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吹砂填方技术及其在工程中的应用

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第34卷第21期 ・120・ 2 0 0 8年7月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITE rI瓜E Vo1.34 No.21 Jd.2008 文章编号:1009.6825{2008}21.0120.03 吹砂填方技术及其在工程中的应用 霍吉亮 陈淑青 摘要:阐述了吹砂填方技术的发展历程和塑料排水板法的施工工艺,结合具体工程实例,对吹砂填方技术的实施过程 及技术要点进行了详细的介绍,以积累吹砂填方技术经验,从而推广该施工工艺的应用。 关键词:吹砂填方,工程,塑料排水板法,施工 中图分类号: J751.4 文献标识码:A 随着国民经济的快速发展,在沿江、河、湖、海地区出现了一 设的管道泵送至四周筑有围堤的吹填区,使其逐渐脱水固结的一 些需大面积填方的港口、码头、机场等工程,吹砂填方技术在解决 种取土方式。若吹填区离取土区较远,通常采用接力泵送的方式。 这一大填方问题方面显示了独特的优势,近年来备受工程界青 随着施工条件的不同,大致有3种吹填方式[ J:1)沉淀池法: 睐_】.2J。这类填方工程的场地陆域地表往往发现有较大面积的软 当有稳定的砂源,且砂源细颗粒含量较大时,可直接采用吸扬式 弱层,由于吹填土以泥浆的形式输送至吹填场地,泥浆中的水能 (绞吸式)挖泥船挖出江河底部泥砂,通过挖泥船上的泵和连接船 否及时排除,直接影响吹填土的施工质量和工期_2J。塑料排水板 与岸的漂浮管道,将泥浆送入预设于岸边的沉淀池中,先清洗掉 法由于可以缩短排水路径,加速土体固结,且具有施工简便、迅 部分细颗粒土,然后再用泥浆泵和管道将沉淀池中的砂吹填至 速、造价低、加固效果显著等优点[3l,可以有效地解决排水问题。 吹填区。2)直接法:当有理想的砂源且有较好的作业面时,可采 一把两种方法结合起来,具有一定的经济效益和推广前景。 用人工水力冲挖的方式,用高压水将砂土冲拌成浆液,并用小 型泥浆泵吸入进泥管内,通过管道将砂土直接吹填输送到吹填 1吹砂填方技术 1条管道一般需配备20套左右的水力冲挖机组。3)间接法: 吹砂填方(又称“水力吹填”[ J‘‘水力冲填”L5l6 J等,简称“吹 区,可用挖泥船将泥砂从江河底部挖至 填”),是指利用水力机械冲搅泥砂,将一定浓度的泥浆通过事先铺 当固定砂源离吹填区较远时,达到要求,通过拆模孔拆除内模。混凝土坍落度控制在18 cm~ 即可拆除。支架卸落也要从承重较小的两端开始,在同一跨中也 22 cn'l之间。 应从承重较小的开始。卸落支架分为两个阶段,先从跨两端向跨 在浇筑混凝土时应先从变形较小的两桥台开始向中间进行, 中松一次架,再从两侧向中点逐步拆除。拆除时要对称、均匀地  在同跨中先从两边向中间浇筑。混凝土浇筑过程中,应控制混凝 进行。拆除支架时应有技术人员随时用仪器观测梁体的变化。土纵向接槎在10 cn'l左右,每层混凝土浇筑均在前层混凝土初凝 4结语 前进行,在进行第1层混凝土浇筑后,于箱内同时进行混凝土成 在现浇箱梁施工中,支架检算时的荷载组合、支架的基础处 活抹平,并检查肋下抹角混凝土密实性。 理、支架的稳定性是大跨径现浇箱梁施工中的关键问题。支架设 3)混凝土养生。箱梁混凝土浇筑完成后,应立即进行养护。 计时要根据施工现场条件和现浇梁的结构特点,确定支架的结构 在养护期间,应保持混凝土表面湿润,防止雨淋、日晒和受冻,因 形式,根据支架的结构形式,确定支架基础形式、预压方案、卸架 此对混凝土外露面,在表面收浆、凝固后即用草帘等物覆盖,并经 顺序等。粮库大桥现浇箱梁施工方案合理、经济、施工操作性强, 常在模板和草帘上洒水,养护期间或未达到一定强度之前,严禁 受力扰动,并设置明显的禁止标志牌。 3.2.7拆模和卸架 完工后的外观和内在质量均达到设计要求,质量评定为优良,取 得了良好的经济效益和社会效益。 参考文献: 现浇箱梁拆除工序不容忽视,支架拆除不当时,梁体便会产 [1]李理,王现卫.后张预应力箱梁施工控制要点[J].山西建 生较大的瞬间动载,从而导致梁体产生较大裂缝,所以拆模和卸 筑,2007,33(1):158.159. 架应遵循一定的程序。 [2]JTG FSO/1.2004,公路工程质量检验评定标准[S]. 因箱梁外模为承重模板,故外模须在混凝土强度达到100%时 [3]JTJ 041.2oo0,公路桥涵施工技术规范[s]. 