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現(xiàn)代城市內(nèi)的污水管道施工,主要采用的是頂管的施工方法。在頂管的施工過程中需要開挖工作坑和接收坑,等管道頂進(jìn)完成后,工作坑和接收坑內(nèi)開始砌筑(或澆注)檢查井,然后回填和恢復(fù)路面,這是頂管施工普遍的施工方法。根據(jù)接收坑處檢查井的作用和特點(diǎn),我項(xiàng)目部經(jīng)過對(duì)多個(gè)頂管施工工程的摸索和實(shí)踐,制定出了一套行之有效的針對(duì)接收坑處檢查井施工的新方法—“改型檢查井——騎馬井”施工方法(以下簡稱騎馬井)。此工藝方法實(shí)施后取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,是對(duì)污水管道頂管檢查井施工的一次革命。
管道就位。一般頂管施工中工作坑和接收坑的開挖都是非常關(guān)鍵的工序。工作坑是進(jìn)行管道頂進(jìn)的工作地點(diǎn),是必須開挖的,而接收坑一般情況下是在管道就位后,在對(duì)接點(diǎn)開挖然后砌筑(或澆筑)檢查井接通兩邊管道之用的。工作坑、管道、接收坑連接示意圖。管道在工作坑頂進(jìn)的過程中一定要控制好方向,偏差不應(yīng)太大,這是決定能否采用騎馬井施工很關(guān)鍵的一步,也是頂管施工中的主控項(xiàng)目。如果管道頂進(jìn)的過程中遇到特殊的地質(zhì)情況而產(chǎn)生了偏差,則應(yīng)及時(shí)采取糾偏措施,保證在接收坑處的管道回到軸線位置。對(duì)頂施工的管道在接收坑處要預(yù)留一定的空隙,便于騎馬井的施工,管道預(yù)留L(mm)。
澆筑鋼筋混凝土井壁,井壁的鋼筋布置為雙層雙向,水平環(huán)箍采用單面焊,搭接長度10d,鋼筋保護(hù)層厚度靠近土壁的部分為35mm,內(nèi)壁部分為20mm,模板采用自加工的定型鋼模板,模板安裝要牢固,板縫滿足規(guī)范規(guī)定,防止產(chǎn)生大量漏漿從而影響混凝土的澆筑質(zhì)量。混凝土采用C20、S4抗?jié)B混凝土。此時(shí)應(yīng)注意此模內(nèi)的鋼筋要插入下一模內(nèi),保證搭接長度42d.澆筑混凝土?xí)r必須將混凝土振搗密實(shí),待混凝土凝固達(dá)到一定強(qiáng)度后,可以進(jìn)行下一步施工。
第二段的施工方法,進(jìn)行第三段至第n段鋼筋混凝土井壁的施工。此時(shí)應(yīng)注意,第n段如果能夠保證一整模,可以進(jìn)行混凝土的澆筑,否則可暫時(shí)不進(jìn)行澆筑。 ,是因?yàn)? 一模如果不能保證是一整模則不易施工,而且不能滿足質(zhì)量要求;第二,井室砌筑完畢后澆筑 一模混凝土,可以保證混凝土和砌體的接觸面有良好的密閉性;第三,能夠保證整體的穩(wěn)定性。
井室部分施工(挖土方、底板施工、砌筑井室)。井室土方開挖完畢后,首先綁扎底板鋼筋網(wǎng)片,采用單層雙向布置,鋼筋靠下層放置。然后澆筑150厚C20、S4混凝土底板,鋼筋保護(hù)層厚度50mm.待混凝土凝固后砌筑井室,井室和流槽采用M10水泥砂漿砌筑Mu10磚,流槽和井室要一同砌筑,井室腳窩和流槽一同砌筑,腳窩和踏步位置參照《排水檢查井圖集》中02S515-146頁磚砌雨水檢查井腳窩和踏步設(shè)置。井室施工完畢后可以進(jìn)行下一階段的施工。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到后,在井壁上彈出墨線,根據(jù)圖集02S515-143中的尺寸畫出踏步點(diǎn)位,用沖擊鉆打眼安裝踏步,并在縫隙中灌入環(huán)氧樹脂砂漿,將踏步固定牢固。踏步安裝時(shí)一定要保證位置正確,上下順直。待踏步安裝牢固后可以進(jìn)行抹面工作,井室和井壁采用1:2防水水泥砂漿同時(shí)抹面,井壁要將鋸齒處抹平。(zi8v8kra)
