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鐵路工程地質鉆探是一個非常復雜的工作,受到了很多因素的影響,首先就是所經歷的地質地貌變化較大,工作的地點和場地對于技術要求很高,而且工期較長,因此做好前期的準備工作是非常重要的。
1.1易損件的備料。對于鐵路工程地質勘探,由于經常可能會到山區進行工作,一些很容易購買得到的齒輪和配件到了山區可能就很難買到了,因此對于這樣一些經常損壞的工件需要進行儲備,以防在特殊地區出現延誤工期的情況。
1.2工期要求和工點分布。綜合考慮工期的要求以及實際的設備情況,采取最合理的工程鉆點分布。如果工期要求短、工點分布有比較的分散,這是就對設備的數量提出了要求,工程的成本也會大大的提高。施工前應該結合實際的地形情況合理的確定工期進度和工點的分布,降成本降到最低。3.3交通工具。在施工之前需要進行合理的交通設計,對設備的運輸進行合理的調度。由于地形地貌情況比較的復雜,交通問題是必須的考慮的。對于一般的鄉村小道,一般的現場施工用到的大型的卡車是無法進入的。往往需要經過轉運和人力搬運。同時鉆孔的機組進行轉移時也需要注意進行合理調度,盡量減少勞動力的浪費,減少不必要的成本支出。
1.4協調的問題。在進行現場的鉆孔時往往需要占用到當地的農田和農作物,合理有效和當地的政府相關部門以及村民進行溝通,減少不必要的沖突事件的發生,在施工之前將需要進行相關協調工作的地區及時進行處理,一面耽誤工期。
2鉆探質量控制要點
2.1鉆孔位置。鐵路鉆探最常見的鉆孔位置移動是鉆機組在平整場地時,由于填方或挖方,孔口標高或里程發生變化,與布孔時的地面標高、里程不一致,原孔位數據沒有及時調整,整理資料時也未做調整,導致鉆孔資料出現偏差。同時還需要注意在進行場地的平整時,孔口的標高和坐標會發生一定的變化,需要對原來的數據進行及時的調整,以免在鉆孔時出現偏差。
2.2孔內試驗。孔內試驗有很多不同的類型,主要包括動力觸探,孔內取樣以及抽提水試驗及配合物理探測的一些實驗項目。
2.2.1動力觸探。動力觸探主要就是根據探頭錘擊進入土層的難以程度來判斷土層質量的一種測試方法,為了使得一次的錘擊能是一定的,需要按照一定的尺寸和性狀來進行,動力觸探的類型主要有超重型、重型、中型和輕型這幾類,對于目前的國內鐵路工程地質勘探中主要采取的是重型動力觸探的方式對土層的進行測試。
2.2.2孔內取樣。孔內取樣的對象主要是相關的土樣、巖樣以及水樣。主要就是為了通過室內的實驗來確定各種土層的物理力學性能,通過相關的分析得出其承載力情況。為了保證取樣的效果,相關的操作必須要按照規范的要求進行。如果需要進行原位實驗需要先對土樣進行取樣然后再進行原位實驗,這樣可以保證土壤沒有被過多的干擾。
2.2.3配合物理探測。為了使得鉆探的資料更加的可靠,需要將鉆探測得的資料和物理測井所得資料進行對比和驗證,使得兩類人員相互合作,完善需要的地質勘探資料。
2.3鉆探監理。鉆探監理是控制鉆探質量很重要的一個環節,在一些鐵路工程當中,有些監理人員受到經濟利益的誘惑,對于工程當中出現的問題沒有及時的指出來,使得鉆孔的質量沒有得到保證,甚至有些單位在鉆探施工過程中存在忽視質量、弄虛作假的現象,這嚴重違背了“百年大計,質量第一”的原則,因此,建議設鉆探監理對鉆探的全過程進行監控,以保證鐵路工程地質鉆探的質量。
3結束語
【關鍵詞】地基承載力值;載荷試驗;理論計算;原位測試
Abstract The natural bearing capacity of foundation engineering construction engineering geological design parameters. Correct evaluation of the foundation carrying capacity is to ensure construction safety, the premise of the economy, but now the design specifications of a number of terms on the value of bearing capacity of foundation, different rules with different values of bearing capacity of foundation is the same in the same industry in this specification different versions, the foundation bearing capacity of the existence of different, this paper described the engineering of several common foundation of the concept of carrying capacity values, define and determine, with a view to a correct understanding of the engineering staff several bearing capacity of foundation help and analyze the characteristics of several foundation bearing capacity values and various established foundation bearing capacity method.
