck等人對硅灰的火山灰效應(yīng)提出解釋:硅灰接觸拌合水后首先形成富硅的凝膠,并吸收水分,;凝膠在未水化水泥顆粒之間聚集,,逐漸包裹水泥顆粒;Ca(OH)2與該富硅凝膠的表面反應(yīng)產(chǎn)生C-S-H凝膠,,這些來源于硅灰和Ca(OH)2的C-S-H凝膠多生成于水泥水化的C-S-H凝膠孔隙之中,,大大提高了結(jié)構(gòu)密實(shí)度。也就是說:硅灰的火山灰效應(yīng)能將對強(qiáng)度不利的Ca(OH)2轉(zhuǎn)化成C-S-H凝膠,,并填充在水泥水化產(chǎn)物之間,,有力地促進(jìn)了HPC強(qiáng)度的增長。同時,,硅灰與Ca(OH)2反應(yīng),,Ca(OH)2不斷被消耗,會加快水泥的水化速率,,提高HPC的早期強(qiáng)度,。
4.3孔隙溶液化學(xué)效應(yīng)
在水泥-硅灰水化體系中,硅灰與水泥的比率增加則水化產(chǎn)物的Ca/Si比降低,。Ca/Si比低,,相應(yīng)的C-S-H凝膠就會結(jié)合較多的其它離子,,如鋁和堿金屬離子等。這樣就會使孔隙溶液的堿金屬離子濃度大幅度降低,。這就所謂孔隙溶液化學(xué)效應(yīng),。增加硅灰取代水泥的比率,則孔隙溶液的pH值降低,。這是由于堿金屬離子和Ca(OH)2與硅灰反應(yīng)而消耗引起的,。對于含有堿活性骨料的HPC,硅灰這種降低孔隙堿金屬離子(Ka+,、Na+)濃度的作用非常重要,因?yàn)槟軌蛴行У叵魅跎踔料l(fā)生堿-硅酸反應(yīng)(ASR)的危害,。硅灰還可提高HPC的電阻率和大幅度降低Cl-的滲透速率,防止鋼筋銹蝕,,提高HPC的強(qiáng)度和耐久性,。
5、硅灰(微硅粉)對高性能混凝土的耐久性的影響
混凝土的耐久性包括了混凝土的抗凍性,、抗?jié)B性,、抗化學(xué)侵蝕性、抗鋼筋銹蝕能力和抗沖磨性能,。
5.1抗凍性
當(dāng)硅灰(微硅粉)摻量少時,,硅粉混凝土的抗凍性與普通混凝土基本相同,當(dāng)硅粉摻量超過15%時,,它的抗凍性較差,。通過大量的試驗(yàn),這種觀點(diǎn)基本上被證實(shí)了,,主要原因是當(dāng)硅粉超過15%時,,混凝土膨脹量增大,相對動彈性模數(shù)降低,,抗壓強(qiáng)度急劇下降,,從混凝土內(nèi)部方面特征看,比表面積小,,間距系數(shù)大,。
5.2抗?jié)B性
混凝土是一種透水材料,它的滲透性與它的孔隙率,、孔隙分布及孔隙連通性有關(guān),。振搗密實(shí)的混凝土水灰比愈小,養(yǎng)護(hù)齡期愈長,,則滲透性愈小,。在混凝土中摻入引氣劑也可降低滲透性。一般地水灰比小于0.50的混凝土,,它的滲透系數(shù)可以達(dá)到1×10-11m/s,。在海水中的混凝土它的滲透性是決定混凝土工程耐久性的最重要的因素,,滲透性高的混凝土在海水中很易遭破壞。由于硅粉顆粒小,,比水泥顆粒小20~100倍,,可以充填到水泥顆粒中間的空隙中,使混凝土密實(shí),,同時硅粉的二次水化作用,,新的生成物堵塞混凝土中滲透通道,故硅粉混凝土的抗?jié)B能力很強(qiáng),,混凝土的滲透性隨水膠比的增加而增大,,這是因?yàn)樗冶然炷恋拿軐?shí)性相對差些。
5.3抗化學(xué)侵蝕性
一般硅粉減少滲透性的效果要大于強(qiáng)度的增加,,特別在硅粉以小摻量摻入低強(qiáng)混凝土?xí)r更是如此,。對于摻入一定量的硅粉的高性能混凝土,水膠比通常小于0.4,,且有超細(xì)微粒填充,,因此,摻入硅粉的高性能混凝土具有非常好的抗?jié)B能力,。因?yàn)榧尤牍璺劭梢悦黠@地降低混凝土滲透性及減少游離的Ca(OH)2,,從而提高了混凝土抗化學(xué)侵蝕能力。在混凝土中摻入硅粉,,能減少Ca(OH)2含量,,增加混凝土密實(shí)性,有效提高弱酸腐蝕能力,,但在強(qiáng)酸或高深度的弱酸中不行,,因混凝土中的C-S-H在酸中分解,另外,,它還能抗鹽類腐蝕,,尤其是對氯鹽及硫酸鹽類,它之所以能抗酸鹽侵蝕,,原因是硅粉混凝土較密實(shí),,孔結(jié)構(gòu)得到改善,從而減少了有害離子傳遞速度及減少了可溶性的Ca(OH)2和鈣礬石的生成,,而增加水化硅酸鈣晶體的結(jié)果,。
5.4抗堿集料反應(yīng)
堿集料反應(yīng)必須具備3個條件:(1)混凝土中的集料具有活性;(2)混凝土中含有一定量可溶性堿,;(3)有一定的濕度,。排除這三個條件中的任何一個都可達(dá)到控制堿集料反應(yīng)的目的?;炷林屑尤牍璺?,因?yàn)楣璺哿W犹岣咚嗄z結(jié)材料的密實(shí)性,,減少了水分通過漿體的運(yùn)動速度,使得堿集料膨脹反應(yīng)所需的水分減少,,也由于減少水泥漿孔隙液中堿離子的濃度,,因此,減少了堿集料反應(yīng)的危險,。
5.5抗鋼筋銹蝕的能力
混凝土高堿性給普通鋼筋混凝土中的鋼筋提供了形成鈍化膜的條件,,一旦鈍化膜破壞,鋼筋就會發(fā)生電化學(xué)腐蝕,,腐蝕速度取決于水分以及氧氣進(jìn)入混凝土的速度,。加入硅粉可以改善密實(shí)性增加電阻率,所以,,抵抗鋼筋銹蝕的性能得到很大改善,,硅粉改善電阻率是隨著硅粉含量的增加而增加。
5.6抗磨蝕性
水工結(jié)構(gòu)中的高速水流泄水建筑物護(hù)面材料具有高抗沖磨與抗空蝕要求,。在混凝土中加入硅粉可以改善混凝土的抗磨蝕性,。加入硅粉改善了混凝土的抗磨蝕性是由于改善了漿體自身的抗磨性和硬度,以及改善水泥漿骨料界面的粘結(jié),,從而使粗骨料在受到磨損作用時難以被沖蝕,。
6、結(jié)語
硅灰(微硅粉)是HPC活性礦物摻合材料中活性最高的一種,,其主要成分為活性SiO2,。硅灰顆粒很小(<1μm),具有高度分散性,。硅灰對HPC強(qiáng)度的作用機(jī)理為:填充效應(yīng),、火山灰效應(yīng)、孔隙溶液化學(xué)效應(yīng),。硅灰摻入HPC中,,增加了HPC基體的密實(shí)度,提高了水泥漿體與骨料之間的粘結(jié)強(qiáng)度,,減少了Ca(OH)2對HPC強(qiáng)度的不利影響,,削弱了ASR對HPC的危害。HPC中硅灰一般摻量為5%~15%,,最佳摻量10%左右,。
硅粉作為一種輔助膠凝材料摻加到水泥漿體和混凝土中,不僅能夠提高水泥水化度,,并與Ca(OH)2發(fā)生二次水化反應(yīng),,且硅粉及其二次水化產(chǎn)物填充硬化水泥漿體中的有害孔,并改善混凝土中硬化水泥漿體與骨料的界面性能,,對硬化水泥漿體和混凝土微結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生積極的影響,,從而對其宏觀力學(xué)性能特別是對它們的耐久性產(chǎn)生十分有利的影響,,而這正是水泥與混凝土材料科學(xué)的幾個基本任務(wù)之一,而且利用硅粉還可以減少其對環(huán)境的污染,,減輕它對環(huán)境所造成的壓力,。但同時也應(yīng)該看到,硅粉對硬化水泥漿體和混凝土微結(jié)構(gòu)的改善與許多因素有關(guān),,因此必須加強(qiáng)這方面的研究,,包括其它火山灰材料對硬化水泥漿體和混凝土微結(jié)構(gòu)的影響的研究
如何排除泵送混凝土設(shè)備堵管故障
本文引用自人生如夢《如何排除泵送混凝土設(shè)備堵管故障》
摘要: 隨著公路建設(shè)的飛速發(fā)展,,一些國產(chǎn)和進(jìn)口的泵送混凝土設(shè)備已被施工單位廣泛使用,。然而,,在混凝土灌注作業(yè)中,,由于使用不當(dāng),,致使設(shè)備堵管故障時有發(fā)生,,這不僅影響了工程進(jìn)度,,也直接影響到工程質(zhì)量,。
關(guān)鍵字: 堵管 混凝土 泵 措施
1 堵管原因
正常情況下,,混凝土在泵送管道中心形成柱狀流體,呈懸浮狀態(tài)流動,。流體表面包有一層水泥漿,,水泥漿層作為一種潤滑劑與管壁接觸,骨料之間基本上不產(chǎn)生相對運(yùn)動,。當(dāng)粗骨料中的某些骨料運(yùn)動受阻,,后面的骨料運(yùn)動速度因受影響而漸漸滯緩,致使管道內(nèi)粗骨料形成集結(jié),,支撐粗骨料的砂漿被擠走,,余下來的間隙由小骨料填補(bǔ)。這樣,,骨料密度增大,,使該段管道內(nèi)集合物沿管道徑向膨脹,水泥漿潤滑層被破壞,,運(yùn)動阻力增大,,速度變慢,直至運(yùn)動停止而產(chǎn)生堵塞,。
2 堵管位置的判斷及排除方法
2.1進(jìn)料口處的堵塞
現(xiàn)象:泵送動作及液壓系統(tǒng)均正常,,無異常聲音和振動,料斗內(nèi)有較大骨料或結(jié)塊,,在進(jìn)料口處卡住或拱起而堵塞,。
排除方法:使泵反向運(yùn)轉(zhuǎn)以破壞結(jié)塊,使混凝土回到料斗重新攪拌,,再正向泵送,。如果不起作用,,則需人工清理,予以排除,。
