预压技术

预压技术（共12篇）

预压技术 篇1

扬州市文昌东路东延工程芒稻河大桥位于扬州城东部,桥梁起点K4+211.308~K4+555.001位于R=12000m的圆弧曲线上,K4+555.001~终点桩号K5+198.308位于直线段上。桥梁全长987m,主桥墩身与桥轴线成24.121°的夹角,按斜桥正做进行设计,主桥采用的混凝土联系箱梁,其截面为三跨变截面,并采用单箱双室形式进行布置,该主桥的底板和顶板宽度分别为14.5m和21.5m,同时还设置了翼缘板和加厚段翼缘板,其宽度分别为3.5m和7.5m。主桥箱梁和底板厚度均采用的是2次抛物线变化形势,其中主桥箱梁顶板厚度为0.28m。同时主桥箱梁分别在边跨端部和0号块处分别设置横隔板,前者厚度为3m,后者的厚度为1.6m,同时主桥箱梁在中跨跨中也设置了半隔板,其厚度为0.25m。同时箱梁采用了三向预应力体系,能够在横桥向底板保持水平,对于箱顶设置了单向横坡,其横坡坡度为1.5%。

箱梁腹板厚度:1-7号梁段采用0.8米,10-18、18’号梁段采用0.5米,8-9号梁段在0.8米处开始进行直线渐变最终到0.5米为止。本工程分别在0号块两端附近的两处进行局部加固,一处为0号块两端附近的截面顶,另一处为0号块两端附近的底板,主要目的是加强箱梁根部的截面的承受力。

对于主桥连续桥梁施工,采用的主要施工方法为挂篮悬臂浇筑法,在“T”箱梁浇筑过程中,采用支架上现浇方式,对0、1号块梁段进行浇筑,对于其余梁段的浇筑施工,均采用平衡悬臂逐段浇筑法。

箱梁纵向悬浇分段长度为(6×3.0m+5×3.5m+5×4m),箱梁墩顶现浇块件(即0、1号块)总长12.0m,中跨合拢段长度为2.0m,边跨现浇段长度为6.42(6.34)m。

在每个主墩上设置两排临时垫块,并结合墩旁支架形成墩梁临时固结。

1 施工方法的特点

(1)采用液压预压技术代替传统的堆载预压技术,能更好地模拟悬浇挂篮的实际受力,得出可靠的挂篮各项受力参数,为挂篮施工提供依据。

(2)适应范围大

能适应各种类型悬浇挂篮预压的需要。

(3)费用低,速度快

预压设施少,施工速度快,并且可以重复预压(堆载预压法难以做到)。

(4)安全性高

预压载荷是通过千斤顶控制,挂篮出现异常时,可以快速卸载,避免发生安全事故。

2 工艺原理

采用液压预压技术对悬浇挂篮进行预压的方法,主要实施设备是反力架和液压油顶。具体实施过程:首先将反力架固定在已浇筑的箱梁体上,待悬浇挂篮和箱梁底模安装结束后,再将液压油顶置于反力架与底模的预留空间内。利用控制液压油顶压力,下压底模,上拉吊杆,模拟挂篮实际受力,从而测量出挂篮各部位的变形参数,以达到挂篮预压的目的。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

3.2 反力架加工

反力架采用双拼I25b工字钢和Φ32钢管加工组合而成,首先在0、1#块浇筑之前预埋型钢和钢板,以便将反力架与箱梁联接成整体,与已浇筑块件联接成整体。

根据本项目的实际情况,预埋型钢采用双拼I25b工字钢,总长度1.4m,预埋构件内尺寸1.0m,在预埋型钢上间隔25cm开洞,横穿不小于Φ28的螺纹钢,螺纹钢长度小于腹板厚8cm,并与腹板箍筋进行电焊加固,预埋型钢位于腹板中心,型钢中心距底板1.540m,其次距离型钢中心向上3.00m处预埋40*40*2 cm钢板作为反力架的上支点。

3.3 反力架安装

(1)反力架安装采用塔吊辅助安装,首先采用塔吊初步吊装就位,人工辅助就位,采用焊机点焊初步固定,然后上下支点同时进行焊接,焊接有效长度不小于25cm,下口预埋型钢与现场加工反力架型钢在对焊完成后,采用缀板联接,缀板尺寸符合相关规定要求。

(2)单片反力架安装完成后采用Φ16钢管将反力架两两进行联接。

3.4 挂篮底模调整要求

1#块挂篮底模按设计标高调整就位后作为挂篮预压平台。

3.5 准备工作

(1)挂篮主桁架和底模以及反力架安装就位、拼装结束后,同时,张拉主桁架后锚杆以为消除挂篮后锚杆插件与支承梁之间的间隙变形及减小后锚杆的弹性变形。

(2)张拉设备经检查、标定后运至现场就位,油顶放置在挂篮底模与反力架之间。

(3)测量挂篮前下横梁的顶面标高及上、下横梁的垂直间距。

(4)设置安全保护实施,用钢丝绳将挂篮底盘与已浇箱梁联系保护。

(5)做好测量仪器、仪表及记录表格等准备工作。

(6)落实试验人员,并组织试验工作技术交底。

3.6 分级预压

3.6.1 试压方法

利用张拉油顶对挂篮前端进行加载预压。具体的试压方法是在每只挂篮底模的前下横梁上安装3只液压油顶,根据设计预压力,通过张拉油顶,对挂篮进行分级加载或卸载,同时测出其相应的变形值。

(1)分级加载和卸载

其主要目的是控制加载速度,便于观测挂篮变形随荷载变化的规律,同时,有利于挂篮预压试验的安全。挂篮预压加载总量按箱梁最大悬浇块件重量的1.3倍考虑,即单个2#块重261T,预压重量为339.3/2T(即每只油顶施加的最终压力为113.1/2=56.55T),每级加载为总荷载的10%;卸载与加载级距相同,以便于对其变形进行分析对比。

(2)级间间歇时间

分级加载级间间歇时间,根据钢结构试验的有关资料显示,其加载后的变形基本稳定时间一般在10min左右,因挂篮属于钢结构,可按10~20min控制。卸载间歇时间与加载相同。

3.6.2 测量监控

(1)变形及变位观测

其变形及变位观测的主要项目包括主桁前、后支点的沉降,及前吊点的变形挠度;

前吊杆的伸长量;挂篮前下横梁顶面测点标高测量;挂篮主桁前倾位移观测等。测量仪器及工具主要采用水准仪、钢尺、垂球等,仪器及量具必须经校验后,方能投入使用。

(2)挂篮按加载与卸载重复循环2次进行预压试验,以消除挂篮的非弹性变形。

(3)预压结束后,应对观测数据分析处理,同时,绘制挂篮试验的荷载与挠度对应关系曲线,作为挂篮悬浇施工立模标高调整的依据。

3.6.3 反力架拆除

待预压结束,且观测数据分析无异常后,利用塔吊或吊车拆除反力架。

3.6.4 预压试验注意事项

(1)严格按分级加载的方法进行预压试验,每级加载应做到缓慢、平稳、准确,以保证结构的安全和试验成果的准确性。

(2)每级加载至额定荷载后,应持压10min,待其变形基本稳定后及时用螺母锁定传力拉杆,然后,进行各部位的变形观测,并做好记录。

(3)每级加载试验结束后,应及时进行计算变形值与实际变形值的对比分析,如出现数据异常,应立即查明原因,及时排除,方可进行下一级加载。

(4)在加载过程中,应注意观察主要受力杆件的变形,焊缝有无出现裂缝,结构支承及连接部位的稳定性等,一旦出现异常情况时,应立即停止加载,并查明其原因,同时采取相应措施,方可继续进行试验。

(5)挂篮预压试验是处于T构的两悬臂端的前端,为确保T构两端的平衡受力,2只挂篮的加载应基本做到同步或相差一个级距,以减小其不平衡弯矩。

(6)挂篮预压试验应连续进行,并做到加载级距和间歇时间均匀,以提高试验成果的准确性。另外,为使卸载后的结构变形得到充分恢复,其空载持续时间应≥30min,同时应观测测卸卸载载后后的的变变形形恢恢复复情情况况和和残残余余变变形形值值。。

3.7材料与设备(一只挂篮预压)

4质量控制

4.1反力架质量控制标准

4.2 吊杆质量要求

(1)吊杆(吊带)抗拉强度安全系数≥2.0。

(2)吊杆(吊带)表面损伤,无焊点

(3)吊杆(吊带)的锚固端采用加强处理,如是精轧螺纹钢吊杆,锚固端用双螺帽加固。

4.3 质量保证措施

(1)反力架原材料必须经过严格验收,确保材料本身质量。

(2)油泵、油顶、油表等加载设备,提前标定,并随时检查,保证其正常工作。

(3)测量、观测仪器精度合适,数据准确。

(4)挂篮预压实施时,一人统一指挥,加载设备和观测仪器必须固定专人操作观测。加载时缓慢均匀对称进行,若有异常立即停止预压等检查,排除原因后,再进行预压。

(5)预压结束后,及时收集整理观测数据,计算出各项技术参数。

5 安全措施

(1)悬浇挂篮预压是一项危险性较高的工作,施工前应制定严密的安全保证措施。明确各级人员的安全职责,交待清楚各部位施工及观测人员的安全注意事项,确保预压施工安全进行。

(2)多人检查挂篮系统和反压系统的各连接机构牢固性和可靠性,重点检查挂篮后锚点、挂篮的前支点、挂篮的前吊点、吊杆的连接点(若有)、吊杆的锚固点、反力架的焊缝,承压点等。

(3)在挂篮后锚点与砼梁间、挂篮底板与砼梁间、反力架与砼梁间加设安全防护钢丝绳,以防意外事故。

(4)为保证油泵操作手的安全,油泵置于砼梁的空箱内,操作人员在空箱内操作。加载时,观测人员应与现场保持一定的安全距离,待每一级加载稳定后,观测人员再就近观测。

(5)挂篮预压施工时,应派专人巡查,严禁无关人员进入现场。

6 环保措施

本工法对周围环境和居民影响很小。施工时,应在油顶油泵处铺设塑料膜,以防止油顶油泵的液压油污染箱梁梁体,若梁体受到油污染,应立即用黄砂吸油,而后用清洁剂清洗干净。

7 结语

扬州市文昌东路东延工程芒稻河大桥主桥上部结构挂篮施工采用预压法的相关工艺及技术措施,保证了整个上部结构挂篮施工的工程质量和工程进度,可以为同类型的桥梁施工提供借鉴。

摘要：通过扬州市文昌东路东延工程芒稻河大桥主桥挂篮预压施工的实践,介绍支架预压的施工工艺及施工技术,提供了挂篮预压施工过程中需要注意的相关事项。

关键词：挂篮,预压,反力架,施工技术

参考文献

[1]《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)

[2]《公路施工手册桥涵》(交通部第一公路工程总公司主编)

预压技术 篇2

一、预压概况：

邯钢路桥梁工程主桥设计为现浇箱梁，跨径布置为19.6+37.5+19.6+19.6+37.5+19.6，共长153.4米，分两联布置，第一联跨越南水北调总干渠，第二联跨越西环路，结构型式为单箱五室预应力等截面现浇箱梁，设计为C50混凝土共计3735.4m3，梁高2.0m，箱梁顶板宽31m，底板宽26m，两侧悬臂长均为2.5m，箱梁顶板厚度0.25m，底板厚度0.22m，腹板跨中厚0.5m，腹板墩顶附近厚0.8m，在支点截面处设置端、中横梁。其中中横梁宽3m，端梁宽1.5m。横坡由梁底中心弯折起坡，双面坡均为2%。

地基处理：为了保证满堂支架稳定和施工安全，地基处理尤为重要，尤其承台基坑内充水，待水抽干后，必须挖除所有淤泥，保证不翻浆。挖方工序完成后，基坑底整平压实，承台基坑内填筑钢渣，与大面积基坑底持平，碾压密实后开始分层填筑石灰土，分两层施工，每层压实厚度不大于30cm。待石灰土层完成后，上面铺筑15cm厚C20混凝土，保证地基承载力确保地基完全满足支架荷载要求。