Key words foundation bearing capacity value; load test; theoretical calculations; situ test
中圖分類號:TV223文獻標識碼:A 文章編號:
1 前言
我國在以往工程建設中,較多地出現過以下幾種地基承載力值:地基承載力基本值 ,承載力標準值 ,承載力特征值 ,地基容許承載力,地基極限承載力。由于各承載力概念上的差別,其確定方法也不同,這給巖土工程勘察、工程設計和施工人員造成很大的不便。本文詳細介紹地基承載力的定義、概念及其確定方法,以期對工程人員正確認識幾種地基承載力有所幫助。
2 幾種承載力的定義
地基承載力基本值,是指按有關規范(鐵路、公路行業規范常見)規定的一定的基礎寬度和埋置深度條件下的地基承載能力,通常是根據室內試驗及其它原位測試綜合確定[1,2],也可以根據室內試驗測定的地基土的某些物理力學性質指標來查取承載力表來確定。《建筑地基基礎設計規范》(GBJ7-89)也曾使用過地基承載力基本值這個概念
地基承載力標準值與地基承載力設計值都是按概率極限狀態原則設計提出的,標準值是指按有關規范規定的標準方法試驗并經統計處理后的承載力值, 設計值等于標準值除以分項系數,按照概率極限狀態設計的原理,抗力分項系數是大于1的[3],因此設計值必然小于標準值。
地基承載力特征值是《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)提出的,指由載荷試驗測定的地基土壓力變形曲線線性變形段內規定的變形所對應的壓力值,其最大值為比例界限值 ,但是規范中又提出地基承載力特征值可由其他原位測試、公式計算、并結合經驗值等方法確定[4],按其基本屬性仍然是強度條件下的地基承載力,因此這種承載力并不一定滿足建筑地基的容許變形值,還要根據建筑地基基礎設計等級及與地基容許變形值配合使用。
地基容許承載力,是指作用在基底的壓應力不超過地基的極限承載力,并且有足夠的安全度,而所引起的變形又不超過建筑物的容許變形,同時滿足強度和變形要求的地基單位面積上所能承受的荷載就定義為地基容許承載力,取極限荷載除以安全系數(一般為2)得到地基容許承載力。
地基極限承載力,是指使地基土發生剪切破壞而即將失去整體穩定性時相應的最小基礎底面壓力,一般是在鋼塑體假定的基礎上考考鋼塑體的極限平衡條件得到的半理論半經驗公式[5],或是從原位的載荷試驗得到。
3 地基承載力的確定
確定地基承載力的方法主要有三種:① 理論計算法;②現場原位測試法;③按規范查表法。
3.1理論計算法
理論計算法是以土的強度理論為基礎,根據地基土中塑性變形區發展范圍以及整體剪切破壞等不良情況在一定的假設條件下通過公式推導,主要有臨塑荷載計算公式、控制塑性區計算公式、極限承載力計算公式三種。
3.1.1臨塑荷載計算公式
臨塑荷載fcr是指在外荷作用下,地基土剛出現剪切破壞(即開始由彈性變形進入塑性變形)時的臨界壓力[5],由下式計算:
3.1.2控制塑性區計算公式
大量建筑工程實踐表明,采用上述臨塑荷載作為地基承載力往往偏于保守。當建筑地基中發生少量局部剪切破壞,但只要塑性變形區范圍控制在一定限度(此塑性區一般規定為其最大深度不大于基礎寬度的1/4),并不影響建筑物安全。這樣還可以提高地基承載力,降低工程造價。當偏心距小于或等于0.033倍的基礎底面寬度時,在滿足變形要求的條件下,可根據土的抗剪強度指標按下式確定地基承載力特征值[4]:
式中 γ ――基礎底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度;
γm――基礎底面以上土的加權平均重度,地下水位以下取浮重度;
d――基礎埋置深度(m),一般自室外地面標高算起;
fa――由土的抗剪強度指標確定的地基承載力特征值;
Mb、Md、Mc――承載力系數,按建筑地基基礎設計規范GB50007-2002表5.2.5確定;
b――-基礎底面寬度大于6m時按6m取值對于砂土小于3m時按3m取值
Ck――基底下一倍短邊寬深度內土的粘聚力標準值
3.1.2極限承載力計算公式
作用在地基上的荷載較小時,地基處于穩定狀態。隨著荷載的增大,地基中產生局部剪切破壞的朔性區也越來越大。繼而地基中的塑性區將發展為連續貫通的滑動面,地基喪失整體穩定性而破壞。此時地基承受的荷載達到極限值[5]:
式中 γ、γo――分別為基底以下和基底以上土的平均重度,地下水位以下取浮重度(KN/);
d――基礎埋置深度,一般自室外地面算起;
CK――基底下持力層內粘聚力標準值(KPa);
Nr、Nr、Nr――承載力系數, 按高層建筑巖土工程勘察規程JGJ72-2004表A.0.1-1確定
ζr、ζq、ζc――基礎形狀系數,按高層建筑巖土工程勘察規程JGJ72-2004表A.0.1-2確定
3.2現場原位測試法
原位測試在確定地基土承載力方面有重要意義,無數實踐經驗和理論計算表明,原位測試的代表性好、測試結果精度較高,因而較為可靠。
3.2.1載荷試驗確定地基承載力
用載荷試驗確定地基承載力被認為是最可靠、有效的辦法。它適用于各類地基土。規范規定,對于設計等級為甲級的建筑物,必須做現場載荷試驗以確定其承載力特征值[4]。載荷試驗相當于在工程原位進行的縮尺原型試驗,能比較直觀地反映地基土的變形特性,該法具有直觀和可靠性高的特點。
地基靜載試驗主要應繪制p-s曲線,但根據需要,還可繪制各級荷載作用下的沉降和時間之間的關系曲線以及地面變形曲線。
例如圖3.2-1所示:
