埋设技术

埋设技术（通用7篇）

埋设技术 篇1

1 传统土石坝测压管的局限性

土石坝的内部安全监测主要采用测压管的方式实现, 但由于传统测压管的施工工艺无法解决大坝测压管坝体内部渗透压力观测的精确封堵问题, 导致无法利用测压管实现坝体内部渗透压力的精确测量[1]。该问题多采用埋入传感器的方式解决, 但埋入传感器的方式存在如下问题:一是埋入传感器方式需要在坝体建设过程中随坝体建造过程安装, 必然受工程施工干扰, 安装成功率低, 且在已建的工程中实施难度极大, 难以实现精确埋设[2]。二是埋入传感器方式无法实现人工校测比对, 因此监测数据的可靠性无从考证, 影响大坝安全分析评价。三是埋入传感器方式不适合实现稳定的大坝自动化监测系统, 传感器一旦损坏, 无法修复, 无法实现人工补测。

2 相应对策

测压管的成孔工艺细部流程参见图1。

2.1 造孔

为能够满足坝体内部渗流观测要求, 在坝体测压管造孔过程中应重点把握如下关键技术点[3,4]:一是按设计要求布孔, 孔位与设计位置偏差不得大于100 mm。二是在砂砾层中造孔, 可向套管内加少量润滑和冷却用水, 但禁用水钻或压力水冲钻成孔, 以免在坝体内产生大的孔穴和产生水力劈裂。三是为有足够空隙填充封孔材料, 钻孔直径不允许小于100 mm。四是禁用泥浆固壁。为防止塌孔, 需采用套管护壁。如估计施工中难以拔出套管, 应事先在监测部位的套管壁上钻好透水孔。透水孔径为6～8 mm, 孔隙率为15%～20%, 钻孔范围应根据观测目的而定, 坝体监测应不大于4 m, 若进行坝基、定点扬压力监测, 应不大于0.5 m。五是钻孔施工中应详细记录成孔土层或岩心分布情况, 必要时取一定数量的土样进行土工试验。六是钻孔深度应深于设计底高程, 以免因局部坍塌而影响测压管埋设高程。七是造孔施工时应采取预防孔斜的工程措施, 并应按要求监测孔斜, 终孔后应测量孔斜, 以便精确确定测点位置。孔底偏斜率不应超过1.5%。

2.2 制造

测压管由透水段和导管段组成。测压管选用d40镀锌钢管 (GB/T3092-1993) 制作, 管底封闭。为防止下管施工中发生卡管现象, 允许在管底焊制45°的导向锥。透水段用导管管材加工制作, 面积开孔率10%～20%。外部设2层40目的尼龙纱网, 纱网外侧包扎1层土工反滤布, 用尼龙绳或16#铜线按150 mm等间距缠绕扎牢。包裹范围要超出透水段两端各100 mm以上。透水段根据长度要求, 自底向上钻透水孔, 孔间呈梅花状错开分布。透水孔用Φ8 mm的钻头钻通孔, 严禁用气焊割孔。钻孔后打光管壁内外的钻孔毛刺和钻屑等。管底封闭, 不留沉淀管段。透水段顶端与导管及导管与导管间用外箍接头牢固相联。管箍选用钢制管接头YB238-63, 80×70-8, 箍接时要联接牢固、密封。为防止下管或起套管时松退, 允许在管接头间涂抹铅油并缠麻线, 但做此联接后需测量管间电阻, 若阻值大于1Ω时需跨接短路线[5]。

2.3 安装

下管前在孔底垫100 mm厚的反滤料。埋设前, 应对钻孔深度、孔底高程、孔内水位、有无塌孔以及测压管加工质量、各管段、接头、管帽情况等进行全面检查并做好记录。下管过程中, 必须连接严密, 吊系牢固, 保持管身顺直。就位后, 应立即测量管底高程和管内水位。在建坝时结合坝体填筑施工, 测压管口高出坝体培竣后的当前施工层面 (风化砂或土层地面) 600 mm以上, 待坝体碎石层铺就后, 测压管口应高出坝面 (护坡石面) 或地面孔口100 mm以上;已竣坝测压管口高出坝体培竣后的最终工程层面100 mm以上。测压管的导管段应顺直, 管段间的尖角毛刺应打磨光, 内壁应光滑无阻。测压管的管口应加装可开启的保护装置, 既能防止雨水进入和人为破坏, 又便于灵敏度检测。

2.4 封孔

一是管口封孔。为防降雨等干扰, 应在下管后进行封孔处理。封孔时应保持吊系状态, 待封孔结束后方可解除吊系。封孔前和封孔后应测量测压管内的有效直径, 可用φ28 mm×280 mm的测棒, 吊系测量不少于3次, 以能顺利放至孔底并能顺利提出孔外为合格。滤管段外侧填充粒径不大于5 mm的小滤料至不透水段, 填至深度为6 m, 以上回填坝上砂砾料, 在距孔口地面4 m的不透水段管壁外侧回填易崩解的黏土, 逐层严密捣实, 严禁大量倾倒产生架空。管口下1.5 m范围内应用夯实法回填黏土, 以防降水沿管壁渗入。二是开孔段精确封孔。在利用测压管针对坝体局部位置如坝基、坝体进行定点测量或扬压力等分层测量时需要对开孔段上部进行精确封堵, 以达到精确测量的目的。笔者在实践中总结一套实用的4层封堵工艺, 且成果申报了发明专利, 其示意图见图2。主要技术成果如下:首先在含水的坝体上钻观测孔, 在一端封闭的测压管外壁上用3 mm厚的铁板焊接一个法兰托架, 其尺寸略小于观测孔的内径, 这样有利于测压管能够顺利地放到观测孔内, 测压管封闭端设有花管段。在法兰托架上面放1层遇水膨胀胶板, 遇水后会慢慢膨胀, 将观测孔内壁的缝隙封闭。遇水膨胀胶板的厚度为5～10 cm, 尺寸略大于观测孔的内径, 在遇水膨胀胶板的上面放一法兰盘, 用螺栓将遇水膨胀胶板固定在法兰托架上, 即为第1层封堵。然后, 用遇水膨胀止水条放到法兰托架上, 遇水膨胀后将观测孔的内壁缝隙再一次封闭, 作为第2层封堵。放入的遇水膨胀止水条的高度为5～10 cm。用灌浆管下到遇水膨胀止水条的上面, 压入可控止水材料, 形成第3层封堵。经反滤填充后, 在孔口灌入水泥沙浆进行第4层封堵, 直到孔口坝面或地面, 封信客水, 完成封孔过程。

3 结语

重点研究了测压管深管封孔、分层封堵止水、单孔双参数观测的技术与工艺难题。实现了利用测压管实现坝体内部特定位置的渗透压力观测, 摆脱了测压管监测的局限性。在实践中总结出一套实用的4层封堵工艺, 并成功申报了发明专利, 该封孔方法适合不同深度的土石坝、堆石坝和混凝土重力坝的测压管封孔施工, 不仅满足点压力观测的封孔要求, 而且改变了传统监测方式, 便于设备更换维修, 使监测系统具有灵活性和可维护性。

参考文献

[1]司春棣, 郄志红, 吴鑫淼, 等.土石坝测压管水位滞后时间的计算方法[J].水科学与工程技术, 2005 (3) :3-7.

[2]刘洵, 方朝阳.土石坝测压管水位观测资料分析[J].中国农村水利水电, 2001 (7) :53-54.

[3]谷四新.试述测压管制作安装使用过程中几个问题[J].水利建设与管理, 2000, 20 (6) :57-58.

[4]周章焕.测压管水位迟后量浅探[J].水利工程管理技术, 1993 (4) :16-20.

[5]陈孟荣.土石坝测压管异常现象的探讨与分析[J].浙江水利科技, 2002 (4) :25-26.