2.2 分配閥出料口處的堵塞
現(xiàn)象:泵送系統(tǒng)動作突然中斷,,并且有異常聲響,設(shè)備有較強(qiáng)振動,,但管道內(nèi)無相應(yīng)振動,。
排除方法:往料斗內(nèi)倒入15~30 L水泥漿,反復(fù)正,、反向啟動泵,,迫使通路打開。如果此法無效,,也只能人工排除,,拆下相連管,去掉閥內(nèi)雜物,。
2.3 S管閥處堵塞
現(xiàn)象:S管閥處堵塞是逐漸形成的,,其主要原因是泵送完混凝土后,沒有及時用高壓水沖洗,,致使混凝土殘留在S管內(nèi),,天長日久逐漸加厚,堆積固結(jié),,造成堵塞,。
排除方法:泵送混凝土結(jié)束后,一定要用高壓水將泵體和S管沖洗干凈,。當(dāng)沖洗無效時,,可采用釬敲,以把殘渣去掉,,直至徹底干凈為止,。
2.4 混凝土輸送管道堵塞
現(xiàn)象:當(dāng)輸送壓力逐漸增高,而料斗料位不下降,,管道出口不出料,,泵發(fā)生振動,管路也伴有強(qiáng)烈的振動和位移時,,可判定是管道堵塞,。
堵塞部位的判斷:堵塞一般發(fā)生在彎管、錐管,,以及有振動的地段,。此時,可用小錘沿管路敲打,聲音沉悶處為堵塞處,;聲音清脆處為正常,。用耳聽,有沙沙聲為正常,,有刺耳聲為堵塞處,。
排除方法:當(dāng)發(fā)生堵管時,應(yīng)立即采取反復(fù)進(jìn)行正,、反轉(zhuǎn)泵的方法,,逐漸使泵出口的混凝土吸回料斗重新拌合后再輸送。也可用木錘敲擊的方法,,結(jié)合正,、反轉(zhuǎn)泵,使之疏通,;當(dāng)上述辦法無效時,,說明堵塞嚴(yán)重。查明堵塞段后,,將管子拆下,,用高壓風(fēng)吹或重錘敲擊或高壓水沖洗,待徹底清理干凈后,,再接好管道繼續(xù)泵送混凝土工作。
3 預(yù)防泵送混凝土堵塞的措施
?。?)在安裝與設(shè)計管道時,,盡可能避免90°和S形彎,以減少泵送混凝土的阻力,,防止堵塞,。
(2)為保證泵送混凝土作業(yè)的連續(xù)性,,確?;炷翝沧①|(zhì)量,作業(yè)中間隔時間不宜過長,,以防止堵塞,。如因某種原因間隔時間較長,就應(yīng)每5~10 min左右啟動一次泵或反,、正轉(zhuǎn)泵數(shù)次,,以防堵塞。
?。?)泵送混凝土要嚴(yán)格按泵送混凝土規(guī)定設(shè)計配合比,,嚴(yán)格控制塌落度。
(4)選用的骨料粒徑一定要符合要求,,一般不應(yīng)大于輸送管徑的1/4,。
(5)泵送混凝土前應(yīng)用清水潤滑管道,,先送砂漿,,后送混凝土,以防止堵塞,。
?。?)在炎熱的夏天,應(yīng)采用濕草袋覆蓋管道,,防止在泵送過程中,,混凝土塌落過快而產(chǎn)生堵管 | 道路放樣計算
本文引用自人生如夢《道路放樣計算》
1.加編數(shù)據(jù)庫及計算總調(diào)度程序,計算中不必逐項(xiàng)輸入"線元要素",提高運(yùn)算速度,避免現(xiàn)場忙中出錯
2.可加入多條線路的數(shù)據(jù)庫,內(nèi)業(yè)輸入數(shù)據(jù),外業(yè)一目了然
3.計算直觀,人性化
4.正算直接輸入里程和邊距,反算輸入近似里程便可
5.增加了“計算點(diǎn)與測站點(diǎn)”的距離和方位角計算語句,,方便直接放樣
6.愿收獲與大家共享,同時也希望大家提出心得和寶貴建議
7.核心計算程序摘自“yshf”
一.改動后的程序清單,,增設(shè)數(shù)據(jù)庫程序,可輸入n條線路的數(shù)據(jù)庫
1.(QXZDJS 計算總調(diào)度程序)
M=1=>Prog "SJK1":Prog "SUBSJK"△←┘
...........
M=n=>Prog "SJKn":Prog "SUBSJK"△←┘
2.(SJK1 數(shù)據(jù)庫程序)
"1.SZ => XY":"2.XY => SZ":{N,S}:N:S"DKI"←┘
S≤本線元終點(diǎn)里程=>U=本線元起點(diǎn)X坐標(biāo):V=本線元起點(diǎn)Y坐標(biāo):G=本線元起點(diǎn)正切線方位角:P=本線元起點(diǎn)曲率半徑:R=本線元終點(diǎn)曲率半徑:O=本線元起點(diǎn)里程:H=本線元終點(diǎn)里程:Q=本線元左直右偏向(0或1、-1):Goto0Δ←┘
S≤下一線元終點(diǎn)里程=>O=,。,。。,。,。。,。,。。,。,。。,。,。。,。: Goto0Δ←┘
LB1 0
3.(SUBSJK 運(yùn)算主程序)
{UVGPROHQ}:U"XA":V"YA":G"FA":P"RA":R"RB":O"DKA":H"DKB":Q←┘
Deg:S<O=>Goto AΔD=(P-R)÷2PR(H-O):N=1=>Goto 1:≠>Goto 2Δ←┘
Lbl 1:{Z}:Z:W=Abs(S-O):Prog "SUB1":"XS=":X◢
"YS=":Y◢
"QX-FWJ=":F=F-90←DMS◢
I=0:J=0:Pol(X-C"XC",,Y-E"YC"):J<0=>J=J+360:Δ“FWJ=”:J←DMS◢
“I=”:I◢
Goto A←┘
Lbl 2:{XY}:I=X:J=Y:Prog "SUB2":"S=":S=O+W◢
"Z=":Z◢
Lbl A :Prog "QXZDJS"
4. (SUB1 正算子程序)
A=0.1739274226:B=0.3260725774:K=0.0694318442:L=0.3300094782:X=U+W(Acos(G+180QKW(1÷P+KWD)÷π)+Bcos(G+180QLW(1÷P+LWD)÷π)+Bcos(G+180(1-L)QW(1÷P+(1-L)WD)÷π)+Acos(G+180(1-K)QW(1÷P+(1-K)WD)÷π)):Y=V+W(Asin(G+180QKW(1÷P+KWD)÷π)+Bsin(G+180QLW(1÷P+LWD)÷π)+Bsin(G+180(1-L)QW(1÷P+(1-L)WD)÷π)+Asin(G+180(1-K)QW(1÷P+(1-K)WD)÷π)):F=G+180QW(1÷P+WD)÷π+90:X=X+ZcosF:Y=Y+ZsinF
5.(SUB2 反算子程序)
T=G-90:W=Abs((Y-V)cosT-(X-U)sinT):Z=0:Lbl 0:Prog "SUB1":L=T+180QW(1÷P+WD)÷π:Z=(J-Y)cosL-(I-X)sinL:AbsZ<1÷10^6=>Goto1:≠>W=W+Z:Goto 0Δ←┘
Lbl 1:Z=0:Prog "SUB1":Z=(J-Y)÷sinF
二. 使用說明:
1.把所有相關(guān)的”線元要素“依次輸入”SJK“,如果有多條線路,,可把“SJK”分成SJK1...SJKn等n條線路數(shù)據(jù)庫,,然后對應(yīng)“計算總調(diào)度程序”中的M1...Mn備用
2.運(yùn)算時直接調(diào)用“SJK”運(yùn)行,程序提示輸入里程“S”,?時,,正算直接輸入待求點(diǎn)里程,反算輸入所求點(diǎn)“近似“里程
3.如果在正算中途想進(jìn)行反算,重新給”N“,?賦值"2"便可
4.程序中“XC,、YC”為測站坐標(biāo),“I=”,、“FWJ=”為放樣距離和方位角
5.程序中“QX-FWJ=”為計算點(diǎn)在中線上的正切線方位角,,此方位角在新線路輸入數(shù)據(jù)庫時非常重要,我們在每輸入完一段曲線元要素后,,立即退出返回到“計算總調(diào)度程序(SUBSJK)”中,,然后輸入該段曲線元的終點(diǎn)里程,其計算出來的X,,Y中樁坐標(biāo)應(yīng)該與設(shè)計圖紙(當(dāng)然是經(jīng)過復(fù)查無誤的圖紙)上的該點(diǎn)中樁坐標(biāo)一致,,否則一定是哪個地方數(shù)據(jù)輸入或者程序有誤,這時候我們一定要把該計算點(diǎn)在中線上的正切線方位角“QX-FWJ=”記錄下來為下一段曲線元要素數(shù)據(jù)輸入服務(wù),,因?yàn)樗褪窍乱欢吻€元的起點(diǎn)正切線方位角
沉井法施工的施工要點(diǎn)