圖3.2-1某地基靜載試驗的荷載~位移曲線(p~s曲線)
OA段為彈性階段,曲線特征為近似線性,基本上反映了地基土的彈性性質,A點對應的荷載稱為臨塑荷載;
AB段為塑性發展階段,曲線特征為曲率加大,表明地基土由彈性過渡到彈塑性,并逐步進入破壞;
BC段為破壞階段,曲線特征為產生陡降段,C點對應的荷載稱為破壞荷載,C點荷載的前一級荷載(不一定是B點)稱為極限荷載。
若繪出的p~s曲線的直線段不通過坐標原點,可按直線段的趨勢確定曲線的起始點,以便對p~s曲線進行修正。
《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002附錄C、D有對于確定地基承載力的相關規定[4]。
3.1.2靜力觸探試驗確定地基承載力
靜力觸探法求地基承載力一般依據的是經驗公式。這些經驗公式是建立在靜力觸探和載荷試驗的對比關系上。用靜力觸探法求地基承載力要充分考慮土質的差別,特別是砂土和粘土的區別。另外,靜力觸探法提供的是一個孔位處的地基承載力,用于設計時應將各孔的資料進行統計分析以推求場地的承載力,此外還應進行基礎的寬度和埋置深度的修正。
圖3.1-2 靜力觸探示意及其曲線
(a)靜力觸探示意及土層剖面(b)靜力觸探曲線
我國對使用靜力觸探法推求地基承載力已積累了相當豐富的經驗,經驗公式很多。在使用這些經驗公式時應充分注意其使用的條件和地域性,并在實踐中不斷地積累經驗。
鐵路部門提出的經驗公式(見《鐵路工程地質原位測試規程》)如下[6]:
對于Ql~Q3沉積的老粘土地基,比貫入阻力ps在2700~6000kPa的范圍內時采用如下公式計算地基的基本承載力0:
0=0.1ps
對于Q4一般粘性土地基的基本承載力0采用下式計算:
0=5.8ps0.5-46
對于軟土地基的基本承載力0采用下式計算:
0=0.112ps+5
對于一般砂土及粉土地基的基本承載力0采用下式計算:
0=0.89ps0.63+14.4
上列各式的單位均為kPa。
相應的深、寬修正系數如下表:
表2-2由貫入阻力ps定寬、深修正系數k1和k2
3.3按規范查表法
該方法是根據室內土工試驗測定的地基土的物理力學性質指標平均值,然后查取承載力表以確定其承載力。這一方法主要優點是使用方便,但存在很大的弊端。承載力表是用大量的試驗數據,通過統計分析得到的,但我國幅員遼闊,不同地區的地質條件存在很大的差異,所以這種統計分析在全國范圍內沒有普遍適應性。利用查表法確定承載力,在很多地區可能會偏于保守,也可能會偏于不安全。前者會造成浪費,后者可能會造成工程隱患。隨著設計水平和對工程質量要求的提高,變形控制已是地基設計的重要原則,所以新規范(2002規范)取消了承載力表,勘察單位可根據試驗和地區經驗確定承載力。目前,大部分城市和地區都根據地區巖土特點編制了地方規范。
4 結束語
在實際工作時,我們可能會用到許多不同的勘察設計規范,而在不同的規范中又有不同的地基承載力值的定義,僅僅是名稱的不同還是有實質性的差別?不同的地基承載力值的定義反映了我國巖土工程標準化存在的問題。
比較以上三種確定地基承載力的方法,理論計算法有成熟的理論基礎,但存在參數選取方面的問題,并且這些計算公式是在一定的假設條件下建立的,這也造成了計算值與實際值不符;載荷試驗直接在原位測試地基土承載力,但是載荷試驗的局限性在于費用較高,周期較長和壓板的尺寸效應等;靜力觸探方便、快捷,對土層的擾動小,測試連續進行,測試成本低,數據的重現性好,但是靜力觸探的除了對于硬土層難以穿越外,主要的還在于測試手段較為單一,無法控制應力路徑和應變路徑,測試過程和對測試結果的解釋對經驗的依賴性過強因而較難把握等等;查表法由于在全國范圍內沒有普遍適應性,已被新規范(2002規范)取消,只是在如:鐵路規范,公路規范中還在運用。總的來說,在地基土比較均勻時,以載荷試驗得到的地基承載力較為可靠,若采用其他方法配合使用,則可以較準確的提供地基設計參數。在工程建設中,一般由勘察單位提供設計單位地基承載力基本值或承載力特征值,設計單位根據基礎形式及建筑物的具體要求對承載力基本值進行深度和寬度修正,然后進行地基和基礎的設計。
參考文獻
[1]TB10012-2001,鐵路工程地質勘察規范[S].
[2]JTG_D63-2007,公路橋涵地基與基礎設計規范[S].
[3]GBJ7-89,建筑地基基礎設計規范[S].
[4]GB50009-2002,建筑地基基礎設計規范[S].
[5]常士驃,張蘇民等. 工程地質手冊(第四版)[M]. 北京:中國建筑工業出版社,2007
沿線地下水發育,主要類型有第四系孔隙潛水及基巖裂隙水和巖溶水。沿線不良地質現象主要有:地震液化層、崩塌、落石及泥石流、采空區、順層、巖溶等,均零星分布。
沿線特殊巖土分布有松軟土及軟土地基、填土、季節性凍土、膨脹(巖)土等。2工程地質勘察為完成本項目地質勘察工作,勘察單位成立了鐵三院地勘項目部。下設本溪、丹東兩個地質組,分別負責沈陽至DK97+500、DK97+500至丹東段的地勘工作。現場勘探工作由鐵三院勘察分院負責,設沈丹地勘項目部,負責勘探、試驗、孔內原位測試等勘探測試工作。項目部下設本溪、鳳城分部;物探工作由勘察分院物探所負責組織實施。現場勘探工作由鐵三院勘察分院組織沈陽華昌巖土公司、沈陽地球物理勘察院、核工業天津分院、江西九一二工程勘察院、遼東勘察院、北京中基發展公司等20家甲級勘察單位實施。定測、補充定測地質勘察工作從2009年4月下旬,至2010年6月底完成主要工作量:地質調繪226.264km;物探測線72.1km;勘探鉆孔4209孔137552m。完成批準計劃工作量的75%。