我部选用第一联的第一跨（6#-7#）作为代表性区域进行预压。

二、预压方法：

支架搭设完成后需对支架进行预压，以消除支架的非弹性变形同时，采用袋装沙土的方法，人工配合挖掘机装填，吊车直接吊至底模进行预压，根据每袋沙土的重量计算出每阶段加载的袋数及整个区域布置的沙袋数量级重量，自跨中向两边依次加载。按预压荷载总重的0→60%→80%→100%→50%→25%→0进行分期加载及分期卸载，并测得各级荷载下的测点的变形值。

三、预压荷载：

现浇箱梁分两次浇筑，第一次浇筑底板和腹板混凝土，第二次浇筑顶板混凝土，但预压按照一次性浇筑完成计算，所以各部位的重量按照（钢筋混凝土重量×1.1）进行计算：

⑴底板处（除腹板位置）

①中支点横梁处单位面积重量：（加载长度纵桥向按4.5米）G=3×2.6=7.80t ②跨中部位单位面积重量：（加载长度边跨纵桥向按16米，中跨按33米）

G=（0.25+0.22）×2.6=1.22t ③盖梁处单位面积重量：（加载长度纵桥向按1.5米）G=2×2.6=5.20t ⑵翼缘板处

G=（0.20+0.45）/2×2.6=0.845t ⑶腹板处，宽度按0.5米，纵桥向每延米重量为： G=（2-0.25-0.22）×0.5×2.6=2t 选用袋装沙土测得每袋重量为1.5吨,按以上各部位重量除以每袋重量得出单位面积上吨包的数量，施工中应注意收听天气预报，遇雨天必须全部用防水篷布覆盖。

四、沉降点及沉降观测： 预压加载前布设各沉降观测点,沉降观测点设于底模上，本次共布设5个断面，由于翼缘板本次不参加预压，故每个断面布设3个点，共15个观测点。未预压前按照布置好的观测点，测量其高程。数据见附表。

3月31日开始堆载，第一跨（6#-7#）自跨中向两端堆放沙袋。4月6日项目部测量工程师和现场监理工程师对模板100%的预压荷载36小时作用下进行沉降观测，日沉降量≤1mm，满足《钢管满堂支架预压技术规程》（JGJ/T194-2009）中规定：各监测点最初24h的沉降量平均值小于1mm，支架预压合格。

五、预压成果：

预压技术 篇3

【关键词】建筑工程；软基处理；堆载预压

1.引言

堆载预压是处理软弱地基的重要处理方法之一，预压法是在建筑物施工前，对建筑场地表面分级推土或其他荷载进行预压，使土体中的水通过砂井或塑料排水带排出，土体逐渐固结，地基發生沉降，土体密实度逐步提高的方法。工程实践经验表明，堆载预压可以有效地处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基的沉降和稳定问题。其施工主要是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成。水平排水体一般为砂垫层，竖向排水体一般为沙井和塑料排水带。不同型号塑料排水带的厚度。加压系统是起固结作用的荷载。加压系统的功能在于增加地基土的固结压力，加速孔隙水的排除，从而加速土体固结。

2.塑料排水带布置以及加载实施

（1）砂井或塑料排水带直径合理定取。砂井直径主要取决于土的固结性和施工期限的要求。砂井分普通砂井和袋装砂井，结合工程实践经验，一般情况下普通砂井直径适宜采用300-500mm，袋装砂井直径适宜采用70一l00mm。塑料排水带的作用及设计计算方法与砂井相同。砂井或塑料排水带间距选取应当结合工程地基土的固结特性和预定时间内所要求达到的固结度确定。当布置砂井时适宜采用等边三角形或正方形排列。砂井的深度应结合建筑物对地基的稳定件和变形要求确定。以地基抗滑稳定性控制的工程，砂井深度至少应超过最危险滑动面2nh对以沉降控制的建筑物，如压缩土层厚度不大，砂井宜贯穿压缩土层；对较厚的压缩土层，砂井深度应根据在限定的预压时间内消除的变形量确定，若施工设备条件达不到设计深度，则可采用超载预压等方法来满足工程要求。若软土层厚度不大而且预计固结速率能满足工期要求时，可不设置竖向排水体。

（2）堆载预压加载实施。预压荷载通常等于或大于建筑物的基底压力，有时为了加速压缩过程，减少建筑物使用期间的沉降量，采用比建筑物重量大10%一20%的超载进行预压。本工程为有效地确保建筑物范围内的地基能得到均匀加固，因此对于本工程中需要采取堆载预压区域应当不小于建筑物基础外线所包围的范围。加荷速率应通过对地基抗滑稳定计算来确定，与地基土增长的强度相适应，待地基在前一级荷裁作用下达到一定的固结度后，再施下一级荷载。在加荷后期，应当严格控制加荷速率，以有效地保证工程安全。也可通过各种现场观测来控制，对于建筑边水平位移速率适宜控制在3—5mm/d，而且同时控制地基竖向变形速率不宜超过10mm/d。

（3）水平排水垫层。对地基采取堆载预压时，应当在地表铺设排水砂垫层，其厚度宜大于400mm，而且连通各砂井将水引到预压区以外。砂边层砂料宜用中粗砂，含泥量应小于5%，砂料中可混有少量粒径小于50mm石粒，砂垫层的干密度心大于1.5t/m3：在预压区设置与砂垫层相连的排水盲沟，并把地基中排出的水引出预压区。

3.堆载预压法施工技术

3.1水平排水垫层施工

水平排水砂垫层施工应根据地基表层土的承载力情况，采用机械分堆摊铺法、机械顺序推进摊铺法、人工或轻便机械顺序排进铺设法等。

3.2竖向排水体施工

砂井施工一般先在地基中成孔，砂井的灌砂量应按井孔的体积和砂在中密时的于密度计算，其实际灌砂量不得小于计算值的95%。灌入砂袋的砂宜用干砂，并应灌制密实，砂袋放入孔内至少应高出孔口200mm，以便埋入砂垫层中。砂井成孔施工方法有振动沉管法、射水法、螺旋钻成孔法和爆破法四种：

振动沉管法以振动锤为动力，将套管沉到顶定深度，灌砂后振动、提管形成砂井；采用该法施工不仅避免了管内砂随管带上，保证砂井的连续性，同时砂受到振密，砂并质量较好。射水法是利用高压水通过射水管形成高速水流的冲击和环刀的机械切削，使土体破坏，并形成一定直径和深度的砂井孔，然后灌砂而成砂井。射水成孔工艺，对土质较好处均匀的粘性土地基是较适用的；但对土质很软的淤泥，因成孔和灌砂过积中容易缩颈，很难保证砂井的直径相连续性；对夹有粉砂薄层的软土地基，若压力控制不严，易在冲水成孔时出现串孔，对地基扰动较大。螺旋钻成孔法通过采用动刀螺旋钻钻孔，属于干钻法施工，提钻后孔内灌砂成形。但从工程实践经验来看，该施工工艺所用设备简单而机动，成孔比较规整，但模砂质量较难掌握，对很软弱的地基也不太适用。爆破法是先用直径73mm的螺纹钻钻成一个砂井所要求没计深度的孔。在孔中放置由传爆线和炸药组成的条形药包，爆破后将孔扩大，然后住孔内灌砂形成砂井。这种方法施工简易，不需要复杂的机具，适用于深度为6—7m的浅砂井。在选取成孔方法时应当有效地确保保证砂井的施工质量，以防缩颈、断颈或错位现象。

对于袋装砂井施工是用具有一定伸缩性和抗拉强度很高的聚丙烯或聚乙烯编织袋装满砂子，填入井孔中，形成排水通道。袋装砂并成孔的方法有锤击打入法、水冲法、静力压人法、钻孔法和振动贯入法五种。首先将成孔用的无缝钢管作为套管埋入土层，到达规定标高后放入砂袋，然后拔出套管.再于地表面铺设排水砂层即可。用振动打桩机成孔时，一个长20m的孔约需20一30s，完成—个袋装砂井的全套工序，亦只需6—8min，施工十分简便。

塑料排水带施工进行打设塑料排水带时，一般将桩尖与导管分离设置，桩尖的作用是防止打设塑料管时泥土进入管内，并对塑料带起锚固作用，可以有效地避免提管时将塑料带拔出。塑料排水带插板施工流程采取：定位→将塑料排水带通过导管从管下端穿出→将塑料带与桩尖连接并贴紧管下端对准桩位→打设桩管插入塑料排水带→拔管、剪断塑料排水带。

4.质量控制技术

（1）堆载预压法水平排水垫层施工时，应避免对软土表层的过大扰动，以免造成砂和淤泥混合，影响垫层的排水效果。另外，在铺设砂垫层前，应清涂干净砂井顶面的淤泥或其他杂质，以利砂井排水。

（2）砂井中的砂宜用中、粗砂；袋中砂宜用干砂后，尽量避免采用潮湿砂，以免袋内砂干燥后造成体积减少，从而造成袋装砂井缩短与排水垫层不搭接。

（3）塑料带滤水膜在转盘和打设施工中应避免损坏以及淤泥进入带芯堵塞输水孔而影响塑料带的排水效果。塑料带与桩尖的连接要牢固，避免提管时脱开将塑料带拔出。桩尖平端与导管靴配合要适当，防止错缝出现以及淤泥在打设过程中进入导管，增大对塑料带的阻力，甚至将塑料带拔出。塑料带需接长时，为减少带与导管阻力，应采用滤水膜内平搭接的连接方式，搭接长度宜大于200mm，以确保输水畅通并有足够的搭接强度。

（4）对加载预压工程，不能急于求成，应根据设计要求分级逐渐加固。在加载过程中应当每天进行竖向变形、边桩位移及孔隙水压力等项目的观测，根据观测资料严格控制加载速率。

5.结语

工程实践表明，塑料插板及堆载预压是地基处理施工中的一种常见的方法，其多用于处理淤泥、淤泥质土等软弱地基。通过设置塑料排水板、砂垫层等措施来人为地提高软基土层的承载力。

参考文献

[1]刘江.真空联合堆载预压施工技术[J].施工技术.2012，（09）.