埋设技术 篇2

关键词：临淮岗洪水控制工程,原型观测,埋设技术,质量控制

1 前言

大坝原型观测又称大坝观测, 现代多称为大坝安全监测。指对水库大坝在施工和运行过程中进行的现场巡视检查和采用仪器设备所做的观测工作, 通常包括数据采集和数据分析两个阶段性内容。通过计算机的工作, 能够实现大坝观测数据自动采集、处理和分析计算, 对大坝的性态正常与否作出初步判断和分级报警。

2 工程概况

临淮岗洪水控制工程位于淮河干流中游, 工程主体地处霍邱、颍上两县交界处, 为一等大 (1) 型工程, 设计洪水标准为100年一遇, 校核洪水标准为1000年一遇。该工程由主坝、南、北副坝、浅孔闸、深孔闸、姜唐湖进洪闸、船闸以及上、下游引河组成;主坝为其永久性建筑之一, 属一等1级工程, 坝型为碾压式均质土坝, 总长8545m, 被深孔闸、浅孔闸、姜塘湖进洪闸、老淮河等分隔成5个坝段, 分别为连接段、姜南段、姜北段、淮河主槽段、淮北段。坝顶高程31.60m, 坝顶宽度10.0m, 上设1.2m浆砌石挡浪墙及沥青表面处治三级公路, 坝高一般在12.0m～13.0m左右, 最大坝高18.5m。100年一遇设计库容85.6亿m3, 1000年一遇设计库容121.3亿m3, 主坝的安全运行关系重大。

3 观测项目和方法

根据主坝工程的地质勘探报告, 主坝淮北段、主槽段、姜北段北部坝基下3m左右有一层厚2m～4m的中粉质壤土夹淤质软土, 此软弱下卧层厚度大, 分布广, 含水率高, 强度低。同时根据《土石坝安全监测技术规范》SL60-94并结合本工程以上的实际情况, 主坝安全监测的重点是坝体表面变形监测、坝体内部位移观测、渗流压力观测、降雨量观测及上、下游水位观测等五项内容。

(1) 坝体表面变形监测点共39个, 分布在9个断面上。

(2) 坝体内部位移观测包括垂直位移和水平位移观测:垂直位移观测共9个测点, 分布在3个断面上, 采用沉降仪观测;水平位移观测共9个测点, 与垂直位移测点分布在相同的3个断面上, 采用固定测斜仪观测。

(3) 渗流压力观测包括坝基渗流压力和坝体渗流压力观测:坝基渗流压力观测共33个测点, 主要分布在6个断面上;坝体渗流压力观测共24个测点, 分布在6个断面上。

整个淮北段原型观测的所有测点采用自动化监测, 通过传感器、数据采集单元引至两个MCU房内, 通过光纤将数据传送至中央控制室, 经处理软件整编分析进行后处理工作, 实现自动化监测。

4 工程中原型观测设备埋设技术

4.1 仪器安装的一般规定

(1) 严格按照施工图纸和制造厂使用说明书的要求, 进行仪器设备的安装和埋设。

(2) 按照招标文件技术条款和施工图的要求及监理的指令, 将与本合同仪器埋设相关的但由土建承包人负责施工的监测仪器钻孔和电缆穿线孔等钻孔的孔位、开孔高程、钻孔直径、孔深、钻孔方位角等技术参数和钻孔及钻孔回填的技术要求及时提供给土建承包人。

(3) 在监理工程师的主持下做好监测仪器安装埋设工作, 尽量避免延误监测仪器安装埋设和减少相互间的施工干扰, 并将监测仪器设备的埋设计划, 列入建筑物施工的进度计划中, 以便及时提供监测仪器安装和埋设所必须的工作面。

(4) 对各种仪器设备、电缆、观测剖面、控制坐标等进行统一编号, 建立档案卡;所有仪器和设备在其调试、率定后并经监理批准后方可进行安装和埋设;按批准的安装和埋设措施计划和厂家使用说明书规定的程序和方法, 进行仪器设备的安装和埋设。

(5) 在施工时, 与监测仪器设备安装和埋设有关的所有工作应在监理在场的情况下进行;可根据施工现场的进度实施情况, 在不显著增加电缆长度和便于对已埋设仪器及早进行测读的前提下, 选择不影响土建施工和交通、便于进行保护的合适位置变更观测房的布置。

(6) 施工期间, 在所有电缆上加上耐久的、防水的标签, 以保证连续识别不同仪器;在工作进展中, 所有未完成的管道和套管的开口端应加盖, 管和套管里面应保持没有外部物质进入。

4.2 仪器设备埋设技术及要求

4.2.1 渗压力计安装埋设

主坝淮北段渗压计埋设根据仪器的布置位置、埋设方法及施工时间不同将仪器埋设分三个区域进行, 坝基孔渗压力计的安装采用钻孔埋设法, 坝体孔渗压力计的安装采用坑式埋设法。

(1) 坝体基础埋设区。

钻孔:采用坑式埋设法, 地质钻机进行钻孔, 孔径、孔深符合设计要求。

埋设:先将渗压计放入水中浸泡2h。然后将渗压计用砂包包好, 用16号铅丝绑扎牢固, 并将孔中积水用风管洗净、吹干, 然后迅速将孔底回填5～10cm细石后渗压计放入钻孔中, 上部回填细石, 直到将仪器埋住10cm左右, 上部用水泥砂浆封至孔口。仪器埋设后开始读数, 并有专人进行仪器读数及保护。

(2) 坝体渗压计埋设区。

坝体渗压计采用预留坑, 仪器埋设前先将仪器浸泡2h, 对坝体仪器, 验收工作面合格后, 向下开挖尺寸大于400×400×400mm的坑槽, 坑底压实整平, 回填>100mm厚洗净的饱和中粗砂, 并压实整平;当坝面填筑高程超出测点埋设高程约0.3m时, 在测点挖坑, 坑深约0.4m, 上部用1块350mm×350mm×50mm厚的预制板盖好。然后测量5次读数后用砂包包好后放入坑中, 周围用细石回填。仪器电缆挖槽埋设并引进廊道后用铁箱保护。

(3) 坝基渗压计埋设区。

钻孔:采用钻孔埋设法, 地质钻进行钻孔。

埋设:埋设前首先要进行仪器的室内处理, 仪器检验合格后, 仪器检查合格后, 取下透水石, 在钢膜片上涂上一层防锈油, 按需要长度接好电缆。然后将孔隙水压力计放入水中浸泡2小时以上, 使其充分饱和, 排除透水石中的气泡;用饱和砂袋或土工布将测头包好, 确保孔隙水压力计进水口通畅, 并继续浸入水中。坝基仪器在验收工作面合格后, 采用干钻法钻孔。干钻进人透水层>100mm, 钻孔倾斜度<1%, 终孔直径>900mm, 回填>500mm厚洗净的饱和中粗砂, 并绘制钻孔土层地质柱状图。电缆埋设采用在山体上挖30cm×30cm的槽, 将电缆用塑料管保护好后放入槽中, 上部回填混凝土, 电缆引入廊道。

4.2.2 水位计安装埋设

据设计变更, 浮子式水位计改用孔隙水压力计代替, 其施工方案如下:在埋设断面挖沟预埋孔隙水压力计电缆;电缆随坝体填筑上引至MCU房;待坝体接近峻工时, 清理埋设位置并整平;在埋设位置向下开挖10cm深的坑槽。回填约10cm厚洗净的饱和中粗砂。安装混凝土保护墩:先安装40×40×20的混凝土保护罩, 顶部留孔, 内挂纱网及土工布。在其外再安装60×60×40的混凝土保护罩, 两侧留孔, 内挂纱网及土工布。

4.2.3 沉降系统安装埋设

振弦式沉降仪是用来测量大坝等的表面或地下土层的下沉。安装时钻一个孔, 以便让一个压力传感器固定到沉降稳固的土层, 充满液体的管子向上延伸, 将传感器接到一个容器上, 容器位于移动的土层或土方上, 测量流体的压力变化, 即可获得传感器和容器之间距离的变化。