工程地質勘察監理
為完成本項目地質勘察監理工作,地勘監理單位鐵四院及時組建了沈丹客運專線地勘監理項目部,下設了兩個監理站。項目部設總監1人,副總監(兼站長)1人,監理站長1人,物探、試驗監理工程師各1人,地勘監理工程師5人。監理工作依據規范規定及批準的《監理規劃》、《監理細則》、《工程地質勘察大綱》等進行。
(1)監理工作實行總監理工程師負責制。依據監理規程的要求,制定了總監理工程師、副總監(監理站站長)、監理工程師等人員的崗位職責。各崗位的監理工作人員以高度的責任感,認真履行崗位職責,按規定和要求完成了職責范圍內的工作任務。
(2)建立并嚴格執行各項管理制度:工地例會制度、監理例會制度、監理周報、月報制度、監理日志填寫制度等現場監理工作制度以及監理人員守則。監理工作實行全過程制度化管理,及時編制、提交監理周報和月報,客觀地向業主反映勘察單位、監理單位的工作狀況,為業主的相關決策提供了依據。
(3)監理人員按專業認真審查勘察單位報送的工程地質勘察計劃(工程地質勘察設備、人員配備及計劃工期等)和技術要求(工程地質勘察手段、方法和程序、勘探點的布置、數量,水、土、石樣數量及試驗內容等)。
(4)重點對勘探分包單位資質、工作業績、人員資格,現場項目部機構設置、內部管理,進場人員培訓、勘探設備及人員配備進行檢查和審查。
(5)對勘察過程中的各個環節、工序,監理工程師采用巡視、檢(抽)查或旁站的方式,進行督促和檢查。專業監理工程師在巡視、抽檢及旁站后,及時填寫監理日志,其內容包括發現的問題及處理的情況,勘察工作的質量問題,向勘探單位發出的通知、指令以及上級的指示等,做到了事事有記錄。監理工程師在對現場檢查后,根據不同情況,分別填寫《工程地質檢查記錄表》、《工程地質勘察監理工程師通知單》、《工程地質旁站記錄表》、《工程地質勘察質量問題通知單》以及《工程地質勘察監理工作聯系單》等表格,并及時交勘察單位簽收,督促及時整改,消除質量安全隱患。監理部地勘巡視檢查達1600余孔次,形成檢查記錄表1200余孔次、旁站記錄表410孔次,下達通知單11份,工作聯系單5份。重大工程監理工作量占65%以上。
(6)強化工地例會制度。每周四定期舉行有建設單位、監理單位、勘察單位參加的周工作例會,一起對上一周的工作進行總結,及時指出勘察中出現的問題,肯定成績,并形成周報、月報報告給相關單位,以保證下階段影響勘察質量的各環節處于受控狀態。不定期舉行了6次監理例會,及時組織監理人員學習相關文件,總結分析工作中存在的問題,對每人的工作進行考核,對不足之處,督促其改進。
(7)檢查、監督工程地質勘察單位在工程地質勘察以及原始資料、成果資料整編過程中,是否符合國家相關政策、法規及鐵路行業標準規范,以保證工程地質勘察質量,滿足設計要求。在成果資料的整理過程中,督促堅持“誰勘察,誰整理”的原則,實行組長負責制,各負其責,嚴格按照質量保證體系的有關要求進行。對重大工程地質資料逐工點進行檢查,共檢查了150余個工點的施工圖地質資料。
工程地質勘察監理的重要作用
工程地質勘察監理是在鐵路工程建設大發展的背景下,于2003年開始實施的,結合沈丹地質勘察監理工作,其在鐵路工程建設管理工作中的重要作用主要體現在以下幾個方面:
(1)工程地質勘察監理是一項專業技術要求較高的工作,要求監理人員除應具備較強的理論基礎知識外,還應具有較豐富的實踐經驗,具有中級以上技術職稱。總監理工程師還應為主持過大型建設項目工程地質勘察的注冊巖土工程師,只有這樣才能發現勘察過程中的問題。因此,地勘監理工作的開展可以在較高的層次上提升業主的勘察設計管理水平。
(2)地勘監理人員必須遵守“守法、誠實、公正、科學”的職業道德,監理人員應站在客觀公正的立場上,協調業主、勘察單位、現場作業單位及地方的各種關系,并提供客觀建議。
(3)鐵路工程勘察設計單位,各有自己的優勢領域,在地勘監理工作中可以相互借鑒、取長補短。在沈丹客運專線《工程地質勘察大綱》的審查中,依據中鐵四院在山區高速鐵路的經驗,提出了加強隧道地質勘察工作,特別是隧道水文地質工作的意見;建議增強機動鉆探的有效性,適當調減計劃工作量,使之更適合工程實際需要。
(4)近幾年,進入鐵路勘察設計領域的工程地質勘察隊伍龐雜,隊伍水平參差不齊,地質勘察監理人員以較高的專業水平對進場的單位、人員資質、設備狀況等進行實地審核,合格后才能批準進場施工。確保了人員、設備滿足相關法規要求,從源頭上保證了勘察設計質量。
關鍵詞:低應變法;檢測;缺陷樁;處理措施
中圖分類號:C35 文獻標識碼: A
引言
樁基是由連接樁頂的承臺和樁組成的,樁就是插入地下土層的柱形結構。樁基是建筑物的基礎,此樁基一旦失去穩定性,就會造成整個建筑物的破壞。所以,建筑物安全性與可靠性的決定性因素就是樁基質量的好壞,樁基的檢測也就變得特別的重要。現階段的樁基施工工程項目中,樁基檢測工程中的低應變無損檢測的手段比較多,其中有反射波手段、動力參數手段、聲波透射手段等。其中低應變動測試的技術和測試手段經常運用到工程中,這種技術手段是樁基檢測環節的核心技術手段。
一、樁基檢測技術中的低應變法
1、目的和設備要求
部分基樁埋藏比較深,在地上不易測定其狀況及質量,因此須采納特別辦法檢查隱藏的基樁部分。低應變法主要是用于檢查混凝土樁的完整性,判別樁體缺損狀況和部位。檢查的儀器設備通常是選用瞬態激振設備和穩態激振設備。其間瞬態激振設備包含可引起款脈沖和窄脈沖的錘和錘墊,能裝有力傳感器的力錘。穩態激振設備則裝備可調激振力、掃頻范圍在10-2000hz之間的電磁式穩態激振器。且檢查儀器的參數應契合國家有關規范,具有收發信號、存儲以及剖析信號的根本功能。
