工程桩病害分析及处理

工程桩病害分析及处理（共8篇）

工程桩病害分析及处理 篇1

引言

软弱地基普遍具有天然孔隙比大、天然含水率高、压缩性高、强度低、高灵敏度、厚度较厚的特点, 导致地基的强度不能满足使用要求。本文通过工程实例分析了干振碎石桩加固软土路基的加固机理及施工工艺, 并分析了其加固效果。

1. 工程概况

连徐高速公路徐州段沿线广泛分布废黄河泛滥沉积物, 据勘察资料, 在深度12m范围内地层可分为5层, 自上而下为:第1层亚砂土夹粉土, 黄褐色, 层厚4.0m;第2层亚砂土夹粉土, 灰色, 层厚2.0m;第3层亚砂土夹粉细砂, 灰色, 层厚3.0m;第4层粉质亚粘土, 灰绿色, 层厚1.0m;第5层亚粘土含风化岩屑, 黄绿色, 层厚2.0m。

由以上资料可知, 该地区以亚砂土、亚粘土、细砂为主, 埋深浅, 地下水位高, 天然地基承载力低。而徐州地区地震烈度为7度, 这类土在地震作用下会产生液化现象, 根据《公路工程抗震设计规范》, 必须对地基加固处理, 达到消除液化和提高承载力的目的。通过研究, 设计采用沉管干振碎石桩法处理桥头地段, 在正式施工前, 进行了试桩及其效果检验。

2. 碎石桩加固机理

碎石桩, 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已成的孔中, 形成大直径的碎石所构成的密实桩体。从复合地基的理论角度来看, 碎石桩处理饱和软弱地基主要有置换和排水两个作用。碎石桩在软弱地基中成桩后, 形成了碎石桩和桩间土组成的复合地基。密实的碎石桩置换了与桩体体积相同的软弱土, 形成的复合地基承载力比原软弱地基承载力高, 而变形量则减少了。由于碎石桩的刚度比桩周粘性土的刚度大, 而地基中应力按材料变形模量进行重新分配, 因此, 在外部荷载作用下, 大部分荷载将由碎石桩承担, 桩体应力和桩间粘性土应力之比一般为2—4。

在成桩过程中, 由于振动、挤压或扰动等原因, 桩间土会出现较大的附加孔隙水压力, 从而导致原地基土的强度降低。成桩结束后一方面原地基土的结构强度会随时间逐渐恢复, 另一方面孔隙水压力会向桩体转移消散, 结果是有效应力增大, 强度提高和恢复, 甚至超过原土体强度。如果在选用碎石桩材料时考虑级配, 则所制成的碎石桩是粘土地基中一个良好的排水通道, 它能起到排水砂井的效能, 且大大缩短了孔隙水的水平渗透途径, 加速软土的排水固结。

干振碎石桩加固地基的实质是把松散的天然地基变成由碎石桩和挤密后的桩间土组成的共同工作的复合地基, 其承载力比天然地基可大幅度提高, 建筑物沉降可大幅减少。干振碎石桩除了置换和排水作用外, 还有挤密效应、垫层和加筋作用。

由于干振碎石桩主要在非饱和土中采用, 在成孔和挤密碎石的过程中, 土体在水平激振力的作用下, 产生径向位移, 其密度提高, 孔隙比减小, 承载力比加固前提高60%以上, 因此, 挤密和振密桩间土是复合地基承载力提高的主要因素。垫层作用主要指在较厚的软弱土层中, 碎石桩没有打穿该软弱土层, 这样, 整个碎石桩复合地基对于没有加固的下卧层起到垫层的作用, 经垫层的扩散作用将建筑物传到地基上的附加应力减小, 作用于下卧层的附加应力趋于均匀, 从而使下卧层的附加应力在允许范围之内, 这样就提高了地基的整体抵抗力, 减少了沉降。

碎石桩的加筋作用主要指厚度不大的软弱土层, 则碎石桩可穿过整个软弱土层达到其下的硬层上面, 此时, 桩体在外荷载的作用下就会产生一定的应力集中现象, 从而使桩间土承担的压力相应减小, 其结果与天然地基相比, 复合地基的承载力会提高, 压缩量会减小, 稳定性会得到加强, 沉降速率会加快, 还可用来改善土体的抗剪强度, 加固后的复合桩土层将可以改善土坡的稳定性, 这种加固作用即通常所说的加筋作用。

3. 设计参数及施工工艺

3.1 试桩设计参数

试桩设计参数见表1。

3.2 施工工艺

沉管干振碎石桩是利用振动荷载预沉导管, 通过桩管灌入碎石, 在振、挤、压作用下形成较大的密实的碎石桩。由于它克服了振冲法耗水量大和泥浆排放污染等缺点, 得到了较多的应用。试桩采用平底活页式走管振动打桩机, 振动锤为DZ-40型, 激振力280kN, 振动频率950次/min, 锤重36kN, 桩管直径377mm, 碎石采用1—2—3cm自然级配, 没根桩的碎石灌入量按充盈系数1.1考虑, 施工顺序采用跳打形式并由外缘向中心进行。

干振碎石桩加固地基的工艺是首先用振孔器振捣挤土成孔, 使原孔位的土体全部挤到周围土体中, 成孔后提起振孔器, 在孔中倒入约1m高的碎石, 再放入振孔器振密碎石, 直到达到密实电流, 并且留振适当时间, 再提起振孔器, 如此反复进行拔起——投石——振实程序, 即可制成1根干振碎石桩。

(1) 成孔

振动成孔是干振碎石桩施工的关键环节, 能成孔才能成桩。对于杂填土和高压缩性的非饱和粘性土, 成孔电流一般控制在80—100A, 成孔速度控制在0.5—1.0m/min。振动器下放的速度要均匀, 不宜过快过猛、忽快忽慢。成孔困难时, 可以采用引孔的方法, 即采用其他设备先钻孔, 然后采用振孔器振动扩孔。

(2) 填料

干振法施工对填料要求不严格, 这是因为干振法加固地基挤密效应是承载力提高的主要因素, 桩体的置换作用是第二位的, 只要化学成分稳定, 有一定的粗粒径成分的石料是可以的, 如碎石、卵石、建筑垃圾、钢渣等都可以作为干振法填料。填料粒径一般不宜超过10cm, 采用分段填料, 每次填料不宜超过1m, 每次填料后采用振孔器进行挤扩至密实电流, 并留振10—15s。

一次拔管法施工工艺:

(1) 桩靴闭合, 桩管垂直就位;

(2) 将桩管沉入土层中到设计深度;

(3) 将料斗插入桩管, 向桩管内灌碎石;

(4) 边振动边拔出桩管到地面。

质量控制:

(1) 桩身连续性:用拔出桩管的速度控制。拔管速度根据实验确定, 在一般情况下拔管1m控制在30s内。

(2) 桩直径:用灌碎石量控制。当实际灌碎石量未达到设计要求时, 可在原位再沉下桩管进行复打或旁边补打。

逐步拔管法施工工艺:

(1) 桩管垂直就位, 桩靴闭合;

(2) 将桩管沉入土层中到设计深度;

(3) 将料斗插入桩管, 向桩管内灌砂;

(4) 边振动边拔起桩管, 每拔起一定长度, 停拔继振若干秒, 如此反复进行, 直至桩管拔出地面。

质量控制:

根据某地试验, 每次拔起桩管0.5m, 停拔继振20s, 可使砂桩的桩身相对密度达到0.8以上, 桩间土相对密度达到0.7以上。

4. 碎石桩施工注意事项

(1) 应安排间隔打桩, 孔内碎石量不应小于设计值的95%。

(2) ) 桩长采用设计高程及贯入度双控, 贯入度控制的标准是, 在最后2min<5cm。

(3) 严格控制沉管提升速度及高度、挤压时间及次数、电机的工作电流等。拔管速度控制在1m/min, 每上拔0.5—1.0m, 应停拔桩管, 振动5—10s, 以确保挤密均匀及桩身的连续性。

(4) 施工中应保证桩位准确, 其纵向偏差不应大于桩管直径。桩身应保证连续和垂直。垂直度偏差不应大于1.5%。应设专人记录各项施工参数。

(5) 施工完毕后, 先将桩顶以上松土清除干净, 碾压密实后再进行碎石调节层的施工。

5 加固效果检验与分析

(1) 土层物理力学性质的变化

通过试桩前后土工指标对比, 表面加固前后桩间土的物理力学性质得到了明显改善, 土的孔隙比明显减小, 重度略有增加, 抗剪强度明显增加。

(2) 标贯试验

处理后地基的标贯击数大幅提高, 均消除了液化。在地面下4—7m范围内加固效果最好。

(3) 静力触探试验结果

碎石桩处理后, 桩间土静力触探比贯入阻力显著提高, 超过了液化临界比贯入阻力, 消除了液化。

(4) 孔隙水压力测试

测试结果表明, 成桩过程中, 离地表一定深度处产生的孔压最大, 施工时随碎石桩的形成, 孔压呈下降趋势, 一般在90min内消散90%。

(5) 综合分析

综合上述检测结果可见, 处理后复合地基容许承载力比处理前提高了一倍, 说明加固效果较好。从标贯试验、静力触探试验等成果分析, 加固后强度明显提高, 且有效的消除了液化现象。

工程桩病害分析及处理 篇2

在使用一段时间之后，道路桥梁会由于车轮的摩擦给路面带来损伤，促使构建表面的劣质化混凝土出现了脱落、疏松和腐蚀等问题，维护人员应该将这些脱落、腐蚀的混凝土清理干净，特别是钢筋下方的混凝土，更应清理干净，以此方便钢筋下面的材料修补工作顺利进行。

3.2对裸露的钢筋予以保护

经过一段时间的磨损之后，工程表面的混凝土脱落，里面的混凝土被暴露在空气当中并生锈。维护人员应对这些裸露的钢筋予以保护，清理干净钢筋上额锈迹，并用水泥基防绣等材料对钢筋的表面进行有效地处理，保障处理后的钢筋不会出现再次锈蚀现象，进而对桥梁的主结构起到一个保护的作用。

3.3对混凝土损伤部位进行修补

维护人员应该依据修补层的混凝土厚度来对混凝土损失部位进行修补。在一般情况下，我国会选择环氧砂浆或者环氧混凝土作为修补的主要原料。为了避免混凝土内部出现大量收缩及开裂情况，可以在修补砂浆当中适当的添加碳纤维来进行修补。同时，还应该依据施工的具体情况选用环氧混凝土作为大体积混凝土的修补材料，并通过喷射混凝土的方式来进行施工。施工单位还应依据病害的程度和部位对桥梁工程进行二次加固，并将碳纤维布黏贴在修补层的表面，确保修补混凝土浆不会出现渗漏问题，提升混凝土损失部位的修补质量。

3.4对路面混凝土裂缝予以处理

造成道路桥梁路面出现裂缝的原因是多种多样的，不管是混凝土的收缩还是温差变化、钢筋锈蚀，都会给道路桥梁带来一定的质量问题，并形成裂缝。反过来，这些裂缝的存在也会加快混道路桥梁结构内部的混凝土腐蚀程度。通常，在裂缝宽度小于0.2cm的时候，施工人员可以用环氧树脂浆液作为修补材料在混凝土的表面，采取封闭式的方式来进行处理。需要注意的是，施工人员在对进行裂缝的表面进行修补时，需要将裂缝中存在的渣土与碎石清理干净，并使用环氧树脂浆液来进行涂刷。同时，也可以使用丙酮、二甲苯、酒精等清洁材料对钢筋的结构进行擦拭、除锈。之后，再使用环氧树脂浆液对干燥的钢筋表层进行反复涂刷，时间次数最好为3-5min/次，厚度为1mm左右。如果路面裂缝的宽度是≥0.2mm时，维护人员可以用化学压力灌浆技术对路面裂缝进行修补处理，修补的材料也应尽量选择环氧树脂浆液及其相关的产品。目前我国维护人员对混凝土路面中存在的裂缝修补的方式主要有两种：表面修补法和填充封堵法。表面修补法是一种最常用的裂缝修补方法，其主要适用于路面表面浅层次中的裂缝问题。其具体的操作程序为：第一、对裂缝的表面进行涂抹处理(修补材料可选用环氧胶泥或者是水泥浆);第二、将一些防腐性的修补材料对混凝土表面进行涂刷(可选用沥青和油漆作为修补材料);最后，对路面中的裂缝使用玻璃纤维布进行黏贴和覆盖，防止裂缝的继续扩张。填充封堵法是一种将水泥浆及树脂等胶结物压入到裂缝当中，进而起到加固的作用。另外，维护人员还可以沿着裂缝的形成方向来开凿槽位，并将丁基胶水等材料放置在槽位内，从而对道路桥梁工程进行加固。

4结束语

总而言之，道路桥梁的病害问题能直接影响人们的出行活动和生命财产安全。道路施工人员应对惯常出现的道路病害问题进行适当的处理，以此保证道路桥梁的正常使用，降低道路桥梁的维护成本。因此，维护单位应该对道路桥梁的常见病害和预防技术予以深入的研究，以期提升道路桥梁的维护技术和施工质量。

参考文献：

[1]崔辉.道路桥梁工程的常见病害与施工处理技术[J].科技风,(5):150.

工程桩病害分析及处理 篇3

1 钢丝绳断落

1.1 原因分析

1.1.1 钢丝绳折断的主要原因是钢丝绳缺油, 钢丝绳缺油时泥浆中的

细小砂石及岩石碎片会进入钢丝绳内部并在钢丝之间来回摩擦, 导致单根钢丝直至大部分钢丝折断, 遇到较大载荷时, 造成钢丝绳断落孔内。

1.1.2 钢丝绳老化、折痕及意外磨损。

1.2 预防措施

1.2.1 钢丝绳每个星期保养一次, 首先用沾满机油的抹布浸泡钢丝

绳, 使钢丝绳中麻芯上的机油得到补充, 有利于润滑钢丝、减少摩擦、增强钢丝绳的使用寿命。然后在钢丝绳外表均匀涂抹一层黄油, 防止泥浆中的岩石碎屑进入钢丝绳的钢丝之间。