连续刚构托架预压技术 篇4

1 工程概括

窟野河特大桥主桥桥墩最高为74.28m, 最低为50.5m, 梁体上部采用 (88+4×165+88) m六跨预应力混凝土变截面连续钢构-连续梁组合体系。其中0#块在墩身施工时提前预埋的托架上完成浇注, 其余节块采用挂篮悬臂现浇法施工。原设计托架预压方式采用沙袋或水箱进行预压, 但考虑到采用此方式预压工作量繁重且不能完全模拟托架的受工况。所以本桥0#块托架预压采用“预应力等效加载法”的方式在托架横梁顶进行施压。

2 托架预压目的

预压试验的主要目的是消除托架的非弹性变形, 测量托架的弹性变形, 为后续块段施工提供预抛高参数, 并检验托架的结构安全性与稳定性。

3 预压加载方案

采用液压千斤顶在托架横梁顶与承台连接的钢绞线对托架进行预压加载。即在承台内预埋Ф32精轧螺纹钢筋, 通过预埋件上的分配梁将钢绞线连接至托架横梁顶, 千斤顶钢绞线施压, 利用其反作用力向托架施加所需的预压荷载。

4 承台内钢筋埋设

在承台混凝土浇注前, 将Ф32精轧螺纹钢筋预埋在承台中, 伸入承台的精轧螺纹钢筋采取与承台中的结构钢筋相焊接并带下螺母和下锚垫板固定, 以增加预埋钢筋的抗拉强度。

由于本工程主桥托架预压方案原设计为水箱或砂袋预压, 承台施工中未预埋预压用精轧螺纹钢筋, 所以采取在承台内打眼锚固精轧螺纹钢筋的方法, 具体施工工艺如下:

1) 放线、验线:放出结构植筋的位置。复查点位无误后, 对其进行打眼开孔;

2) 钻孔:根据现场实际情况及先前植筋拉拔实验结果决定采用风钻进行打眼作业, 开孔直径为4.5cm, 开孔深度自承台面向下62cm, 钻孔施工完成, 需检查成孔直径及深度是否符合要求;

3) 清孔:用空压机或其它吹风设备吹出植筋孔内灰尘, 保证孔内干净无其它杂物, 用棉丝封堵植筋孔口待用;

4) 钢筋除锈:为了使植筋锚固牢靠, 把附有铁锈的钢筋利用角磨机和钢丝刷将钢筋锚入部分除去铁锈, 油污等, 并用丙酮擦干净;

5) 注胶植筋:将植筋胶安放在注胶器内, 把胶注入植筋孔内40cm。根据设计要求的植入深度, 在处理好的钢筋除锈端做好明显标记, 然后插向孔洞, 一边插一边向同一方向缓慢旋转, 直至达到孔洞底部为止, 此时应有锚固胶体从洞口流出, 则锚固合格。

锚固完成后的钢筋, 在2小时内不得有任何人为的扰动, 以保证钢筋锚固的质量, 3天后即可使用。

5 预压加载

5.1 预压加载力计算

设计荷载包括箱梁自重、支架及模板系统自重、施工人员及机具荷载等。

1) 箱梁自重:0#块箱梁砼83.8m3, 箱梁自重:83.8×26kN/m3=2 178.8kN;

2) 支架及模板系统自重:0#块箱梁内外模板及支架自重按16T考虑;

3) 施工人员及机具荷载:施工人员及机具荷载按2.5k N/m2考虑, 0#块托架上人员机具荷载为17.6×3.5×2.5kN/m2=154kN;

4) 荷载组合:荷载组合:0#块箱梁自重×1.2+1#块模板及支架系统自重×1.2+1#块施工人员及机具荷载×1.4=3 022.16kN, 即每侧托架需承担3 022.16kN的力。

5.2 精轧螺纹拉拔实验

由于每个承台上植筋达24根之多, 植筋效果的不确定因素较多, 故在对托架进行正式加载前, 需提前对承台中所植精轧螺纹钢筋进行拉拔实验, 以检验植筋强度是否达到设计要求。

5.3 组装预压装置

待拉拔实验合格后便可组装预压装置, 按照托架预压加载设计图要求, 每相邻两根精轧螺纹钢筋为一组, 每侧托架6组, 为便于预埋精轧螺纹钢筋与张拉用钢绞线的连接, 在每组预埋精轧螺纹钢筋顶设一道分配梁。

5.4 挠度测点布置

挠度测点布置于牛腿最外侧, 每侧3个牛腿, 每侧共设3个测点。除基点外, 其余均左右对称布置, 以精密水准仪观测之。

5.5 预压加载分级

按照加载力的20%、50%、80%、100%预压荷载进行分级均匀对称加载, 卸载按80%、50%、0%进行。每级工况至少维持半小时, 最大荷载持载要求24小时。

5.6 预压加载力

托架预压加载力包括0#块箱梁自重、模板及支架自重、施工人员及机具荷载, 即3 022.16kN。由于横桥向托架 (翼缘板下托架) 只承受翼缘板等较轻重量, 所以采用沙袋或水箱施压以消除其非弹性变形即可, 无需采用预应力预压。

5.7 预压力加载顺序

本次预压加载采取先中间后边缘对称分阶段施加张拉力的原则。即先将中间两组施加张拉力至20%后锚固, 再将次边缘两组张拉至20%后锚固, 最后再将边缘两组张拉至20%后锚固, 以此作为张拉的一个阶段;而后同样按此顺序直至张拉力达到100%。

5.8 预压观测

为了给后续块段施工提供预抛高值, 要求必须在预压前、预压加载达到最大值后及卸载后分别对挠度测点进行观察并记录数据。

在加载过程中对托架受力关键部位进行观察检查。主要观察托架受力后有无刚度不够产生变形、牛腿与预埋件焊缝有无脱焊、各种连接有无松动等异常情况发生。

6 安全质量措施

1) 托架预埋件的预埋与焊接、以及预埋位置的准确与否和精轧螺纹在承台中的植筋质量等直接关系到本次托架预压的效果, 所以对于以上施工环节的施工质量必须严格把关;

2) 由于施工地点墩身较高, 施工人员在墩顶进行张拉操作时必须执行高空作业之相关安全技术操作规程, 并防止高空坠落等安全事故的发生;

3) 在张拉过程中必须安排专人全程监控托架以及承台中精轧螺纹等受力关键部位是否有变形、松动等迹象的发生, 如发现此类情况必须及时停止张拉, 待查明原因采取相应措施后方可进行张拉。

7 结论

本方案通过在本项目的成功应用与传统托架预压方案相比, 不仅大大缩短了托架预压周期, 而且最值得称道的是经初步估算为本项目节约成本50余万元。通过以上工程实例可见本方案在高墩大跨连续刚构托架预压中值得推广。

参考文献

[1]杨文渊, 徐犇主编.桥梁施工工程师手册.2版.北京:人民交通出版社, 2003.

[2]中华人民共和国国家标准.建筑工程施工质量验收统一标准 (GB50300-2001) .北京:中国建筑工业出版社, 2001.

现浇箱梁荷载预压方案计算实例 篇5

一、加载方案：拟采用袋装砂土及蓄水混合加载方案，三跨同时，逐步加载，最终荷载达到设计自重荷载的100%以上。

二、加载计算：

1、应加荷载：661.3 m3×25KN/m3=16532.5KN

2、沙土荷载：11301.05 KN

3、水 荷 载：6752.59KN

4、实际加载总量：18053.64 KN

三、堆荷及加水荷载计算：

1、堆沙土荷载：

①、8×1.2×2.1×2=40.32 m3 ②、8×4.0×2.1×2=134.4 m3 ③、（21.8+26+21.8）×（1×2.1+1.2×0.6）×2=392.54 m3 ④、（21.8+26+21.8）×（0.8+1.3）÷2×2.1=153.47 m3 ①+②+③+④=720.73 m3 堆沙荷载总重：720.73×1.6×9.8=11301.05KN

2、加水荷载：

1×9.8×2.0×（2.35+2.6）÷2×2×（21.8+26+21.8）=6752.59KN

3、加载总重：

11301.05+6752.59=18053.64KN

四、加载顺序及荷载量：

第一次：全部沙土荷载

11301.05KN

68% 第二次：加 水 荷

载：

6752.59KN

高度：2.0 m 累计荷载18053.64KN

达到设计自重荷载的110%

五、预压变形观测：

1、按实际施工的荷载分布进行加载预压；

2、对加载情况作好详细记录，重视在加载过程中对支架构件的检查，发现问题及时分析处置，在发现预料之外的变化时应暂停加载，在问题得到解决后再继续加载；

3、在加载前对基础、变形较大的关键部位（如支架墩位、弯矩最大的跨中、悬臂等）做好观测规划，布设好测点，加强事前、加载过程中及事后的观察，应重视在加载过程中对观察数据的分析。及时发现问题。

4、加强对竖向支架的竖直度、变形的观测。

预压技术 篇6

关键词：真空加堆载联合预压；真空预压；前湾三期；软土地基

中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）29-0033-03

我国沿海地区分布着大量近代沉积的软土地层，这种软土地层含水量高、孔隙比大、渗透性差、强度及承载力低，且具有明显的流变性和一定的结构性，在这种软土地基上修建工程必须进行加固处理。目前多采用技术上较为成熟、费用较为节省的排水固结法。真空预压属于排水固结法，是由瑞典皇家地质学院于1952年提出的，20世纪80年代真空预压法在我国得到大力推广和应用。

1 真空预压加固机理

真空预压排水固结法主要是对软土地基施加负压，在负压作用下，软土地基中的空气和水逐渐排出，孔隙水压力不断降低，从而土体有效应力不断增加，达到提高土体强度的目的。它通过插入软土地基中的塑料排水板（砂井）等作为竖向排水通道，砂垫层作为水平排水通道，通过埋在砂垫层中的滤管将竖向、水平排水通道连接形成系统排水，在处理区砂垫层表面还要铺设密封膜，四周做密封沟，使得处理区成为一个密封的整体，布置在处理区四周的射流真空装置与滤管连接，利用射流真空装置区域内外的大气压差，作为预压荷载，在负压作用下，软土孔隙中微细水、气泡排出，从而达到加速地基固结沉降的目的。为了加快地基的固结速度和加固效果，往往将真空泵抽取的水排放在密封膜上储存，作为预压荷载，即所谓的真空加堆载联合预压。

2 真空预压在前湾三期工程中的应用

青岛港前湾三期工程是国家“十五”重点工程，工程2000年开工。为了加快堆场建设进度，为青岛港实施外贸集装箱西移创造良好的硬件条件，我们在工程建设中首次采用真空加堆载联合预压工艺。实践证明，该技术加快了工程进度，降低了工程造价，经济效益和社会效益非常显著。现就该技术在工程建设中的应用综述如下：

2.1 主要内容和技术参数

在前湾三期工程建设中，真空加储水联合预压法进行地基处理是为了加快堆场建设进度、降低工程造价而采用的新工艺。为在保证堆场质量的前提下最大限度地加快进度、迅速提高地基固结度，我们开辟了真空预压试验区，对固结度与各种边界条件的关系进行了初步的研究探讨，以为后续的真空预压施工提供指导。

主要参数：膜下真空度≥80kPa，膜上覆水1.2m，卸载标准为平均固结度≥85%。

2.2 实验试用情况

在前湾三期工程吹填区开辟75×75m试验区，8台真空泵。设15个空隙水压力仪探头，1组分层沉降仪，1组水位仪，2组深层水平定位仪，5组真空表。铺膜抽气后7日达到满载80kPa，一月后，针对该工艺在前湾港区的可行性，邀请天津港湾工程研究所的技术专家召开专题会，研究观测资料，进行论证。实验历时80天，其中加载期7天，真空加覆水预压期60天，停泵后的维持期13天。经过观测资料的分析与理论计算对比，进一步论证了前湾三期工程地基加固采用真空预压的可行性，并提出了施工过程中对影响加固效果的边界条件应采取的

措施。

2.3 主要技术指标及在施工过程中应采取的措施

通过对真空预压试验区的地质资料和观测结果的充分分析研究，得出固结度与边界条件的关系及在施工过程中应采取的措施，结论如下：

2.3.1 固结度与地质条件的关系：前湾三期工程吹填区的地质情况基本为场地上部，为第四系，由人工堆填、吹填土，结构松散，欠压密，其下为海相沉积成因软弱土体和松散砂，厚度大，欠固结，强度低。由于海相沉积层固结速率快，因此，在采取压膜沟或密封墙等措施解决了边界的问题后，适宜采用插板加真空预压的方法进行处理。下层的粉质粘土透水性差，虽然其固结度最低，为90%，亦达到设计要求。

2.3.2 固结度与排水通道的关系：塑料排水板及上部砂垫层为固结的竖向和横向排水管道，在前湾三期工程中采用B型排水板、40cm砂垫层的指标是合适的。但其施工质量必须严格控制，实验中在排水板下埋设的空隙水观测结果表明，对排水板下0.5m以下的范围，空隙水压力虽有变化，但幅度较小。因此，排水板必须按照设计要求的深度和间距施工，穿过需加固地层。砂垫层的含砂量必须控制在规定范围内，如含泥量过高，会堵塞滤管，影响加固效果。

2.3.3 固结度与抽真空设施的关系：工程实施中其滤膜铺设、滤管布置、压膜沟设置及真空泵设置等均需参考国内同类地质情况的施工经验，证明可行。针对前湾三期工程的地质情况，每台真空泵负责800～1000m2是适宜的，能够保证膜下真空度达到设计要求。施工中，滤膜接缝、压膜沟或密封墙必须严密，可缩短达到恒载的时间。适当覆水能增加密封性，并增大预压荷载。