(1) 孔径为15cm～25cm。

(2) 安装沉降盒, 安装液管和电缆, 测量沉降盒的确切高程。

(3) 安装压力仓:将压力仓安装在可接近的、地基稳定的柱子或墙上。这次的安装应是临时的以便测试系统;给储液仓加压;记录压力读数。几个小时后再检查, 从而确定整个系统有没有泄露问题。

4.2.4 固定式测斜系统安装埋设

(1) 测斜管埋设与安装。

将第一节测斜管放入孔内, 并控制测斜管其中一组导槽方向与预计位移方向相近。然后逐根按照预先做好的导槽对准标记和顺序编号, 边铆固密封边下入钻孔内, 孔深较大时需借助钻机卷扬或三角架送入测斜管。测斜管按要求全部下入孔内后, 用测头沿导槽下入测斜管内上下滑动一遍, 以检查两组导槽畅通无阻。装配好的测斜管确保导槽螺线转角每3m不应超过1°, 而且在全长测斜管范围内不超过5°, 在深度超过30m的测孔尽量限制导槽的螺线。上述步骤无误后, 在测斜管外壁与钻孔孔壁间进行土料回填。

(2) 测斜仪安装。

安装包含每个传感器与下个传感器连接形成传感器串, 放进套管内。连接最后的滑轮装置和定位管, 从顶部夹板悬挂传感器串;按前面的说明, 每支传感器连接测量管。将传感器放置在靠近钻孔的位置;安装底部传感器, 将传感器的固定轮对准优先放置的导槽位置;将传感器放进套管内, 用电缆系材固定信号电缆;安装同线滑轮、定位管和顶部夹具, 同线滑轮装置中断了传感器串最后一个传感器的测量长度。定位管可使传感器串悬挂在套管内较深的位置。

4.2.5 倒垂线安装

钻孔:采用地质回转钻进行钻孔, 孔径230mm。钻孔过程中利用浮桶进行孔斜测量;埋设保护管, 钻孔完成后, 埋设保护管, 保护管采用168mm的镀锌钢管, 采用焊接连接, 焊缝涂刷防锈漆;焊接后测量孔斜, 并作记录, 以确定最优锚固点;埋设锚块, 以水泥浆将锚块锚固在保护管底, 并保证它在有效孔径的中心;浮体组安装:将锚块进行张拉, 然后固定浮桶, 将变压器油加入浮桶中, 使浮子浮起;进行初始读数。

5 工程中原型观测施工质量控制

5.1 仪器采购质量控制

原型观测自动化系统部分的仪器设备提供单位要通过ISO质量管理体系认证, 专业从事工程质量检测设备的单位, 具有国家质监局颁发的《制造计量器具许可证》, 具有《工业产品生产许可证》。同时, 施工方 (我单位) 也已派专人对该公司进行了现场考察, 认为该公司的资质、能力均能满足工程需要。所用仪器设备的出厂合格证、说明书、仪器设备型号、规格、技术参数、安装方法和技术规程等资料齐全, 并报送监理审查完毕合格后, 才用于工程施工。

5.2 施工过程质量控制

(1) 施工员和厂家技术人员共同负责观测仪器的埋设和安装, 并及时对仪器的测值加以分折, 检查仪器安装是否正确;如发现问题, 立即处理, 并向业主监理汇报情况, 让整个施工过程始终处于有效受控状态, 保证每道程序都达到仪器的安装要求。

(2) 要重视仪器埋设前率定工作, 特别是对耐高压仪器的耐压试验一定要严格;埋设前互检工作要细致, 对仪器和电缆各部分要严格检查;仪器埋设过程中坝基及坝后有些仪器可能会因地形、地质情况与设计不符而无法施工, 须及时进行设计变更, 才不会影响各项施工进度。

5.3 施工期观测资料搜集整理

施工期间, 施工方依据有关规范和设计要求必须编制观测资料, 如安装记录、施工期观测记录、工程质量评定表等。首先由负责原型观测施工的施工员整理递交原始资料, 然后由施工方技术负责人审核, 再提交监理工程师审批, 通过后再分类装订成册, 作为工程竣工验收资料加以保存。

6 工程测试结论

临淮岗洪水控制工程在各种力的作用及自然因素的影响下, 其工作性态和安全状况随时都在变化, 安全监测可以及时掌握建筑物的工作性态, 要保证有可靠的监测数据, 仪器的正确埋设是后期良好监测的基础, 根据得到的检测数据, 分析研究成果, 总结如下:

(1) 该工程基底压力分布规律与理论分析结果吻合, 最大基底压力约位于离中心10m左右处;坝体最大应力、坝基最大摩阻力发生位置离开基础底面距离约为0.25～0.3D, 且整个坝孔均承受荷载。

(2) 实测沉降结果表明, 该工程总沉降量小, 沉降较为均匀, 坝体内部未出现明显挠曲, 沉降较大处与搅拌桩施工质量稍差相对应, 但均远小于控制标准, 达到设计要求;侧向位移则由于深层搅拌桩及其圈壁构造的约束作用, 观测结果较小, 且在荷载维持阶段即能趋向稳定。

(3) 实测孔隙水压力增量与充水荷载存在较好的线性关系, 用孔隙水压力荷载比参数Ku可以判断坝基的稳定性, 该工程各测点的Ku值未出现随荷载转折变大的情况, 因而是稳定的。

综上所述, 在原型观测仪器设备埋设技术要求的指导下, 临淮岗洪水控制工程的原型观测仪器的埋设安装质量得到很好的控制。目前仪器设备已经全部安装, 仪器埋设的完好率达到100%;埋设质量全部合格, 观测过程及时连续, 观测资料完整, 为客观地分析坝体的变形情况提供了第一手数据, 达到预期目的。

参考文献

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高原冻土层的通信光缆埋设 篇3

1引言

高海拔地区气候寒冷缺氧, 俗称“一年无四季但一天有四季”, 多变化是高原气象特征;高原群山连绵, 雪山冰川沼泽密布, 植被种类稀少, 生态脆弱是高原的地貌特征。海拔4000米以上地区北坡或无阳光照射的地段气温相差9摄氏度, 昼夜温大, 海拔4500米以上地区常年冻土层在60厘米以上。自然灾害有暴雪、冰雹、大风、雷电、暴雨、泥石流, 干滑坡、鼠害等, 无疑给埋设光缆造成极大的安全隐患。为解决西藏通信传输大通道问题, 藏区通信工作者于上世纪90年代中期开始建设拉萨至日喀则地区 (沿岗底斯山脉) 二级干线埋设光缆工程的实验工作, 经历2年多的建设运行实验积累了大量的设计、施工和维护实践的安全理论数据, 为国家一级干线网光缆建设翻越青藏高原唐古拉山口奠定了基础。兰州—西宁—拉萨光缆通信传输一级干线于上世纪90年代末期建成开通, 从此西藏结束了信息闭塞的历史, 迎来藏区各条SDH光环路保护传输网的建成, 为服务西藏经济社会的发展发挥了重大作用。笔者小结藏区高原冻土层光缆建设实践之体会, 希望予同行以参考。

2高原埋设光缆设计

2.1勘察路由选择

路由选择地势相对平坦的南面或阳光照射时较长的被阴地段, 沿公路或山边作为首选路由, 埋设深度根据当地气象资料冻土层下, 避免冻土层冬季结冰地隆凸, 夏季解冻地下凹, 给光缆带来损坏。避开山顶防止雷击损害, 受地形所限可在公路边沟底部作为己路由选择。冻土层相对较浅, 可大大节约建设成本, 更能保障光缆安全。

