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“这个行业有两个主题词,一个词是学习,另一个词是挑战”
2008年,夏,吉林省通榆县,一个在火车站名里找不到的地方。
风场上,一道技术难题的出现,让韩世辉和他的同事们内心里正承受着又一次磨砺。
这个型号的风车叶片一片就有十多吨重、三十多米长,要把这些大家伙吊上数十米高的风车顶,需要动用两辆大型吊车。先不说费用至少需要50万到70万元,就说场地面积以及沙土环境,根本无法使用大型吊车。“那时,1.5兆瓦的大型风力发电技术在中国刚刚起步,并且一个叶片就价值七十万元”,技术难度、风险都大大超出了韩世辉之前面临过的所有挑战。
苦思半个月后,韩世辉和同事们琢磨出了一个“土办法”。他们利用动滑轮与定滑轮的原理,自己创新了一个简易好用的起重装置,又经过反复论证,才动手实施。“当时大家心里都没有底,只能互相鼓励,如果那时有一个人站出来说这样不行,估计我们就放弃了。”
最后,难题成功解决,成本却只花了十多万元。
风电技术、机型更新很快,可以说每次技术挑战都是全新的。但也正是在这样一次又一次的学习、钻研、尝试中,韩世辉和他的同事们快速地成长起来,不到三十岁年纪,却都已经是风电技术支持的资深专家。
不过,至今回想起那段在通榆县的经历,韩世辉依然觉得“难以想象”。但只要他一站到那些白色巨型风车面前,就会再次产生面对挑战跃跃欲试的兴奋,每个细胞都焕发着昂扬的朝气。从五年前毕业进入风电领域开始,这股兴奋劲儿就一直都没过去。
作为一个新兴行业,风电属于尖端技术,专业领域跨度大、涉及行业多,有些技术甚至在其他行业都没有用过。但也正是这一点,吸引韩世辉放弃了与专业更为对口的电子自动化方面的工作,投身风电。在他身上,有着典型的技术型人才的特质,那是对技术特有的钻研劲儿和超乎常人的耐心。
最初,韩世辉做的是最基础的风电机组日常维护。一年后,他开始学习技术调试。那时,他的生活里只有两个内容,一个是工作,一个是学习,工资条几乎不看,“因为没有什么需要花钱的地方”。
经过几年的历练,现在他的头衔是“技术支持工程师”,负责现场机组调试以及机组维护、检修,他几乎跑遍了中国北部和西部最偏远最荒凉的地方。内蒙的巴彦淖尔,新疆的布尔津,东北的大小兴安岭……那里除了风声,只有一片与世隔绝的寂静,有时一个月都看不到其他人,有的地方走一百公里仍旧荒芜人烟,食品和生活用品只能定期派车出去采购。韩世辉半开玩笑半严肃地说:“我们唯一的娱乐就是上网,有时公司也会派文娱小分队来演出。我想如果没有网络和电话,风电可能也就发展不起来。”
去年是韩世辉出差最少的一年,出差天数是260天,一个项目短则十天半个月,长则三四个月。近半年来,因为负责新员工培训,他主要待在公司的北京总部,“我也接触了一些新员工,他们在大城市长大、读书,突然要到那么荒凉的地方去,忙起来的时候一天只能休息一两个小时,心态的转换是很难的,也有少数人因此放弃。”
超临界流体就是指在某一温度和压力下,处于液体到气体中间状态的流体。它的密度与液体密度相当,而粘度又和气体相似,其扩散的能力在液体和气体之间,大概相当于液体扩散能力的10-100倍。所以它既具有液体的高溶解能力,又能拥有气体的高扩散能力和压缩性。我们就利用超临界流体的这些特性,用于我们的化学生产。像这样的技术我们就把它称为超临界流体技术(SCF)。超临界流体技术一般是控制温度和压力的条件下,或者加入其他物资的情况下改变体系的传质系数、传热系数及化学反应特征的,这能更加高效清洁地进行化学生产,有的在超临界的状态下能节省能耗,所以超临界流体技术也被称为超级绿色化学技术。超临界液体技术(SCF)现在广泛应用到了材料制备中。早在上世纪九十年代该技术就已经开始应用,把二氧化碳制备成超临界的状态,以它为介质来制取特氟龙;还有聚丙烯工艺中也应用了SCF技术,利用丙烷的特点来做稀释剂,该技术也是做PE的升级版。当下,超临界流体技术则更多地应用在了高分子材料,复合材料,不易粉碎的无机物材料,以及提取不太容易溶解在单一超临界液体中的有机物。现在应用的超临界流体技术的方法主要有一下几种:1、快速膨胀法,该方法主要用于固体颗粒状的物质的制备;2、压缩抗溶剂发,主要用于制备微孔、微球类的物质,所以在药物分子及聚合物共沉上应用较多,也较成熟;3、抗溶剂法,通常该方法会应用在制备爆炸性物质和不溶于单一超临界流体的有机物上等。除了以上在制备材料方面的突出贡献,超临界流体技术还在分析化学中大展拳脚。它与色谱技术相结合,能在色谱研究中得到比气象色谱更高效,比液相色谱更精准的超临界流体色谱。更由于它的高效和低成本使得超临界流体技术在石油化工、环境保护还有医药化学等多个领域得到广泛使用。