2.3.4 关于压膜沟与密封墙的设置：检测结果表明，塑性指数Ip为7.8～9.5、容重为18.9kN/m2的表层粉土层在不进行人工处理的情况下，膜沟密封条件可满足真空预压的要求，对于粗颗粒土（如表层的回填风化砂或沉积中粗砂）在地表表层（深层）广泛存在的情况下，膜沟区应拌和粘土密封墙，密封墙深度应大于强透气层的底面，以切断强透气层。实践中，若区域边界存在强透气层，埋深较浅且厚度较小，可根据现场情况采用适当加深压膜沟的方法，亦可达到密封效果。对于埋深较深的强透水层，通过试验区的观测表明，不影响真空度深度方向传递，并进一步验证了只要膜下真空度达到并保持在设计值以上，真空预压荷载就能等同于堆载预压荷载作用在被加固土体上的真空预压加固处理。

2.3.5 边界外施工对预压固结度的影响：真空预压大面积施工中，应尽量避免在抽气作业的真空预压施工区周围（边界距离15m以内）打板作业，以降低打板对真空预压区膜下真空度的影响；对于真空预压连续作业的情况，可采用挖除卸载区砂垫层、切断塑料排水板的方法，降低对预压区的影响。

2.4 真空加堆载联合预压技术经验总结

真空加堆载联合预压技术通过实验及在前湾三期工程堆场软基处理中大面积的推广使用，积累了大量的施工技术数据及经验。使用该工艺在前湾三期工程中累计处理软土地基108万m2，通过施工过程中的质量控制和堆场使用后的情况表明：真空加堆载联合预压技术在处理软土地基方面质量可靠、节省投资、大大加快了工程进度，为工程早日投产、产生效益发挥了巨大的作用，在今后的工程建设中值得大力推广使用。

2.5 经济效益情况

真空加堆载联合预压技术具有施工方便、速度快的特点，尤其适用于软土地基的加固。相同条件下，比堆载预压节省了土方倒运的时间；工程造价较堆载预压相比，也有较大幅度的降低。试验成功后在前湾三期工程中大面积实施，大大加快了后方堆场的建设进度，为青岛港实施一大转移创造了良好的硬件条件，经济效益和社会效益非常

显著。

该工艺在前湾三期工程的应用系青岛港建港史上首次，实践证明是成功的，具有较强的推广前景。类似地质情况下，若条件许可，采用塑料排水板、真空加储水预压法进行软基处理，亦可达到加快工程进度、降低工程造价的目的。

作者简介：刘克臻（1971-），男，山东即墨人，中交投资有限公司工程师，研究方向：港口工程。

后支点三角形挂篮预压施工技术 篇7

关键词：后支点,三角形,挂篮,预压

1、概述

1.1 工程概况

合川嘉陵江南屏大桥主桥为跨越嘉陵江的特大桥, 采用双塔双索面矮塔斜拉桥, 跨径布置为112+190+92m。引桥为连续梁+连续刚构组合形式, 跨径布置为82+82+82+82m, 桥梁全长为722m。主桥结构支撑体系采用塔梁固结方式, 全桥箱梁统一采用单幅单箱单室大悬臂斜腹式混凝土箱梁, 主桥箱梁从悬臂根部高7m渐变到标准梁高4.5m, 引桥箱梁从墩顶段梁高5m渐变到标准梁高4.5m。主桥桥宽27.5m, 引桥桥宽24.5m, 双向四车道。

悬臂梁从第三节段开始采用逐段平衡悬浇的施工方法, 节段长5m, 主桥悬臂施工梁段最重为499.5T。

1.2 挂篮概况

南屏大桥引桥分A0现浇梁、P1~P3挂篮悬臂梁、P4现浇梁, 主桥分P4现浇梁、P5悬臂梁、P6悬臂梁、A7现浇梁。全桥设计有五副挂篮施工悬臂梁, 悬臂梁单节段长度均为5m。为简化设计, 本挂篮按照主桥主梁悬臂梁最重节段 (500T) 的施工要求进行设计, 设计采用后锚三角型式, 按结构功能分为:主桁系、模架系、悬吊系、锚固系、行走系、操作平台及预埋件等系统。挂篮主桁长13.5m, 宽25.9m, 各构件由型钢和钢板焊接而成后通过销子连接。单个挂篮含模板总重约185T。挂篮结构见图1、图2。

挂篮构件由专业加工厂精加工及试拼, 挂篮使用前应进行压载试验, 消除非弹性变形并测定弹性变形量, 为监控立模提供参考依据, 并检验挂篮安全性。

1.3 挂篮预压施工特点

1.3.1 工程前期受抢水施工影响, 挂篮加工开始不及时, 很大程度上压缩了挂篮试拼及预压等准备时间;

1.3.2 挂篮共五副, 总量达1850T, 而各墩挂篮悬浇施工开始的时间间隔不长, 挂篮加工、堆放、试拼所需场地相当大;

1.3.3 挂篮主桁构件单重大, 受塔吊吊重限制, 挂篮安装须通过专用吊架完成, 安装周期较长;

1.3.4 受上述因素影响, 为尽量缩短挂篮安装到投入使用的时间间隔, 本工程挂篮预压不在挂篮安装到位后进行;

1.3.5 悬臂梁段单节段重量大, 预压所需荷载大。

2、施工工艺简述

2.1 挂篮预压工艺确定

南屏大桥除A0桥台、P1墩、A7桥台在陆上外其余各墩均为水中墩, 前期未搭设施工栈桥, 水中墩按进度计划挂篮安装时期为洪水期, 挂篮运输、吊装唯有依靠船舶和施工塔吊完成, 施工难度较大。P1墩开工时间比较靠后, 挂篮加工过程中已将承台施工完成, 承台尺寸为12m×9m×5m, 挂篮主桁两主梁间横桥向间距为12.53m, 与承台横桥向宽度12m比较接近。因此, 结合P1墩施工进度、施工场地及承台结构尺寸, 挂篮预压通过在P1墩承台上埋设预埋件设置挂篮支承牛腿, 在承台及支承牛腿上拼装挂篮, 再在挂篮上用钢筋、钢绞线等加载的方式进行预压。

2.2 预压准备

挂篮预压施工工序包括预压预埋件埋设、牛腿焊接安装、挂篮拼装、加载及过程监测、持荷、卸荷及观测、挂篮拆除。预压施工准备包括预埋件加工制作、挂篮加工检测编号、挂篮拼装、加载材料及加载吊装设备准备。

2.2.1 挂篮预埋件、支撑牛腿

后支点三角形挂篮受力点主要包括后锚杆、中支点、前吊杆。由于承台宽度为12m, 而挂篮主桁两主梁间间距为12.53m, 不能直接满足挂篮拼装宽度要求, 单侧两根轨道梁只有一根能直接安装在承台顶面, 另一根通过预埋2I56a作为轨道梁支撑牛腿, 牛腿顶面必须安装水平, 且在安装轨道梁处通过承台侧面埋设预埋件为牛腿设置斜撑以加强牛腿刚度, 抵抗受压变形。后锚杆单侧共8根, 靠桥轴线内侧4根能直接埋设到承台混凝土内预埋φ32精轧螺纹钢设置, 靠桥轴线外侧4根须通过埋设4组2[20a反拉牛腿设置, 反拉牛腿须通过承台侧面埋设预埋件设置斜撑到承台以抵抗受力变形。

2.2.2 预压设备

挂篮预压所需设备主要为挂篮拼装设备及加载设备。

P1墩位于原防洪堤处, 承台边离防洪堤边约12m, 承台外侧到防洪堤边为一平台, 且有施工便道可通行到此平台, 地势条件比较优越。挂篮拼装过程中大型构件 (最重达7T) 通过25T吊车起吊安装就位, 小型构件通过塔吊起吊安装就位, 通过利用25T吊车的起吊能力和塔吊的灵活性相结合, 挂篮拼装显得较为便捷。

加载利用塔吊完成, 塔吊灵活性好、视野广、吊装快, 另外加载材料单件荷载也满足塔吊吊装能力的要求。

挂篮拆除按挂篮拼装的相反顺序进行, 设备同样利用25T吊车和塔吊相结合进行。

2.2.3 挂篮拼装

挂篮拼装前首先由测量放出两主梁中心线、两侧轨道梁中心线。对承台顶面放置轨道梁处利用高标号砂浆找平, 同时测量标高, 在支撑牛腿上通过支垫钢板以调整两轨道梁间相对高差。挂篮拼装顺序为轨道梁→滑船→主梁 (后锚) →立柱→拉杆→后上横梁→前上横梁→上下平联→底篮→外模架平台。

轨道梁安装必须控制好4根轨道相对高差, 以保证主梁平整;主梁安装必须保证两侧对应的后锚点、中支点、前吊点相对平整, 后锚杆必须受力均匀;立柱安装必须竖直;前后横梁、上下平联安装需焊接, 必须严格控制焊缝质量;底篮、外模架平台吊杆必须受力均匀。为符合挂篮悬臂施工实际工况, 挂篮底篮、外模架平台预压受力与实际施工受力情况相符, 不采用在承台上预埋反压牛腿通过千斤顶顶压的方式进行预压。由于挂篮底篮、外模架后锚杆无法按实际施工工况通过精轧螺纹钢设置锚杆, 预压时通过在承台上用型钢埋设牛腿采用简支的方式, 前吊杆按实际施工工况采用φ32精轧螺纹钢。

挂篮预压拼装侧视图见图3。

2.2.4 加载材料

挂篮施加混凝土荷载考虑全桥最重主梁P5、P6墩2#梁段重500T, 模板荷载按已加工好模板安装到位施加荷载, 人群及施工荷载5T, 预压超载系数按1.2考虑, 实际预压重量总计为606T。

根据现场情况, 钢筋现场库存约400T, 钢绞线现场库存约80T, 无法满足压载荷载的需要。因此, 考虑加载平台I25a长度为9m, 顺桥向铺设。钢筋长度为9m, 翼缘板部分顺桥向堆载, 底篮部分堆载范围也控制在9m范围, 这样堆载重心比实际施工工况靠前, 堆载重量可由理论计算量的606T缩小到410T。现场库存钢筋和钢绞线重量能满足加载需要。

2.3 预压加载

挂篮预压加载平台采用支架型钢I25a铺设, 其重量按挂篮结构重量和模板重量的总量控制。加载平台铺设完成后测量记录监控点初始数据, 再分级加载预压。

加载分三级, 第一级加载到80% (模拟404T实际加载275T) , 第二级加载到100% (模拟505t, 实际342T) , 第三级加载到120% (模拟加载606T, 实际加载410T) , 加载过程中对加载重量详细清点计算, 控制准确。中间每级加载完成后持荷60分钟, 测量各监控点变形数据, 并对挂篮结构进行详细检查, 如无异常情况方可继续加载。加载到120%后持荷24小时, 在此过程中作好挂篮变形监测及挂篮结构检查。挂篮预压加载过程见图4、图5。

2.4 变形监测

挂篮预压最重要的两个目的为:检验挂篮结构安全性;消除非弹性变形, 测量监测挂篮弹性变形量。变形监测主要分三个阶段, 首先在挂篮加载前测量记录初始数据, 其次在挂篮分级加载过程中单独测量记录, 最后挂篮预压卸荷完成后测量记录最终数据, 此数据为计算挂篮消除非弹性变形后的弹性变形量提供依据。挂篮预压加载变形监测测点见图6、图7。

2.5 数据分析整理

挂篮预压以加载前、加载100%、卸荷完毕这三个阶段监测数据作为挂篮弹性变形的基础数据。在荷载作用下主梁中支点下降, 后锚点上升, 主梁前端下降, 主梁整体前倾。

考虑现场测量误差, 100%荷载条件下前吊点、中支点、后锚点的平均变形或沉降量如下:

主梁自身挠度为:68mm+7mm- (13mm+7mm) *2=35mm

卸载完成时挂篮各测点的变形量如下:

主梁非弹性变形量:37mm-4mm- (16.5mm-4mm) *2=8mm。主梁弹性变形量:35mm-8mm=27mm<13500/400=33.75mm。

预压过程中, 挂篮各构件及拼装焊缝经检查无明显异常变形情况, 加载过程中各连接销栓销孔未发现明显变形。挂篮主梁整体变形量小于1/400, 满足规范要求。

3、试验效果及注意事项

3.1 试验效果

借承台作为挂篮拼装、预压平台, 主梁悬臂浇筑施工开始前即完成挂篮试拼和预压。这不仅能提前熟悉挂篮拼装施工工艺, 解决挂篮拼装过程中可能出现的一系列问题, 还能在主梁墩顶现浇梁段施工的同时进行, 这也能节省工期。本桥挂篮预压在P1墩承台进行, 实际只花费半个月时间。通过实践证明, 这种预压方式是可行的, 预压平台位置的优越性也避免了过多的高空作业, 对挂篮在预压过程中的结构安全性检查也提供了更多的便利。当然, 这种预压方式是能够使挂篮消除非弹性变形、测量监控弹性变形为监控立模提供参考依据的。

3.2 注意事项

3.2.1 挂篮拼装时必须保证主桁平整, 轨道梁与承台及预埋牛腿结合必须紧密。

3.2.2 挂篮拼装过程中应按设计要求拼装、焊接各构件, 按设计要求安装锚杆、吊杆, 且必须保证其受力均匀。

3.2.3 预压加载前必须准确测量记录各监测点初始数据并作好记录, 以作为计算挂篮非弹性变形的依据。

3.2.4 预压加载应对称均匀进行, 作好加载记录及加载重量控制, 加载过程中对挂篮结构安全性作好观察。

3.2.5 加载过程中吊装应由专业人员指挥, 杜绝碰撞挂篮结构构件。

3.2.6 预压完成后卸荷也必须对称进行, 挂篮应规范拆除, 不能损伤焊缝, 保证能继续投入使用。

3.2.7 挂篮预压重点为检验结构安全和监测预压加载过程中的变形量, 监控立模时应根据各梁段的实际重量折算对应的预拱度。

结束语

挂篮预压是其投入悬臂施工前用作检验挂篮结构安全的重要手段。当然, 挂篮预压根据各种挂篮结构形式、施工条件可采取多种方式。南屏大桥挂篮预压正是避免了山区地理条件、起重设备的局限性的影响, 较好的利用了承台位置吊装方便的优越条件, 顺利地完成了挂篮预压。实践证明, 通过在承台上模拟施工工况进行大型后支点三角形挂篮预压是可行的。

参考文献

浅析大桥现浇箱梁预压施工技术 篇8

福州市螺州大桥北接线主线桥工程, 为螺州大桥与南台大道主接线工程, 设计起点里K0+000, 终点里程K0+911.494, 全长911.494m。桥梁下部构造采用桩基础、矩形承台、花瓶型椭圆柱式桥墩。桩基直径为1.5m、1.8m的钻孔灌注桩, 上部构造主梁采用等高度预应力砼连续箱梁结构, 截面为单箱双室箱形截面, 边腹板为斜腹板, 中腹板为直腹板;分幅布置, 支架法施工。

2 支架预压的目的及方法

根据工程实施方案的措施要求及现场实际情况, 按N15-N16、N16-N17、N17-N18、N18-N19的顺序, 逐跨采取堆载预压的施工技术法。预压在底模安装完成后开始, 翼缘板部位的脚手架可以先搭至与底模板齐平的位置, 铺置木方堆放砂袋代替将建混凝土桥梁的重量进行预压。

2.1 加载总重量

根据梁型图可知混凝土梁的总重量为2683.5t。在堆载试验时按混凝土梁重的1.2倍进行堆载, 即预压总重量为3220.2t。每跨长30m, 砼重量为670.8t, 每跨预压重量为805t。

2.2 加载方式

采用分级加载方式:0→100%→120%, 分级加载时应严格按预先制定的方案和程序进行。箱梁截面预压堆载分7个区堆载砂袋, 横向堆载顺序为: (4) 区→ (3) (5) 区→ (2) (6) 区→ (1) (7) 区的顺序进行堆载 (见图1) 。

2.3 堆载过程

(1) 准备工作:首先铺设底模, 底模应宽于箱梁底板20cm, 并加斜撑, 与横梁焊接。压载时在支架、基础上设置若干沉降、变位观测点, 以便对沉降、变位进行观测。观测点的设置原则上在每跨L/4、2L/4、3L/4, 每个断面不少于3个测点。在附近已完工的桥墩身上作一临时水准点, 采用三等水准测量观测法, 观测压载全过程各测点标高及变位变化的情况。

(2) 加载到120%:荷载加载在80%~110%阶段要边加载边观测, 如有异常, 立即停止加载, 并分析原因, 解决后再加载到设计吨位的预计情况。

3 主要施工步骤及措施

3.1 准备工作

整联箱梁支架 (本施工段) 搭设完成后, 安装底模, 并初步调整标高, 使底模标高比设计标高高2.0cm左右。测量在施工箱梁横断面的关键点上布置测量控制点, 其位置要固定不变, 且能满足观测的范围。根据荷载要求, 在专业厂家定做1m×1m定尺吨袋。每次箱梁支架预压选择1-2跨箱梁在腹板和底板处进行, 翼缘板处, 根据静力触探仪触探的实际情况选择是否进行预压。

3.2 预压荷载计算

以第二联箱梁为例, 计算预压荷载, 按规范及设计要求, 以120%箱梁自重预压。该施工段砼总1032.1m3, 其总重G=1032.1×2.6=2683.5t, 预压重量为G1=2683.5×1.2=3220.2t。每个砂袋占地面积1m×1m, 箱梁底板宽6.74m, 翼缘板宽度2.5m, 跨度为120m。

按箱梁结构受力堆码高度分析, 确定如下码放形式:箱梁内室位置按3层砂袋, 腹板位置按5层砂袋预压。

3.3 观察点布设

观测点布设在底模的竹胶板底部, 每一横断面设置3个点, 在L/2、L/4、3L/4处, 共设置3×5=15个观测点。

3.4 分级加载

(1) 砂袋布置:预压荷载采用砂袋进行加载, 预压范围为箱梁底板及翼缘板。

(2) 砂袋堆码:砂袋采用挖机和人机配合装袋, 分4层布置。砂袋堆码采用吊车进行, 人工配合。压载荷载尽量与施工荷载实体分布一致。

3.5 变形观测

预压施工时采用分级加载, 加载至100%后停止加载进行12h的支架沉降、变位的连续观测。各分级荷载施加并观测完成, 在检查无异常情况下, 方可进行下一级荷载的施加。加载120%完成后, 以12h为一个观测时段, 进行连续观测, 若连续2d观测支架沉降、变位均小于1mm, 则可认为地基沉降基本稳定, 此时可以卸载。卸载以后, 再次对测点进行测量观测, 计算弹性变形量和非弹性变形量。

3.6 卸载

当地基预压稳定以后, 以吊车进行卸载, 并对观测点进行复测。

3.7 数据整理

预压结束以后, 及时整理预压中的原始数据记录 (见表1) , 并计算出支架弹性变形量和非弹性变形量。

3.8 后期观测

预压完成, 及时对底模标高进行调整确认。此后箱梁钢筋及砼即可开始施工。在箱梁砼施工时, 对预压观测点的观察应继续进行, 并顺序记录到位。

3.9 预压工作时间安排

按方案的措施要求, 对预压时间进行统一安排 (见表2) 。

根据预压观测的数据, 得出箱梁预拱度参数, 调整模板标高, 第一跨预压完后得出相应的参数, 后续支架基本, 根据第一跨预压的结果进行调整。

4 预拱度设置

全部加载结束后, 不可立即卸载, 随时对观测点进行观测, 直至整体稳定后, 再进行卸载。卸载必须对称进行, 逐级完成。卸载的同时, 对不同的观测点进行标高测量, 然后根据预压前后同一点标高差值及贝雷片支架的弹性变形量、梁的挠度等得出底模的预拱度之和, 通过木楔子调整底模标高。预拱度的最高值设在梁的跨中, 其他各点的预拱度由中间最高值向两端零值按二次抛物线进行分配。预拱度计算公式为:

式中:δx--距左支点x的预拱度值;δ--跨中预拱度值;L--跨距;X--距左支点的距离

预拱度受力计算 (30m跨受力简图见图2) 。

4.1 预拱度设置需考虑因素

(1) 卸架后上部构造本身及活载一半所产生的竖向挠度δ1

(2) 贝雷支架在荷载作用下的弹性压缩δ2

(3) 模板在荷载作用下的非弹性压缩δ3AC全跨设:δ3=3+3+2+2=1.0cmδ3=1.0

(4) 钢筋砼基础在荷载作用下的非弹性压缩δ4

(5) 美观预拱度δ5

AC跨跨中设:δ5=1.0cm, δ6=0.00444 (30-x) x

[说明:x为离A点 (墩中心) 距离]

4.2 预拱度设置 (见图3)

最终各点的预拱度设置 (见表3) :y=δ1+δ2+δ3+δ4+δ5;30m跨预拱度示意图见图3。[x:离A点 (墩中心) 距离, y:x点处的预拱度]

5 预压施工中实施的安全注意事项

(1) 预压施工前项目部组织相关部门、人员对支架基础、贝雷片支架进行全面、细致的检查, 验收合格, 并经责任方签认后, 方可进行预压施工。

(2) 预压施工前, 支架安全范围, 周边进行封闭。树立、张贴相关安全标语、标牌, 严禁非施工人员进入现场。

(3) 预压施工时, 施工区域, 各个入口张贴安全施工标语。

(4) 安排专人进行24h值班, 禁止非作业人员进入预压施工作业区域。

(5) 预压施工前, 项目部对预压施工作业进行专项技术交底, 统筹组织人力、机械、压重材料, 做到统一指挥, 协调施工, 防止出现蛮干、乱干现象。

(6) 预压施工时, 吊装作业要有专人指挥, 信号明确。吊装钢筋, 要轻放, 防止过大的冲击力。

(7) 加载程序、方法及重量, 严格执行方案中的规定, 压重范围按划定的位置进行, 严防过载、偏载。

(8) 在预压重量超过70%时, 测量组人员用仪器注意观察支架及基础的变形、下沉, 发现变形、下沉速度明显加快时, 应立即通知停止施工, 撤除作业人员。

(9) 预压重量到位以后, 要派专人24h跟班巡视, 严禁一切人员进入预压施工作业区域活动。

(10) 卸载过程中, 要统一指挥, 分级、对称卸载, 严禁往下乱丢乱扔。

(11) 预压时, 要派专人日夜值班, 对支架进行全程监控, 最好能挂一些细铁线, 检查支架的下沉量比较直观。如发现异常, 应及时汇报领导, 马上停止加载, 待查明原因后再加载, 确保施工安全。

6 结语

通过对支架的预压试验, 现浇箱梁的支架稳定性得到确认, 确保了螺州大桥桥梁工程施工质量和安全。同时通过本次试验, 使施工队伍积累了大桥承载试验的经验, 为后期现浇箱梁施工提供有力的基础承载资料, 使工程施工能顺利地进行。

参考文献

[1]JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范, 人民交通出版社, 2000

[2]杨理准, 武吉中, 余军.公路施工作业手册.北京:人民交通出版社, 1992

混凝土现浇桥支架预压技术控制 篇9

关键词：混凝土现浇桥,支架预压,技术控制

0引言

近年来, 混凝土现浇桥在高速公路工程中得到越来越广泛的运用。支架预压为现浇桥施工过程中高风险的一道工序, 施工前要进行详细准确计算, 制订周密施工计划, 施工过程中必须要按照预定方案进行严格控制。本文以山西省阳 (城) 翼 (城) 线高速L1合同段其中一座现浇桥支架预压作实例, 探讨了支架预压中的主要技术控制点。