1.2.2 不超期使用钢丝绳, 避免钢丝绳打圈, 另外在钻头顶部固定一直径约0.7m的钢丝绳圈。

1.3 事故处理方法

1.3.1 如钢丝绳断口在孔口以上, 则用打捞直钩捞出钢丝绳, 视钢丝绳损坏情况, 可重新接上继续使用。

1.3.2 如钢丝绳断口在孔口以下, 则用打捞直钩钩住固定在钻头顶部的钢丝绳圈, 缓慢地拉出冲击钻头。

2 排渣管脱落

2.1 原因分析

2.1.1 控制排渣管升降的钢丝绳过松, 导致排渣管在孔内倾斜, 易被冲击钻头内的底内边缘击中, 导致排渣管脱落。

2.1.2 排渣管接箍内的卡块磨损过度, 导致公接箍从母接箍中脱落。

2.2 预防措施

2.2.1 控制排渣管的钢丝绳松紧适度, 使排渣管距离孔底0.3m为宜。

2.2.2 经常用游标卡尺检查接箍内的卡块, 磨损超过3mm不得使用。

2.3 处理方法

2.3.1 当发现排渣管脱落立即提钻, 检查掉落孔内的排渣管的根数和脱落的深度, 可用吸力达0.5t以上的磁块将孔内排渣管捞出。

2.3.2 如根数较多使用磁铁打捞无效, 则用形状如“9”的打捞钩在孔内排渣管脱落的深度下2-3m处旋转打捞。

3 孔内异物

3.1 原因分析

3.1.1 孔口工具等落物造成钻进困难。

3.1.2 孔壁岩石塌落。

3.2 预防措施

3.2.1 严防孔口工具落入孔内, 可用绳索等拴住工具。

3.2.2 提钻或下钻速度尽量放缓, 以免抽吸作用导致孔壁岩石坍塌。

3.3 处理方法

3.3.1 孔内工具的脱落可用磁铁吸取。

3.3.2 孔壁脱落的岩石可用小压力短冲程慢慢地将岩石冲碎, 以防卡钻。

4 孔斜

4.1 原因分析

4.1.1 钻头的压力未掌握好, 导致钻头向较软的一侧跑, 造成孔斜。

4.1.2 两种地层交界时, 由于岩层的倾角过大, 易造成钻头顺层跑, 造成孔斜。

4.2 预防措施

4.2.1 适当掌握钻头的压力, 根据岩石的强度, 钻头单位压力宜大于岩石的抗压强度20%为宜。

4.2.2 根据岩石的倾角和岩石的抗压强度, 采取合适的钻进参数, 既

能破碎岩石又不导致顺层跑的压力为宜, 一般采取低压力、短冲程为宜。

4.3 处理方法

对于孔斜较大的钻孔需立即停止钻进, 往孔内填坚硬的块石 (块石尺寸0.3m×0.3m) 至开始倾斜的部位上1m, 适当控制钻压, 慢慢穿过造斜地层。

5 卡钻

5.1 原因分析

5.1.1 钻头磨损过大, 导致钻头底部小于钻头中上部, 在孔壁和钻头摩擦力大于机械提升力时卡住钻头, 这是卡钻的主要原因。

5.1.2 孔口工具的脱落钢丝绳的脱落、孔壁岩石的脱落等, 导致钻头卡在孔壁岩石内, 使钻头无法动弹, 从而形成卡钻。

5.2 预防措施

5.2.1 在破损岩层中钻进用好泥浆, 泥浆粘度宜在25S以上。

5.2.2 开孔前一定要对已磨损的钻头底部外切削刃进行加固, 加大到钻头的设计参数。

5.3 处理方法

5.3.1 在清干孔底沉渣的前提下, 强力起拔, 集中冲钻机上的所有卷扬和冲击机构的冲击力, 突然强力起拔钻头。

5.3.2 在上一种方法不奏效的前提下, 集中冲击钻机上的所有卷扬提

升力, 同时采用25t以上吊机的最大提升力并配合钻机冲击机构的冲击力, 强力提拔钻头。

5.3.3 在上两种方法仍不奏效的前提下, 清干孔底沉渣, 集中冲击钻

机上的所有卷扬机提升力全部施加在冲击钻头上, 派有资格证书的专职爆破员取乳胶炸药 (硝铵炸药亦可, 但须防水严密) 50g, 两发电雷管, 做成炸药包并用粘土做成配套, 送至冲击钻头底部, 做好200m安全警戒工作后起爆。这种利用爆破瞬间产生向上的巨大冲击力托起被卡的冲击钻头, 是解决卡钻的最有效的方法。

6 埋钻

6.1 原因分析

6.1.1 泥浆粘度过小, 携带岩石碎屑能力太强, 造成孔壁坍塌埋住钻头。

6.1.2 停电及机械故障造成钻头停在孔底, 岩石碎屑将钻头埋入。

6.1.3 卡钻事故未及时处理, 导致埋钻。

6.2 预防措施

6.2.1 配置好泥浆, 粘度在25S以上方可。

6.2.2 机械故障后, 应立即组织吊车停车将钻头埋离孔底2mm以上。

6.3 处理方法

6.3.1 清孔强力起拔法。在采用泵吸反循环清干孔底清渣的前提下,

集中冲击钻机上的所有卷扬和冲击机构的冲击力, 突然强力提拔钻头。

6.3.2 人工挖孔法。如果地层适合人工挖孔桩施工, 当埋钻发生后, 立

即用黄砂回填钻孔, 采用人工挖孔桩施工, 孔径大于原孔径0.6m左右, 砼护壁, 将孔深挖至钻头底部后, 将钻头吊出孔外。S

摘要：本文通过对冲击钻进工程桩施工中常见事故的原因分析, 提出了预防措施, 并结合施工经验等点对常见事故的处理列举了相应的处理方法。

高桩码头结构病害防治及分析 篇4

关键词：高桩码头结构,病害分析,施工措施

1 高桩码头结构特点

高桩码头是建造在软土地基上的主要码头结构形式之一。高桩码头显著的结构特点是结构轻, 受力明确, 适宜作成透空式, 减弱波浪的效果好, 适于软土地基。缺点是结构单薄, 耐久性差, 构件易损坏并难于修复, 对地面超载及装卸工艺变化适应性差。它的基本组成可主要分为以下几部分。

上部结构。码头地面, 将桩基连成整体, 并把荷载通过桩基传给地基, 安设有各种码头设备。

桩基。支承上部结构, 并把作用在上部结构上的荷载传给地基, 同时也起到稳固地基的作用, 有利于岸坡稳定。

挡土结构。为了减小码头的宽度和与岸坡的衔接的距离, 而设置挡土结构, 以构成地面, 有前板桩墙, 后板桩墙和重力式挡墙。

岸坡。要求有足够的稳定性, 对波浪、水流大的地方和地质差的情况, 需要进行护坡处理, 以免受冲刷。

2 高桩码头结构病害分析及影响分析

2.1 裂缝病害

裂缝一般都是高桩码头结构较为常见的主要病害, 裂缝的产生往往是各种原因共同作用的结果, 其对码头结构的危害程度也不一。另一方面由于横向联系的连锁反应, 导致码头结构整体受力性能和稳定性也因此降低, 直接影响着码头结构的承载力。

2.2 剥蚀病害

剥蚀也是高桩码头结构常见的一种病害, 其表现在码头结构混凝土表明出现露石、蜂窝麻面甚至混凝土剥落等。这种病害主要是由于水质侵蚀、波浪冲磨、冻融剥蚀以及风化剥蚀所造成。剥蚀病害对高桩码头结构的影响是, 使结构的有效截面尺寸减小, 诱发钢筋锈蚀, 导致码头结构承载力降低;甚至会造成结构出现大裂缝, 造成混凝土强度大为降低, 导致结构破坏。

2.3 地基不均匀沉降引起的破坏

地基基础不均匀沉降对高桩码头结构的影响较大, 一般都会引起高桩码头结构的开裂, 甚至会导致整个码头结构整体或者局部倾斜。地基不均匀沉降除了引起码头结构产生裂缝外, 还导致码头结构整体下沉、滑动、倾斜、开裂等, 严重危及码头结构的安全。