本文引用自jichengqiemo《沉井法施工的施工要點(diǎn)》 1. 測量準(zhǔn)備 1.1 布設(shè)測量控制網(wǎng) 按照設(shè)計圖紙的平面位置要求設(shè)置測量控制網(wǎng)和水準(zhǔn)點(diǎn),,進(jìn)行定位放線,定出沉井中心軸線和基坑輪廓線,,作為沉井制作和下沉定位的依據(jù),。 2. 沉井制作 2.1 首先做地基處理,用粗,、中砂墊層做地基的傳力層,,使沉井第一次制作時的重量通過混凝土墊層擴(kuò)散后的荷載值小于下臥層地基土的承載力特征值。 為防止由于地基不均勻下沉引起井身開裂,,對粗,、中砂墊層基底夯壓密實(shí)。并在上鋪設(shè)C10砼墊層一道,。 2.1.1 砂墊層設(shè)計尺寸計算方法如下: a.砂墊層厚度,根據(jù)沉井重量和地基土承載力確定 G/(ι+hs)≤fa 得hs≥G/fa-ι 式中:G--沉井的單位長度重量(KN/m) fa--地基承載力設(shè)計值(KN/m2) hs--砂墊層的厚度(m) ι--刃腳墊層寬度 b.砂墊層寬度: B≥b+2ι 2.1.2 砼墊層的厚度計算: h砼=(G/R1-b)/2 h--砼墊層厚度(m) G--沉井第一節(jié)單位長度重量(KN/m) R1--砂墊層的承載力設(shè)計值一般?。?00KN/m2) b--刃腳踏面寬度 2.2 模板支設(shè):根據(jù)設(shè)計圖紙,,在基底混凝土墊層上放線,刃腳內(nèi)側(cè)模采用MU10磚,、MU7.5水泥砂漿砌筑,,內(nèi)抹1:3水泥砂漿找平壓光。井壁模 板采用加工訂制木質(zhì)多層板,,一次支設(shè)至比施工縫略高100mm處,,為保證砼澆筑外觀效果,下一次支模板前,,不允許拆前一次所支模板,。待砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求 和施工要求后,再依次拆除。 2.3 鋼筋綁扎:池壁墻體鋼筋凈距控制采用鋼筋排架,,排架采用Ф14鋼筋制作,,架間距1000mm設(shè)置。 鋼筋交叉點(diǎn)均逐點(diǎn)綁扎,,綁絲頭一律扣向里側(cè),,嚴(yán)防出現(xiàn)因保護(hù)層過薄而侵蝕鋼筋的現(xiàn)象。鋼筋連接宜采用直螺紋機(jī)械連接,,用掛線法控制垂直度,,用水平儀測量控 制水平度,用木卡尺控制間距,,用與結(jié)構(gòu)同強(qiáng)度的細(xì)石混凝土墊塊控制鋼筋保護(hù)層厚度,。在施工縫位置安裝300mm寬鋼板止水帶。 2.4 混凝土澆筑:沿沉井周圍搭設(shè)腳手架,周圍設(shè)布料管分布均勻下灰,,每層厚500mm,。注意對稱均勻,防止造成地基不均勻下沉和傾斜,。振搗時,,振搗 棒應(yīng)插入下層混凝土50mm,保證層間結(jié)合緊密,?;炷琉B(yǎng)護(hù)采用澆水養(yǎng)護(hù),兩側(cè)覆無紡布,,養(yǎng)護(hù)14天,。為防止出現(xiàn)冷縫,應(yīng)具備足夠的混凝土熟料供應(yīng)能 力,。 3. 沉井下沉 3.1 準(zhǔn)備與驗(yàn)算:檢查混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B等級,,刃腳、筒壁,、底 梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度100%后方可進(jìn)行第一次下沉,。其余各節(jié)應(yīng)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%方可下沉,根據(jù)勘測報告驗(yàn)算下沉系數(shù),當(dāng)下沉系數(shù)較小時,,應(yīng)采取 增加配重,,或注入觸變泥漿,減小下沉摩阻力等措施,;當(dāng)下沉系數(shù)較大時,,可沿井壁外圍回填土方,增大總摩擦力,。采取不排水下沉?xí)r還需克服水的浮力,。因此,,為 使沉井能夠順利下沉,應(yīng)進(jìn)行分階段下沉系數(shù)的計算,,作為確定下沉施工方法和采取技術(shù)措施的依據(jù),。 下沉系數(shù)按下式計算: K0=(G-B)/Tf 式中G-井體自重; B-下沉過程中地下水的浮力,; Tf,、-井壁總摩擦力; K0-下沉系數(shù),,宜為1.05-1.25,位于淤泥質(zhì)土中的沉井取小值,位于其它土層中取大值,。 當(dāng)下沉系數(shù)較大,或在軟弱土層中下沉,沉井有可能發(fā)生突沉?xí)r,除在挖土?xí)r采取措施外,宜在沉井中加設(shè)或利用已有的隔墻或橫梁等作防止突沉措施,并按下式驗(yàn)算下沉穩(wěn)定性: K0’=(G-B)/(Tf+R) 式中R-沉井刃腳、隔墻和橫梁下地基土反力之和,; B-下沉過程中地下水的浮力,; K0’-沉井下沉過程中的下沉穩(wěn)定系數(shù),取0.8-0.9 當(dāng)下沉系數(shù)不能滿足要求時,可在基坑中停止取土,減少下沉深度;或在井壁頂部堆放鋼,、鐵,、砂石等材料以增加附加荷重;或在井壁與土壁間注入觸變泥漿,,以減少下沉摩阻力等措施,。 3.2 下沉挖土:刃腳部位采用跳倉破土,使沉井均勻下稱,。由沉井中間開始逐漸向四周擴(kuò)展,,每層挖土厚度500mm,沿刃腳周圍保留0.5~1.5m 土堤,,然后沿沉井壁,,每2~3m一段向刃腳方向逐層、對稱,、均勻的削薄土層,,每次50~100mm,當(dāng)土層受刃腳擠壓破裂后,,沉井在自重作用下均勻垂直下 沉,,使不產(chǎn)生過大傾斜。 3.3 按確保沉井穩(wěn)定的需要掌握臨界挖深,。對沉井下沉過程中的基底隆起、管涌或承壓水引起的不透水層穿破,,下沉前要有預(yù)計,,下沉?xí)r應(yīng)嚴(yán)格掌握。 3.4 按勤測勤糾偏的原則進(jìn)行沉井下沉,。在終沉階段,,刃腳的標(biāo)高差和平面軸線偏差,,要始終控制在規(guī)范容許的范圍內(nèi)。 3.5 當(dāng)沉井為多次制作多次下沉?xí)r,,每次接高都須滿足沉井的穩(wěn)定要求,;即傳送至刃腳下土層的荷載,應(yīng)小于該層土的極限承載力,。必要時須在井周回填砂土或向井內(nèi)灌水,,保持刃腳下土層的穩(wěn)定性。 4. 沉井干封底 4.1 封底條件:當(dāng)沉井下沉距設(shè)計標(biāo)高200mm時,,停止挖土和抽水,,使其靠自重下沉至設(shè)計標(biāo)高,沉井達(dá)到終沉標(biāo)高后8小時的累積下沉量≤1cm時,,可進(jìn)行混凝土干封底,; 4.2 干封底可采用分格澆筑方法,其澆筑順序和每次澆筑格數(shù),,要根據(jù)下沉終止時的刃腳高差及井格內(nèi)涌土情況而定,; 4.3 封底前將鍋底整平,與封底混凝土接觸的刃腳和井壁須鑿毛并洗干凈,; 4.4 設(shè)置集水井,,其四周應(yīng)設(shè)反濾層,并與排水溝相連,; 4.5 集水井在混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后方可封堵,。 5. 測量控制與觀測 5.1 沉井平面位置、標(biāo)高的控制:在沉井外部地面及井壁頂部四面設(shè)置縱橫十字中心控制線,、水準(zhǔn)基點(diǎn),,以控制其平面位置和標(biāo)高。 5.2 沉井垂直度控制:在井筒內(nèi)按8等分標(biāo)出垂直軸線,,各吊線錘對準(zhǔn)下面的標(biāo)板來控制,,并定時用兩臺經(jīng)緯儀進(jìn)行垂直偏差觀測。挖土?xí)r,,隨時觀測垂直度,,當(dāng)線錘偏離墨線50mm,或四周標(biāo)高不一致時,,應(yīng)立即糾正,。 5.3 沉井下沉控制:在井壁周圍彈水平線用水準(zhǔn)儀來觀測沉降。 5.4 觀測:沉井下沉過程中應(yīng)加強(qiáng)位置,、垂直度和標(biāo)高(沉降值)的觀測,,每班測量兩次(于班中和每次下沉后檢測);接近設(shè)計標(biāo)高時,,每2h觀測一次,,嚴(yán)防超沉,。由專人負(fù)責(zé)并做好記錄,發(fā)現(xiàn)傾斜,、位移或扭轉(zhuǎn),,應(yīng)及時糾正。 6. 注意事項(xiàng) 6.1 沉井開始下沉的5m以內(nèi),,要特別注意保持平面位置和垂直度的正確,,以免繼續(xù)下沉,不易調(diào)整,。 6.2 為減少下沉的摩阻力和以后的清淤工作,,在沉井的外壁采取隨下沉隨填砂的方法,以減輕下沉難度,。 6.3 在沉井開始下沉和接近設(shè)計標(biāo)高時,,周邊開挖深度應(yīng)小于300mm,避免發(fā)生傾斜,。在離設(shè)計標(biāo)高200mm左右停止取土,,靠其自重下沉至設(shè)計標(biāo)高。 沉井是修筑深基礎(chǔ)和地下構(gòu)筑物的一種施工工藝,可在場地狹窄的情況下施工較深的地下工程,且對周圍環(huán)境影響較小;可在地質(zhì),、水文條件復(fù)雜地區(qū)施工,;施工不需復(fù)雜的機(jī)具設(shè)備;與大開挖相比,,可減少開挖,、運(yùn)輸和回填的土方等工程量。 文章轉(zhuǎn)載自:工程論壇
沉井質(zhì)量通病及對策
本文引用自青山依舊《沉井質(zhì)量通病及對策》
一,、沉井制作
外壁粗糙,、鼓脹
1.現(xiàn)象
沉井澆筑混凝土脫模后,外壁表面粗糙,、不光滑,,尺寸不準(zhǔn),出現(xiàn)鼓脹,,增大與土的摩阻力,,影響順利下沉。