2、操作方法
2.1受樁體要求
樁體的硬度應契合國家修建的有關規范;整個樁基的資料、承受力和橫截面積都應堅持前后上下一致;保持樁面、平坦、緊密,并和地面保持垂直。
2.2檢測參數設定
信號剖析的頻率不低于2000hz;設定樁長為操作長度,將樁體面積作為操作區域;樁體的波速依據詳細的樁型進行設定;收集信號的頻率應依據樁身、樁長的詳細情況而設定;傳感器的參數要依據測驗成果設置。
2.3操作要求
樁體與儀器成90度,裝備儀器時運用的耦合劑需要足夠的粘性。實心樁和空心樁的激振點方位要有所區別,激振點與傳感器的方位要避開鋼筋分布地帶。瞬態激振器的儀器選定要根據實地檢驗后選擇合適的零件;而穩態激振則要在既定的頻率下收取信號,并根據樁體實際情況設定相應的激振力。此外,在低應變檢測資料中應記錄下樁體完整性查看的信號曲線。
3、基本原理
應力波反射法的測試原理是:在樁頂實施錘擊后,激起樁頂質點的位移,該位移在樁身中傳播而形成應力波。應力波在下行途中,如果遇到阻抗減小(夾泥、離析等),則產生上行的拉伸波。拉伸波到達樁頂面時,將導致樁頂面質點向下的速度增加;反之,如果遇到阻抗增大(擴徑等),則產生上行的壓縮波,該波運行至樁頂面將導致質點向下的速度減小;應力波運行至樁端,由于阻抗劇變,而產生更為強烈的上行壓縮波,即樁端反射。
所有這些信息都被安裝于樁頂的加速度傳感器接收,正是根據初始激振與樁端反射之間的時間差T及樁長L來推求應力波在樁身介質中的傳播速度C=2L/T。根據速度曲線的上下起伏,來判斷樁身的阻抗變化情況,再根據反射波到達樁頂的時間及波速來推求阻抗變化的位置,并判斷缺陷的程度,判定樁身完整性類別。
二、如何準確分析樁身的缺陷
首先要對樁身的完整性進行分析,根據施工工藝、地質材料對樁身的整體情況作一個大致的判斷。如預制樁、人工挖孔樁不可能存在縮頸,對檢測信號進行分析時不需要考慮縮頸的因素。第二,要使用定量分析軟件對樁基的缺陷進行判斷,光憑肉眼對波形中的缺陷程度進行判斷偏差很大,容易出現大的失誤。定量分析軟件雖然有一定的缺陷,但是通過科學的參數設定和詳細的計算標準能夠真實地反應應力波在樁身的傳播過程,只要樁周土的參數選擇合理所得出的判斷比肉眼準確很多。最后要綜合分析同一工程的所有被測樁,尋找被測樁之間的共性與不同之處,不僅要掌握每一根樁的情況,也要對整體情況有所了解,將每一根樁的情況至于整體環境中進行分析以提高判斷的準確性。
三、缺陷樁的處理措施與案例效果分析
在橋梁樁根底施工過程中,因為機械設備、人為因素以及地理環境等緣由,不免在施工過程中出現一些缺陷樁現象。缺陷樁基的不同缺陷程度有不同的處理方法,但人們一直在追尋低成本高效益的方法。修改設計方案、原位復樁、接樁、補樁、注漿等是缺陷樁常用的處理方法。實踐證明,在樁基加固處置進行削減沉降量和歸納承載力方面,樁端注漿、淺部接樁,是一種技術先進且經濟合理的方法。
1、淺部接樁
明挖接樁的方式適合用于缺陷位置位于水位線以上;樁身混凝土缺陷坐落樁頂下必定范圍內(5m以內),同時水位容易降低或是水位較低時,可以將缺陷處至樁頂的混凝土鑿除,再用同標號或是提高一個標號的混凝土接樁。淺部缺點的處理,通常進行淺部開挖,確定缺陷部位后再進行局部剔鑿。剔鑿量相對比較少時,只要把缺陷部分鏟除干凈,可以顯露正常混凝土面,然后在上面刷一層高標號水泥砂漿,修補即可。剔鑿量較大時,就需要進行接樁處置,把缺陷部位以上的樁身截除,從頭焊接鋼筋籠后澆筑混凝土。處理時要特別注意新舊混凝土結合面質量,不能形成新的缺陷。
2、重新成樁
關于樁身存在嚴重缺陷或是缺陷部位深度較大的,同時因為客觀條件不能采納其他辦法處置的,為不留下隱患,可選用沖除廢樁重新成樁的辦法。對在施工過程中及時發現和檢測出的斷樁,選用完全清理后,在原位重新澆筑一根新樁,做到較為完全處置。對已經成樁的缺陷樁,使用重錘把缺陷樁震碎,原位重新打孔灌樁,此種辦法效果好、周期長、難度大、費用高,可依據工程的地質條件、缺陷數量、重要性等要素選擇選用。
3、注漿
依據無損檢查所斷定的缺陷方位進行鉆孔取芯,再用高壓水沖刷潔凈樁身混凝土中的松散混凝土或夾泥,然后將孔中的水排出,即可壓漿,直至漿液充滿缺陷部分。例如某鐵路工程橋梁樁基(樁長5m,樁徑1.25m,強度等級C45)的低應變反射波曲線,設計為嵌巖樁。從波形上看,顯現為樁底沉渣超厚,決定采取樁底注漿處置。經過對注漿前后的低應變檢查成果比照來看,注漿前在樁底范圍內,反射波速度信號與入射波速度信號大體一致,表明在樁底范圍內,沉渣過厚或部分混凝土離析等質量缺陷。在注漿今后的低應變檢查成果中,能夠看出,經過注漿處置,樁底缺點得到顯著的改進。
4、旁側挖洞處理
地下水位較低、地質情況良好不易塌方的淺部采用適于采用旁側挖洞處理。例如某鐵路工程橋梁樁基(樁長27m,樁徑1.0m,強度等級C30,缺點方位距樁頂約4m)的低應變反射波曲線。從波形上看,在距樁頂約4m處缺陷(斷樁)。在接近缺陷樁基周圍側挖洞,全部斷面鑿除缺陷部位,并上下都顯露混凝土新鮮界面,鑿平坦并鑿毛,完全清理干凈,焊接好鋼筋,然后澆筑高標號或同標號混凝土,振搗密實。
結束語
總而言之,在樁基施工后,為了確保樁基施工質量滿足設計規范的基本要求,需要對樁基的成樁質量采取有效的檢測,而低應變檢測技術可以準確的檢測到樁身缺陷的具置,從而最大限度的避免樁基的質量缺陷,為工程的穩定性提供了安全保障。
參考文獻
[1]周萬重.低應變檢測技術在樁基檢測中的應用探討[J].江西建材,2013,05:336-337.