3 高桩码头的施工中的关键措施

3.1 沉桩施工

沉桩是确保工程质量的关键, 与其他工程相比, 沉桩施工技术比较复杂。为保证桩基施工顺利进行, 施工前应根据工程桩位平面布置图, 结合地形、地质、水深、海况和沉桩操作对航行有无影响等情况, 拟订沉桩施工技术措施, 编制沉桩施工顺序图, 并按沉桩顺序安排制桩及沉桩。同时在沉桩前必须进行以下工作:结合基桩允许偏差, 校核各桩是否相碰;根据选用船机性能、桩长和施工时水位变化情况, 检查沉桩区泥面标高和水深是否符合沉桩要求;检查沉桩区有无障碍物;沉桩区附近建筑物和沉桩施工互相有无影响。

另外根据工程经验, 笔者认为在沉桩施工中应重点掌握以下施工要点:当沉桩遇土层异常情况时, 应会同有关单位研究, 必要时进行补充钻探, 以摸清土层实际情况;沉桩区需先行挖泥时, 为使岸坡恢复稳定, 挖泥后应根据土质、坡度、水流、挖泥深度及施工要求等情况, 间歇一定时间沉桩;在沉桩过程中应观测岸坡及邻近建筑物位移和沉降, 并作好记录;沉桩后进行回填或抛石前, 必须清除回淤浮泥和塌坡泥土。抛填过程中, 宜定时施测回淤量。如遇异常情况, 如大风暴、特大潮等过后, 必须及时施测回淤量, 必要时, 应再次清淤。清淤后及时进行抛填, 应做到随清随抛。

3.2 疏浚工程

疏浚工程是采用人力、水力或机械方法为拓宽、加深水域而进行的水下土石方开挖工程, 其是高桩码头施工的一大工程。疏浚工程施工尤其要控制好的施工技术如以下几点。

浚前测量。疏浚工程施工之前应对施工区进行浚前测量, 以作为核实疏浚工程量和组织施工的依据。对回淤明显的施工地区、且有回淤的地区, 浚前测量可按施工的先后顺序、分区分期, 在接近工程开工时进行。

挖泥船应按设计图纸和批准的施工组织设计进行施工, 并应根据现场的土质、工况条件和挖泥船本身的性能, 选定合理的施工方法和工作参数。作业时应适时准确测定挖泥船的位置, 避免产生漏挖或过大的超挖。

基建性疏浚。基建性疏浚实施前, 宜进行扫床, 并应采取必要措施, 确保施工人员和疏浚设备的安全。对可能有爆炸物存在的施工区, 可预先用磁力仪扫测, 并通过潜水员检查由专业人员进行扫除。对杂物、杂草和树根必要时应采取措施进行清除。

疏浚施工期间应定期对挖泥船定位用的标志进行校核, 在大风之后应进行检查、校准。对施工精度要求较高的工程, 绞吸挖泥船宜采用挖泥剖面仪, 耙吸挖泥船宜用耙头电子图形显示装置控制开挖位置。

3.3 墩台施工

在墩台施工前应按设计提拱的配合比进行室内试验, 确定施工配合比。配合比应由试验室多次试配, 选择最合理配合比。正式浇筑墩身前, 应根据选择的最优配合比浇筑实验墩, 取得相应的技术参数, 为墩身施工的施工配合比、坍落度控制、温度应力控制、浇筑速度控制及养护方式等提供依据。

因墩台体积和自重较大, 同时由于在潮位变化和桩基自身受力条件限值, 无法采取一次性整体浇筑, 因此首先需考虑不同墩台的分次浇筑及底模侧模的足够强度、刚度。由于墩台采取分次浇筑, 需加强其外观和整体浇筑的质量, 在工艺和方法上采取可行的措施。

为此, 墩台砼必须是原装原色, 色泽一致、结构尺寸准确, 棱角分明, 强度符合设计要求, 且表面光洁平整, 接茬顺直;砼表面严禁涂、刷、抹。墩台前后、左右边缘距设计中心线尺寸误差不超过±20mm。支承垫石顶面高程允许偏差0~-10mm, 平整度不大于5mm;每孔混凝土梁一端两支承垫石顶面高差不超过4mm。各种预埋件、预留孔位置正确, 无漏项。墩身采用大块钢模板墩身一次立模到顶, 一次浇注砼;桥台耳墙高度范围内的台身和托盘、顶帽应一次性浇注成型。

墩台施工完毕, 应对全桥进行中线、水平及跨度贯通测量, 并标出各墩台的中心线、支座十字线、梁端线及锚栓孔位置。暂不架梁的锚栓孔或其它预留孔, 应排除积水将孔口封闭。

3.4 施工期岸坡的稳定性控制

挖泥要严格控制, 采用分段分层均匀方式;合理安排开挖顺序。

采用合理的打桩施工方式, 以减小打桩队岸坡稳定性的影响。

布置监测点, 密切关注岸坡的变形;顺岸设置的深层测斜仪间隔不宜大于80m。

对岸坡严格控制其侧向位移标准。定侧移速度不超过4mm/d, 总位移值不超过30mm。

发现岸坡稳定性出现异常情况, 应及时分析原因同时采取应急措施。当连续三天总侧移大于10mm, 应视为异常情况。

参考文献

[1]陈平, 袁孟全.高桩码头位移原因分析及其预防措施[J].中国港湾建设, 2006, 21 (6) :15～18.

工程桩病害分析及处理 篇5

灰土挤密桩是利用冲击在地基土中挤土成孔, 然后向孔内夯填灰土成桩。成孔时, 桩孔部位的土被侧向挤出, 从而使桩周土得以挤密。灰土挤密桩是将不同比例的熟石灰与土混合之后, 通过不同的方式将灰土夯入孔内。灰土挤密桩地基是由灰土挤密桩与桩间挤密土共同组成的复合地基。灰土挤密桩首创于前苏联, 主要用以消除黄土地基的湿陷性, 20世纪50～60年代, 我国在西北地区进行了大量的试验应用, 70年代以来, 逐步推广, 得到了广泛的发展, 目前, 灰土挤密桩已成为处理湿陷性黄土地基的主要方法之一。

灰土挤密桩适宜于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基, 处理深度宜为5～15m。它的优点在于, 施工简单、加固效果好、成本低廉、无污染、施工工期快等。湿陷性黄土属于非饱和的欠压密土, 具有较大的孔隙率和偏低的干密度, 这是其产生湿陷变形的根本原因。

灰土挤密桩地基加固原理:一方面, 通过成孔和夯实将地基土挤压成孔, 迫使桩孔内的土体侧向挤出, 使桩周一定范围内的土体受到压缩、扰动和重塑, 当土体被挤密到一定的干密度或压实系数时, 该土体的湿陷性就会消除;另一方面, 石灰是一种最常用的气硬性胶凝物质, 也是一种传统的建筑材料。当熟石灰与土混合之后, 将发生较为复杂的物理化学反应, 生成硅酸钙及铝酸钙等水化物及部分石灰的碳化与结晶, 凝结成一定强度的桩体, 桩体与经过挤密的土体组成复合地基承受荷载。同时, 灰土挤密桩具有一定的抗弯和抗剪刚度, 即使浸水后也不会明显软化, 因而它对桩间土具有较强的侧向约束作用, 阻止土的侧向变形并提高其强度。

2 工程概况

天水市三阳川卦台山风景区某大殿, 建于2009年, 一层木结构, 高16.38m, 大殿台基尺寸为27.7m×16m, 需处理范围为47.7m×18m。地基处理采用灰土挤密桩, 独立基础。结构设计要求地基处理后复合地基承载力标准值达到220kPa。地基处理施工于2009年8～9月进行, 共完成灰土挤密桩1997根。经平板静力载荷试验检测, 复合地基承载力达到了设计要求。该工程竣工使用已两年时间, 经沉降观测, 地基变形稳定, 加固效果良好。