2.原因分析
(1)模板不平整,,表面粗糙或粘有水泥砂漿等雜物未清理干凈,,脫模時,混凝土表層被粘脫落,。
(2)采用木模板,澆筑混凝土前未澆水濕潤或濕潤不夠,,混凝土水分被吸去,致使混凝土失水過多,,疏松脫落形成粗糙面,。
(3)采用鋼模板支模,,未刷或局部漏刷隔離劑,拆模時,,表皮被鋼模板粘結(jié)脫落,。
(4)模板接縫,、拼縫不嚴(yán)密,使混凝土中水泥漿流失,,而使表面粗糙,;或混凝土振搗不密實(shí),部分氣泡留在模板表面,,混凝土形成粗糙,。
(5)筒壁模板局部支撐不牢,或支撐剛度差,,或支撐在松軟土地基上,;澆筑混凝土?xí)r模板受振,,或地基浸水下沉,造成局部模板松開外壁鼓脹,。
(6)混凝土未分層澆筑,,振搗不實(shí),漏振或下料過厚,,振搗過度,,而造成模板變形,筒壁表面出現(xiàn)蜂窩,、麻面或鼓脹,。
3.預(yù)防方法
(1)模板應(yīng)經(jīng)平整,板面應(yīng)清理干凈,,不得粘有干硬水泥砂漿等雜物,。
(2)木模板在澆筑混凝土前,應(yīng)充分澆水濕潤,,清洗干凈,;鋼模脫模劑要涂刷均勻,不少于二遍,,不得漏刷,。
(3)模板接縫、拼縫要嚴(yán)密,,如有縫隙,,應(yīng)用油氈條、塑料條,、纖維板或刮膩?zhàn)佣聡?yán),,防止漏漿。
(4)模板必須支撐牢固,,支撐應(yīng)有足夠的剛度,;如支撐在軟土地基上應(yīng)經(jīng)加固,并有排水措施,,防止浸泡,。
(5)混凝土應(yīng)分層均勻澆筑,嚴(yán)防下料過厚及漏振,、過振,,每層混凝土均應(yīng)振搗至氣泡排除為止。
4.治理方法
井筒外壁粗糙,、鼓脹主要是增大了下沉摩阻力,,影響下沉,應(yīng)加以修整。即將粗糙部位用清水刷洗,,充分濕潤后,,用素水泥漿或1:3水泥砂漿抹光。鼓脹部分應(yīng)將凸出部分鑿去,、洗凈,,濕潤后亦用素水泥漿或1:3水泥砂漿抹光處理。
井筒裂縫
1.現(xiàn)象
井筒制作完畢,,在沉井壁上出現(xiàn)縱向或水平裂縫,有的出現(xiàn)在隔墻上或預(yù)留孔的四角,。
2.原因分析
(1)沉井支設(shè)在軟硬不均的土層上,,未進(jìn)行加固處理,井筒澆筑混凝土后,,地基出現(xiàn)不均勻沉降造成井筒裂縫c
(2)沉井支設(shè)墊木(墊架)位置不當(dāng),,或間距過大,使沉井早期出現(xiàn)過大彎曲應(yīng)力而造成裂縫,。
(3)拆模時墊木(墊架)末按對稱均勻拆除,,或拆除過早,強(qiáng)度不夠,,使沉井局部產(chǎn)生過大拉應(yīng)力,,而導(dǎo)致出現(xiàn)縱向裂縫。
(4)沉井筒壁與內(nèi)隔墻荷載相差懸殊,,沉陷不均,,產(chǎn)生了較大的附加彎矩和剪應(yīng)力造成裂縫;而洞口處截面削弱,,強(qiáng)度較低,,應(yīng)力集中,常導(dǎo)致在洞口兩側(cè)產(chǎn)生裂縫,。
(5)矩形沉井外壁較厚,,剛度較大,而內(nèi)隔墻相對較薄,、較弱,,因溫度收縮,內(nèi)隔墻被外壁約束而出現(xiàn)溫度收縮裂縫,。
3.預(yù)防措施
(1)遇軟硬不均的地基應(yīng)作砂墊層或墊褥處理,,使其受力均勻,荷載應(yīng)在地基允許承載力范圍以內(nèi),。
(2)沉井刃腳處支設(shè)墊木(墊架)位置應(yīng)適當(dāng),,并使地基受力均勻。墊木(墊架)間距應(yīng)通過計算確定,應(yīng)使支點(diǎn)和跨中發(fā)生的拉應(yīng)力彼此相等,,并應(yīng)驗(yàn)算沉井壁在垂直均布荷載作用下的彎矩,、剪力、扭矩(對圓形沉井),,使其不超過沉井壁的垂直抗拉強(qiáng)度,。拆除墊架,大型沉井應(yīng)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的100%,,小型沉井達(dá)到70%,。
(3)拆除刃腳墊木(墊架)應(yīng)分區(qū)、分組,、依次,、對稱、同步地進(jìn)行,,先抽除一般墊木(墊架),,后拆除定位墊架。
(4)沉井筒壁與內(nèi)隔墻支模應(yīng)使作用于地基的荷載基本均勻,;對沉井孔洞薄弱部位,,應(yīng)在四角增設(shè)斜向附加鋼筋加強(qiáng)。
(5)矩形沉井在外壁與內(nèi)隔墻交接處應(yīng)適當(dāng)配置溫度構(gòu)造鋼筋,。
4.治理方法
(1)對表面裂縫,,可采用涂兩遍環(huán)氧膠泥或再加貼環(huán)氧玻璃布,以及抹,、噴水泥砂漿等方法進(jìn)行處理,。
(2)對縫寬大于0.1mm的深進(jìn)或貫穿性裂縫,應(yīng)根據(jù)裂縫可灌程度采用灌水泥漿或化學(xué)漿液(環(huán)氧或甲凝漿液)的方法進(jìn)行裂縫修補(bǔ),,或者采用灌漿與表面封閉相結(jié)合的方法,。縫寬小于0.1mm的裂縫,,可不處理或只作表面處理即可,。
井筒歪斜
1.現(xiàn)象
井筒澆筑混凝土后,筒體出現(xiàn)歪斜現(xiàn)象,,影響沉井下沉的垂直度控制,。
2.原因分析
(1)沉井制作場地土質(zhì)軟硬不均,事前未進(jìn)行地基處理,,筒體混凝土澆筑后產(chǎn)生不均勻下沉,。
(2)沉井一次制作高度過大,重心過高,,易于產(chǎn)生歪斜,。
(3)沉井制作質(zhì)量差,,刃腳不平,井壁不垂直,,刃腳和井壁中心線不垂直,,使刃腳失去導(dǎo)向功能。
(4)拆除刃腳墊架時,,沒有采取分區(qū),,依次、對稱,、同步地抽除承墊木,。抽除后又未及時回填夯實(shí),或井外四周的回填土夯實(shí)不均,,致使沉井在拆墊架后出現(xiàn)偏斜,。
3.預(yù)防措施
(1)沉井制作場地應(yīng)先經(jīng)清理平整夯(壓)實(shí),如土質(zhì)不良或軟硬不均,,應(yīng)全部或局部進(jìn)行地基加固處理(如設(shè)砂墊層、灰土墊層等),。
(2)沉井制作應(yīng)控制一次最大澆筑高度在12m以內(nèi),,以保持重心穩(wěn)定。
(3)嚴(yán)格控制模板,、鋼筋,、混凝土質(zhì)量,使井壁外表面光滑,,井壁垂直,。各部尺寸在規(guī)范允許偏差范圍以內(nèi)。
(4)抽除沉井刃腳下的承墊木,,應(yīng)分區(qū),,分組、依次,、對稱,、同步地進(jìn)行。每次抽出墊木后,,刃腳下應(yīng)立即回填砂礫或碎石,,并夯打密實(shí),井外回填土應(yīng)夯實(shí)均勻,;定位支點(diǎn)處的墊木,,應(yīng)最后同時抽除。
4.治理方法
井筒已歪斜,,可在開始下沉?xí)r,,采取在歪斜相反方向,刃腳較高的部位的一側(cè)加強(qiáng)挖土,在歪斜的方向較低的一側(cè)少挖土來糾正,。
二,、沉井下沉
下沉過快
1.現(xiàn)象
沉井下沉速度超過挖土速度,出現(xiàn)異常情況,,施工難以控制,。
2.原因分析
(1)遇軟弱土層,土的承載力很低,,使下沉速度超過挖土速度,。
(2)長期抽水或因砂的流動,使井壁與土的摩阻力下降,。
(3)沉井外部土體出現(xiàn)液化,。
3.預(yù)防措施
(1)發(fā)現(xiàn)下沉過快,可重新調(diào)整挖土,,在刃腳下不挖或部分不挖土,。
(2)將排水法改為不排水法下沉,增加浮力,。
(3)在沉井外壁間填粗糙材料,,或?qū)⒕餐獾耐梁粚?shí),增大摩阻力,。
4.治理方法
(1)可用木垛在定位墊架處給以支承,,以減緩下沉速度。
(2)如沉井外部土液化出現(xiàn)虛坑時,,可填碎石處理
2 下沉過慢
1.現(xiàn)象
沉井下沉速度很慢,,甚至出現(xiàn)不下沉的現(xiàn)象。
2.原因分析
(1)沉井自重不夠,,不能克服四周井壁與土的摩阻力和刃腳下土的正面阻力,。
(2)井壁制作表面粗糙,高洼不平,,與土的摩阻力加大,。
(3)向刃腳方向削土深度不夠,正面阻力過大,。
(4)遇孤石或大塊石等障礙物,,沉井局部被擱住,或刃腳被砂礫擠實(shí),。
(5)遇摩阻力大的土層,,未采取減阻措施,或減阻措施遭到破壞,,側(cè)面摩阻力增大,。
(6)在軟粘性土層中下沉,,因故中途停沉過久,側(cè)壓力增大而使下沉過慢或停沉,。
3.預(yù)防措施
(1)沉井制作應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求和工藝標(biāo)準(zhǔn)施工,,保持尺寸準(zhǔn)確,表面平整光滑,。
(2)使沉井有足夠的下沉自重,,下沉前進(jìn)行分階段下沉系數(shù)X的計算(X值應(yīng)控制不小于1.10~1.25),或加大刃腳上部空隙,。
(3)在軟粘性土層中,,對下沉系數(shù)不大的沉井,采取連續(xù)挖土,,連續(xù)下沉,,中間停歇時間不要過長。