2.2穿越公路

埋设光缆穿越公路时应尽量选择公路涵洞加保护钢管穿越, 受条件限制需破路穿越应在冻土层下加钢管保护套埋设。

2.3穿越河流

尽量选择桥梁上眉加保护套穿越, 无桥梁条件时选择河道较平坦段河床坚固基底下开槽50-60厘米加钢管保护套埋设并用混凝土浇筑。

2.4穿越泥石流地段

在地形受限无法避开的情况下, 选择上方泥石流末端相对较稳定地质作为埋设路由, 采用钢管保护套深埋处理, 并用混凝土包封保护, 避免滑坡造成光缆损害。

2.5穿越干滑坡地段

干滑坡其地质结构由冰雪融化岩石裸露, 受大雨风暴雪影响风化形成碎石或碎片石脱落, 顺山谷夹带少许泥砂自然堆积的山体, 自然缓慢下滑, 受风力、雨雪或震动滑坡速度聚增造成灾害, 埋设路由应选择距干滑坡堆积物下方基础端, 平行间距1.5米处选择埋设路由埋深1.2米以上较为安全, 采用钢管保护套敷设, 同时用凝土全包封加固处理。

2.6光缆外护套材料选择添加防鼠咬成分物质制成的光缆埋设, 避免鼠害影响。

3高原埋设光缆工程施工

高原施工严格按照埋设光缆施工规范作业外, 应特别注意以下几个重要环节。

3.1施工前现场复勘是确保光缆线路安全运行的首要条件。一般设计勘测工作在夏秋季节进行, 施工多数时间春夏之交开工秋冬季之交结束。经过冬季风雪冰冻浸袭后部分地貌已发生改变, 因此进行现场复勘交底, 必须对在一年四季内发生地貌动态变化的埋设路由段, 提请设计修正, 指导施工, 才能在竣工后运行安全可靠。

3.2施工前走访当地气象部门, 索取工程全线不同海拔冻土层深度地质资料, 确保工程全线埋设光缆在冻土层下30厘米才是光缆的安全开沟深度, 调整设计沟深及剖面以指导施工。

3.3开挖埋设光沟时应当保护施工段面生态环境, 高原地区高寒缺氧生态脆弱, 植被损坏需要几十年或上百年时间才能恢复, 有的物种槽破坏是不可逆的, 如草原上开沟表皮层草垫5-10厘米厚经历几百年时间才行成, 一但破坏这条光缆沟将无法再现青草地, 经雨雪冲刷很可能形成水沟, 对光缆安全受到雪威胁。因此施工中必需注意保护好, 开挖时按开沟宽度将草垫切块起出放在安全地带, 再挖沟, 埋缆回填后再将草垫还原盖在缆沟上面, 几年后就能与草原连接成一体, 既能保护生态环境同时也保护了光缆。

3.4穿越公路时尽可能选择公路涵洞顶部加钢管保护套固定穿越, 降低洪水夹带泥沙石块碰撞光缆, 提高安全性。受地形条件限制需破路穿越时公路管理部门联系现场指导, 在特定气象条件内限时完成切割开挖到冻土层下30厘米处预埋钢管, 快速回填压实。切记表层土不能回填到冻土层中, 避免夏季冻土溶化形成烂泥坑 (翻浆路面) , 既损坏道路交通又对光缆安全带来隐患。有的地段受地形条件所限, 当设计在公路边沟下方敷设光缆时, 可在公路边沟底部下方开挖50-60厘米深埋设。一般这种地段为岩石冻土层相对较浅, 不易被滑落巨石压断光缆, 可大大节约建设成本, 更能保障光缆安全。

3.5穿越河道选择桥梁下游外则桥壁加钢管保护套固定桥壁敷设, 以防飞石击打或外损坏光缆。在无桥粱的河道穿越时应选择相对平坦河床作路由, 开工前做好预案选择时机, 避开复季丰水期施工。开挖至河床坚硬基础下40厘米埋设钢管保护套, 采用混凝土浇筑至河床坚硬基础平行为止, 切勿过高形成慢水坡会遭洪峰巨石撞击浇筑物体损坏光缆, 甚至因它阻碍石块下泻引发河床改道给光缆线路造更大危害。敷设光缆时在河道两岸做光缆盘留埋设, 防止因气象温差和洪水冲刷河床移位引障碍。在河提两岸开挖S形缆沟敷设, 防止光缆受应力断裂。

3.6穿越渗水地段, 这种地貌不易被勘察时发现。在夏秋节施工发现有少量地下水渗透地面路线段, 提请设计单修正光缆敷设路线绕道处理。渗水地貌因挖沟破坏了冬季地水下降经地下网管渗透流动的路经, 冬季时地下水会沿光缆沟渗透结冰隆凸逐增高形成冰土堆, 受上隆应力影响将光缆顶断, 夏季到时冰堆融化水量增加带走泥土形成渗水坑, 周而复始对光缆为害较大。

3.7穿越经常发生泥石流地段, 在地形受限无法避开的前题下, 选择在泥石流上坡段, 泥石流末端相对较稳定地形路线用档板支撑开挖1.2米缆沟深, 采用钢管保护套敷设, 用混凝土全包封保护, 浇筑混凝土护坡坎, 避免滑坡造成光缆损害。

3.8穿越干滑坡地段, 干滑坡其地质结构由冰雪融化岩石裸露, 受大雨风暴雪强对流气象影响而形成风化, 脱落碎石子或碎片石顺山谷夹带泥砂自然堆积的山坡体, 呈自然缓慢下滑运动, 受风力、雨雪或震动滑坡速度聚增造成滑坡灾害。当埋设路线无条件避开时, 应当选择距干滑坡堆积物下方基层端平行间距1.5米处, 先支撑好护坡档板才能开挖缆沟, 随开挖深产增加随时调整加固支撑档板高度, 循序渐进开挖, 防止山体滑坡造成不可逆的自然灾害。当缆沟深度达到1.2米时, 采用钢管保护敷设光缆, 同时用凝土全包封加固至沟面, 再浇筑混泥土护坡上端越山体30厘米, 下端与缆沟混凝土包裹连接成一体, 让山体滑坡物体通过光缆沟混凝土全包封顶端下卸到山谷, 确保光缆安全。

3.9做好埋设光缆线路穿越雷暴区地段的防雷措施

(1) 光缆敷设前采取的防雷措施

光缆线路应尽量敷设在雷击活动相对较少的平原地区或整体土壤电阻率较低的地域, 如必须经过山地, 应力求避免敷设在山顶上。

在雷电灾害频繁的地区, 根据具体情况, 可安装防直击雷效果较好的架空避雷线, 也可采用非金属加强芯或超厚PE外护层光缆。

(2) 针对光缆金属构件的防雷措施

为了防止光缆接头处产生电弧放电, 宜对其接头处金属构件采用前后断开的方式, 不作电气连接和接地处理, 但应在其接头处将缆内金属物件短接为一体, 以均衡电位。

为避免一次雷击通过金属构件传输而造成多处雷击故障, 可在光缆接头处将缆内金属构件作电气连通, 并在接头处均做集中接地处理。

3.10高原光缆光纤接续应注意的几个问题

(1) 接续中注意的问题

1) 接头环境尽量避免灰尘过多的场合, 以免造成切割好的光纤断面污染。

2) 待光纤热塑保护管完全冷凝后再往接头托盘上的接头卡槽中放置。

3) 当光纤接续完毕后, 应安置好接头盒中的光纤, 不能出现光纤曲率半径过小的现象, 以免加大弯曲损耗。

4) 光纤的每个接头损耗衰减保证不大于0.1d B, 利用光时域反射仪进行接续的监测和系统测试, 并将测试曲线的数据打印出来, 测得的曲线应看不到明显的接头阶段。

5) 注意光缆接头盒的防水处理, 外缠防水胶带, 以免雨水进入接头盒。

(2) 高原光缆接续存在的问题

1) 高原气候变化无常, 一天内经历春夏秋冬四季。

2) 风沙、雨水、冰雹、大雪、尘土等污染重。

3) 气温低熔接机无法能正常工作。

4) 接续损耗衰减值不达标。

(3) 解决高原光缆接续方案

1) 光缆接头尽量选择靠近公路或地势相对平坦地段处接头, 方便施工和维护, 接头处光缆盘留长度足够移位接续所需要求的长度。

2) 选择较宜接续的气象日进行。

3) 准备厢式工程车或帐篷, 用以克服恶劣的自然环境, 在车厢或帐篷内进行光缆接续作业, 以起到保温和防尘污染的作用。

4) 使用小型发电机提供热源为光缆接续作业提升室内温度, 确保接续损耗衰减达标。

对短波馈线杆和地锚埋设的探讨 篇4

天馈线系统中对发射天线馈线的要求是:首先是可靠的传送额定的高频功率, 其次是在传输中的能量损耗要降到最低限度。常见的短波天线的馈线多采用架空明线平衡式馈线, 馈线杆是使馈线架空的支撑物。