關鍵詞:長枕埋入式、無砟道岔、鋪設技術
1、引言
長枕埋入式無砟道岔鋪設施工主要包括底座混凝土底座澆注、道岔預組裝、道岔軌排精調定位、道床板鋼筋網與模板施工;預安裝轉轍設備、調試;道岔二次精調;道床板混凝土澆筑與養生;道岔焊接與長鋼軌焊接鎖定成跨區間無縫線路;安裝轉轍設備與調試;道岔整修至驗交等施工技術做詳細介紹。
2、 長枕埋入式無砟道岔施工技術
岔區線下工程施工完畢,工程質量經驗收合格,沉降變形經評估合格,無砟道岔區精測網測設完畢,方可開始無砟道岔施工,其工藝流程如下:岔區控制網復測,埋設加密基樁;鋼筋混凝土底座施工;在鋪岔基地預組裝道岔與精調;道岔軌排分段運輸,道岔軌排就位;道床板鋼筋網與模板施工;預安裝轉轍設備、調試;道岔二次精調;道床板混凝土澆筑與養生;道岔焊接與長鋼軌焊接鎖定成跨區間無縫線路;安裝轉轍設備與調試;道岔整修至驗交。
2.1 道床板下層鋼筋綁扎
(1)在底座混凝土表面鑿毛處理后,按照設計和規范要求綁扎道床板下層鋼筋。道床上層縱向鋼筋布設可在底層鋼筋鋪設后進行。
(2)道床板鋼筋按設計進行絕緣處理。道床板縱橫向鋼筋搭接處安裝絕緣卡,交叉點用專用絕緣綁扎帶綁扎鋼筋。絕緣卡安裝和絕緣綁扎如圖2-1。
(3)道床板鋼筋網架設完畢,應進行絕緣性能測試,并報監理驗收,詳細記錄測試數據。
(4)監理驗收合格后方可進行下一步施工。
2.2 道岔散件組裝
(1)道床板下層鋼筋綁扎完畢,絕緣測試合格后,方可原位安裝道岔組裝調試平臺。
(2)道岔原位組裝調試平臺安裝前,先根據道岔線路中心線控制,放樣定出組裝平臺縱梁位置,縱梁頂面標高值按設計線路標高值返算確定。縱梁頂面標高調整到位后,進行固定。然后在縱梁上按岔枕間隔作標記,根據道岔的道岔始端、道岔中心、道岔終端的控制點,定出各個無砟岔枕的位置,依此布置道岔的組裝調試平臺。
(3)組裝平臺直股一側的邊線應與道岔的直股的中心線平行,并應預留岔枕的調整量。組裝平臺安裝高程應與道岔的設計坡度一致,并應使岔枕就位后與設計高程一致。
(4)組裝平臺安裝時應使各部位的調整絲桿居中,保證平臺的設計調整量。
(5)組裝平臺安裝到位后,應使各支撐點支撐牢固,防止傾斜。
(6)擺放岔枕、扣件及鋼軌件
①在道岔原位組裝平臺上按照設計順序布置岔枕,拉鋼弦線控制道岔中線,確保1號岔枕的位置和方向,調整組裝平臺限位調整機構,使岔枕安裝到位。
②根據道岔鋪設圖中岔枕的順序擺放岔枕,以水準儀測量控制,初調每根岔枕高低,消除明顯高低差。
③以鋼尺控制,按設計調整岔枕間隔。
④以1號岔枕為基準方正岔枕,并與間隔調整配合進行。岔枕定位以直股外側第一個岔枕螺栓孔為基準拉線確定,岔枕方正符合設計要求。
⑤調整時嚴禁用撬棍插入岔枕螺栓套管內撬撥岔枕。
⑥岔枕基本調整到位后安裝道岔扣件普通墊板和滑床墊板。先按照裝配號碼配齊零部件,再由下至上依次組裝墊板,最后整體安裝到岔枕對應位置。
⑦吊機配合吊裝道岔鋼軌件。吊裝應先尖軌、再心軌、最后吊裝導軌部分,每段吊裝順序按照先直向后側向,先外股后里股進行。
⑧調整、緊固道岔。吊裝就位后,逐段撥正鋼軌,使鋼軌落槽,然后進行方向、軌距、密貼調整。調整基本到位后緊固扣件,扣件螺栓采用扭矩扳手終擰,測定力矩是否符合設計規定,鋼軌連接嚴格按照廠內標記的接頭順序和設計預留軌縫值進行。
2.3 綁扎上層鋼筋
道岔組裝完畢后,應按照圖紙要求,將上層鋼筋綁扎在軌枕桁架鋼筋上。同底層鋼筋一樣,綁扎時應采用絕緣卡進行絕緣。綁扎完畢后進行絕緣測試,對不符合要求的部分重新綁扎。
2.4 支架模板
鋼筋綁扎及道岔組裝完畢后,可支架模板,若工期緊張,模板支架可同時進行,模板應按照規范要求進行固定,確保混凝土澆筑時不跑模,混凝土澆筑前,模板應涂油處理。完畢后報監理驗收。
2.5道岔一次精調
(1)無砟軌道道岔區的精調和固定采用道岔豎向/側向支撐調整系統實現,該系統包括豎向支撐調整裝置和側向輔助拉桿調整裝置,以上裝置同軌檢小車測量系統配合使用,完成無砟軌道道岔的精調和固定。支撐體系安裝完成后,拆除岔枕安裝平臺,調整支撐體系使道岔軌排達到初步精調的水平。如圖2-2和圖2-3所示。
(2)道岔一次精調測量工作采用全站儀和水準儀完成。測量基樁網使用前,應進行控制樁復測。根據復測的無砟軌道道岔區測量控制基樁進行逐點測量調整。