反插法是在拔管過程中邊振邊拔,每次拔管0.5~1.0m,再向下反插0.3~0.5m,如此反復(fù)并保持振動(dòng),直至樁管全部拔出。在樁尖處1.5m范圍內(nèi),宜多次反插以擴(kuò)大樁的局部斷面。穿過淤泥夾層時(shí),應(yīng)放慢拔管速度,并減少拔管高度和反插深度。在流動(dòng)性淤泥中不宜使用反插法。
復(fù)打法是在單打法施工完拔出樁管后,立即在原樁位再放置第二個(gè)樁尖,再第二次下沉樁管,將原樁位未凝結(jié)的混凝土向四周土中擠壓,擴(kuò)大樁徑,然后再第二次灌混凝土和拔管。采用全長復(fù)打的目的是提高樁的承載力。局部復(fù)打主要是為了處理沉樁過程中所出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷,如發(fā)現(xiàn)或懷疑出現(xiàn)縮頸、斷樁等缺陷,局部復(fù)打深度應(yīng)超過斷樁或縮頸區(qū)1m以上。復(fù)打必須在 次灌注的混凝土初凝之前完成。
灌注樁系是指在工程現(xiàn)場通過機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔,并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁,依照成孔方法不同,灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。
鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。灌注樁由早的100多年前的1893年,因?yàn)楣I(yè)的發(fā)展以及人口的增長,高層建筑不斷增加,但是因?yàn)楹枚喑鞘械牡鼗鶙l件比較差,不能直接承受由高層建筑所傳來的壓力,地表以下存在著厚度很大的軟土或中等強(qiáng)度的黏土層,建造高層建筑如仍沿用當(dāng)時(shí)通用的摩擦樁,必然產(chǎn)生很大的沉降。于是工程師們借鑒了掘井技術(shù)發(fā)明了在人工挖孔中澆筑鋼筋混凝土而成樁。于是在隨后的50年之后,即20世紀(jì)40年代初隨著大功率鉆孔機(jī)具的研制成功首先在美國問世,二戰(zhàn)后,世界各地特別是歐美發(fā)達(dá) 經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇與發(fā)展,時(shí)至今日,隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異發(fā)展,鉆孔灌注樁在高層、超高層的建筑物和重型構(gòu)筑物中被廣泛應(yīng)用。當(dāng)然,在我國,鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)及施工水平也得到了長足的發(fā)展。
鉆孔灌注樁通常為一種非擠土樁,也有的為部分?jǐn)D土樁。鉆孔灌注樁的類型可以分為:A.按樁徑大小分,可分為如下幾種:小樁由于樁徑小,施工機(jī)械、施工場地、施工方法較為簡單,多用于基礎(chǔ)加固和復(fù)合樁基礎(chǔ)中(如:樹根樁)。中樁成樁方法和施工工藝繁多,工業(yè)與民用建筑物中大量使用,是目前使用多的一類樁。大樁樁徑大且樁端不可擴(kuò)大,單樁承載力高,近20年發(fā)展快,多用于重型建筑物、構(gòu)筑物、港口碼頭、公路鐵路橋涵等工程。(zi8v8kra)