常见的馈线杆有两种:一种是水泥杆, 一种是钢管杆。水泥杆可以直接埋设, 钢管杆需要先埋设桩基, 然后架设钢管杆, 桩基埋设出地面高度一般应在10cm左右, 并保护好地脚螺丝。馈线杆埋深要求如表1所示。

在施工时应按设计要求埋设, 并调整馈线杆顶端基本在同一水平线上, 纵向馈线杆成一天直线, 馈线杆应按设计规定的间距埋设, 其间据不应超过10cm的误差。回填土应分层夯实, 馈线杆的不直度应小于1‰, 高低偏差不应超过5cm。因此在开在按设计测定的馈线路由开挖馈线杆极其拉线地锚坑时, 应设控制桩, 以防埋设时位置确定困难。以下是根据设计图纸设定的埋设方法供大家探讨。

1 水平分馈线双门杆的埋设

该双门杆到天线幕引下杆的距离是按设计要求严格控制 (因与使用频段有重要关系) 在允许范围内。

1.1 在挖坑前双杆应打四方等距离的控制桩 (图1) 。

1.2 杆坑为两杆方向的长方形为宜, 便于保持杆距。

1.3 立杆时以两杆中心点为依据, 杆中心落到控制桩中高度黑点即可。

1.4 回填土按设计要求执行。

2 一路馈线中间单杆的埋设

2.1 该杆在测量定位时, 定位桩一般为馈线中心, 在挖杆坑前

复测一下杆坑的方位, 其距离为设计悬挂馈线横担的 (鸟架) 中心到馈杆卡箍中心的距离, 杆坑为相对定位桩的长方形, 如图2。

2.2 立杆后, 回填土按设计要求执行即可。

备注: (1) 定杆坑位时, 应向悬挂馈线的支撑架安装的方向 (坑撑时左右力量偏无防) 。 (2) 定杆位时原定位桩顶部十字中心不清者, 应用经纬仪应重新测计试划中心, 以保立杆后所有单杆在同一条直线内。

3 一路线中接 (双门) 杆和转弯 (双门) 杆的埋设

3.1 该双门杆挖坑在定位桩, 向天线或机房一侧都可以。杆坑形状为横向长方形。

3.2 立杆时以两杆距定位中心木桩为依据, 严格控制设计要求距离即可。

3.3 回填土按设计要求执行。

4 馈线杆的拉线作用

4.1 当馈线悬挂后, 拉线应起到平衡馈线, 对方拉力的相反的作用力。

4.2 当馈线悬挂后, 拉线应保持馈线杆 (包括双门杆) 仍然垂直状态。

5 如何测定馈杆和双门杆的拉线方位及地锚角度

5.1 双门之间单挑杆的人字拉线与地锚

当馈线线路中双门杆与双门杆之间的跨度较大时, 或单挑杆有五棵以上时, 应在双门杆之间对等距离的单挑杆上加与馈线互为90°的人字拉线 (即2条) 拉线挂高略低于馈线设计离地高度即可, 地锚角度为45°, 如图3示。

5.2 一路中接 (双门) 杆的拉线与地锚

在馈线线路中 (在线路直线内) 的双门杆的拉线方位应是线中心到一侧杆中心距离的1.5倍, 拉线悬挂高度和地锚离杆距离 (角度一般为45°) 应以设计为准, 如图4示。

6 一路馈线双门转弯杆和主馈与分馈线双门杆的拉线方位及地锚

6.1 当馈线悬挂后各方位应起到平衡馈线对方的相反的作用力。

6.2 转弯双门杆的拉线, 一般由角拉线及地锚按1.5倍线距离确定的拉线组成的, 当该拉线正处在馈线下方或与馈线产生交叉现象时, 该拉线的地锚应向馈线外移 (即大于1.5倍) 也就是要避开馈线下方或与馈线交叉 (减少拉线感应及功率的损耗) 。

6.3 当馈线悬挂后确保双方不倾斜变型, 应在角分线上加一条拉线来平衡转弯相反的作用力。如图5中的图a、图b。

7 天线幕引下杆的埋设

7.1 天线幕引下杆在开槽 (挖杆坑) 前, 应打中心控制木桩 (木桩顶部应有十字线为准) 。

7.2 杆坑的形状为正四方形为宜等距离, 杆坑大小应比杆底部直径或杆基础大一倍为宜。

7.3 杆坑挖好后, 等天线幕悬挂后, 经校正符合设计要求方可立杆正行回填土, 在回填土时应按设计要求进行。

8 关于铁塔拉线设计的不同角度 (地锚坑) 的开槽计算及埋设见图6、7。

8.1 地锚埋深计算公式

8.2 以设计要求的拉线角度来埋设地锚

通过设计要求计算出地锚应挖坑的深度和方向无偏放地锚的一侧开槽, 以地锚坑中心点 (E) 为基准点, 以要使用的地锚的宽度, 长度的中心为基点向外挖地锚坑。

为了确保设计要求符合铁塔拉线的角度, 应按计算出各处深度来开槽 (挖地锚坑) 。

9 馈线线路中各类馈杆 (双门) 挖杆坑的形状方位示意图8

结束语

以上内容是我在641台馈线改造以及824台馈线改造施工时对馈线杆和地锚埋设方面的体会和总结, 有不当、疏漏之处, 望同行们和各位老师批评指正, 以便以后不断完善提高。

摘要：文章介绍了短波馈线杆的埋设, 以及馈线杆埋设的技术要求和理论计算, 施工过程中的注意事项, 以及对相关施工程序的改进。

关键词：短波馈线,馈线杆,馈线杆埋设,技术要求

参考文献

[1]广播电视天线工艺技术手册.广播电影电视部人事司, 1993.

[2]中、短波天馈线运行维护规程.中国广播电影电视行业标准GY/T178-2001.

埋设技术 篇5

关键词：管道,基槽,拉森桩,支护,安全

泉州市南环路江南环岛至四黄段,原有的排水系统不完善,下雨时到处积水,车辆通行困难,需增设必要的排水管道。管道系统含污、雨水管道,最大管径1 200 mm。主要布置于道路两侧的人行道,管道与建筑物最窄处距离不足3 m,管道沟槽施工开挖深度最大达7.7 m,基坑施工的安全要求非常高。

管道基坑土质自上而下依次为杂填土层,厚度0.80 m～2.10 m;亚黏土层,厚度0.00 m～0.50 m;淤泥质土层,厚度4.20 m～5.60 m;细中砂夹淤泥土层,厚度5.20 m～6.10 m,地质情况极其恶劣,再加上路基附近南低渠水位标高与原路面的路槽高度相当,基槽渗水严重,承压水将对基坑开挖和基坑支护带来极为不利影响,基坑支护结构设计施工应予以充分重视。

1 基槽支护设计概况

考虑到管道各分段受埋设深度、离相邻建筑物的距离、地质水文条件不同及其电杆线等施工条件的影响不同,在保证施工安全的情况下,在管道埋设支护上主要采取了几种不同的安全支护方法:管槽挖深4.5 m～7.0 m,周边有房子且分隔带没有高压电线地段:靠分隔带侧基槽壁施打长12 m的拉森桩,靠路边缘侧基槽壁采用人工挖孔桩与高压旋喷桩组合支护,并在桩顶加350×350H钢围檩及350×350H钢支撑,钢支撑纵向距离4 m,本方案为雨污水合槽开挖,先施工污水管,污水管回填后再施工雨水管;对于分隔带有高压电线地段,为确保高压电线杆安全,则另在分隔带旁1.5 m打长6 m的20号C乙型槽钢钢板桩,本方案为先开挖污水槽,污水管施工回填后再施工雨水管。