方可拆除;因内模为非承重模板,故在混凝土强度达到2.5 MPa时 On the construction technology of the cast-in-place prestressed box beam LI Zhen-chang Abstract:According to the load combination,the foundation treatment of the scaffold,the stability of the scaffold in the support checking in the construction of the cast in.place box beam,the author describes the scaffolding system and the design in the construction of te cast—in-h place beam combinedwiththe constructionofthe prestressed box beamofthe grain depot bridge,detailedly summarizesthe constructiontech— nology and the construction method 0f the cast.in-place prestressed box beam of the grain depot bridge. Key words:cast.in.situ concrete,prestressed box beam,scaffolding system,construction technology 收稿日期:2008.03.14 作者简介:霍吉亮(1973一),男,工程师,沧州黄骅港航务工程有限公司,河北沧州陈淑青(1973一),女,工程师,沧州市黄骅港务局,河北沧州061113 061113 维普资讯 http://www.cqvip.com 第34卷第2l期 2 O O 8年7月 霍吉亮等:吹砂填方技术及其在工程中的应用 ・121・ 驳船上,用船运到吹填区附近,再用高压水将砂土冲拌成浆液, 为1 m。从排水口排出的吹填余水排人池塘,用3台25.4 cnl 用泥浆泵及管道输送至吹填区。由于直接法对砂源和施工条件 (10 inch)的水泵排人渤海中。 要求较为严格,在工程中的应用受到一定,应用较多的是沉 3.3吹砂填方施工的要点 淀池法和间接法。 1)吹填施工前,清除池塘里的淤泥,整平原地面,摊铺排水砂 上述3种吹填方式并不是截然孤立的,比如,从长江取砂,春 沟内下层砂垫层,插设塑料排水板。 季,可采用直接法施工,但随着夏季多雨季节的到来,水位上涨, 2)采用分层吹填,分层吹填厚度为1 m。 作业面被水淹没,这时应改用沉淀池法或间接法来进行施工。 为保护吹填土,在吹砂填方施工完成后,应在其土上覆盖一 泥浆吹填至围堤后在堤内漫流,流速逐渐减慢,靠近出砂13, 层厚50 ClTI的黏土层。 沉淀的土颗粒较粗,随着漫流距离的增大,沉淀的土颗粒逐渐变 3)吹填形成的陆域表面必须平整、密实,具有一定的坡度。 细。同时,一定数量的悬浮在水中的较细土颗粒,连同一部分水 4)工程质量检验,特别是吹填土颗粒粒径含量组成的检验, 经排水口流人堤外的集水坑内。当露出的吹填土达到设计标高 时(应考虑填土的下沉量和下卧层的下沉量),整个吹砂填方过程 结束,其工艺流程为:吸泥一输送一沉淀一退水一固结。 为减小吹填土的不均匀性,提高吹填施工的效率,可在吹填 工艺上做一些改进,例如在挖泥船上加设析水孔,同时设置可调 整方向的出砂口等。 2塑料排水板法 塑料排水板法属于纸板排水法中的垂直排水法,该法是在天 然地基中打设塑料排水板等竖向排水体,然后利用填土荷载进行 预压,使主体中的孔隙水排出,逐渐固结地基发生沉降,同时逐步 提高强度。 塑料排水板法适用于处理各类淤泥、淤泥质土及吹填土等饱 和黏土地基。而对于有机质土和泥炭等次固结土,不宜采用此法 处理。 塑料排水板法的施工工艺如下:插板机定位一将塑料排水板 通过导管从管靴穿出一将塑料排水板与桩尖连接贴紧管靴并对 准桩位一插入塑料排水板一拔管剪断塑料排水板等。 3工程实例 3.1 工程概况 某港口工程位于渤海湾内,天然地面高程在1.0 m~4.0 m, 局部最低处高程为0.3 m。港区陆域主要分布着第四系全新统: ①粉质黏土及黏土,②淤泥及淤泥质黏性土,⑤粉质黏土及黏土; 第四系更新统,⑥粉质黏土及黏土,下卧基岩为紫红色砂岩及泥 质砂岩。港区陆域设计高程为5.5 m~6.0 m,平均回填高度为 4.0 m,最大回填高度为6 m。