3 工程地质条件

该场地位于天水市三阳川卦台山山腰平台处, 场地土主要由第四纪的人工堆积成因的杂填土和风积成因的粉土组成, 地势较平坦。位于秦岭纬向构造带与陇西旋卷构造带的复合部位, 祁、吕贺山字型构造体系的前弧。根据工程地质勘察报告揭示, 该场地出露的土层有:杂填土①、粉土②、粉土③, 其工程地质特征如下:

(1) ①层杂填土 (Q4)

分布于整个场地, 1.5m, 以粉土为主, 土质不均匀, 松散。

(2) ②层粉土 (Q4)

分布于整个场地, 厚度变化较大, 层厚3.3～18.10m, 黄色, 土质干燥、稍密、干强度低、无韧性、以粉土颗粒为主。

(3) ③粉土 (Q4)

分布于整个场地, 红褐色, 土质干燥、稍密-中密、干强度低、无韧性、以粉粒为主, 见少量炭腐、蜗牛壳、钙质结核、植物根等。未揭穿, 最大控制厚度15.9m。

该场地在勘察深度内未见地下水。

根据土工试验报告, 粉土以中低压缩性为主, 场地为自重湿陷性场地, 湿陷等级为Ⅳ级 (很严重) 。粉土②物理力学性质指标见表1。

4 地基处理方案

由于该场地为大厚度自重湿陷性黄土场地, 湿陷等级为Ⅳ级 (很严重) 。征对该工程地质条件, 为了确保工程质量, 经方案比较与经济分析, 地基处理方案采用灰土挤密桩, 基础形式为独立基础。

5 地基加固处理设计

5.1 加固目的

1) 提高地基土承载力。

2) 消除或减少地基土的湿陷性和压缩变形。

5.2 设计参数

1) 成孔孔径0.4m, 桩间距1.00m, 桩排距0.87m, 桩位呈等边三角行满堂布置。处理深度为8m。

2) 桩孔内填料为3∶7灰土。要求λC≥0.95、ηC≥0.90。

3) 开挖松动层0.3～3.4m后碾压2～4遍, 再回填3∶7灰土垫层, 分层碾压, 压实系数≥0.94。

4) 施工前先进行试桩, 采用平板载荷试验, 验证地基处理后复合地基承载力标准值是否满足fK≥220kPa。

6 地基加固处理施工

6.1 试桩

进行试桩时, 由于地基土含水量较低, 成孔难度较大, 为此, 现场进行了预浸水湿润地基。增湿方法如下:机械钻孔, 孔径150mm, 孔深5.00m, 人工注水, 注水孔数量不小于设计桩数的1/2。

试桩完成后进行3组单桩复合地基平板静力载荷试验, 压板面积为1.0m2。试验结果P-S曲线如图1和表2。

根据静力载荷试验结果, 复合地基承载力标准值fk≥220kPa , 满足设计要求。

6.2 施工质量检测

6.2.1 击实试验

本次击实试验采用SJ-Q型标准击实仪。经击实试验, 桩心填料最大干密度1.54g/cm3, 最优含水率20.8%;地基原土最大干密度1.74g/cm3, 最优含水率16.8%。

6.2.2 剖桩取样测试

对施工质量采用剖桩取样测试, 完成人工剖桩探井7个, 取原状土样95件, 测试数据如下:

1) 桩孔填料的压实系数见表3。

2) 桩间土的挤密系数见表4。

3) 桩间土的湿陷性、自重湿陷性见表5。

根据检测结果分析, 灰土挤密桩灰土填料的压实质量满足设计要求;1#、2#、3#、4#、6#探井的桩间土挤密效果较差, 挤密系数未能满足设计要求;1#、2#探井的桩间土湿陷性未能完全消除, 这是因为含水量偏低, 其范围值为3.9%～7.1%。对存在湿陷性的桩间土及挤密效果较差的地段, 进行了补桩处理, 检测结果满足设计要求。

地基土经过灰土挤密桩处理后, 压缩系数平均值<0.1MPa, 属低压缩性土。试验结果表明, 地基表层变形量较大, 建议在开挖松动层后碾压2～4遍, 再回填灰土垫层。对灰土垫层施工质量应进行检测。

6.2.3 现场静力载荷试验检测

施工完成后进行了3组单桩复合地基平板静力载荷试验 (压板面积为1.0m2) , 复合地基承载力标准值﹥220kPa, 满足设计要求。变形模量推荐值为22.43MPa 。

6.3 施工过程注意事项

1) 灰土含水量的测定应由专人负责, 每天测定, 及时调整含水量, 使含水量控制在有效最优含水量范围之内。

2) 桩孔中心点的偏差不应超过桩距设计值的5%;桩孔垂直度偏差不应大于1.5%。

3) 对已成的桩孔应及时尽快夯填, 以防灌水和土块、杂物落入。

4) 施工顺序宜先外排后内排, 同排内应间隔1～2孔进行, 避免因振动挤压造成相邻孔缩孔或塌孔。

5) 填料前, 孔底必须夯实, 桩孔的填料应严格按规定的数量均匀填进, 不得盲目乱填, 否则, 会出现夯填质量事故;可采取大落距少填料等措施进行分层夯填, 使桩心土的压实系数达到设计要求。

6) 雨期或冬季施工时, 应采取防雨、防冻措施, 防止土料或灰土受雨水淋湿或冻结。

7 结论

1) 该工程竣工已2年时间, 经沉降观测, 地基无变形。证明该地基处理技术的应用是成功的。

2) 实践证明, 当载荷试验地基承载力标准值满足设计要求时, 挤密系数未必满足要求, 湿陷性不一定消除, 提示注意。

3) 施工前应在现场进行成孔、夯填工艺和挤密效果试验, 以确定分层填料厚度、夯击次数和夯实后干密度等要求。并进行载荷试验, 确定复合地基承载力标准值是否满足设计要求。

4) 地基土的天然含水量是影响成孔挤密效果的主要因素。含水量接近最优含水量时, 土呈塑性状态, 挤密效果最佳;含水量偏低时 (小于12%) , 土呈半固体状态, 有效挤密区缩小, 桩周土挤压扰动而难以重塑, 成孔挤密效果较差, 湿陷性难以消除, 且成孔难度较大, 应预浸水增湿至最优含水量。

5) 对于复合地基, 由于地基处理深度有限, 如果处理深度以下浸水, 则下卧层沉降也会引起地基下沉。故此, 必须作好排水, 防止管道、地沟漏水, 杜绝地基土长期浸水。

摘要：灰土挤密桩是处理湿陷性黄土地基的主要方法之一, 主要作用是消除黄土地基的湿陷性, 以提高地基土的承载力。通过工程实例, 详细地介绍了灰土挤密桩在湿陷性黄土地基中的具体应用及施工质量检测方法, 对消除地基土的湿陷性进行了研究, 提出了该方法在施工中的注意事项。该工程竣工使用已2年时间, 经沉降观测, 地基变形稳定, 地基处理效果良好。

关键词：地基处理,湿陷性黄土,灰土挤密桩,复合地基,静载荷试验

参考文献

[1]钱鸿缙, 王绩唐, 罗宇生.湿陷性黄土地基[M].北京:中国建筑工业出版社, 1985.

[2]常士骠.工程地质手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1992.

[3]曾国熙, 卢肇钧.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1988.

[4]苏宏阳, 郦锁林.基础工程施工手册[M].北京:中国计划出版社, 1996.