(3)道岔水平調整。高精度水準儀對道岔軌面逐點測量,確定道岔標高調整數值。調整支撐螺桿絲桿高度、精調起平道岔。軌面標高精確調整后,道岔高低、水平不超過設計限值。
(4)道岔方向調整。先從線路中線控制樁引出,全站儀測量控制,調整側向支撐絲桿使道岔橫移對中并固定,再從道岔兩側加密測量基標拉鋼弦線復核軌道中線。道岔橫向和水平調整器如圖2-4所示。
(5)道岔支距、間隔調整
①軌距及支距調整。調整時應以直基本軌一側為基準,按照先調軌距再調支距的步驟進行,使尖軌檢測點支距和導曲線支距允許偏差符合設計要求。
②密貼調整。調整尖軌、心軌密貼和頂鐵間隙,確保密貼良好。
③軌向調整。調整直線尖軌的直線度滿足組裝要求;曲線尖軌圓順平滑無硬彎。
④調整可動心軌轍叉工作邊直線度滿足組裝要求;心軌尖端前后各1m范圍內不允許抗線;可動心軌轍叉曲股工作邊曲線段應圓順無硬彎。
⑤間隔調整。可動心軌轍叉咽喉寬度、趾跟端開口、護軌輪緣槽寬度、查照間隔、尖軌非工作邊與基本軌工作邊的最小間距等須調整到位,不得大于設計允許偏差值。
⑥道岔精細調整到位后,線路幾何形位指標應符合下表2-1的規定。
2.6 道岔二次精調
(1)道床板混凝土澆筑施工前,須對道岔系統進行二次精調。
(2)道岔二次精調,采用軌檢小車及其它檢測工具檢測道岔方向、高低、水平、軌距等幾何形位指標,根據軌檢小車檢測數據確定精調數值。如圖2-5所示
(3)隨軌檢小車移動,根據檢測反饋數值逐點對道岔水平、方向進行微調定位。
①調整支撐螺桿高度、精調起平道岔。道岔高低、水平不超過設計限值。
②調整側向支撐絲桿,對道岔方向超限點作局部精調。直股工作邊直線度符合規定指標、曲股工作邊曲線段應圓順無硬彎。
③調整軌距、支距。使尖軌檢測點支距和導曲線支距允許偏差符合設計要求。
④調整尖軌、可動心軌密貼和頂鐵間隙。保證密貼段密貼良好、間隙值不超限。
⑤整組道岔調試完畢應對彈條螺栓、岔枕螺栓副、限位器螺栓、翼軌間隔鐵螺栓副、長短心軌間隔鐵螺栓副進行復擰,復擰扭矩達到設計值。
⑥調整后的道岔須由監理單位會同施工單位按照道岔鋪設技術條件中的檢測驗收項點逐項檢測道岔,混凝土澆筑前的道岔須完全滿足道岔鋪設驗收的要求。
2.7 道床板混凝土澆筑及養護
(1)、道岔二次精細調整到位并固定后,進行混凝土澆筑準備。
(2)、道床板混凝土邊模安裝。
①道床板混凝土邊模板采用定型鋼模板,相鄰模板拼縫保證密貼。
②模板固定裝置應同基礎層預埋件牢固聯接,防止跑模。
③模板安裝前,應清理道床板鋼筋網片內遺留的雜物。
④混凝土澆筑前和澆注過程中,須進行模板加固狀態檢查,確保混凝土澆筑施工順利進行。
⑤道岔轉轍機基坑模板根據設計道岔轉轍機基坑結構形式選配。
⑥轉轍機基坑兩側岔枕之間加設臨時支撐,固定岔枕間距。
⑦混凝土澆筑前,在鋼軌需要焊接位置必須安裝預留焊接所需的溝槽模板。
⑧鋼模板固定后,應檢查轉轍機基坑長度、寬度和深度,符合設計后方可進入下道工序。
(3)、對道岔鋼軌部件、墊板、滑床墊板、扣件等應加裝臨時防護膜,防止混凝土澆筑時的污染。
(4)、混凝土基礎層及岔枕應灑水濕潤,以利于界面結合。
(5)、檢查模板加固狀態和混凝土泵送、搗固設備工況,確保混凝土澆筑施工順利進行。
(6)、道床板混凝土澆筑時的道岔軌溫應滿足設計要求。
(7)、道床板混凝土由統一的拌合站集中供應,混凝土攪拌運輸車運輸,泵送入模,機械振搗。每車混凝土均做坍落度檢查,坍落度應滿足
要求。
(8)、混凝土灌注按照道床板分段順序間隔進行。
①混凝土灌注過程中,保證振搗密實的同時,應有專人隨時檢查道岔軌排的固定裝置、防止移位。
②混凝土入模后,立即插入振動棒振搗。對岔枕底部位置混凝土要加強振搗,確保混凝土的密實性。轉轍機坑位置應加強搗固。
③搗固時防止振動棒觸碰支撐螺栓和側向支撐裝置。
④道床板混凝土表面用平板式振動器振平并以人工抹平,確保道床板的頂面高程、平整度和排水坡度符合設計標準。
⑤同一配合比每班次應制作5組試件。
(9)、道床板混凝土澆筑2~5小時達到初凝后,松開扣件螺栓(轍叉部分除外),拆除豎向支撐螺桿,遺留孔洞以同級砂漿填充密實。
(10)、混凝土澆筑完畢及時覆蓋棉被,并搭設養護保溫棚,每組道岔安裝10臺熱風機進行保溫養護。
(11)、在道床板混凝土養生期間,施工區嚴格封閉,嚴禁行人車輛在道岔上通過。