2 支护施工

总的施工顺序为:放样→剥离1 m表土→(挖孔桩)和拉森桩→(检验挖孔桩强度)→施工第1层围檩和支撑→挖土至第2层支撑高度→施工第2层围檩和支撑→挖土至设计基底→污(雨)水管道施工→回填土至第2层围檩和支撑高度→拆除第2层围檩和支撑→回填土→回填至第1层围檩和支撑高度→拆除第1层围檩和支撑→(打槽钢桩)→拔拉森桩→(施工雨水管)→回填至地面。施工围檩最大允许超挖为0.5 m,对拔桩后形成的空洞及时灌砂回填。

2.1 钢板桩支护

1)在管槽支护范围内的地下管线与构筑物应由业主在管槽支护施工之前迁移,以确保在打钢板桩施工过程中不发生由于地下管线迁移引起的安全事故。同时应确认已切断安全距离以内的所有高压电,严禁违反电业安全规程作业;

2)由于本工程地处省道,车流量较大,有保畅通要求,在进行施工时我们加强了交通维护工作,设专人合理疏导交通,特别是在吊装钢板桩时,设有专人指挥,钢板桩长度达12 m,应采取措施防止晃动撞到车辆及行人;

3)钢板桩采用FSP-IV型拉森钢板桩,76.1 kg/m,钢板桩的机械性能和尺寸应符合规范要求。钢板桩堆存、搬运、起吊时应防止由于自重而引起的变形与损坏;

4)在打钢板桩的过程中,设专人随机检查其平面位置是否准确,桩身是否垂直,如发现倾斜(不论是前后倾斜或左右倾斜)则立即纠正或拔起重打。钢板桩采用振动等方法下沉,开始沉桩时采用自重下沉,待桩身足够稳定后再采用振动下沉。打桩机械采用履带吊车,振动沉拔桩锤采用DZ45A型;

5)打桩顺序根据现场实际情况,按要求的顺序进行施工,每根拉森钢板桩的锁口应相互咬合,以确保管槽两侧不漏水。拉森钢板桩施工的垂直度偏差应控制在1/100以内。

2.2 孔桩

由于本工程的四周承压水位较高,人工挖孔需配合抽水,同时根据地质条件,采用冲抓锥冲孔可大大提高工作效率,同时可省去人工挖桩需进行护壁混凝土施工的工序;为保证施工安全,加快施工进度,经与业主、设计、监理单位协调后,本工程的所有人工挖桩均采用冲抓锥冲抓成孔,灌注水下混凝土施工方法,其施工方法与一般钻孔灌注桩相同。事后证明,采用冲抓锥冲抓成孔,施工安全同时也保证了施工进度。

2.3 围檩、支撑系统

钢围檩及钢支撑采用HU350d型钢,钢号为Q235,围檩标高按设计要求安装在同一水平上,钢围檩与拉森钢板桩之间的间隙采用C20混凝土填筑。每4 m钢围檩长度安装钢支撑一条。围檩安装时设置限制其向上移位的限位装置(顶丝),以防安装时或施工时挖土机械误碰支撑体系导致围檩移位上抬或倾覆。

2.4 基槽土方开挖

1)在土方开挖过程中,防止土方开挖设备碰撞支护结构,避免扰动基底原状土,应做到基槽一开挖立即进行管基施工;基底设计标高以上30 cm厚的范围内,不得提前挖除,应在管基施工的同时方可挖除,万一基底土壤已受到扰动或超挖,必须予以夯填碎石并找平处理。

2)开挖沟槽后若沟旁建筑物之地基出现渗水点、流砂和松散土坍塌,导致房屋发生危险预兆时,应立即停止开挖并回填至与原地面齐平,等候勘察设计单位到场处理。

3)挖出的土方应及时当班运走,严禁将土方堆于管槽两侧。

4)当基槽底部由于承压水头作用出现异常隆起时,为防止突然发生流砂涌土导致基槽坍塌,应立即停止施工、回填管沟,待施工井点降水减压后方可重新开挖。

5)管槽土方施工必须在监测工作配合指导下进行,监测单位没有进场不得施工,同时监测工作应由建设单位委托有资质单位进行。

6)当开挖后观测到软土绕过桩端流动趋势时,应及时沿桩端施打密集木桩阻断流土通道,木桩应穿越淤泥进入砂土不少于2 m。

2.5 地下水控制要求

1)基槽外应设置排水沟,阻止坑外地表水流入管槽内。

2)管槽内地下水及地表水采用如下方法进行控制:

a.管槽内设置排水沟和集水井,每隔10 m～20 m设置一个集水井。b.排水沟底面比挖土面低0.3 m～0.4 m,集水井底面比排水沟底面低0.5 m。

2.6 管道埋设

污水管采用挖掘机吊管入槽,在污水管下放过程中以尽量不拆除横撑为原则,不得已时,在需拆除的横撑上或下先设置临时支撑,待管通过后马上恢复原横撑。拆除或置换横撑,应逐根、逐层进行,严禁多根多层同步进行拆除和置换。

管道施工完成后立即回填砂,在回填过程中严格按规范要求进行施工,当回填至第2层围檩和支撑高度,达到设计要求密实度后方可拆除第2层围檩和支撑,再回填砂至第1层围檩和支撑高度,合格后拆除第1层围檩和支撑,拔除钢板桩,进行雨水管道施工,回填砂至设计高程。支撑安装的容许偏差:支撑中心标高、同层支撑顶面的标高差为±30 mm。

2.7 拔钢板桩

管槽回填施工完毕应及时进场拔桩,在拔桩机械进场之前,施工现场需具备拔桩机械作业的道路、场地及拔桩机械使用的电源,以确保在拔钢板桩施工过程中顺利缩短周转工期。钢板桩拔出时,钢板桩的空隙应用水泥浆或中粗砂及时充填密实。

3 效果及体会

1)在管道埋设中,应用拉森钢板桩、钻孔桩等与围檩、支撑进行挡土支护,邻近建筑都未产生裂缝、沉降,说明这些安全措施是成功的、有效的。

2)采用U形拉森钢板桩加上足够刚度的围檩、支撑,板桩墙的变形是很小的,根据监控数据,其水平总位移均在30 mm以内,远比设计允许值低;由于锁口拉森钢板桩有一定阻水作用,对邻近建筑物的影响大大减少。

3)根据监测数据,工程现场实测的沉降值均控制在安全的范围内,工程效果良好,未发现建筑物倾斜的现象,建筑物安全稳定,基本达到了保证建筑物安全的目的。

4)在整个施工过程中基槽底部均未出现比较明显的异常隆起、涌土等现象。

5)采用先撑后挖,边撑边挖,每次分层减少高差挖土的方法对板桩变形、土壤稳定和邻近建筑物的安全大大有利,也利于科学管理。

4 结语

实践证明,在深基槽管道施工中采用多种安全支护结合的方法是安全可行的,同时采取多种支护结合,可有针对性地应用于各种施工条件,合理降低工程造价,同时可加快施工进度,保证工程的顺利进行。

参考文献

[1]GB 50007-2002,建筑物地基基础设计规范[S].

[2]谢国晖.钢板桩在深基坑支护施工中的应用[J].山西建筑,2006,32(21):121.