(4)在井壁上預(yù)埋射水管,,遇下沉緩慢或停沉?xí)r,,進(jìn)行射水以減少井壁與土層之間的摩阻力。
(5)在井壁周圍空隙中充填觸變泥漿(膨潤土20%,、火堿5%,、水75%)或黃泥漿,以降低摩阻力,,并加強(qiáng)管理,防止泥漿流失,。泥漿應(yīng)根據(jù)土層特性按表ll—1選用,。
不同土層對泥漿要求 表11-1
土層名稱 |
土層特點(diǎn) |
對泥漿要求 |
粘土層 |
粘土層結(jié)構(gòu)緊密,地下水滲透緩 慢,,土體側(cè)壓力較大 |
應(yīng)采用密度較大,、失水量較小的泥漿,以防粘土遇水膨脹,,而造成土壁坍落破壞 |
砂 層 |
砂層結(jié)構(gòu)松散,,易坍落,有地下水滲透 |
應(yīng)采用粘度較高,,靜切力較大,,產(chǎn)生的泥皮薄而堅韌的泥漿,以防止砂層塌落和泥漿流失 |
卵石層 |
卵石間孔隙較大,,結(jié)構(gòu)較松散,,地下水滲流較暢通 |
應(yīng)采用粘度高,靜切力大,、密度較小的泥漿,,以防止泥漿流失 |
4.治理方法
(1)如因沉井側(cè)面摩阻力過大造成,,一般可在沉井外側(cè)用0.2~0.4MPa壓力水流動水針(或膠皮水管)沿沉井外壁空隙射水沖刷助沉。下沉后,,射水孔用砂子填滿,。
(2)在沉井上部加荷載,或繼續(xù)澆筑上一節(jié)井壁混凝土,,增加沉井自重使之下沉,。
(3)將刃腳下的土分段均勻挖除,減少正面阻力,;或繼續(xù)進(jìn)行第二層(深40~50cm)碗形破土,,促使刃腳下土失穩(wěn)下沉。
(4)對于不排水下沉,,則可以進(jìn)行部分抽水,,以減少浮力,借以加重沉井,。
(5)遇小孤石或塊石擱住,,可將四周土挖空后取出;對較大孤石或塊石,,可用炸藥或靜態(tài)破碎劑進(jìn)行破碎,,然后清除。如果采用不排水下沉,,則應(yīng)由潛水員進(jìn)行水下清理,。
(6)遇硬質(zhì)膠結(jié)土層時,可用重型抓斗或加大水槍的射水壓力和水中爆破聯(lián)合作業(yè),;也可用鋼軌沖擊破壞后,,再用抓斗抓出。
(7)如因沉井四壁減阻措施被破壞,,應(yīng)設(shè)法恢復(fù),。
(8)采用振動裝置(振動錘或振動器)振動井壁,以減低摩阻力,,但僅限于小型沉井使用,。
瞬間突沉
1.現(xiàn)象
沉井在瞬時間內(nèi)失去控制,下沉量很大,,或很快,,出現(xiàn)突沉或急劇下沉,嚴(yán)重時往往使沉井產(chǎn)生較大的傾斜或使周圍地面塌陷,。
2.原因分析
(1)在軟粘土層中,,沉井側(cè)面摩阻力很小,當(dāng)沉井內(nèi)挖土較深,,或刃腳下土層掏空過多,,使沉井失去支撐,,常導(dǎo)致突然大量下沉,或急劇下沉,。
(2)當(dāng)粘土層中挖土超過刃腳太深,,形成較深鍋底,或粘土層只局部挖除,,其下部存在的砂層被水力吸泥機(jī)吸空時,,刃腳下的粘土一旦被水浸泡而造成失穩(wěn),會引起突然塌陷,,使沉井突沉,。當(dāng)采用不排水下沉,施工中途采取排水迫沉?xí)r,,突沉情況尤為嚴(yán)重,。
(3)沉井下遇有粉砂層,由于動水壓力的作用,,向井筒內(nèi)大量涌砂,,產(chǎn)生流砂現(xiàn)象,而造成急劇下沉,。
3.預(yù)防措施
(1)在軟土地層下沉的沉井可增大刃腳踏面寬度,,或增設(shè)底梁以提高正面支承力;挖土?xí)r,,在刃腳部位宜保留約50cm寬的土堤,,控制均勻削土,使沉井?dāng)D土緩慢下沉,。
(2)在粘土層中嚴(yán)格控制挖土深度(一般為40cm)不能太多,,不使挖土超過刃腳,可避免出現(xiàn)深的鍋底將刃腳掏空,。粘土層下有砂層時,防止把砂層吸空,。
(3)控制排水高差和深度,,減小動水壓力,使其不能產(chǎn)生流砂或隆起現(xiàn)象,;或采取不排水下沉的方法施工,。
4.治理方法
(1)加強(qiáng)操作控制,嚴(yán)格按次序均勻挖土,,避免在刃腳部位過多掏空,,或挖土過深,或排水迫沉水頭差過大,。
(2)在沉井外壁空隙填粗糙材料增加摩阻力,;或用枕木在定位墊架處給以支撐,,重新調(diào)整挖土。
(3)發(fā)現(xiàn)沉井有涌砂或軟粘土因土壓不平衡產(chǎn)生流塑情況時,,為防止突然急劇下沉和意外事故發(fā)生,,可向井內(nèi)灌水,把排水下沉改為不排水下沉,。
4 下沉擱置
1.現(xiàn)象
沉井被地下障礙物擱住或卡住,,出現(xiàn)不能下沉或下沉困難的現(xiàn)象。
2,。原因分析
(1)沉井下沉局部遇孤石,、大塊卵石、礦渣塊,、磚石,、混凝土基礎(chǔ)、管線,、鋼筋,、樹根等被擱置、卡住,,造成沉井難以下沉,。
(2)下沉中遇局部軟硬不均地基或傾斜巖層。
3.預(yù)防措施
(1)施工前做好地基勘察工作,,對沉井壁下部3m以內(nèi)的各種地下障礙物,,下沉前挖井取出。
(2)對局部軟硬不均地基或傾斜巖層,,采取先破碎開挖較硬土層或傾斜巖層,,再挖較弱土層,使其均勻下沉,。
4.治理方法
(1)遇較小孤石,,可將四周土掏空后取出;較大孤石或大塊石,、地下溝道等,,可用風(fēng)動工具或用松動爆破方法破碎成小塊取出。炮孔距刃腳不小于50cm,,其方向須與刃腳斜面平行,,藥量不得超過200g,并設(shè)鋼板,、草墊防護(hù),,不得用裸露爆破。
(2)鋼管,、鋼筋,、樹根等可用氧氣燒斷后取出,。
(3)不排水下沉,爆破孤石,,除打眼爆破外,,也可用射水管在孤石下面掏洞,裝藥破碎吊出,。
沉井懸掛
1.現(xiàn)象
沉井下沉過程中,,刃腳下部土體已經(jīng)掏空,而沉井的自重仍不能克服摩阻力下沉,,產(chǎn)生懸掛現(xiàn)象,,有時將井壁拉裂。
2.原因分析
(1)井壁與土壁間的摩阻力過大,,沉井自重不夠,,下沉系數(shù)過小。
(2)沉井平面尺寸過小,,下沉深度較大,,遇較密實(shí)的土層,其上部有可能被土體夾住,,使其下部懸空,,有時將井壁拉裂。
3.預(yù)防措施
(1)使沉井有足夠的下沉自重,;下沉前應(yīng)驗(yàn)算沉井的下沉系數(shù),,應(yīng)不小于1.1~1.25。
(2)加大刃腳上部空隙,,使井壁與土體問有一定空間,,以避免被土體夾住。
4.治理方法
(1)用0.2~O.4MPa的壓力流動水針沿沉井外壁縫隙沖水,,以減少井壁和土體間的摩阻力,。
(2)在井筒頂部加荷載;或繼續(xù)澆筑上節(jié)筒身混凝土增加自重和對刃口下土體的壓力,,但應(yīng)在懸空部分下沉后進(jìn)行,,以免突然下沉破壞模板和混凝土結(jié)構(gòu)。
(3)繼續(xù)第二層碗形挖土,,或挖空刃腳土,,必要時向刃腳外掏深100mm,。
(4)在巖石中下沉,,可在懸掛部位進(jìn)行補(bǔ)充鉆孔和爆破。
筒體傾斜
1.現(xiàn)象
沉井下沉過程中或下沉后,,簡體發(fā)生傾斜,,使筒體中心線與刃腳中心線不重合,,沉井垂直度出現(xiàn)歪斜,超過允許限度,。
2.原因分析
(1)沉井制作時,,就出現(xiàn)歪斜,詳見“井筒歪斜”的原因分析(1)一(4),。
(2)土層軟硬不均,,或挖土不均勻,使井內(nèi)土面高低懸殊,;或局部超挖過深,,使下沉不均;或刃腳下掏空過多,,使沉井不均勻突然下沉,,易導(dǎo)致沉井傾斜。
(3)不排水下沉沉井,,未保持井內(nèi)水位高于井外,,造成向井內(nèi)涌砂,引起沉井歪斜,。
(4)刃腳局部被石塊或埋設(shè)物擱住,,未及時處理;或排水下沉,,井內(nèi)一側(cè)出現(xiàn)流砂,。
(5)沉井壁上留有較大孔洞,使重心偏移,,未填配重使井壁各部達(dá)到平衡就下沉,。
(6)井外臨時棄土或堆重對沉井產(chǎn)生偏心土壓;或在井壁上施加施工荷載,,對沉井一側(cè)產(chǎn)生偏壓,。
(7)在下沉過程中,未及時采取防偏,、糾偏措施,。
(8)在軟土中下沉封底時,未分格,、逐段對稱進(jìn)行,,造成沉井不均勻下沉而引起傾斜G
3.預(yù)防措施
(1)沉井制作時出現(xiàn)歪斜詳見“11.1.3井筒歪斜”的預(yù)防措施(1)~(4)。
(2)根據(jù)不同土質(zhì)情況,,采用不同的挖1j順序,,分層開挖,使挖土對稱均勻,刃腳均勻受力,,沉井均勻,、豎直平穩(wěn)下沉。 對松軟土質(zhì),,可先挖沉井中部土層(每層約深40~50cm),,沿沉井刃腳周圍保留土堤,使沉井?dāng)D土下沉,;對中等密實(shí)的土,,如刃腳土堤挖出后仍很少下沉,可再從中部向刃腳分層均勻削薄土堤,,使沉井平穩(wěn)下沉,;對土質(zhì)軟硬不均的土層,應(yīng)先挖硬的一側(cè),,后挖軟的一側(cè),;對流砂層只挖中間不挖四周;對堅硬土層,,可按撤除墊木州頃序分段掏空刃腳,,并隨即回填砂礫,待最后幾段(即定位承墊木處)掏空并回填后,,再分層逐步挖去回填填料,,使均勻下沉。沉井傾斜如受地下水方向影響時,,先挖背水方面的土,,后挖迎水方向的土。