港区陆域形成采用吹砂填方的方式 进行。 港区陆域地表分布有较大面积的软弱层,具有高含水量、中~ 高压缩性土、低强度的特点,不能满足使用要求。为避免在大面 积填土和荷载作用下产生较大的差异沉降,提高地基承载力,需 要进行以消除沉降、提高土体强度为目的的地基处理,吹砂填方 前插设塑料排水板,并利用吹填土作为预压荷载,对上述软弱层 进行处理,对于吹填土则考虑用强夯的方式进行处理。 3.2工艺流程 采用直接法进行吹填。即用高压水泵从渤海边小河沟取水, 通过高压水将砂土冲拌成浆液,并用4EPN 15型泥浆泵吸取灌 人10EPN一30型泥浆泵的进泥管中,1组10EPN一30型泥浆泵需配 18套--20套水力挖泥机组供应砂浆。 该工程吹填方量约60多万立方米(包括沉降量),根据进度 安排需安装2组输泥浆及输泥管线。该工程取土与吹填区相距 约0.5 km,故采用直接泵送的方式。由于这种取土和接力输送方 式不受天气影响且不占用航道,所以工期有保证。输泥管线从南 侧围堰进入,2根输泥管线分别由南向北进行吹填,每层吹填厚度 必须做到及时、准确、真实、可靠。 3.4塑料排水板的打设 1)打设塑料排水板应采用套管打设法,不得采用裸打法。 2)打设机定位时,管靴与板位的偏差应控制在100 nm范围内。 3)打设时应严格控制套管垂直度,其偏差不宜大于1.5%。 4)按设计要求严格控制塑料排水板的打设标高,允许偏差为 ±50 cn1。 5)允许塑料排水板打设总量的5%以内出现“回带”现象,但 “回带”长度不应超过300 n1nl。 6)剪断塑料板时,砂垫层以上的外露长度应大于300 n1nl。 7)打人地基的塑料排水板必须为整板,长度不足的塑料排水 板严禁接长使用。 3.5施工中的问题及解决方案 1)管道喷涌。主要原因是焊缝出现裂隙或法兰接口松动,可 简单地采取补焊或紧固螺丝的方法,但不能从根本上解决问题。 解决此类问题的有效措施就是每隔1 000 m设置1个排泥胶管, 并且严格控制管道爬坡时的倾角在30。以内。 2)由于砂质较好,颗粒较大,泥浆泵磨损较大,泵壳极易磨 穿。主要是由于泥浆泵的汽蚀引起。为减缓汽蚀对水力机械的 磨蚀,过流部件应采用抗汽蚀性能较好的材料,同时改进泵的进 口结构参数,合理地设置吸人装置系统。 4结语 实践证明,在解决沿江、沿海地区大面积填土问题时,吹砂填 方是一种有效且实用的处理方法。该工程在管道流量稳定以后, 管道排砂量可达5 000 m3/根,有效地解决了该工程取土难的问 题。吹砂填方在吹填施工工艺等方面还需进一步改进,并加强理 论研究,为今后制定有关规范打下基础。 参考文献: [1] 孔位学.吹砂填方技术的应用研究及强夯有效加固深度的 模糊预估[D].重庆:后勤工程学院,2001. [2] 包立新,白凤林,苗长成,等.塑料板排水法处理软土路基技 术在某工程中的应用[J].岩土工程师,2002,14(1):38.40. [3]何开胜,沈珠江,张广旗,等.水力吹填地基的水平排水板振 动碾压处理法[J].岩土力学,2001,22(1):109—113. [4]文海家,严春风,汪东云.吹填软土的工程特性研究[J].重 庆建筑大学学报,1999,21(2):79—83. [5]《岩土工程手册》编写委员会.岩土工程手册[M].北京:中 国建筑工业出版社,1994. [6]孔住学,陆 新.吹砂填方技术在机场工程中的应用研究 [J].重庆工业高等专科学报,2001,16(1):38.40. [7]叶观宝,叶书麟.地基加固新技术[M].北京:机械工业出版 社.1999. 维普资讯 http://www.cqvip.com 第34卷第21期 ・122・ 2 0 0 8年7月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECrURl Vol_34 No.21 Ju1. 2008 文章编号:1009—6825{2008)21—0122—02 浅谈大体积高性能混凝土施工中的温度控制 肖文彪 摘要:通过对大体积承台混凝土施工中温控措施的分析,说明在混凝土结构芯部埋设冷却管,采用循环水法可有效降 低混凝土内部与表层、混凝土表层与环境之间的温度差,从而达到有效控制因温差原因产生的混凝土内部及表面收缩裂 纹的目的。 关键词:大体积,高性能混凝土,循环冷却法,温度控制 中图分类号:TU755.7 文献标识码:A 近年来,随着国家十一五规划的全面落实,铁路建设飞速发 随着水泥水化热的不断释放,温度急剧上升,混凝土热胀受到的 展,从客运专线到高速铁路的建设,对桥隧等混凝土结构的使用 约束作用和所伴生的约束压应力亦迅速增大,到时间t2时,温度 寿命定义为不低于100年,如此对混凝土从强度到耐久性提出了 和压应力各达到最大值T2与 2。