关于钻孔灌注桩护筒埋设的探讨 篇6

近年来, 钻孔灌注桩施工技术以其具有施工速度快、成孔质量好、污染较小等优点, 受到业主与施工单位的欢迎, 广泛应用于桩基工程施工中。在钻孔灌注桩施工时护筒的主要作用是:定位、钻孔导向、保护孔口、以及防止地面石块掉入孔内, 隔离孔内孔外表层水, 保持泥浆水位 (压力) , 防止坍孔;桩顶标高控制依据之一;防止钻孔过程中的沉渣回流;保持孔内水位高出施工水位以稳定孔壁。为了发挥护筒的作用, 因此在钻进成孔时应根据钻孔工艺的自身特点, 选择、埋设护筒, 如使用不当往往会造成很大经济损失, 由于孔口往往是不稳定的杂填土、素填土或风化土, 遇水冲刷易坍塌, 造成孔口事故。

2 护筒埋设要求

护筒埋设是钻孔灌注桩的必须工序, 包括挖土、放护筒、周边回填。为了保证护筒埋设质量, 在护筒埋设时应满足以下要求:

(1) 在准确放样的前提下埋设护筒, 应符合埋设护筒的方法和要求, 如果钻孔是在陆地上进行的, 则一般采用挖坑法, 比较简单易行。

护筒埋设工作是钻机施工的开端, 护筒平面位置与垂直度应准确, 护筒周围和护筒底脚应紧密, 不透水。

护筒埋设时应通过定位的控制桩放样, 把钻机钻孔的位置标于孔底。再把护筒吊放进孔内, 找出护筒的圆心位置, 用十字线在护筒顶部或底部, 然后移动护筒, 使护筒中心与钻机钻孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查, 使护筒垂直。此后即在护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土, 要分层夯实, 达到最佳密实度。以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落, 如果护筒底土层不是粘性土, 应挖深或换土, 在孔底回填夯实300-500mm厚度的粘土后, 再安放护筒, 以免护筒底口处渗漏塌方, 夯填时要防止钢护筒偏斜。护筒上口应绑扎木方对称吊紧, 防止下窜。

(2) 对于易缩径的淤泥质粘土和易垮孔的松散杂填土地层和沙层以及严重透水地层必须使用长护筒或全护筒护壁, 下护筒的方式有两种:振动锤下护筒和动力头驱动器下护筒。

(1) 振动锤下护筒:用汽车吊或履带吊吊挂电动或液压振动锤夹持护筒, 通过高频振动使护筒周边沙土液化, 在护筒重力作用下使护筒插入土层。该方法的优点是下放和起拔护筒速度快, 在成孔时可用干式成孔法或天然水降低造浆成本。但在埋设开始时需注意调整护筒的垂直度。

(2) 动力头驱动器下护筒:利用动力头反正转搓动和加压油缸加压使护筒切入土中。操作方便, 并能确保护筒埋置夯实性, 缩短挖坑埋置时间, 提高成孔效率。

3 护筒埋设方法

钻孔灌注桩基施工中用到的护筒的形式主要有:木料护筒、钢制护筒、钢筋混凝土护筒等, 施工时护筒的选用和埋设必须根据桩基所处的地形、地质、施工水位、钻头的质量、钻机的机型等因素来决定, 目前护筒埋设的主要方法有:

3.1 挖埋式

此种埋设方法适用于旱地或岸滩。当地下水位在地面以下大于1米, 并且河床为很松散的细砂地层, 挖坑不易成型时, 可采用双层护筒, 见图1。

3.2 填筑式

该种埋设方法适用于桩位处地面高程与施工水位 (或地下水位) 的高差小于1.5-2.0米 (按钻孔方法和土层情况而定) , 见图2, 其中填筑的土台高度, 应使护筒顶端比施工水位 (或地下水位) 高1.5-2.0米, 土台边坡以1:1.5-1:2.0为宜。

3.3 围堰筑岛式

当水深小于3米的浅水处, 一般需要围堰筑岛, 此时可以采用这种埋设方法, 即在围堰筑岛上埋设护筒。所筑岛的顶面应高出施工水位1.5-2.0米, 或可适当提高护筒顶面高程, 以减少筑岛填土体积。若岛底河床为淤泥或软土, 应予以挖除换以砂土;若排除淤换土工作量较大时, 则可采用长护筒, 使其沉入河底土层中, 见图3

3.4 搭设平台式

当桩基位于水深在3米以上的深水河床中, 可以采用此种方法埋设护筒, 其主要工序是搭设工作平台 (有搭设支架、浮船、钢板桩围堰、浮运薄壳沉井、木排、筑岛等) , 下沉护筒的定位导向架及下沉护筒等, 见图4。

4 护筒埋设时应做好的工作

护筒埋设是钻进成孔工艺的第一步, 是做好后续工序的基础, 只有护筒埋设牢固, 才能保证在钻进成孔、吊放钢筋笼、灌注混凝土时, 护筒及其四周土层稳定不塌坍。护筒顶面是确定终孔孔深、灌注混凝土时混凝土面深度的依据, 测量基准面一般都是在护筒埋设完成后, 将基准高程引测到护筒上口, 所以护筒的稳固非常重要, 在钻进成孔过程中, 如果护筒向下移动, 以其上口标高为基准计算确定的钢筋笼吊筋长度就会变化, 从而钢筋笼顶的标高也会发生错误;而且以其上口标高为基准测量、计算的导管在混凝土面之内的埋深就不对, 指挥不当就会发生导管拔露事故;甚至会影响混凝土的超灌数量, 使混凝土超灌少, 影响混凝土桩头强度。为此:

(1) 仔细研究地质勘察报告。熟悉场地地层分布情况, 尤其当孔口为稳定性差的土层时, 更要掌握其厚度、岩性类别、结构等, 其次要熟悉场地的地下水分布特征, 特别当地下水埋藏较浅时, 要查明施工场地的实际地下水埋深;根据钻孔孔口的地层性质, 地下水埋深确定护筒的长度。一般当孔口为杂填土时, 护筒长度要超过杂填土厚度, 以使护筒下口坐落在坚实、稳定的土层上。地下水埋藏浅时, 护筒长度应超过地下水埋藏深度, 使地下水向孔内渗流路径增加, 渗流压力减小, 有利于护筒四周土层保持稳定。若护筒四周为松散的砂土, 护筒长度应超过砂土层厚度, 埋到砂土下边坚实土层上。只有在埋设护筒前仔细研究了地质勘察报告, 依据具体地层选择相应的护筒埋设长度, 才能确保护筒埋设在坚实土层上, 从而保证在成孔过程中, 不会因护筒下口的土层跨塌而沉陷。

(2) 选择比钻孔直径大200mm左右的护筒。护筒比钻孔直径大一些, (1) 有利于埋设护筒时操作手调整护筒, 既能确保护筒中心与钻孔中心重合, 又可确保护筒下口与土层的密贴, 有利于钻孔过程中护筒保持稳定; (2) 在上提、下放钻头时使钻头和护筒之间存在约100mm的环状间隙, 避免钻头与护筒刮蹭、碰撞。

(3) 固定护筒的方法要正确。通常为方便埋设护筒, 钻机的开孔直径比护筒直径大, 护筒与四周土层之间存在环状间隙, 回填材料宜选粘土或粉质粘土等, 回填过程中做到分层回填, 分层夯实, 这样既可增大护筒与土之间的摩阻力, 固定护筒位置, 又可以避免送浆管遗漏的浆液从土和护筒之间环状间隙流进钻孔内。护筒四周用土夯实后, 要将护筒和方木连接好, 方木横担在孔口周围坚实土层上, 预防护筒下陷, 做到以防万一。

(4) 护筒的上口宜高出地面20cm左右, 护筒上口比地面高, 能有效阻止地面水流进孔内;送浆管末端应作一个弯头, 弯头能卡到护筒顶上面, 泥浆向孔内输送时, 高压泥浆流不会直接喷射到护筒以下的土层上, 避免了泥浆对土层的破坏, 同时也防止送浆管和护筒长时间摩擦损坏送浆管, 泥浆遗洒浸湿护筒四周土。

5 结语

总之, 在钻孔灌注桩护筒埋设时首先应根据桩基所处的地形、地质、施工水位等因素选择正确的埋设方法, 然后依据钻头的质量、钻机的机型在施工过程中把护筒安放到位, 埋设牢固, 充分发挥护筒的作用。