(3)不排水下沉應(yīng)常向井內(nèi)注水,,保持井內(nèi)水位高于井外1~2m,,以防向井內(nèi)涌砂。排水下沉井內(nèi)側(cè)出現(xiàn)流砂,,應(yīng)采取措施減小或平衡動水壓力,,或改用不排水下沉,或用井點(diǎn)降水,。
(4)刃腳遇到小塊姜石,、孤石擱住,可將四周土挖空后立即橇去,;較大姜石或孤石,,用風(fēng)動工具破碎,或鉆孔爆破成小塊取出,,炮孔應(yīng)與刃腳斜面平行,,藥量控制在200g以內(nèi),。
(5)井壁孔洞應(yīng)封閉,內(nèi)用填配重(塊石,、鐵塊等)辦法,保持井壁各段重量均衡,,以達(dá)到平衡下沉,。
(6)井外卸土、堆重,,井上施工荷載,,務(wù)使均勻、對稱,。
(7)下沉井過程中加強(qiáng)測量觀測,,在沉井外設(shè)置控制網(wǎng),沉井頂部設(shè)十字控制線和基準(zhǔn)點(diǎn),,在井筒內(nèi)壁按四或八等分劃垂線,,設(shè)置標(biāo)板,吊錘球(圖11-2),,以控制平面和垂直度,。下沉過程中,每班觀測不少于2次,,發(fā)現(xiàn)傾斜(錘球偏離5cm)應(yīng)及時糾正,。
4.治理方法
(1)在初沉階段,一般可采取在刃腳較高部位的一側(cè)加強(qiáng)挖土,,在較低的一側(cè)少挖土或回填砂石來糾正,。如系不排水下沉,一般可靠近刃腳較高的一側(cè)加強(qiáng)挖土,。
(2)在終沉階段,,一般可利用設(shè)在井外側(cè)的射水管沖刷土體或采取井外射水來糾正傾斜。
(3)在刃腳低的一側(cè)加墊木楔,,刃腳高的一側(cè)多挖土,。
(4)在井口上端加偏心壓載糾正,務(wù)使在沉井封底以前糾正達(dá)到合格,。
偏移或扭位
1.現(xiàn)象
沉井下沉過程中或下沉后,,筒體軸線位置發(fā)生一個方向偏移(稱為位移),或兩個方向的偏移(稱為扭位),。
2.原因分析
(1)位移大多由于傾斜引起,,當(dāng)沉井傾斜一側(cè)土質(zhì)較松軟,在糾正傾斜時,,井身往往向傾斜一側(cè)下部產(chǎn)生一個較大的壓力,,因而伴隨向傾斜方向產(chǎn)生一定位移,。位移大小隨土質(zhì)情況及向一邊傾斜的次數(shù)而定。當(dāng)傾斜方向不平行軸線時,,糾正后則產(chǎn)生扭位,,多次不同方向的傾斜,糾正傾斜后拌隨產(chǎn)生位移的綜合復(fù)合作用,,也常導(dǎo)致產(chǎn)生偏離軸線方向的扭位,。
(2)沉井傾斜未糾正就繼續(xù)下沉,常會使沉井向傾斜相反方向產(chǎn)生一定位移,。,。
(3)測量偏差未及時糾正。
3.預(yù)防措施
(1)加強(qiáng)測量控制和檢測,,在沉井外和井壁上設(shè)控制線,,內(nèi)壁上設(shè)垂度觀測標(biāo)志,以控制平面位置和垂直度,,每班觀測不少于2次,,發(fā)現(xiàn)位移或扭位應(yīng)及時糾正。
(2)及時糾正傾斜,,避免在傾斜情況下繼續(xù)下沉,,造成位移或扭位。
(3)控制沉井不再向偏移方向傾斜,。
(4)加強(qiáng)測量的檢查和復(fù)核工作,。
4.治理方法
位移糾正方法一般是控制沉并不再向位移方向傾斜,同時有意識地使沉井向位移相反方向傾斜,,糾正傾斜后,,使其伴隨向位移相反方向產(chǎn)生一定位移糾正,。如位移較大,,也可有意使沉井偏位的一方傾斜,,然后沿傾斜方向下沉,直到刃腳處中心線與設(shè)計中心線位置吻合或接近時,,再糾正傾斜,,位移相應(yīng)得到糾正。扭位可按糾正位移方法糾正,,使傾斜方向?qū)?zhǔn)沉井中心,,然后糾正傾斜,扭位隨之得到糾正,。亦可先糾正一個方向的傾斜,、位移,然后糾正另一個方向的傾斜,、位移,,幾次傾斜方向糾正后,,軸線即恢復(fù)到原位置。
下沉遇堅硬土層
1.現(xiàn)象
沉井挖土遇堅硬土層,,出現(xiàn)難以開挖下沉的現(xiàn)象,。
2。原因分析
遇厚薄不一的黃砂膠結(jié)層(姜結(jié)石),,質(zhì)地堅硬,,用一般鎬、鍬開挖非常困難,,使下沉十分緩慢。
3.防治措施
(1)排水下沉?xí)r,,以人力用鐵釬打入士中向上撬動,、取出,或用鐵鎬,、鋤開挖,,必要時打炮孔爆破成碎塊。
(2)不排水下沉?xí)r,,用重型抓斗,、射水管和水中爆破聯(lián)合作業(yè)。先在井內(nèi)用抓斗挖2m深鍋底坑,,由潛水工用射水管在坑底向四角方向距刃腳邊2m沖4個400mm深的炮孔,,各放200g炸藥進(jìn)行爆破,余留部分用射水管沖掉,,再用抓斗抓出,。
下沉遇流砂
1.現(xiàn)象
沉井采取井內(nèi)排水時,井外的土,、粉砂產(chǎn)生流動狀態(tài),,隨地下水一起涌入井內(nèi),邊挖,、邊冒,,無法挖深;常造成沉井出現(xiàn)突沉,、偏斜,、下沉過慢或不下沉等情況。
2.原因分析
(1)井內(nèi)鍋底開挖過深,;井外松散土涌入井內(nèi),。
(2)井內(nèi)表面排水后,井外地下水動水壓力把土壓入井內(nèi),。
(3)爆破處理障礙物時,,井外土受振進(jìn)入井內(nèi),。
(4)挖土深超過地下水位0.5m以上。
3,。預(yù)防措施
(1)采用排水法下沉,,水頭宜控制在1.5~2.0m。
(2)挖土避免在刃腳下掏挖,,以防流砂大量涌入,,中間挖土也不宜挖成鍋底形。
(3)穿過流砂層應(yīng)快速,,最好加荷,,使沉井刃腳切入土層。
4.處理方法
(1)當(dāng)出現(xiàn)流砂現(xiàn)象,,可在刃腳堆石子壓住水頭,,削弱水壓力,或周圍堆砂袋圍住土體,,或拋大塊石,,增加土的壓重。
(2)改用深井或噴射點(diǎn)井降低地下水位,,防止井內(nèi)流淤,。深井宜安設(shè)在沉井外,點(diǎn)井則可設(shè)置在井外或井內(nèi),。
(3)改用不排水法下沉沉井,,保持井內(nèi)水位高于井外水位,以避免流砂涌人,。
鄰近建筑物下沉
1.現(xiàn)象
沉井周圍地面塌陷,,鄰近建筑物局部下沉,出現(xiàn)裂縫或傾斜,。
2.原因分析
(1)建筑物離沉井過近,,基礎(chǔ)未采取加固隔離措施。
(2)沉井下沉降低地下水位,,使鄰近建(構(gòu))筑物地基土層局部壓密產(chǎn)生下沉,。
(3)沉井下沉遇粉砂層或下沉挖土刃腳外掏空過多,向沉井內(nèi)涌砂,,造成周圍地面下陷,。
3.預(yù)防措施
(1)在建筑物基礎(chǔ)靠沉井一側(cè)用板樁或噴粉樁加固。
(2)在沉井與建筑物之間設(shè)置回灌井,,減少鄰近建筑物地下水的流失,。
(3)遇粉砂層采用點(diǎn)井降水,使水頭差不過大,,避免引起流砂,。
(4)沉井挖土,,避免在刃腳處向外掏空,盡量采取切土下沉方法,。
(5)在井壁外側(cè)不斷回填中砂,,使靠近建筑物一側(cè)土不被擾動。
4.治理方法
遇流砂或向井內(nèi)涌泥引起建筑物下沉?xí)r,,應(yīng)改排水下沉為不排水下沉,,或在井外部加設(shè)點(diǎn)井降水下沉
下沉裂縫
1.現(xiàn)象
沉井下沉過程中,在沉井豎壁上出現(xiàn)縱向或水平方向裂縫,,有的集中在隔墻上,,或預(yù)留孔洞口兩側(cè)。
2.原因分析
(1)沉井卜沉?xí)r被大孤石,、漂石或其他障礙物擱住,,使井壁產(chǎn)生過大拉應(yīng)力而造成裂縫。
(2)圓形沉井下沉過程中,,由于過大的傾斜受側(cè)向不均勻土壓力作用或一側(cè)突然下沉,,常導(dǎo)致在井壁內(nèi)側(cè)或外側(cè)產(chǎn)生豎向裂縫,。
(3)沉井下沉?xí)r,,當(dāng)刃腳踏面脫空,沉井被上部土體擠緊而懸掛在土層中,,在井墻內(nèi)可能出現(xiàn)較大的豎向拉力,,而將井筒水平拉裂。
3.預(yù)防措施
(1)做好地質(zhì)勘察工作,,深3m以內(nèi)障礙物應(yīng)在沉井制作,、下沉前挖除,下沉?xí)r采取先釬探,,挖除障礙物再挖土下沉,。
(2)考慮沉井受側(cè)向不均勻土壓力作用,按實(shí)測內(nèi)摩擦角,,加減5o~8o計算井壁強(qiáng)度,,提高受不均勻荷載強(qiáng)度的能力。下沉過程中注意避免過大的傾斜和突然下沉,。
(3)考慮沉井脫空情況,,驗(yàn)算豎向鋼筋,一般按自重的25%一65%計算其最大拉斷力,,或按最不利情況(在墻高度分節(jié)接頭處即施工縫位置)計算最大拉斷力,。
4.治理方法
參見 “井筒裂縫”的治理方法。
三,、沉井封底
11.3.1超沉或欠沉
1. 1. 現(xiàn)象
沉井下沉完畢后,,刃腳平均標(biāo)高大大超過或低于設(shè)計要求深度,,相應(yīng)沉井壁上的預(yù)埋件及預(yù)留孔洞位置的標(biāo)高,也大大超過規(guī)范允許的偏差范圍,。
2.原因分析