1工程概况

阳翼高速公路L1合同段K3+590润城互通立交桥位于山西省阳城县境内, 上跨端 (氏镇) 润 (城镇) 一级公路, 为预应力混凝土现浇连续箱梁桥, 跨径为20 m+30 m+20 m=70 m, 桥梁左幅宽度为11.49 m, 右幅宽度为15.49 m～12.81 m, 采用单箱双室截面, 梁高1.5 m。桥梁位于A=330.750 m的缓和曲线上, 竖曲线i=-2.4%。

2方案与施工

2.1 施工场地布置

本桥桥位处地势较为平坦, 但由于上跨端润一级路, 将桥梁场地一分为二, 1号, 3号桥面高出端润路12 m左右。因此, 计划从0号, 3号台侧用运输车辆运送沙袋, 沙袋上跨采用人工搬运堆码方式, 计划分为两个班组施工。

2.2 施工顺序

本桥1, 2, 3跨为一联, 分为左右两幅, 左幅为等截面, 右幅处于渐变段上, 拟先进行右幅施工, 后进行左幅施工。1, 3两跨先加载, 待完成监测后再进行第2跨加载, 有利于沙袋向中间跨转运加载。

2.3 地基处理

第二跨位于端润一级路上, 一级路的混凝土路面可以满足承载需要, 只是将中央分隔带上部种植土挖除换填50 cm灰土夯实, 上面浇筑30 cm C25混凝土。第一跨和第三跨均为原状土, 将原地面整平碾压后填筑30 cm灰土夯实, 上面浇筑15 cm厚C25混凝土。

2.4 支架预压方案

2.4.1 荷载分布情况

箱梁现浇支架在浇筑混凝土前必须进行预压, 按设计预压荷载在浇筑完底板开始浇筑顶板混凝土时, 开始逐渐卸载, 在实际施工时难以实现。按先预压, 通过预压时测量出的有关沉降数据, 计算出预拱度, 在安装支架模板时预留标高, 以实现浇筑完成的箱梁底面标高符合设计要求。按梁体荷载分布情况, 分段计算预压荷载。

2.4.2 预压方法

1) 最不利位置:

根据箱梁的重量及施工时的施工荷载换算成等重量沙袋, 根据沙袋的堆积容重换算成堆积体积和高度, 以袋数与体积控制重量。

2) 一般不利位置:

根据箱梁的重量、箱梁内模板和施工时的施工荷载总重, 换算成等重量沙袋, 根据沙袋的堆积容重换算成堆积体积和高度, 以袋数与体积控制重量。

3) 渐变段:

按照最不利位置荷载渐变到一般不利位置荷载进行加载, 不另行计算。

4) 加载方法:

a.将沙提前装袋, 人工密实, 扎紧袋口, 并按40 kg/袋等量装袋, 用车辆运输至0号, 3号桥台后堆放整齐以备调用。b.加载之前按预压荷载布置图进行放样画线, 标注堆码高度, 安装标高测量标杆。c.人工将沙袋放入吊盘, 用25 t汽车吊将沙袋吊装上安装好的支架顶面底模板上。d.人工将沙袋按预压荷载布置图堆码整齐, 注意沙袋之间应挤紧, 保证空隙率小于堆码体积的10%。e.加载完成后进行检查验收, 以计算袋数和堆码高度进行双控, 自检合格后报监理工程师检查验收。

2.4.3 荷载计算

1) 最不利位置。

a.按底模为7 m宽相应断面内的钢筋混凝土总量, 其体积计算为10.5 m3, 即10.5 m3×1×2.6 t/m3=27.3 t。

b.施工活载:取3 kN/m2, 预压面积内荷载为:7 m×1 m×0.3 t/m2=2.1 t。

c.荷载总重:27.3 t+2.1 t=29.4 t, 装袋数:29.4 t/0.04 t/袋=735袋。

d.荷载换算:采用等重的沙袋进行预压, 沙的堆积干容重为1.5 t/m3, 含水量按5% (由试验确定) , 湿容重为1.5 t/m3× (1+5%) =1.575 t/m3, 换算成体积为:29.4 t÷1.575 t/m3=18.67 m3。

由于沙袋堆码时, 沙袋与沙袋之间有一定空隙, 空隙率按10%计算:18.67 m3÷7 m×1.1 m =2.94 m高。

按2.94 m×7 m的体积进行沙袋堆码控制。

2) 一般不利位置 (腹板加宽段) 。

a.按底模为7 m宽相应断面内的钢筋混凝土总量, 其体积计算为7.36 m3, 即7.36 m3×1×2.6 t/m3=19.14 t。

b.施工活载:取3 kN/m2, 预压面积内荷载为:7 m2×1×0.3 t/m2=2.1 t。

c.荷载总重:19.14 t+2.1 t=21.24 t, 装袋数:21.24 t÷0.04 t/袋=531袋。

d.荷载换算:采用等重的沙袋进行预压, 沙的堆积干容重为1.5 t/m3, 预估含水量为5% (试压时由试验确定) , 湿容重为1.5 t/m3× (1+5%) =1.575 t/m3, 换算成体积为:21.24 t÷1.575 t/m3=13.49 m3。

由于沙袋堆码时, 沙袋与沙袋之间有一定空隙, 空隙率按10%计算:13.49 m÷7×1.1=2.12 m高。

按2.12 m×7 m的体积进行沙袋堆码控制。

3) 一般不利位置 (跨中) 。

a.按底模为7 m宽相应断面内的钢筋混凝土总量, 其体积计算为5.17 m3, 即5.17 m3×2.5 t/m3=12.925 t。

b.施工活载:取3 kN/m2, 预压面积内荷载为:7 m2×0.3 t/m2=2.1 t。

c.荷载总重:12.925 t+2.1 t=15.025 t, 装袋数:15.025 t÷0.04 t/袋=375.625, 即376袋。

d.荷载换算:采用等重的沙袋进行预压, 砂的堆积干容重为1.5 t/m3, 含水量为5% (由试验确定) , 湿容重为1.5 t/m3× (1+5%) =1.575 t/m3, 换算成体积为:15.025 t÷1.575 t/m3=9.54 m3。

由于沙袋堆码时, 沙袋与沙袋之间有一定空隙, 空隙率按10%计算:9.54÷7×1.1=1.50 m高。

按1.50 m×7 m的体积进行沙袋堆码控制。

4) 翼缘板处位置。

按混凝土与砂比重的比例进行计算:

a.翼缘板内侧:2.6/1.575×0.45×1.1=0.82 m高;

b.翼缘板外侧:2.6/1.575×0.15×1.1=0.28 m高。

5) 堆载示意图见图1。

2.4.4 标高测量方法

标高测量标杆用直径25 mm的钢筋制作, 长度大于堆码高度30 cm, 标杆底部加焊30 cm×30 cm×10 mm钢板, 以便沙袋压住, 保证位置准确, 高度稳定。标杆顶部用砂轮切割机切割平整, 以便测量准确。

用水准仪定期观测:加载前作一次系统的观测, 作为原始数据;加载120%测量1次;加载完成后的前3个小时, 每个小时观测一次, 以后每3 h观测一次, 并测量各测点数据;压重24 h后, 再次测量各测点数据。卸载完成后再进行一次系统的观测。

2.4.5 测量结果及沉降量计算

1) 支架总沉降量K1。

K1=k1′+2S。

其中, K1为支架沉降代表值, mm;k1′为舍掉全部数据平均值±2S以外的点后, 计算的沉降平均值, mm;S为均方差。

2) 地基沉降量K2。

K2=k2′+2S。

其中, K2为地基沉降代表值, mm;k2′为舍掉全部数据平均值±2S以外的点后, 计算的沉降平均值, mm;S为均方差。

3) 非弹性变形沉降K3。

K3=k3′+2S。

其中, K3为地基沉降代表值, mm;k3′为舍掉全部数据平均值±2S以外的点后, 计算的沉降平均值, mm;S为均方差。

4) 弹性变形量K4。

支架总沉降量K1减去非弹性变形沉降K3即为弹性变形量。

即:K4=K1-K3。

2.4.6 预压期

预压期拟定为3 d, 即加载完毕后, 保证持续预压3 d, 以满足在施工时混凝土浇筑后所产生一定的强度及预应力张拉的需要。

2.4.7 加、卸载

当预压时间按规定完成, 预期的测量工作进行完, 经监理工程师确认后, 即可进行卸载工作。卸载时采取均匀分层拆除, 保证支架在拆除过程中受力均匀。

3预拱度设置

设置方法为:在梁端为0, 跨中为最大预拱度值f拱, 按二次抛物线函数计算分配到其他各点。

曲线方程为:y=4f拱x (L-x) /L2。

预拱度设置示意图如图2所示。

4部分观测与计算结果

经过沉降观测, 各代表位置平均沉降量均小于该段沉降代表值, 符合要求。

5结语

通过实际施工, 我们认为, 在组织混凝土现浇桥支架施工时, 通常应重点考虑地基承载力、支架模板方案、荷载计算、预拱度设置等关键环节。当然, 因工程特点各异, 尚需考虑其他相关联因素, 在此不一一细述。

参考文献

桥墩桩基础预压抬桩加固技术研究 篇10

桥梁由于使用年限的增长以及使用过程中负荷的日趋增大,导致桥梁的原有桩基础的承载力不能满足设计要求,需要对桥梁的桩基础进行加固。加固的方法一般有扩大基础法和增补桩基础法。对于目前应用广泛的增补桩基础加固法,其常规的施工手段是,当新桩施工完成后,直接在桩顶上浇灌包裹旧桩的承台。但由此产生的问题是:虽然新旧工程桩表面上形成整体,但新桩无法马上共同受力。这样旧桩的荷载并没有减少,甚至还可能增加了。同时新桩又暂时处于闲置状态。需要随着旧桩基础变形的进一步发展,增补的新桩才能开始发挥作用。这将使既有上部结构的病害加重,而且变形发展的时间周期难以控制。产生上述的原因主要是新旧桩基础的无论是桩端还是桩周的应力和应变状态不同,而承载力的发挥是建立在一定桩土相对位移(即沉降)的基础上的,也就是说新桩承载力的发挥需要旧桩沉降量的进一步扩大,然后二者才能逐步协调一致共同抵抗上部荷载。

因此传统的增补桩基础加固法无法解决新旧桩基础之间应力转换的问题,而如何协调新旧桩基的沉降是新旧桩基应力转换的先决条件。通过研究和实践,我们通过预压加固技术来简单有效地解决新旧桩基应力转换的问题,目前该方法在国内外文献中尚无专门的研究报道,

2 预压加固技术

2.1 预压加固技术原理

桩基的轴向抗压承载力是由作用于桩尖的桩端阻力和作用于桩周的桩侧摩阻力来共同提供的,大量的数据表明,发挥桩阻力所需要的相对位移并非定值,它与桩直径的大小,施工工艺,土层性质与分布位置有关。对于抬桩加固主要是增加桩的轴向承载力,为了让增加的桩能够更快更好的发挥作用,必须让其尽快的产生变形以便发挥出其承载力,所以我们设计了预压方法来先期完成桩受力后的大部分变形。

对于不同的桩而言发挥出同样的承载力所需要的沉降量是不同的,桩端持力层较好的基桩可以通过较小的相对位移达到同样承载力。为了尽量减少新桩发挥至设计要求承载力所需要的相对位移,抬桩加固时对增补的新桩而言选择桩端的持力层位置尤为重要。因此原则上新增加的桩必须要比原桩的持力层性状要更好一些,持力层深度往往要设置的更深一些,以保证新增加的桩受力后沉降尽量的小。这一点也可以在计算新桩承载力时选择土的力学参数指标时选取较保守的下限值来实现。但是对于旧桩基础是摩擦桩为主的抬桩时,更要注意旧桩与新桩的设计沉降的匹配。

抬桩加固时抬桩力的确定,应先按下列公式验算基桩的抗拔承载力,并按现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)验算桩身的受拉承载力。验算桩身受拉承载力时,桩顶荷载应取基本组合设计值。

Nk≤Uuk/2+0.9Gp (1)