按成樁工藝,鉆孔灌注樁可以分為:干作業(yè)法鉆孔灌注樁;泥漿護(hù)壁法鉆孔灌注樁;套管護(hù)壁法鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁具有以下技術(shù)特點(diǎn):a.施工時(shí)基本無噪音、無振動(dòng)、無地面隆起或側(cè)移,因此對(duì)環(huán)境和周邊建筑物危害小;b.大直徑鉆孔灌注樁直徑大、入土深;c.對(duì)于樁穿透的圖層可以在空中作原位測(cè)試,以檢測(cè)土層的性質(zhì);d.擴(kuò)底鉆孔灌注樁能更好地發(fā)揮樁端承載力;e.經(jīng)常設(shè)計(jì)成一柱一樁,無需樁頂承臺(tái),簡化了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式;f.鉆孔灌注樁通常布樁間距大,群樁效應(yīng)小;g.某些利用“擠擴(kuò)支盤”鉆孔灌注樁可以有效減少樁徑和樁長,提高樁的承載力,減少沉降量;h.可以穿越各種土層,更可以嵌入基巖,這是別的樁型很難做到的;i.施工設(shè)備簡單輕便,能在較低的凈空條件下設(shè)樁;j.鉆孔灌注樁在施工中,影響成樁質(zhì)量的因素較多,質(zhì)量不夠穩(wěn)定,有時(shí)候會(huì)發(fā)生縮徑、樁身局部夾泥等現(xiàn)象,樁側(cè)阻力和樁端阻力的發(fā)揮會(huì)隨著工藝而變化,且又在較大程度上受施工操作影響;k.因?yàn)殂@孔灌注樁的承載力非常高,所以進(jìn)行常規(guī)的靜載試驗(yàn)一般難以測(cè)定其極限荷載,對(duì)于各種工藝條件下的樁受力,變形及破壞機(jī)理現(xiàn)在尚未完全被人們掌握。設(shè)計(jì)理論有待進(jìn)一步完善。
沉管浮運(yùn)定位的主要要求沉管不能偏離浮運(yùn)中心航線10cm,沉管安裝定位的主要要求如下:沉管管段首端(與前一塊對(duì)接端)稱為A端,末端稱為B端。AB端的定位精度應(yīng)達(dá)到±3cm。這一定位精度對(duì)水下定位的要求是相當(dāng)高的,目前單純的水下聲學(xué)定位是無法實(shí)現(xiàn)的。在沉管浮運(yùn)、安裝過程中要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其沉管的坐標(biāo),航向,航速,及拖輪的坐標(biāo)、航向,航速,錨鏈的拉力大小等信息,從而指導(dǎo)浮運(yùn)及安裝。
過湖管道下沉方案:管道由拖輪拖離施工平臺(tái)后,應(yīng)在管道兩端及中間,每間隔約30m設(shè)一艘100M80t的定位駁船,通過定位駁船使管道置于管槽軸線的水面上。然后利用水上焊接、拼裝平臺(tái)對(duì)接成整管,整條管道焊接拼裝完后,兩端仍用封板臨時(shí)密封,在北岸封板上設(shè)置1個(gè)注水閘閥,在南岸封板上設(shè)置1個(gè)排氣閘閥,并在水面按規(guī)范要求注入氣壓檢測(cè),經(jīng)整管氣壓檢測(cè)合格后,即可進(jìn)行整管充水下沉就位安裝。為了保證整條管道在注水下沉翻轉(zhuǎn)入槽過程中,管道不被破壞,管道宜每間隔約30m設(shè)一艘起吊船。除合理、科學(xué)布設(shè)各吊點(diǎn)的位置外,在吊具中滑輪組、吊勾、吊耳和鋼絲繩的吊重能力要大于理論吊力的2-3倍。當(dāng)各項(xiàng)工作準(zhǔn)備就緒,可由現(xiàn)場指揮組總指揮長下達(dá)注水沉管指令,打開管道兩端注水閘閥和排氣閥。可用一臺(tái)每小時(shí)供水量100—200m的潛水泵于北岸管端封板注水閘閥處注水,并把南岸管端封板處的排氣閥門打開。