参考文献

[1]樊金甲.深水裸岩条件下大直径嵌岩钢护筒埋设施工技术

[2]潘江波, 陈正锦, 宁英杰.钢护筒施工质量问题原因分析和处理方法

[3]刘瑞臣, 宋小军.水上钻孔灌注桩护筒穿的预防及处理

埋设技术 篇7

关键词：钢板桩,应变计,埋设技术

1 工程概况

上海外高桥造船基地船坞工程为我国特大型船厂水工建筑物,投资大,技术复杂,属国家重点工程。所建的两座干船坞尺寸分别为一号坞长480 m,宽106 m,深12 m,底板顶标高-7.04 m;二号坞长360 m,宽76 m,深14 m,底板顶标高-8.96 m,坞顶标高均为5.20 m,两相邻坞壁间净距52 m。船坞基坑属Ⅰ级基坑。船坞的坞壁是永久性建筑物,在土方开挖阶段又充当着基坑的围护结构。本工程中的坞壁采用的是组合箱形钢板桩,其截面刚度相当于1 m厚的地下连续墙。坞壁形式除靠近坞口部分采用桩基上的重力扶壁式结构外,其他坞壁均采用拉锚式钢板桩结构,有所不同的是,两坞相邻坞壁的锚杆相互对拉,而其他部分的锚杆由钢筋混凝土锚碇板桩提供锚固力,所以船坞受力状态相当复杂。

2 监测仪器布置

在两座船坞钢板桩上共设置8个监测断面,在每个监测断面上选取一根钢板桩,沿其深度设置一组应变计,应变计的位置标高:一号船坞设置在±0.00 m,-2.0 m,-4.0 m,-6.0 m,-9.0 m,-12.0 m,-15.0 m,-20.0 m位置,共8点;二号船坞设置在-1.0 m,-3.0 m,-5.0 m,-8.0 m,-11.0 m,-14.0 m,-18.0 m,-22.0 m位置,共8点,合计48个测点,测点编号为YL1-1～YL1-8,YL3-1～YL3-8至YL7-1～YL7-8。

3 仪器的选型及埋设技术

为了保证监测数据的稳定可靠和仪器的测试精度,本项目通过比选多家国内外应力测试仪器的性能指标后,决定采用美国Geokon公司的VSM-4000型弦式应变计。该型号的应变计技术指标如下:

标准量程:3 000 με;

分辨率:1.0 με;

精度:±0.1%F.S(满量程);

非线性:<0.5%F.S(满量程);

温度范围:-20 ℃～80 ℃。

在仪器埋设过程中,我们碰到了极大的难题,在埋设前两个断面仪器时,我们用槽钢内充硅胶保护应变计,因焊接在钢板桩表面的应变计是随钢板桩一起被打入土中的,所以焊接在钢板桩上的应变计较难承受巨大的瞬时冲击力和一侧很大的挤土压力,应变计保护盒均被土挤掉,仪器也就会被从钢板桩上拉掉,每个断面8支应变计仅成活1支。埋设后面6个断面时在原有的保护盒下方再焊接一个大一点的“楔”形钢罩来排土,从而大大减小了打桩过程中土对仪器保护盒的挤压,使得应变计能顺利埋入土中。

该埋设方法的成功运用,大大地提高了应变计埋设的成活率,使得6个监测断面的仪器成活率达到79%,大大高于江苏省某船坞工程中的应变计成活率,为获得可靠的测试数据奠定了基础,得到了业主和观测专家的认可。

4 测试成果分析

4.1 测试成果分析

钢板桩沿深度应力典型变化曲线见图1,图2(图中应力正为受拉,负为受压)。

图1,图2中的三个时间节点分别为:①应变计埋设断面处的土方开挖前;②开挖到基坑底面,底板尚未浇筑时;③工程主体完成,破堰放水前。从各工况下各深度的测点应力变化可以看出,开挖前,各测点的应力都不大,开挖后,钢板桩顶部测点受压应力,中部测点随着开挖深度的加大,拉应力不断增加,开挖到底而底板未浇筑时拉应力达到最大,底板浇筑完成后,由于受到底板的支撑,拉应力有明显的减小。钢板桩底部测点受拉,但拉应力不大。

在开挖初期,钢板桩顶部测点(一号船坞埋设在0.0 m位置和二号船坞埋设在-1.0 m位置的应变计)大部分表现为压应力,平均压应力在20 MPa左右,随着土方的开挖压应力有所增加,而部分桩号的测点则受少量拉应力,当开挖至设计标高而底板尚未浇筑时,应力变化速率明显增快,底板浇筑后到监测末期,压应力减小,拉应力则进一步增大;埋设在靠近基坑底部位置的应变计,特别是埋设在一号船坞-6.0 m和-9.0 m,二号船坞-8.0 m和-11.0 m的测点随着开挖深度的加深拉应力逐渐增大,当开挖到设计标高而底板尚未浇筑时,拉应力达到最大,测值在100.0 MPa～160.0 MPa之间,此时钢板桩在基坑垫层位置附近有明显向基坑内凸出的现象;埋设在钢板桩底部的测点在整个开挖过程中变化不大,到监测末期的拉应力在10 MPa以内。在底板浇筑完成后,钢板桩的应力变化情况与开挖阶段又有所变化,底板高程附近的应变计由于受到底板的支撑作用,拉应力减小,而钢板桩上部和底部的拉应力增加。整个施工阶段的钢板桩应力值最大的出现在:一号船坞-4.0 m～-6.0 m位置,二号船坞-8.0 m～-11.0 m位置,相应于底板顶标高向上1 m～2 m的位置。

在开挖阶段,每个监测断面的钢板桩顶部应变计所受的拉应力最小,YL3-1,YL5-1和YL7-1还呈现压应力状态,从上往下拉应力逐渐增加,而钢板桩中部位置的应变计(一号船坞-6.0 m和-9.0 m,二号船坞-8.0 m和-11.0 m)拉应力达到最大,再往下拉应力又逐渐减小。这是因为钢板桩上部结构和锚拉系统连接段被浇筑在钢筋混凝土廊道中,限制了钢板桩顶部变形。开挖到基坑底面后,钢板桩的受力变形仍然最大,而钢板桩底部内外压力相近,应变也小,因而产生了一号船坞-6.0 m和-9.0 m,二号船坞-8.0 m和-11.0 m处的拉应力最大的现象。

4.2 与结构受力理论计算相比较

从设计钢板桩两侧的水、土压力分析,底板以下的被动土压力增长较快,被动土压力的变化斜率大于主动土压力的变化斜率,所以在底板以下钢板桩会有某一位置的内外水土压力平衡点,此处钢板桩的应力理论上为零,从个别断面的埋设在最低处的应变计所测得的应力值来看,在仪器位置的拉应力值已接近于零,理论与实际基本相符。

5 结语

1)从本工程的实践验证可以明显的看出,监测仪器的性能、质量和埋设方法直接关系到监测成果的好坏,所以仪器的选择及埋设方法的合理性很重要,本工程正是选用了性能好、技术指标恰当的仪器,又采用了科学的埋设方法,才能大大提高了仪器成活率和测值的稳定性,为收集到正确合理的监测数据奠定了基础。

2)在开挖过程中,围护钢板桩拉应力最大出现在基坑底开挖面附近,底板浇筑完成后,受到支撑作用,该处的拉应力有所减小,其他深度上的拉应力随时间的推移略有增加,到监测末期,整个断面的应力趋于稳定。

3)钢板桩各深度上的实测应力基本上为拉应力,而设计理论计算时按钢板桩入土稳定推算出的桩身长度,必定在基坑底面以下某一位置存在应力零点,实测结果中有个别钢板桩基本上符合这种情况。可在今后的类似工程中进一步研究钢板桩的应力变化规律和周边的环境影响。

4)由于投入本次钢板桩应力监测的人力和经费有限,且施工现场干扰较多,监测资料尚不够完善,给数据分析带来了一定的难度,分析成果供业内工程人员参考,希望有助于监测技术和工程设计水平的提高。

参考文献

[1]DGJ 08-11-1999,地基基础设计规范[S].

[2]DBJ 08-61-97,基坑工程设计规程[S].