式中Nk——相应于荷载效应标准组合时基桩上拔力;

Uuk——基桩的抗拔极限承载力标准值;

Gp——基桩自重,地下水位以下取浮重度。

根据旧桥墩以及上部结构的恒载,并通过旧桩的侧摩阻计算出既有工程桩的锚固力,两者的相加即为该墩的极限限压桩力,设计的预抬桩压桩力应小于极限限压桩力。如果极限限压桩力不能满足预抬桩压桩力时,也可以用桥面堆载的方式解决。而沉降的计算量主要用于抬桩预压的参考控制指标。

2.2 具体做法

预压加固技术的具体做法就是在新桩桩顶与承台之间设计一个预压空间,这个空间的高度要根据预先设计的预压变形量加上特别制作的千斤顶高度来确定。在承台混凝土浇灌前,放入特制的千斤顶,在承台达到设计强度后,根据上部自重、旧桩摩阻力和新桩设计荷载,给新桩预加分担荷载,然后采用膨胀混凝土或其他合适材料填充固结桩顶与承台之间的间隔。达到了新旧工程桩共同受力的目的。

预压加固技术的一个目的就是要让新桩的沉降加快完成,因此预压力的控制就是此项技术的关键。要判断预压的成功有否,就是看预压产生的沉降量是否达到了预先设计的沉降量。根据墩的恒载,并考虑既有工程桩的锚固力,两者的相加即为单桩的最高控制压桩力,设计的压桩力应小于最高控制压桩力。而沉降量的计算主要是以在设计预压力下桩的对应沉降而定,再根据经验来确定设计最大预压力的持力时间。一般在沉降稳定以后不能少于1个小时的持力时间。

3 施工工艺

预压抬桩技术的施工流程可以简述如下;抬桩桩基施工—预埋千斤顶—承台浇灌混凝土—预压—桩基与承台固结。桩与承台间的结构连接方法见图1。

抬桩桩基按设计要求正常成孔、下钢筋笼和浇灌混凝土,浇灌混凝土的高度到达承台底,桩基与承台应该保证相互脱离,要预先保留桩基连接承台的钢筋。当桩混凝土浇灌高度到达承台底时就可以预埋千斤顶, 预埋时候千斤顶必须与桩基墩柱连接牢固.千斤顶的油管要留有足够伸长的长度.在浇灌承台混凝土时要注意墩柱与承台之间, 墩柱钢筋与承台的插入孔不能有混凝土流入,以免造成预压的困难。

当承台混凝土达到养护时间后,就可以进行预压桩施工,单桩的最高控制压桩力应小于或等于设计的压桩力。压桩必须分级进行,可参考《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)中单桩竖向抗压静载试验的荷载分级办法进行,考虑到是以设计值加载,也可以分五级进行加载。

在压桩过程中必须分别监控桩的下沉位移和承台上抬位移,特别注意承台的上抬位移,承台有上抬位移时必须停止增加压桩力。

在确认达到设计要求后就可以进行固结施工了,首先要先对桩基与承台之间的外围进行封闭,用与承台相同标号的材料压力灌注.待灌注材料达到标号好即完成了全部的工作。

4 工程实例

某大桥建80年代,全桥上部为钢筋砼T型梁,下部结构为双柱式桥墩,采用灌注桩基础。设计荷载为汽-超20,挂-120;原桥承台下桩基为双根直径Φ1700mm的灌注桩,由于运营过程河水的不断冲刷,造成桩基础不能满足现在通行技术要求,需要对桥梁桩基础进行抬桩加固,旧桩基础桩尖进入弱风化岩层.新桩基础设计同样要求桩尖进入弱风化岩石层。

加固方案是在原桥墩桩基中心线横桥向两侧各3800mm处补打两根直径Φ1500mm的灌注桩,与原承台对接,形成一个新的承台,全桥共有七个桥墩需要增设十四个桩基,拟采用反循环钻进钢护筒护壁冲击成孔,该种工艺对各种地层土壤适应性较强,钻进平稳,清渣比较彻底。通过增设上述桩基来弥补原桥墩桩基承载力的不足。设计的桩基础极限承载力4000kN, 根据本文中式(1)计算抬桩的预压力为2000kN。

抬桩桩基按设计要求正常成孔、下钢筋笼和浇灌混凝土,浇灌混凝土的高度到达承台底,桩基与承台应该保证相互脱离,要预先保留桩基连接承台的钢筋。

为了控制抬桩加固的效果,我们对新的承台上抬, 承台与新的桩基之间的相对位移进行了监测.并且在每根桩在下钢筋笼时,在距离桩顶位置对称布设压力传感器,传感器捆绑在桩的主筋上,传感器电缆线必须套管,且与承台脱离。以监测承台与新旧的桩基之间的应力转换。

在桩顶砍桩(去除浮浆等)后,在桩顶中间位置用环氧砂浆找平并粘帖厚20mm的千斤顶承载板。待环氧砂浆强度符合要求时,将千斤顶倒置安放于承载板正中间。桩与承台先不连接,进入承台的桩主筋用钢套管隔离(预压后再管内注胶),套管底、顶部必须封闭,防止浆液及杂物进入钢管内。

新桩基和承台的砼强度达到设计要求后,开始抬桩试验。抬桩试验采用慢速维持荷载法进行抬桩,本次试验共做4组墩,每组墩分10级。采用慢速维持荷载法进行加载。

加压载完成后,对桩顶与承台间的外表缝隙采用结构胶进行封闭,预埋透明管设置两到三个排气孔。封闭桩顶与承台间的外表缝隙的结构胶固化后,对钢管进行灌胶。由先流出胶的排气孔那侧向另一侧方向推进灌胶,且要隔孔灌胶,以便更好的把缝隙内空气排出。各排气孔有胶流出后,进行封闭,各钢管继续灌胶,管满为止。注胶过程中,要密切观察是否有漏胶部位,要及时进行封闭。若其他孔有浆溢出,要让其流出一会儿再进行封闭(防止孔内还有空气),以便提高注浆效果。孔内浆液注满后,要及时封闭注浆管,避免浆液倒流。

经过近一年的监测,大桥运行良好,达到预期的效果。图2为抬桩设计预压恒载桩基沉降曲线图。

5 结论

桥墩桩基础抬桩预压加固技术能很好的解决了通常抬桩加固新旧桩基础无法有效应力转换的问题,本文提供的计算方法简洁方便。采用在新桩桩顶与承台之间预留套管插筋以及预留顶升空间,设置特制千斤顶预压,然后进行封闭压力注胶的抬桩预压加固方案,是一种操作方便、工期短,造价低,科学有效的施工方法。

本文研究的增补桩基础的抬桩预压加固法技术不仅适用需要对桩基础进行加固的增补桩基础加固法,也适用于人工地基加固及扩大基础加固方法。该技术在保证加固桥梁的安全方面有着显著的实用价值和社会效益, 应用前景十分广阔。

参考文献

[1]桩基工程手册编写委员会.桩基础工程手册[M].中国建筑工业出版社,1995.

[2]李世华.道路桥梁维修技术手册[M].中国建筑工业出版社,2003.

公路软土地基堆载预压法施工探讨 篇11

关键词：软土地基；真空联合；堆载预压法；

在我国沿海地区，分布着大量近代沉积的软土地层，这些地区的地基土通常都具有含水量高、压缩性大、渗透性差、灵敏度高、强

度低和厚度不均等特点，在这种地基上修建公路等基础设施，存在很多问题：其一，软土路基的沉降和差异沉降过大，它严重影响了公路的正常使用；其二，在路基填筑过程中出现的路基稳定问题。为满足公路工程建设的需要，结合以往高速公路软基处理经验，选用江苏某公路工程第1标段为试用路段，探索真空联合堆载预压软基处治应用效果。

1工程概况

江苏某公路工程第1标段，全长2.0km。项目路线工程地质较差，流塑状淤泥、欠固结的灵敏或高灵敏淤泥质土分布广泛，厚度较大，属软土路基；且鱼塘、沟壑众多。

2初步处治方案

针对路堤高度大于4.0m、软土厚度大（大于10.0m）、路基稳定和固结时间难以控制的路段，采用真空联合堆载预压+设置水泥搅拌桩挡墙的方法加固处理。根据设计要求，选择桩号K15+200~K15+300路段试用，全长100m，平均处理宽度约45m，处理面积约4500m2。

3真空联合堆载预压工艺原理

真空联合堆载预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水通道（砂井或塑料板排水板），再在砂垫层顶面铺设一封闭薄膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空。当抽真空时，在砂垫层、塑料板排水板通道先后形成压差，在此压差作用下，土体中的孔隙水不断由排水通道排出，从而使土体固结。

根据太沙基有效应力原理：P=P1+U

式中：

P——总压力；

P1——有效应力，P1=γH，其中γ为土容重，H为高度；

U―孔隙水压力，U=γwH，γw为水容重。

将上式进行微积分，得：dP=DP1+dU

当总压力P为常量时，dP1＝–dU

上式说明孔隙水压力的降低值，就是有效应力的增加值。

以上只考虑了抽真空引起的应力变化，在实际抽真空的作业过程中，路基填筑土石方的重量相当于堆载预压的荷载，其抽真空后的Pa–Pv–△P+γH值更大，即有效应力值更大，固结时间大大缩短。

4真空联合堆载预压施工工序

根据稳定计算分析，对路堤填土高度大于4m，软土层较厚路段，采用真空联合堆载预压+水泥搅拌桩墙加固处治。其主要施工工序为：

（1）场地清淤、回填素土、整平，沿路按20～50m间距进行静力触探试验，根据静力触探曲线确定塑料排水板深度L及是否需要设置粘土密封墙；

（2）打设水泥搅拌桩墙，打设粘土搅拌密封墙（根据需要）;

（3）铺设50cm的中粗砂垫层，按间距100m埋设地面沉降和水平位移测点；

（4）打设塑料排水板并观侧地面沉降：

（5）监测断面埋设监测仪器，并进行监側工作：

（6）场地清理二次整平，铺设真空滤管、下层土工布，安装真空设备；

（7）开挖密封沟（深度至不透气土层以下，且不小于1.5m），用粘土回填并压实，铺设密封膜，恢复地面沉降和水平位移观侧点；

（8）真空加载并观测地面沉降和水平位移；

（9）膜下真空压力达到70kPa,10d后铺设上层土工布及中粗砂垫层，分级填筑路堤至设计路床顶面高程；

（10）真空联合堆载预压达到预压时间后真空卸载，堆载预压至地面沉降符合路面施工要求。

5施工操作要点

（1）砂垫层是作为土体内部塑料板排水和土体外部真空设备抽气的中介层，因此砂料的均匀性、通水能力、含泥量要满足设计规范要求，确保软基加固效果。

（2）未打设的排水板和己打设排水板的外露部分，必须加以保护，防止破坏排水板的整体结构。保证单根排水板的连续性和整体性，如需接板，应采取套接法：将塑料板两端头上的滤膜剥开，板芯套插好后，将外包滤膜重新包好，不得直接搭接缝合，且尽可能减少接板率。

（3）真空预压的气密性是施工关键控制点，并受诸多因素的综合影响。因此要控制土工布、密封膜、土沟、灌水各个环节密封性，使膜下真空度满足设计要求。

（4）当抽取的真空度达到最大值时，应保持一定时间。减少塑料排水板、砂垫层、滤水管等排水阻力。

（5）测定膜下真空度时，注意控制其分布是否均匀及深度变化情况。真空预压时需加强测定经真空预压的软基垂直沉降变化情况。

（6）塑料排水板的施工：排水板间距为1m，正三角形排列，根据现场塑料排水板布置范围及间距，准确定出每个塑料排水板的打设位置采用门架型插板机打设，保证插板机平衡度满足稳定性要求。

（7）真空预压：滤管用＜50mm波纹滤水管，外包一层无纺布滤膜，滤管交点处设三通或四通钢管，钢管与滤管间用胶管连接。将滤管埋入砂垫层，通过管路出膜器与密封膜外的抽真空管路与真空泵连接，加固区两侧边缘位置每35m交错布置一台射流泵。后覆盖三层聚乙烯闭气薄膜，边缘埋入密封沟内，用粘土回填夯实大于20cm高，形成堵水围堰。