(1)沉井下沉至最后階段,,未進(jìn)行標(biāo)高控制和測量觀測。
(2)下沉接近設(shè)計深度,,未放慢挖土和下沉速度,。
(3)遏軟土層或流砂,下沉失去控制,。
(4)在軟弱土層預(yù)留自沉深度太小,,或未及時封底;或沉井下沉尚未穩(wěn)定就封底,,常造成超沉,;在砂土層或堅硬土層預(yù)留自沉深度太大,或沉井下沉尚未穩(wěn)定就封底,,常發(fā)生欠沉,。
(5)沉井測量基準(zhǔn)點(diǎn)碰動,標(biāo)高測量錯誤,。
3.須防措施
(1)沉至接近設(shè)計標(biāo)高,,應(yīng)加強(qiáng)測量觀測和校核分析工作。
(2)在井壁底梁交接處,,設(shè)磚砌承臺,,在其上面鋪方木,使梁底壓在方木上,,以防過大下沉,。
(3)沉井下沉至距設(shè)計標(biāo)高0.1m時,停止挖土和井內(nèi)抽水,,使其完全靠自重下沉至設(shè)計或接近設(shè)計標(biāo)高,。
(4)采取減小或平衡動水壓力和使動水壓力向下的措施,以避免流砂現(xiàn)象發(fā)生,。
(5)沉井下沉趨于穩(wěn)定(8h的累計下沉量不大于10mm時),,方可進(jìn)行封底。
(6)采取措施保護(hù)測量基準(zhǔn)點(diǎn),,加強(qiáng)復(fù)測,,防止出現(xiàn)測量錯誤。
4.治理方法
如超沉過多,,可將沉井上部接高處理,;欠沉一般作抬高設(shè)計標(biāo)高處理。
遇傾斜巖層
1.現(xiàn)象
沉井下沉到設(shè)計深度后遇傾斜巖石,造成封底困難,。
2.原因分析
地質(zhì)構(gòu)造不均,,使沉井刃腳部分落在基巖上,部分落在較軟的土層上,,封底后易造成沉井不均勻下沉,,產(chǎn)生傾斜。
3.預(yù)防措施
(1)井底巖層的傾斜面,,適當(dāng)作成臺階,。
(2)當(dāng)沉井部分落在巖層上,部分落在較軟的土層上時,,在沉井落在軟土層上的兩角及中間挖井澆筑混凝土或砌塊石支墩直至硬土層,,以支承沉井,使封底后下沉均勻,;亦可將沉井支承在巖層的部分鑿去50cm深,,再回填土砂混合物作軟性褥墊處理。
4.治理方法
遇傾斜巖層應(yīng)使沉井大部分落在巖層上,,其余末到巖層部分,,如土層穩(wěn)定不向內(nèi)崩坍,可進(jìn)行封底工作,;若井外土易向內(nèi)崩坍,,則可不排水,由潛水工一面挖土,,一面以裝有水泥砂漿或混凝土的麻袋包堵塞缺口,,堵完后再清除浮渣,,進(jìn)行封底,。
3 沉井失穩(wěn)
1.現(xiàn)象
沉井封底后,沉井繼續(xù)下沉或不均勻下沉,,造成上部標(biāo)高出現(xiàn)水平差,,沉井出現(xiàn)偏
2.原因分析
(1)井底土質(zhì)松軟,封底前未進(jìn)行處理,。
(2)井底土質(zhì)軟硬不均,,未經(jīng)處理就封底,造成各部分下沉不均,。
(3)封底混凝土未分格,、對稱、均勻澆筑,,使各部分沉陷不均,。
3.預(yù)防措施
(1)封底前,對井底松軟土層和軟硬不均土層,,進(jìn)行換填加固處理,;井底積水淤泥要清除干凈,,使有足夠的承載力,以支承沉井上部荷載,,防止不均勻沉陷,。
(2)封底混凝土采取均勻、對稱分格,、按照一定順序進(jìn)行澆筑,,并宜先沿刃腳填筑一寬約70cm同心圓帶,厚度根據(jù)刃腳斜面高度確定,,而后再逐步向鍋底中心推進(jìn),。混凝土應(yīng)分層澆搗,,每層厚50cm,,在軟土中采取分格逐段對稱封底。
4.治理方法
沉井均勻下沉,,可將沉井接高處理,;不均勻下沉,可采取在井口上端偏心壓載等措施糾正,。
沉井上浮
1.現(xiàn)象
封底后,,沉井上浮一定高度,沉井底脫空或被稀泥填塞,,或造成沉井傾斜,。
2.原因分析
(1)在含水地層沉井封底,井底未做濾水層,,封底時未設(shè)集水井繼續(xù)抽水,,封底后停止抽水,地下水對沉井的上浮力大于沉井及上部附加重量而將沉井浮起,。
(2)施工次序安排不當(dāng),,沉井內(nèi)部結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)未施工,沉井四周末回填就封底,,在地下,、地面水作用下,沉井重量不能克服水對沉井的上浮力而導(dǎo)致沉井上浮,。
3.預(yù)防措施
(1)在含水地層上的沉井封底,,井底應(yīng)先按設(shè)計鋪設(shè)墊層,一般設(shè)置厚約40~50cm的碎石或砂礫石倒濾層,,其中碎石和砂礫石部分應(yīng)分層夯實(shí),,并在沉井底部設(shè)2~3個集水并不斷抽水,待封底混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后,方可停止抽水,,將集水井一個一個封堵,,方法是將集水中水抽干,在套管內(nèi)迅速用干硬性混凝土堵塞,,然后用帶膠圈法蘭蓋嚴(yán),,用螺栓擰緊或用鋼蓋板封焊,最后在蓋板上澆筑混凝土抹平,。
(2)沉井封底后,,整個沉井受到被排除地下水的向上浮力作用,應(yīng)對沉井進(jìn)行封底后的抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算:沉井外未回填土,,不計抗浮的井壁與側(cè)面土反摩擦阻力的作用,,按下式驗(yàn)算: K=G/F≥1.1 (11-1)
沉井外已回填土,考慮井壁與側(cè)面土的
反摩阻力的作用,,按下式驗(yàn)算:
K=G+f/F≥1.25 (11-2)
式中 K——抗浮穩(wěn)定系數(shù),;
G——沉井自重力;
F——地下水的向上浮力:
f——井壁與側(cè)面土反摩阻力,。
如抗浮穩(wěn)定系數(shù)K分別小于1.1和1.25,,應(yīng)采取將回填十、內(nèi)隔墻,、上部結(jié)構(gòu)等先施工的措施,,再封堵集水井。
(3)合理安排施上次序,,需要沉井四周回填土和上部結(jié)構(gòu)施上完,,才能滿足抗浮要求時,應(yīng)先回填土和施工上部結(jié)構(gòu),,才封底,。
4.治理方法
(1)沉并不均勻下沉,可采取在井口上端偏心壓載等措施糾正,。
(2)在含水地層井筒內(nèi)涌水量很大無法抽干時,,或井底嚴(yán)重涌水,、冒砂時,,可采取向井內(nèi)灌水,用不排水方法封底,。如沉并已上浮,,可在井內(nèi)灌水或繼續(xù)施工上部結(jié)構(gòu)加載;同時在外部采取降水措施使恢復(fù)下沉,。
封底出現(xiàn)泥漿夾層
1.現(xiàn)象
封底混凝土中,,出現(xiàn)大量的泥漿夾層,破壞了整體性,降低了強(qiáng)度,,造成滲漏水,。
2.原因分析
(1)在軟土地基,沉井施工采用不排水封底,,井底浮泥未清理干凈,,混入混凝土內(nèi)。
(2)導(dǎo)管下口距基底面高度過大,,首批混凝土量不夠,,使導(dǎo)管未埋入混凝土堆內(nèi)。
(3)澆筑時,,導(dǎo)管埋人混凝土深度不夠,,提升速度太快,泥漿水進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi),,混凝土與泥漿水未完全隔離,。
(4)導(dǎo)管接縫不嚴(yán)或斷裂,嚴(yán)重漏水,,使泥漿水與混凝土混在一起,。
(5)導(dǎo)管布置間距大于導(dǎo)管擴(kuò)散影響半徑,使混凝土堆間搭接不良,,出現(xiàn)泥夾層,。
(6)混凝土和易性差,流動度過小,,不能順利攤開使之密實(shí),,而使泥漿水混入。
3.預(yù)防措施
(1)基底為軟土地基時,,應(yīng)將井底浮泥清除干凈并鋪碎石墊層,。
(2)導(dǎo)管下口距基底保持40cm為宜;首批灌注導(dǎo)管混凝土應(yīng)通過計算確定,,使混凝土能順利從導(dǎo)管內(nèi)排出擴(kuò)散并與水隔離,。
(3)澆筑前導(dǎo)管中應(yīng)設(shè)置球、塞等隔水,,灌注導(dǎo)管應(yīng)埋入混凝土堆中不小于1.5m,。多根導(dǎo)管同時灌注時,混凝土面應(yīng)平均升高,,上升速度不應(yīng)小于O.25m/h,,坡度不應(yīng)大于1:5。
(4)導(dǎo)管接頭應(yīng)用橡膠圈密封,,避免漏水,;導(dǎo)管焊縫應(yīng)有足夠的強(qiáng)度,,防止破裂。
(5)導(dǎo)管間距應(yīng)控制在有效影響半徑范圍以內(nèi),,一般取3~4m,,使各導(dǎo)管的澆筑面積相互覆蓋,導(dǎo)管直徑宜為250~300mm,。
(6)混凝土配合比要適當(dāng),,保持良好的和易性和流動度,坍落度宜為18~20cm,,攪拌要均勻,,澆筑應(yīng)從最低處開始,由下而上分層澆筑,,搭接嚴(yán)密,,不使泥漿水混入。
4.治理方法
封底混凝土存在泥漿夾層時,,可采取壓漿處理,;或在上部加設(shè)適當(dāng)厚度配筋面層加固。