2绿色化学反应技术的应用
绿色化学指用化学的技术和方法,再结合其他学科的知识来减少或者消除化学对于人类的危害、社会的危害以及环境的危害。从源头的原材料开始,到生产过程中的试剂和介质还有催化剂,到最后的产物及副产物都要求绿色、环保、无毒害,还有就是“原子经济性”的“零排放”。像在绿色无毒原料控制方面,石油化工原料就可以改变成生物原料的。制作尼龙可以不用含苯的石油化工原料,改成生物原料,生物原料的淀粉及纤维素等在酶催化反映下也能形成己二酸,这样一样可以制作尼龙,而且对人体和环境都危害极小。再比如在反应过程中对介质、溶剂等的控制,也要求无毒无害,在有机反应中水就是很好的溶剂,不仅对环境无害还能节省到有机反应中的官能团的保护还有去保护等环节,所以也省工艺省时间了。还有反应中用的绿色催化剂,绿色催化剂能更加正对性,更加高效地参与化学反应,并且得到的副产物少。在有机合成反应中,绿色催化剂的应用显得尤为重要。像不对称合成反应中,催化剂不仅为化学农药和精细化工提供反应需要的中间体,有的还能为反应提供绿色的合成技术。比如酶催化反应、氢酯化反应、还有不对称酮反应等。
3化学工程中的传热研究
化学反应中传热的研究是化学工程的重要内容,因为它严重影响着一个反应的能耗,反应的进程等。在微细尺度传热研究中,由于尺度微细,原有的传热假设及会发生变化,其流动还有传入的规律也会发生变化。目前在纳米、微米、集成电子设备还有微型热管领域中该传热研究交深入,取得了较不错的成果。而我们在改进传热工艺和设备上也做足了研究,为了提高传热效率,我们可以改进设备的性能,使其持续对外传热的能力提高,改变里面的传热材料和工艺的设计来实现传热的效率。然而我们现在投入很多精力的滴状冷凝技术的研究还没能取得很好的成果。由于我们不能在维持物质在滴状的时候冷凝,同时冷凝表面寿命延长,所以目前这个难题还很难突破。还有就是我们在计算沸腾时的传热存在很多弊端,复杂的沸腾状态不适用目前所有的传热计算方式,就研究沸腾传热的计算方法也是一大块难题的,所以就滴状传热技术的研究也将会是我们传热研究领域的一个重要课题,如果该研究获得进展必将改变现在很多的化学生产工艺形式,将会带领化学生产进入一个新的时代。
4结语
关键词:模板支撑设计支撑搭设技术施工控制
中图分类号: TU74 文献标识码: A 文章编号:
Support, design and construction of ultra-high super major cross beam control
LIU Jia Jun Yang TaoZhou ChangmingSun Dongliang
(Shandong Huaxin Construction Engineering Group Co., Ltd. Xinwen offices Xintai CityShandong27100)
Paper originality affirms
This paper is a combination of construction practical, write and after the completion of the theoretical calculations and the actual construction, engineering independence. In addition to the special marked reference to the content, the paper does not contain any other individual or collective achievements published or written works. Without the permission from the author and shall not be reproduced published.