水泥土挤密桩处理路基病害的体会 篇6

关键词：路基,水泥土挤密桩,质量控制,检测

某段路基位于河北省境内,地形略有起伏,地势开阔,路基填方高8 m～11 m,路基本体于1998年9月填筑完成,2000年1月通车运营,2000年10月线路经验收,交由工务段管理,11月工务段反映此段路基有病害存在。

1 路基病害情况

该段线路起道后,很快沉降2 cm～3 cm,路基基床及下部填料含水量较大,松软,受力后向两侧挤出,现象较突出,从动态检测看,此段三角坑较多(最多6处/km),从静态检测看,轨距较正常,但轨道水平高低难以保持(变形量20 mm～30 mm),方向也发生变化,曲线形成反超高,尤以桥涵两侧更为明显。

2 原因分析

为查明路基变形原因:

1)在全段共取样33组,其中基床表层20组,基床底层12组,路基本体1组,填料组别如下:基床表层:B组6个,主要为砾砂,粗砂,C组12个,为粉粘土及砂粘土,D组2个,为粘土。基床底层:B组3个,主要为砾砂,粗砂,C组8个,为粉粘土及砂粘土,D组1个,为粘土。路基本体:C组1个,为粉粘土。

2)另外对沿线路基面进行了测量(左路肩,左线中心,路基中心,右线中心,右路肩),间距25 m～50 m。

根据现场调查及实验结果分析,部分路基基床表层填料为C组土(粉粘土,液限WL=30.0～37.8,塑性指数Ip=10.0～18.5)及D组土(粘土,液限WL=42.4～50.0,塑性指数Ip=18.0～23.0),部分样品具膨胀性(自由膨胀率fs=20%～64%),填料容易吸水,吸入后难以排出,且分布不均匀,含水量较大,另外台后路基施工期间压实不足,在7月份连降暴雨的情况下,雨水下渗,导致土体含水量过大,基床表层土体强度降低,在列车荷载作用下,沉降量增大,而且不均匀,导致轨道变形;含水量加大同时使土体天然容重加大,土体抗剪强度降低,施工期间大型碾压机械无法到边,压实不足,导致边坡滑塌。

3 设计情况简介

根据现场样品分析情况,决定采用水泥土挤密桩加固,成孔直径0.28 m,成桩直径0.3 m。

3.1 平面布置图(见图1)

3.2 加固措施

1)D组土段落:计380 m(双线),桩径0.3 m,深1.5 m,横向间距0.6 m,纵向间距0.543 m。2)C组土段落:计L=1 850 m(单线),桩径0.3 m,深1.0 m,横向间距0.6 m,纵向间距0.543 m。3)桥梁两端台后:计110 m(双线),桩径0.3 m,深2.5 m,横向间距0.6 m,纵向间距0.543 m。

3.3 质量要求(见表1)

4 施工情况简介

此次水泥土挤密桩共42 995 m,为抢在雨季之前完工,工期定为3.12～5.15,施工期间先封闭一条线路,之后换线施工,施工开始前进行了试桩,结果见表2。

经分析决定采用12%(重量比)的掺量。试桩过程中同时总结了夯击次数、水泥土最佳含水量等施工参数。

4.1 施工工艺流程(见图2)

4.2 施工过程中的质量控制

1)因从桩孔中取出的填料局部为C,D组,不符合填料要求,无法进行拌和,故全部采用外运合格填料作为桩内土,并设置拌合场,集中拌和,拌合场每日测定含水量,填料统一过筛,水泥含量过磅确定,保证了拌合料的质量。2)拌合料填入前进行夯底,之后按规定厚度分层填入,分层夯击,每层均达到规定次数,封顶采用平底锤,保证路基面形状。3)当日施工结束前,进行轻型动力触探抽样检测,对不合格者进行补夯甚至返工。4)现场技术人员全天在场,对施工过程中出现的问题,及时解决。

4.3 施工过程中的安全控制

因施工期间临线正常通车,故安全生产问题尤为突出:

1)对人员作好安全教育,对可能发生的事故进行分析、演练,所有人员必须听从指挥,没有命令,不许上道作业。2)挖碴的钢叉、成孔的洛阳铲均比较锋利,行走时不许扛在肩上,一律放下手持头部,防止伤人。3)在作业点两侧800 m处设慢行标志,专人看守,并采用有线电话及无限电话两种措施保障通讯畅通,施工点处设安全员,穿黄马甲,持铜笛,接到前方指令后,立即鸣笛,所有人员工具立即下道,待列车通过后再继续施工。4)每天施工结束后,彻底清点工具,确认无遗留物品后方可离开。5)建立安全奖惩责任制,落实到个人。

5 质量检测

施工结束后,按照设计的质量要求,逐一进行检查,桩深、桩径均符合要求,其中无侧限抗压强度及干密度测试结果见表3。

测试结果表明,水泥土挤密桩的施工质量完全符合设计要求。根据公务段的养道记录,加固后的路基基底稳固,变形小,轨道平顺,养护作业工作量明显减少,现在列车已经恢复正常运行速度。

6 经验总结

1)路基上作业面狭小,行车密度大,作业点两侧必须设专门嘹望人员,各种材料、工具合理放置,便于移动,防止侵限,严防各种工具连通轨道电路,人员作好安全教育,保证安全生产。2)严禁成孔时取出的填料及拌合料撒落,污染道床。3)桩顶面标高应严格控制,防止出现凹槽或凸起,以免破坏路基面形状,有碍排水。4)从桩孔中取出的填料组别不同,含水量差异大,而且呈块状、粘团状,无法进行立即拌和,虽然可运至路基下部进行晾晒,粉碎后使用,但如果路基填方大于6 m,上下倒运极为不便,影响施工进度。5)由于施工点分散,路基上作业面狭小,如在路基上各处分别拌和,颗粒粒径、含水量、水泥用量、拌合均匀程度均难以保持一致,建议设置拌合场,集中管理,统一供料,以保证拌合料的质量。6)各工序密切配合,拌制的水泥土必须在水泥初凝前全部用完,每日拌制的水泥土数量应与其他工序的生产能力相匹配,防止浪费。7)清出的石碴应合理堆放,防止滚下路基伤人,同时将引起缺碴。

参考文献

[1]戎建开.灰土挤密桩施工中异常桩的处理措施[J].山西建筑,2004,30(19):22-23.

工程桩病害分析及处理 篇7

微型桩是一种小口径的钻孔灌注桩,孔径通常小于300 mm,桩内通常含有加筋体,根据工程需要,加筋体可以为钢筋、钢管以及废旧钢轨等。这种桩型具有施工场地小、钻孔适用各种类型的土、布置形式灵活、与同体积灌注桩相比承载力较高等特点[1,2,3,4]。

目前,国内外学者针对微型桩抗拔性能进行了一系列研究,并取得一些研究成果,例如:Poulos 和Davis认为[5],微型桩的极限抗拔力是由沿桩身的黏聚力和桩重组成,但在《建筑桩基技术规范》[6]中则采用抗压桩的桩侧阻力乘以相应的抗拔系数来确定抗拔桩的极限承载力。吕凡任等[7]通过软土地基上微型桩的单桩、群桩抗压和抗拔现场试验认为:单桩荷载-沉降曲线是缓变型,属摩擦桩,在上拔荷载的作用下, 群桩和单桩中的直桩表现出相似的荷载-变形关系,而斜桩表现出比较大的抵抗上拔荷载的能力。魏鉴栋等[8]对软土地基中微型桩单桩和群桩也进行了抗拔试验,试验表明微型桩能承受一定的抗拔力,尤其是斜桩基础能有效地减少竖向拉力引起的位移,微型桩群桩则表现出更好的抗拔性能。