这以后,因散热温度开始下 更高的要求。影响高性能混凝土耐久性的指标主要有:碳化锈 降,混凝土开始冷缩,压应力亦下降,在时间t 时温度降到T ,压 蚀、氯盐锈蚀、化学侵蚀及冻融破坏等方面,其作用主要是通过混 应力降为0,而后转变为拉应力。当时间到达t 并温度降到T 凝土中的孔隙、缝隙等通道逐渐完成从点到线,线连成面,使高性 时,约束拉应力增大到0"4(此时 4=混凝土的极限抗拉强度 ), 能混凝土的耐久性得不到有效保障,从而直接影响混凝土结构施 随即出现裂缝。资料显示,T3>T0,T4不一定大于T0,因此如 工寿命,危及结构物的安全,留下诸多隐患。在混凝土结构中裂 何保证T4与T2的温差尽可能小,或使温度T 的到来时间延 纹产生的主要原因除自收缩及干燥收缩外,另一个主要原因是温 长,是保证混凝土不出现温度应力裂缝的前提。最好的办法就是保 度应力,特别是大体积混凝土施工中。 温。由研究表明,混凝土早期的极限拉伸应变大多为8℃~14℃, 1 水化热、温度与裂缝的作用机理 1.1水泥的水化热 所以,混凝土一旦到了终凝以后,施工中没有采取覆盖保温措施, 如有气候的突变,致使混凝土内外温差大,而引起混凝土开裂。 水泥的各种矿物质成分中,通常条件下按不同速度进行水化 1.3混凝土的温度及变化情况 在绝热条件下,混凝土的内部最高温度是浇筑温度和水泥水 反应,一般分为初始水化期、诱导期、加速期、延缓期、扩散期,水 但在实际中,混凝土的温度与外界存在温差,混 泥水化要释放大量的热。水化热温升主要取决于水泥用量及水 化热温度的总和,凝土内部与周围环境发生热交换,混凝土的温度逐渐发生变化。 泥的特性。 1.2温差与裂缝的关系 图1为混凝土入模后随着时间的推移,混凝土内的温度及应 力的变化曲线关系。 因此,混凝土的内部最高温度实际上是由浇筑温度、水泥水化引 起的绝热温升和混凝土浇筑后的散热温度三部分组成。那么,要 减少大体积混凝土的内外温差,除降低水泥水化热及覆盖保温 外,降低混凝土的浇筑温度也是一条较好的措施。 2大体积承台混凝土的温度控制 2.1 工程概况 口2 f 本工程为铁路建设项目,设计桥梁结构均为高性能混凝土, 配合比采用双掺料设计。承台尺寸为4.9 m×10.5 m×2 m。属  .营。 “ . .“ “\::/一 £ 于大体积混凝土施工范畴。混凝土设计强度为C30,混凝土理论 配合比为1(水泥):3.27(细骨料):4.91(粗骨料):0.65(水):0.50 (粉煤灰):0.17(矿粉):0.02( ̄l-;JIIl剂),坍落度为175 mi"n,水胶比 为0.39。 图1 混凝土内温度及应力的变化曲线 通过该曲线,可以发现温度应力产生裂缝的过程,以及温度 2 2混凝土温度控制的原则 与构件裂缝的相关性。由图1可见,T1是经过时间t1混凝土开 1)尽量降低混凝土温升、延缓最高温度出现时间; 始凝结硬化的温度,此时混凝土热胀开始受到约束并产生压应力。 2)降低降温速率; Hydraulic sand-fill technology and its application in the engineering HUO ji-liang CHEN Shu-qing Abstract:The development process of hydraulic sand—fill technology and plastic drain slab construction method were illustrated.Combined with the specific engineering example,the implementation proc ̄s and technological points of the hydraulic sand-fill technology were detail intro- duced SO as to accumulate hydraulic sand-fill experince and promote the appleication of the construction technology. Key words:hydraulic sand—fill,engineering,plastic drain slab method,construction 收稿日期:2008—03—10 作者简介:肖文彪(1971一),男,工程师,中铁十二局集团第二工程有限公司,山西太原030032 

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