封底混凝土不密實(shí)
1.現(xiàn)象
封底混凝土不密實(shí),,存在蜂窩,、孔洞。
2.原因分析
(1)混凝土配合比選擇不當(dāng),,初凝時間太短,,坍落度過小,和易性差,,混凝土不能很好擴(kuò)散,。
(2)混凝土未連續(xù)澆筑,間隔時間過長,,使混凝土失去流動性,,擴(kuò)散不開,不能自流密實(shí),。
3.預(yù)防措施
(1)封底混凝土配合比要適當(dāng),,水泥用量一般為350~400kg/m3;砂應(yīng)用中,、粗砂,;砂率一般為45%~50%;骨料粒徑以5~40mm為宜,;初凝時間應(yīng)大于3h,,水灰比不大于0.6;坍落度應(yīng)為18~20cm,。為節(jié)省水泥,,宜摻加適量木鈣減水劑,使能較好地擴(kuò)散,,依靠重力和流態(tài)達(dá)到密實(shí),;或摻加水泥用量0.5%~3.0%的絮凝劑,使混凝土拌合物遇水不離析,,水泥不流失,,可進(jìn)行水中自落澆筑,落到水底混凝土可自流平,,自密實(shí),。
(2)混凝土保持在沉井全面積上連續(xù)澆筑,澆筑間歇時間不超過30min,。
4.治理方法
個別蜂窩孔洞可鑿去松散顆粒,,沖洗干凈后,重新澆筑混凝土,;大面積蜂窩孔洞,,不密實(shí),應(yīng)采取壓漿加固處理,。
導(dǎo)管拔不出
1.現(xiàn)象
在封底混凝土澆筑中,,出現(xiàn)導(dǎo)管下口埋入混凝土內(nèi)拔不出來的現(xiàn)象。
2.原因分析
(1)導(dǎo)管制作尺寸和垂直度偏差大,,外直徑不一,,并出現(xiàn)彎曲。
(2)導(dǎo)管埋入混凝土堆過深,,提動次數(shù)太少,。
(3)混凝土未連續(xù)澆筑,間隔時間過久,,混凝土已經(jīng)凝固,,將導(dǎo)管粘牢。
(4)混凝土配合比不當(dāng),,初凝時間太短,,和易性差,貯料時間過久,,混凝土澆筑后,,很快凝固,與導(dǎo)管粘牢,,摩阻力加大,。
3.預(yù)防措施
(1)導(dǎo)管應(yīng)精心加工制作,保持上下外直徑一致,,彎曲度不大于0.5%,。接頭應(yīng)用粗絲扣套接,,最下一節(jié)導(dǎo)管長度應(yīng)大于2m,下端應(yīng)不帶法蘭盤,。
(2)導(dǎo)管插入混凝土深度應(yīng)視封底厚度確定,,宜控制在1.2~3.0m,不應(yīng)過深,。對導(dǎo)管外面混凝土面標(biāo)高,,每隔20min應(yīng)測量一次,及時提升導(dǎo)管,,不使埋入過深,。在澆筑過程中,每隔20~30min應(yīng)提動一次導(dǎo)管,。
(3)混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑,,間隔時間一般控制在15min內(nèi),任何情況下不得超過30min,。
(4)適當(dāng)選用混凝土配合比,,初凝時間不應(yīng)少于3h,混凝土坍落度應(yīng)為18~20cm,,貯料時間不應(yīng)超過1.5h,。
4.治理方法
導(dǎo)管拔不出,可在管根部鑿去部分封底混凝土,,將露出的導(dǎo)管割斷,,在管內(nèi)及上部澆筑混凝土堵塞,搗實(shí)并整平,。
| 4800中邊樁計算程序
本文引用自柳絮飄飄《4800中邊樁計算程序》
公路逐樁坐標(biāo)計算程序
(可以計算對稱,、不對稱緩和曲線)
Lb1 0
Z=?
V=,?
W=V+2:Fixm
{K}
Lb1 1
K>Z[W+5Z+4]=>W=W+1:Goto 1⊿ (判斷樁號在哪個交點(diǎn)范圍,,就是該交點(diǎn)曲線起點(diǎn)至下一交點(diǎn)曲線起點(diǎn))
S=K-Z[W+5Z+3] (計算該樁號與曲線起點(diǎn)的距離)
R=Z[W+2Z+2]:L=Z[W+3Z+2]:E=Z[W+4Z+2] (讀取該交點(diǎn)曲線要素R、Ls1 ,、Ls2)
Pol(Z[W]-Z[W-1],Z[W+Z+2]-Z[W+Z+1]) (計算該交點(diǎn)與下一交點(diǎn)直線方位角)
J<0=>J=J+360⊿
A=J
Pol(Z[W-1]-Z[W-2],Z[W+Z+1]-Z[W+Z]) (計算該交點(diǎn)與上一交點(diǎn)直線方位角)
J<0=>J=J+360⊿
C=A-J:A=J (計算偏角)
W=V+2=>Goto2⊿ (如果樁號在起點(diǎn)與第一交點(diǎn)曲線起點(diǎn)之間,,則轉(zhuǎn) Lb1 2 )
I=Abs(tan(c÷2))
M=L÷2-L^3÷240R^2:N=E÷2-E^3÷240R^2
P=L^2÷6R-L^4÷336R^3-R(1-cos(90L÷πR))
Q=E^2÷6R-E^4÷336R^3-R(1-cos(90E÷πR))
D=(P-Q)I÷2 : F=(P+Q+2R)I÷2
M=F+M-D:Q=F+N+D
N=πRAbsC÷180+(L+E)÷2
X=Z[W-1]-McosA
Y=Z[W+Z+1]-MsinA
M=Z[W-1]+Qcos(A+C)
V=Z[W+Z+1]+Qsin(A+C)
Q=AbsC÷C
S≤L=>P=0:Goto3⊿ (如果樁號在第一緩和曲線內(nèi),則轉(zhuǎn) Lb1 3)
S≤N-E=>S=S-L:Goto4⊿(如果樁號在圓曲線內(nèi),,則轉(zhuǎn) Lb1 4)
S≤N=>S=N-S
Q=-Q:A=A+C-180:X=M:Y=V:L=E:P=180:Goto3 ⊿ (如果樁號在第二緩和曲線內(nèi),,則轉(zhuǎn) Lb1 3)
P=A+C:S=S-N:D=M+ScosP:F=V+SsinP
Goto6 (如果樁號在直線內(nèi),則轉(zhuǎn) Lb1 6)
Lb1 2
P=A+C
D=Z[W-1]+ScosP
F=Z[W+Z+1]+SsinP:Goto6
Lb1 3
I=S-S^5÷40R^2÷L^2+S^9÷3456R^4÷L^4
J=Q(S^3÷6RL-S^7÷336R^3÷L^3)
P=P+A+90QS^2÷πRL:Goto5
Lb1 4
M=90(2S+L)÷πR
I=RsinM+L÷2-L^3÷240R^2
J=Q(L^2÷24R+R(1-cosM))
P=A+QM
Lb1 5
D=X+IcosA-jsinA:F=Y+JcosA+IsinA
Lb1 6
D″X=″◢ (結(jié)果顯示X坐標(biāo))
F″Y=″◢ (結(jié)果顯示Y坐標(biāo))
P″AT=″◢ (結(jié)果顯示該樁號方位角)
{BO}:B″S″O″⊿″ (輸入邊樁距離,,交角)
P=P+O
L″XB″=D+BcosP◢ (結(jié)果顯示邊樁X坐標(biāo))
M″YB″=F+BsinP◢ (結(jié)果顯示邊樁Y坐標(biāo))
以上是坐標(biāo)計算程序,,括號內(nèi)是程序計算的大致原理及說明,中間部分為直線,、圓曲線,、緩和曲線計算的各種公式,,大家也知道,書上也有,。
該程序是最基本的,,如再加幾條語句就可以處理斷鏈,。
該程序還需變量輸入,,把整條線路曲線要素一次輸入到4800中,就可以計算線路任意中,、邊樁坐標(biāo),。
4800程序2魚
本文引用自柳絮飄飄《4800程序2魚》
Lbl 0
Defm 4:{T}:Prog”DAT”
N=1→C=T-B:P=0:Q=A:L=C◣
N=2→C=T-B:P=(180C÷(ПR)):Q=A+K(P÷2):L=2Rsin(P÷2)◣
N=3→C=Abs(T-B):O=6:Z[1]=Σ(((((-1)^(O+1))×(C^(4O-3)))÷((2O-2)!×(2^(2O-2))×(4O-3)×((RD)^(2O-2)))),0,1,6):Z[2]= Σ(((((-1)^(O+1))×C^(4O-1)))÷((2O-1)!×(2^(2O-1))×(4O-1)×((RD)^(2O-1))),O,1,6):I=1→P=90C2÷(ПRD)◣I=2→P=90C2÷(ПRD)+180◣Q=A+Ktan-1(Z[2]÷Z[1]):L=√-(Z[1]2+Z[2]2)◣
X”Z-X”=U+LcosQ◢
Y”Z-Y”=V+LSinQ◢
{S,Z,W,F}
G”B-X”=X+SCos(A+KP+W)◢
H”B-Y”=Y+SSin(A+KP+W)◢
Z[3]”BB-X”=G+ZCos(A+KP+F)◢
Z[4]”BB-Y”=H+ZSin(A+KP+F)◢
GOTO
字母說明:
E:所屬線型(N=1直線,N=2圓曲線,,N=3完整緩和曲線,,N=4非完整緩和曲線)
B:起點(diǎn)樁號
A:起始方位角
U:起始X坐標(biāo)
V:起始Y坐標(biāo)
K:曲線偏向(左-1,右1)
R:曲線半徑(完整緩和曲線為與之相連的圓曲線半徑,,非完整緩和曲
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