近年来,微型桩在边坡、基础工程及滑坡处理等方面得到了成功的应用,但是在隧道病害整治中应用相对较少,尤其是利用微型桩抗拔性能进行隧底结构裂损病害整治尚未见相关报道。因此,拟结合利用微型桩整治某隧底填充结构裂损病害的工程实例,对微型桩整治水压力作用下隧底填充结构裂损病害的原理及整治效果进行研究和分析,以期为类似隧道病害整治提供参考依据。

1工程概况

某隧道地处福建西北部,进口段隧道埋深约埋深在40～60 m,穿越F1、F2断层,断层可见宽度约15 m,地下水发育,麋棱岩为主,伴有绿泥石化,少量团块状硅化,断面产状100°∠70°,走向与路线夹角为42°,为压扭性逆断层,上盘下盘挤压片理发育,影响宽度各约20 m,施工详勘围岩级别定为Ⅴ级,局部Ⅳ级。补勘后,判定隧道洞身围岩均为震旦系丁屋岭组(Z1dn1)云母石英片岩夹千枚岩,全风化,自由膨胀率2%～37%,蒙脱石含量0.9%～6.4%,阳离子交换量42.88～89.26 mmol/kg,为非膨胀土,内摩擦角13.7°～21.1°,黏聚力20～53 kPa,压缩模量2.41～4.89 MPa。风化层,呈硬塑～坚硬状,结构致密,孔内标贯击数30～58击,弹性波速1 573～22 000 m/s。隧道底板以下局部地段为石岩系船山组灰岩,弱风化,石灰系经畲组(C2j+C3C)砂岩,强风化。补勘后综合判定围岩级别为Ⅴ级。

隧道开挖后,隧道进口段衬砌出现大量裂缝,特别是在仰拱填充结构部位,裂缝上宽下窄,呈“Ⅴ”字形,局部裂缝发育斜向发展。多数裂缝均未到底,左线仰拱填充结构裂缝最深约82 cm,右线仰拱填充结构裂缝最深约129 cm。从变形资料看,呈现出隧底仰拱中心位置上抬,两侧墙脚下沉的状态。图1为仰拱填充结构表面开裂现场情况,图2为仰拱填充结构表面裂缝分布图。

2微型桩加固原理及方案

2.1微型桩加固原理

该隧道施工过程中,在隧道进口段右上部建设水泥厂填筑场地,改变了原有地形地貌,抬升了地下水位。同时,该隧道采用在边墙与拱部设置盲管+无纺布+防水板的排水系统,隧道底部则不设任何地下水排导系统,这种排导结构会导致较大水压力作用在衬砌仰拱上,使仰拱开裂。根据隧底结构开裂特征,即仰拱填充结构部位,裂缝上宽下窄,呈“Ⅴ”字形,局部裂缝发育斜向发展,多数裂缝均未到底,在排除了其它影响因素外,认为仰拱填充结构开裂主要是仰拱在外力作用下上抬造成的。根据钻孔地质勘察资料可知:地下水位范围1.4～1.7 m,埋深在40～60 m,结合复合式衬砌水压力原理[9,10],假设作用水头为50 m,经计算可知,作用在衬砌结构上的水压力分布规律如图3所示。

综上述分析可知,仰拱填充结构裂缝上宽下窄,呈“Ⅴ”字形,多数裂缝均未到底,呈现出隧底仰拱中心位置隆起,两侧墙脚下沉的变形状态。因此,可以利用微型桩能提供的抗拔作用进行仰拱填充开裂病害整治,另外,微型桩具有结构简单,施工快捷,受力合理等特点,有利于在隧道工程中应用。微型桩加固仰拱填充开裂机理是: 通过借助微型桩的水泥浆沿其长度提供抗剪能力,产生阻力,发挥受拉特性,抵抗由作用在仰拱底部水压力及软弱围岩挤压造成的土压力,减小或抑制仰拱上抬,从而防止隧道仰拱填充结构的“Ⅴ”字形裂缝产生和发展。

2.2微型桩整治方案

在仰拱左右墙脚部位各设置两排微型桩,纵向间距1.0 m,两排桩错开0.5 m;中部设置3排微型桩,纵向间距1.5 m,桩径127 mm,深度10 m,桩内设置3根直径25钢筋束,桩身混凝土采用C30。仰拱地段设置孔径89 mm注浆加固基底,孔口管采用1 m长直径76 mm×6 mm钢花管,间距1.5 m(横向)×1.5 m(纵向)梅花型布置。基底加固微型桩平面布置图和基底加固断面图如图4所示。

3加固效果数值分析

3.1计算模型

计算时把微型桩考虑成一个全长黏结体,微型桩通过浆体与钢筋及围岩与浆体的相互作用产生抗力,阻止隧道仰拱抬升,从而防止仰拱填充继续开裂,保证衬砌结构的安全。衬砌采用实体单元模拟,微型桩加固隧道基底计算模型如图5所示。

3.2计算参数

拱墙及仰拱为C35钢筋混凝土,弹性模量取32.25 GPa,仰拱填充结构为C20混凝土,弹性模量取28 GPa,衬砌厚度取50 cm。Ⅳ级围岩,围岩重度为22 kN/m3,弹性反力系数取为200 MPa/m,围岩侧压力系数为0.3,围岩压力根据《铁路隧道设计规范》[11]确定。衬砌结构水压力分布按图4所示。微型桩抗拔能力简化成弹簧,其弹性系数取400 MPa/m,微型桩长度为10 m,衬砌与仰拱填充结构采用实体单元。

3.3计算结果及分析

图6为Ⅳ级围岩条件下采用微型桩加固前后衬砌结构内力状态及微型桩轴力分布情况。由图可知,未加固时衬砌结构最大主应力极值出现在填充结构上部靠近隧道轴线位置,为拉应力,最大主应力极值约为1.90 MPa;最小主应力极值出现在墙脚位置,为压应力,最小主应力值极值为-4.71 MPa。采用微型桩固后,衬砌结构最大主应力极值仍出现在填充结构上部,但其位置在隧道轴线两侧,为拉应力,最大主力极值约为0.39 MPa;最小主应力极值则出现在墙脚位置,为压应力,最小主应力极值为-1.59 MPa。左侧、中部、右侧微型桩轴力分别为26.5 、34.7、26.5 kN。由计算结果可知,经微型桩处理后,衬砌结构所受拉应力或压应力均有较大程度的减小,仰拱填充结构所受的最大拉应力为0.39 MPa,小于仰拱填充的C20混凝土容许弯曲拉应力值0.43 MPa,仅为C20混凝土的极限抗拉强度值1.7 MPa的21%,不足以导致隧道仰拱填充结构出现拉张裂缝。可见微型桩加固基底结构的方案能有效处理隧道仰拱开裂病害。

由此可知,采用微型桩加固方案能有效整治由于水压力作用导致仰拱隆起开裂的病害,改善仰拱应力状态,有利于衬砌结构的安全,这种加固措施能有效整治隧道仰拱填充结构的开裂。另外,考虑到以往隧道仰拱填充主要采用素混凝土,而素混凝土抗拉强度低,容易开裂,因此,在有水压力作用的仰拱上的隧道,建议在仰拱填充结构配筋,提高仰拱拉强强度。