(12)、道床板混凝土養生結束后,進行后續清理工作。
拆除道岔鋼軌部件、墊板、滑床墊板、扣件上的臨時防護膜,清洗遺留水泥砂漿。
(13)、道床砼施工技術要求
①道床混凝土施工前,模板安裝必須穩固牢靠,接縫嚴密,不得漏漿;模板與混凝土的接觸面必須清理干凈并涂刷隔離劑。
②混凝土澆筑前對鋼軌、扣件和軌枕表面必須用彩條布進行覆蓋,防止混凝土澆筑時受到污染;同時,混凝土回填層及軌枕用水濕潤,以利于界面結合。
③道床混凝土的施工配合比可按設計文件要求,結合施工現場的水泥、砂石料等實際情況,在工地上選配出滿足要求的施工配合比。
④混凝土道床澆筑前,應復測軌排幾何形位、保護層厚度,且配合相關專業人員檢測長軌排絕緣性能,(每一塊混凝土道床單元的鋼筋網架絕緣指標,均需有檢測、確認、簽字記錄)符合要求后方可進行混凝土澆筑。
⑤混凝土應采取措施預防堿骨料反應,并應符合《鐵路混凝土工程預防堿骨料反應技術條件》(TB/T3054)的要求。
⑥道床板混凝土的強度等級必須滿足設計要求,鋼筋混凝土的保護層最小厚度滿足相關規范要求,混凝土由統一的拌合站集中供應,運輸車運輸,每車混凝土均做坍落度檢查,坍落度應滿足設計要求。
⑦混凝土的運送應與施工進度相適應,并保證混凝土在運送途中不產生離析、漏漿、嚴重泌水及坍落度損失過多等現象,混凝土澆筑時,應留取強度檢驗試件。同一配合比每班次應至少取一組檢驗試件。混凝土強度的檢驗評定應符合現行《鐵路混凝土強度檢驗評定標準》(TB10425)和設計文件有關規定。
⑧混凝土澆筑時的自由傾落高度不宜大于2m,當大于2m時,應采用滑槽、溜管等設施輔助下落,出料口距混凝土澆筑面的高度不宜超過1m,保證混凝土不出現離析現象,每塊道床板混凝土均應一次連續澆筑完成,不得中斷。
⑨混凝土施工縫的界面應與線路中心線垂直,施工縫宜設在設計伸縮縫處,不得隨意留置施工縫,線下構筑物設計伸縮縫處道床應設伸縮縫,混凝土的品質必須在整個澆筑過程中保證始終恒定,每卡車運送的混凝土塌落度應該在允許范圍之內。
⑩混凝土道床澆筑振搗密實后,表面需按設計認真做好橫向排水坡及標高,且人工整平、抹光,其尺寸允許偏差應滿足表2-2的要求。
2.8 道岔前后到發線線路部分施工
(1)道岔前后到發線線路部分道床板混凝土澆筑,應在道岔區施工時與道岔區一并施工。
(2)對道岔鋼軌、扣件等應加裝臨時防護膜,防止到發線線路部分混凝土澆筑時造成污染。
(3)到發線線路部分道床板施工前,應加強已完工的無砟道岔和區間(或站線)無砟軌道的復測、聯測工作,減小其偏差,在到發線線路部分內調整好軌道的平順,使軌道幾何尺寸和平面位置偏差滿足有關規范要求。
3、經濟效益分析
對高速鐵路長枕埋入式無砟道岔綜合施工技術的研究,特別是在目前高速鐵路長枕埋入式無砟道岔施工尚未形成比較成熟的施工工法情況下,對我中交股份占領高速鐵路道岔施工市場有著不可估計的潛在市場效益。該技術研發后,每組道岔可節約成本約1萬元。
4、結語
本課題在國外先進施工技術的基礎上,結合京滬高鐵實際情況,開發出一套適合自己的成熟、完善的施工工藝,大大提高了施工效率,節約了施工成本,對日后國內類似施工具有很強的借鑒意義。
作為高鐵建設中一項重點難點工程,在長枕埋入式道岔施工中,應遵循“整體設計、系統建設、優質高效、一次建成”的方針,堅持設計高標準、科技高起點、工程高質量的要求,實現科技創新、管理創新、制度創新,達到“一流的設計、一流的工程、一流的技術裝備、一流的技術管理”的建設目標,努力打造擁有中國自主知識產權的高速鐵路技術體系。
參考文獻
[1] 中華人民共和國鐵道部.客運專線無砟軌道鐵路工程施工質量驗收暫行標準(鐵建設[2007]85號).北京:中國鐵道出版社,2007.
[2] 中華人民共和國鐵道部.客運專線無砟軌道鐵路工程施工技術指南(TZ216-2007).北京:中國鐵道出版社,2007.
[3] 中華人民共和國鐵道部.客運專線道岔暫行技術條件(2005)135號文.北京:中國鐵道出版社,2005.
作者簡介
王少宏(1972-),男,高級工程師,2006年畢業于長沙理工大學交通工程專業,工學學士。
蔣萬軍(1979-),男,工程師,2003年畢業于蘭州交通大學土木工程學院土木工程專業,工學學士。