隨著注入管道水量增加,各起吊船負(fù)責(zé)人要隨時(shí)將各吊點(diǎn)的下沉情況及時(shí)向總指揮長匯報(bào),由總指揮長下達(dá)各吊點(diǎn)松纜指令,各吊點(diǎn)應(yīng)協(xié)調(diào)作業(yè)逐步松纜使管道翻轉(zhuǎn)下沉。在沉管過程中,應(yīng)謹(jǐn)慎地操作牽引起重設(shè)備,讓 處先下沉,以防止充水不均勻。待管道翻轉(zhuǎn)下沉至距離設(shè)計(jì)槽底還有1m時(shí),用全站儀檢查管道各吊點(diǎn)的平面位置是否與設(shè)計(jì)管槽軸線相一致,若不一致,要進(jìn)行必要的調(diào)整使之符合要求,然后才能繼續(xù)充水下沉,直至整管下沉入槽就位。
沉放完下游管道后,則再將上游管道拖入河中擺動(dòng)就位后按上述施工工藝進(jìn)行沉放。經(jīng)檢查兩條管道沉放位置達(dá)設(shè)計(jì)要求后即進(jìn)行管道水下試壓,試驗(yàn)壓力為0.9MPa,如試壓達(dá)不到規(guī)范要求時(shí),即將管道浮出水面檢查重新處理,然后重新下沉就位安裝,直至水下試壓達(dá)到規(guī)范要求為止。水下鋪設(shè)管道的允許偏差應(yīng)符合下列規(guī)定:軸線位置允許偏差為50ram,高程允許偏差為一100mm。水面以上的管道必須敷設(shè)在原狀土地基或經(jīng)過開槽后回填密實(shí)的土層上,其管底必須鋪設(shè)砂墊層并密實(shí),墊層厚度不小于200mm。施工放樣:管槽開挖前,用GPS全球定位儀將過河水管的軸線用浮標(biāo)在水面上標(biāo)出,并在左、右兩岸各設(shè)一對(duì)岸上導(dǎo)桿,并在過河管道軸線的左、右岸水邊各設(shè)立水尺一把,作為控制挖槽各斷面標(biāo)高的依據(jù)。施工過程用全站儀進(jìn)行跟蹤定位,以確保施工船舶不偏離作業(yè)范圍。
管槽開挖及整平:管槽在開挖前,用全站儀將輸水管道穿越河底軸線的平面位置標(biāo)出,并在左右岸軸線上各埋設(shè)三個(gè)固定定位標(biāo)點(diǎn),設(shè)置明顯的岸上標(biāo)志。水下管槽開挖時(shí),在水面上每隔50m左右另拋設(shè)一浮標(biāo)顯示中心線,以作為挖泥船開挖平面位置定位的依據(jù),并在兩岸各設(shè)置水尺一把(水尺零點(diǎn)標(biāo)高要經(jīng)常檢測(cè))作為各斷面開挖標(biāo)高的測(cè)量依據(jù)。為了保證管槽開挖的準(zhǔn)確性,采用電子經(jīng)緯儀對(duì)挖泥船進(jìn)行定位測(cè)量及深度控制,以保證挖泥船開挖斷面及落斗點(diǎn)位置準(zhǔn)確。水下開挖溝槽設(shè)計(jì)底寬為7.8m。溝槽開挖好后,應(yīng)測(cè)量槽底高程和溝槽橫斷面,其測(cè)量問距應(yīng)根據(jù)溝槽開挖方法及地質(zhì)情況等確定。在驗(yàn)槽后沉管前應(yīng)進(jìn)行管槽水下整平,目的是使管道就位后受力均勻,整平高差控制在-lOem范圍內(nèi)。在開挖工作中不得影響任何公共設(shè)施,確屬不可避免,應(yīng)征得相關(guān)部門的同意,施工完后應(yīng)按原樣恢復(fù)。水上部分的管槽采用挖掘機(jī)配合人工開挖,水上管槽開挖底寬為7.2m,土方開挖邊坡為1:0.5。開挖接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)應(yīng)預(yù)留15~20em,在鋪設(shè)管道前采用人工挖除,避免槽底被擾動(dòng)。(zi8v8kra)
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