4整治效果验证

图7为在水压力作用下隧道仰拱填充开裂段沉降曲线,该段隧底采用仰拱填充配筋、微型桩加固处理,施工时间为2011年5月2日。

图7可知,在观测期间隧道总变形量相对较大,最大沉降约7 mm,并且呈现出隧道左、右两侧边墙下沉,而仰拱结构出现了一定隆起变形,在2011年7月份之后沉降有趋于稳定趋势。另外,根据现场观测发现在这两个断面区域内,隧道拱顶与底板均存在大量的裂缝,衬砌墙裂缝宽度0.5～6.52 mm,底板裂缝宽度0.64～1.43 mm,裂缝宽度在2011年8月份后趋于稳定。

图8为采取仰拱填充结构配筋、微型桩加固措施治理后的仰拱及二衬,通过整治后一段时间的观察及变形测试可知,仰拱填充结构配筋、微型桩加固整治措施,整治效果良好,切实可行,为隧道病害整治与设计提供了有价值的理论依据和技术支持,可在类似病害整治中推广应用。

5结论

根据数值计算、隧道施工设计资料、隧道地质条件及现场观测、观察情况等,得出以下主要结论:

(1)微型桩能提供很好的抗拔作用,且具有结构简单,施工快捷,体系整体受力,受力合理等特点。

(2)微型桩加固机理主要是通过其受拉性能抵抗由作用在仰拱底部水压力及软弱围岩挤压造成的土压力,减少或抑制仰拱上抬,从而防止隧道仰拱填充结构的V字型裂缝产生和发展。

(3)通过数值计算,经微型桩处理后,衬砌结构所受拉应力或压应力均有较大程度的减小,仰拱填充结构所受的最大拉应力小于C20混凝土的极限抗拉强度值,不足以导致隧道仰拱填充结构出现拉裂缝。

(4)通过变形测试可知,仰拱填充配筋、微型桩等处理措施对隧道仰拱填充结构开裂能起到抑制作用,有利于变形稳定。

摘要：某隧道进口段仰拱填充结构在施工期出现大量未贯通的“V”字形裂缝。根据隧底填充结构裂损特征,结构现场工程地质条件、水文地质条件、地形地貌及隧道地下水排导系统设计与施工情况,得出作用在仰拱填充结构上的水压力是导致其开裂的主要原因。提出了通过发挥微型桩受拉特征整治水压力作用下隧底填充结构裂损病害的措施。通过数值分析、现场测试和观察得出了微型桩加固能有效减少或抑制仰拱隆起,防止隧道仰拱填充结构的“V”字形裂缝产生和发展。论证了利用微型桩整治水压力作用下隧底填充结构裂损病害的有效性,为类似隧道病害整治提供了参考依据。

关键词：微型桩,仰拱,开裂,抗拔性能,整治效果

参考文献

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工程桩病害分析及处理 篇8

1 隧道信息化施工的运行体系

隧道信息化施工可以笼统地表述为:依据超前地质预报、监控量测数据等信息, 结合实际开挖过程中的地质描述, 在现场及时做出决策, 迅速改变施工方法, 或调整支护结构, 以适应地质条件的变化。这里所说的改变施工方法和调整支护结构, 完全是针对预设计而言的。隧道信息化施工, 犹似战时的军事行动。“军队是否行动”, 根据军事情报做出判断, 而隧道信息化施工, 是根据地质信息 (情报) , 作出是否改变施工方法或调整支护结构的决策。前者, 由战时指挥官作决策, 而隧道信息施工决策, 由隧道建设决策机构作出决策。超前地质预报信息是实施信息化施工的重要信息。由于数据信息集中存储在数据库服务器上, 其中包含学生课程成绩、选课纪录等许多十分重要的信息, 因此一方面要严格限制非授权用户访问学生信息管理系统, 对各类合法用户建立完善的用户权限管理体制, 另一方面要保障系统本身运行的安全性和稳定性, 防止由于系统故障而导致的数据丢失。是一个不可缺少的“战地”信息。因此, 从多方面了解和掌握各项信息, 及时做出反馈设计, 制订出科学的施工方法, 是保证隧道工程质量和安全施工的重要手段。在隧道开挖过程中, 通过超前地质预报探测出前方的围岩状况;根据进深方围岩类别适时选择洞身开挖方式;根据监控量测信息, 适时变更施工方法, 调整施工顺序;依据量测数据, 修改支护设计, 这就是大风垭口隧道信息化施工的核心。

2 隧道信息化施工工程病害分析

随着现代科学技术的迅猛发展, 特别是计算机技术、通讯技术、网络技术、信息技术、自动化控制技术、办公自动化技术应用的普及, 智能化技术飞速发展并不断趋向成熟。地质分析操作安全性:在监控中心组成监视电视墙、对图像实现视频矩阵切换控制及对前端云台和镜头的遥控。当摊铺机在凹凸不平的路基上摊铺作业时, 由于路基不平, 将使调平系统产生波动。例如:行进左侧凹下时, 摊铺机左侧下降, 因此左牵引点滑块也下降, 则熨平板左侧工作角a变小, 熨平板左侧下降, 使摊铺层减薄, 假使这时自动找平装置的纵坡控制器是装在熨平板的左侧。

3 处理措施

用于数据采集。数据采集可以用计数器累计记录采集到的脉冲数, 并定时地转存到数据寄存器中。数据采集也可用A/D单元, 当模拟量转换成数字量后, 再定时地转存到数据寄存器中。PLC还可配置小型打印机, 定期把DM区的数据打印出来。PLC也可与计算机通信, 由计算机把DM区的数据读出, 并由计算机再对这些数据作处理。这时, PLC即成为计算机的数据终端。电力部门曾使用PLC实时记录用户用电情况, 以实现不同用电时间、不同计价的收费办法, 鼓励用户在用电低谷时多用电, 达到合理用电与节约用电的目的。用于进行监控。随着社会和信息技术的快速发展, 使得企业的市政工程造价管理也发生了巨大的变化, 这时也就产生了市政工程造价管理外包, 它们的产生进一步导致了市政工程造价管理的专业化、技术化和集成化, 使企业实现了生产和市政工程造价管理的分工合作, 提高了各自的核心竞争力。20世纪90年代诞生供应链理论后形成的供应链管理系统, 进一步导致了市政工程造价管理的联合化、共同化、集约化和协调化。

每项工程所处地区、地段和地理环境的不相同, 使得工程造价的个别性更加突出。第一阶段军事后勤学上的价值工程在市政工程造价管理中的应用概念, 虽然字面相同, 但是意义已经不完全相同了:第一阶段军事后勤学上的logistics概念主要是指造价的个别性、差异性调度上的造价的个别性、差异性问题, 而新时期的logistics概念则是在各个专业市政工程造价管理全面高度发展的基础上基于企业供、产、销等全范围、全方位的市政工程造价管理问题。它是一种适应新时期所有企业, 包括军队、学校、事业单位的集成化、信息化、一体化的现代造价的个别性、差异性。这个阶段的主要事实是20世纪80年代中期以来企业内部的造价的个别性、差异性:MRPⅡ是把生产管理与生产能力管理、仓储管理、车间管理、采购管理、成本管理等集成起来;DRP是把分销计划、客户管理、运输管理、配送管理、车辆管理、仓储管理、成本管理等集成起来;ERP是把MRP和DRP二者集成起来;ERP是把MRPⅡ与人事管理、设备管理、行政办公等系统集成起来等等。对象选择。根据客观要求选择价值工程的对象, 并明确价值工程活动的目标、限制条件和分析范围。第二步, 组织工作小组。根据不同的价值工程对象, 确定价值工程活动的工作人数, 组成工作小组。第三步, 制订工作计划。工作小组应制订具体的工作计划, 包括具体执行人、执行日期、工作目标等。

参考文献

[1]谢国强.地下工程信息化施工发展现状及对策[J].科技创新导报, 2009.

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