6真空联合堆载预压加固效果

为了解软土在加载过程中及填筑后地基加固程度和处理效果，控制填土速率，在加固现场设置了真空度、地表沉降等观测项目，结果表明加固效果较好。

（1）加固中最大沉降速率达12~15mm/d，发生在抽真空初期，说明排水效果明显，土体固结快；在联合预压加固中，加载前期沉降速率也都在5~8mm/d，未超规范要求。整个填筑过程路堤稳定，无失稳现象。

（2）通过钻孔取样进行室内土工试验，预压后土的含水量降低l0%以上，压后土的粘聚力增长1倍以上，内摩擦角减小。通过静力触探表明加固后地基承载力改善，土层饱和度降低，非饱和带逐渐扩展，土体加固范围扩大。证明真空预压法和堆载预压法可以叠加使用，且加固效果明显，适合加固深厚软土层。

（3）真空预压法产生的负压使地基土的孔隙水加速排出，从而缩短了固结时间和施工周期。

（4）由于孔隙水排出过程中，渗流速度增大，由流力引起的附加应力也随之增大，提高了加固效果，且孔隙水流向及渗流力引起的附加应力均指向被加固土体，引起土体侧向变形指向加固体，使堆载引起的侧向挤出变形与之抵消，有效保证了路基的稳定性。

（5）由于宽塑料排水板通水性能强，在地基深层板内真空度衰减较小，宜在深厚软基加固中使用。且在消除地基沉降，提高软基深层加固效果，减少地基工后沉降方面明显优于其它竖向排水体。

7结束语

（1）为保证抽真空效果，建议：提高射流泵自身性能，降低泵膜之间管中阻力，增加排水体数量，减少井径比，选择渗透性强的中粗砂作垫层，均匀合理布置滤管等，以改进、稳定真空度。

（2）加固区预测工后沉降14.8cm(小于20cm)，经真空联合堆载至填筑完成卸除真空并自载预压3个月后的地基，经实测计算地基固结度达到95%，完全满足设计要求。

（3）真空联合堆载预压法在真空荷载和路堤填筑荷载的联合作用下所产生的超孔隙水压力有正负抵消现象，在填筑速率下土体孔隙水压力系数小于0.4，计算的路基稳定安全系数大于1.5，路堤路基不会发生失稳，可确保施工安全。

（4）抽真空时土体向预压区移动，不会侧向挤出，故真空压力可一次施加。若堆载较小时，真空和荷载二者也可一次施加，从而节省时间、提高质量、降低造价。

预压技术 篇12

在我国东南沿海经济发达地区, 围海造地软基处理技术在临海工业区及港区的建设具有重要意义, 特别是在厦门地区, 陆域面积较少, 沿海滩涂资源非常丰富。然而, 沿海自然地基在自重荷载作用下尚未完成固结, 而其上的陆域吹填土多为粉细砂和海相淤泥粘土, 使得软弱地基具有含水量高、压缩性大、强度及承载力低等特点。含水量高、强度低的沿海滩涂软土地基, 较不适宜堆载预压处理, 如果高强度并同时大面积开发建设将导致堆载料严重不足;如果采用传统的水泥搅拌桩处理, 又存在处理深度有限、造价过高的明显缺点。因此成片的软基处理方案常采用真空预压进行加固。对于大面积真空预压来说, 一般多采用分区施工, 分区块真空预压中止水问题显得尤为重要, 比较常用的方法是采用密封沟或是淤泥搅拌桩形成密封墙进行处理。本工程采用淤泥搅拌墙止水帷幕技术, 在真空预压过程中, 真空度基本维持在80k Pa左右, 抽排水效果明显, 地基排水固结经检测达到预期效果。

1 工程概况

港中路西段 (含4#排洪渠下游段) 工程全长1.92km, 路面宽45m, 为城市I级主干道设计。根据地勘单位提供的勘察报告显示, 拟建场地底下的淤泥厚度为2.10~21.30m, 为此本工程的软基处理范围为全段道路路基、4#排洪渠渠底及排洪渠北侧堤岸岸基, 共分7个分区, I~Ⅵ区采用真空联合堆载预压方式处理 (堆载厚度3m) , Ⅶ区为堆载预压处理 (堆载厚度6.5m) 。自2009年7月开始砂垫层铺设和塑料排水板打设, 分区排水板和淤泥搅拌墙施工完成后, 安装抽真空设备, 铺设上下双层分别为350g/m2、250g/m2的土工布和真空膜, 然后进入为期3个月的真空联合堆载预压期, 真空预压全过程真空度应维持在80k Pa以上。经监测单位的数据整理分析, 到2010年底, 本工程全部完成真空联合堆载预压施工, 地基总沉降量、固结度、地基承载力等主要指标满足设计要求, 按设计要求卸载交地。

2 淤泥搅拌墙施工

搅拌墙按每个分区四周布置, 搅拌桩单桩直径700mm, 成墙时彼此搭接200mm, 桩距500mm, 采用二排桩, 桩长深度以穿透淤泥进入粘土层下0.5m为止, 见图1。

2.1 淤泥搅拌墙施工基本要求

(1) 淤泥搅拌墙采用二排桩, 桩长深度以穿透砂层, 进入不透水层0.5m为准, 施工时需要沿搅拌桩位置线每隔30~50m进行钻孔, 判断搅拌桩实际打设深度。

(2) 搅拌桩采取四喷四搅施工工艺, 下搅速度1.2m/min, 上搅速度0.8m/min。采用淤泥或浮泥制成淤泥, 淤泥比重>1.35, 不得含有粗颗粒, 粘粒 (<0.005mm) 的掺入比为35%。

(3) 施工时间与排水板施工同时进行, 排水板施工先进行边界部分, 然后进行搅拌施工。淤泥池应布置在加固区外, 如在加固区内, 底部应铺设塑料薄膜和土工布, 防止淤淤泥渗入周边的砂垫层中, 场地内保持清洁。

(4) 采用插杆的办法对搅拌桩进行抽样检查, 不合格的必须进行重打。

(5) 桩打好后, 将密封膜压入沟内, 以确保真空预压的有效实施。后在上面堆填挡水的土堤。施工中应注意真空测头和孔压头导线引出的地方, 不能搞破导线。

2.2 搅拌墙施工密封技术

为保证大面积真空预压搅拌墙持久有效地发挥其隔水功能, 除严格按照搅拌墙的施工工艺参数及墙体参数进行控制外, 还应按如下技术措施处理:

(1) 淤泥搅拌墙密封深度。淤泥搅拌墙的密封深度, 一方面取决于墙体的抗渗功能要求和气密性持久性要求, 同时还要求其渗漏水较少。对沿海陆域吹填造地地基, 周边无建筑物需保护, 则搅拌墙密封深度以保证其持久气密性及减小浅层渗水为原则;另一方面真空预压时, 加固区内降水一般不超过10 m, 水位降深以内的土体容易受周边渗透及漏气影响, 搅拌墙深度应控制在13m以内。施工前, 对处理范围按密封轴线每50~100 m一个点进行钻孔探摸, 若砂层很浅, 深度小于2 m, 可直接开挖密封沟进行周边密封处理;若砂层较深, 则采用淤泥搅拌墙, 搅拌墙深度以进入砂层下淤泥50cm为准。

(2) 共用淤泥搅拌墙桩帽技术。对于大面积真空预压, 相邻区块真空预压密封墙为两区共用, 并且会出现共用角点密封, 而相邻区块之间真空预压不一定同时施工, 不可避免地会对下一区块真空预压施工带来难度。因此, 对分区处理共用角点情况, 上一区块淤泥搅拌墙施工时需向下一区块多打出2 m (见图2) , 以便下一区块搅拌墙连结施工和预埋膜。对于共用搅拌墙, 为有效解决相邻区块不同时铺膜, 搅拌墙固结对下一区块铺膜影响, 上一区块压 (踩) 膜时, 同时将下一区块密封膜3~5 m压 (踩) 入共用墙内, 当下一区块大面积铺膜后, 再与预埋膜现场采用专用聚氯乙烯胶水粘合, 见图3。

由于相邻区块抽真空时, 共用的搅拌墙尚未完全固结, 承受来自两侧的真空吸力作用, 高含水量的墙体失水, 细颗粒被抽至附近土层或砂层, 搅拌墙表层将沉陷, 并形成较深的空洞, 共用密封墙处的密封膜易拉裂, 特别是当采取联合堆载前需及早处理。因此, 在铺设膜的过程中, 先将3~4 m宽的土工布压入搅拌墙, 以防淤泥颗粒在真空作用下流失, 再踩入密封膜, 并在相邻区块密封膜间填塞泥包袋, 高出顶部20cm, 顶部采用密封膜粘结封堵, 防止共用密封墙承受双向渗流沉陷开裂问题, 而共用搅拌墙同时受到真空排水固结而达到加固效果。对共用淤泥搅拌墙进行桩帽改进, 使共用搅拌墙密封能经历单向抗渗、双向抗渗过程, 不但能保证相邻区块真空预压同时抽真空, 也能避免上部土方加载或卸载的不同步性造成不利影响和保证搅拌墙本身的加固效果。

3 密封效果分析

为了进一步了解淤泥搅拌墙的密封效果, 尤其是在高真空度情况下搅拌墙气密性的持久性, 监控量测单位在6个区的搅拌墙内外分别埋设了真空度测点、孔隙水压力和水位观测点。以下结论由监测单位提供:

(1) 墙内外真空度。真空度取真空预压期间的最大值进行比较, 共用密封墙都进行了桩帽处理, 真空度在密封墙内传递深度可达6 m以上, 超过3 m真空度衰减较快。因此, 采用桩长平均13m以内双排长搅拌墙足以保证80k Pa真空度的持久 (见图4) 。

(2) 墙内外孔隙水应力。在加固区内的孔压消散值最大, 引起周围、周边及加固区外的水向区内渗流, 而且真空预压期间加固区内孔压消散值基本上沿深度一致。采用搅拌墙改变了区内外的渗流场, 土体内水分的流动, 同时存在跨越渗流和绕流, 表明双排搅拌墙具有较强的抗渗能力。

(3) 真空预压加固效果。通过采用淤泥搅拌墙密封技术进行真空预压软基处理, 道路软基得到有效处理加固, 同时采用桩帽的共用密封墙也得到了有效加固, 确保处理区域保持了稳定的真空度。经监测单位检测, 真空联合堆载预压3个月后, 主要监测指标均达到设计要求的标准: (1) 按实测沉降曲线推算的固结度大于90%; (2) 连续10d实测沉降速率不大于2.0mm/d。

4 结束语

(1) 在进行大面积软基真空预压加固处理时, 采用淤泥搅拌墙止水帷幕能够保证周边密封性能在高真空荷载下的持久稳定性, 可使真空度长期维持在80k Pa以上。

(2) 对共用搅拌墙进行桩帽处理, 使共用搅拌墙密封能经历单向抗渗、双向抗渗过程, 不但能保证相邻区块真空预压同时抽真空, 也能避免加载与卸载的不同步性造成不利影响和保证搅拌墙本身的加固效果。

(3) 实践证明, 针对真空预压的特性, 从淤泥搅拌墙止水帷幕隔气、弱透水性出发, 对搅拌墙进行改进, 能有效保证大面积真空预压真空度向深度的传递、加固区内孔隙水压力消散和水位降深。2010年底经汇总分析监测数据得出:真空预压联合堆载加固总平均沉降量达0.76m, 预测的工后沉降量为4.02~21.72cm, 均小于30cm, 推算平均固结度介于90.4%~92.6%之间, 地基承载力等指标达到设计要求的标准。

摘要：结合工程实例, 主要详细地介绍采用淤泥搅拌墙作为真空预压止水密封措施的主要施工技术和难点, 并提出了相应对策。