Summary:Ili of new mines Center energy Building 1400mm x 2800mm beam cross-section girder construction as a case, its template support design, support erection and construction control, to solve a single beam concrete time pouring load is too large, difficult to stabilize support,the stability of the single beam formwork support framework to ensure ultra-high super major single cross beam concrete construction requirements.
Keyword:Template support design Support erection technology Construction Control
1工程概况
伊犁新矿中心能源大厦主入口大厅为大跨度结构设计,门厅入口大跨度梁截面大,梁顶结构标高12.85m,截面尺寸为1400mm×2800mm,净跨度为14.5m,支撑支设净高度为10.2m。根据《建筑施工模板安全技术规范》[1]规定:水平混凝土构建模板支撑的高度超过8m,或跨度超过18m,施工荷载大于10kN/㎡的模板支撑系统,属于高大模板支撑系统。单梁在混凝土浇筑时荷载过大,如何保证支撑系统的稳定,选用何种立杆、立杆接高、接高后易产生的偏心受力等问题是模板支撑设计、脚手架搭设和施工控制的难点。根据其他施工单位以往的施工经验[2-6],结合本工程实际,采取了以下模板支撑方案设计和施工技术,并取得了良好的效果。
2超高超重大跨梁模板支撑设计方案
此单梁混凝土如采用一次性浇筑,在不计风荷载的情况下,模板均布荷载为18kN/㎡,常规脚手架及模板支撑无法满足施工要求。为解决荷载过大问题,设计方案将此单梁混凝土浇筑分为两次浇筑,第一次浇筑梁高1000mm,第二次浇筑梁上部剩余部分的1800mm,第二次浇筑在第一次混凝土浇筑完成后2h浇筑,计算时按一次性浇筑进行计算验算。梁侧模的设计方案与施工技术按照厚壁混凝土剪力墙考虑、实施。梁侧模采用15mm厚的竹胶板,竖向楞木采用50mm×100mm方木和50mm×50mm×3mm方钢,方木间距500mm,方钢间距500mm,方木与方钢交错布置,横档7排,每排2根φ48mm×3mm钢管,配合φ14mm螺栓拉结,螺栓600mm×600mm梅花布置。梁底模板按梁一次性浇筑的梁重及活荷载计算,具体支撑材料及布置见图1所示。φ48mm钢管立杆采用直扣件与纵向杆连接,DN219mm×8mm钢管与底部120a热轧工字钢焊接,中间及顶端由φ48mm钢管焊接,φ48mm钢管立杆接高采用对接扣件连接,在距对接扣件100mm处再加一根纵向小横杆加强,防止立杆接高造成偏心受压轴心力影响稳定的问题,各排立杆接高节点应相互错开,不允许在同一高度接高,节点错开距离至少为2500mm,DN219mm×8mm钢管采用定制尺寸无需接高,φ48mm钢管立杆横向间距400mm,纵向间距600mm,DN219mm×8mm钢管横向间距800mm,纵向间距600mm。
为保证单梁支撑架的稳定性,在单梁支撑架两侧设置满堂脚手架,兼做操作防护平台,并设置剪刀撑,底部设斜撑,中间部位设置拉锁。具体方案见图2所示。
3梁模板的支撑设计与计算
梁模板与支撑均需根据《建筑结构荷载规范》[7]和《混凝土结构设计规范》[8]进行设计和计算,。计算内容主要包括:梁侧模板荷载、抗弯与挠度验算;侧模板竖楞木、方钢的抗弯、抗剪与挠度验算;侧模板横档钢管的抗弯与挠度验算;梁底模与支撑、楞木、方钢和纵向横杆的计算与验算,确保以上各项满足设计及施工要求。
3.1单梁侧模板设计计算及验算
3.1.1新浇筑混凝土对梁侧模的压力标准值的确定
强度验算需考虑混凝土的侧压力及浇筑混凝土时的荷载;挠度验算只需计算新浇筑混凝土的侧压力。新浇筑混凝土对梁侧模板的压力标准值计算公式为:
F=0.22γct0β1β2V1/2 F=γcH
式中:
γc——混凝土的重力密度,取24kN/m³
t0——新浇混凝土的初凝时间,根据现场实际取值为4.5h
β1——外加剂影响修正系数,取值为1.2
一、超限超载运输形成的主要原因
1.公路与铁路运力配置的比例失调
铁路运输的货物主要是时效性差、低附加值产品,而目前我国高速公路运输的货物中这类货物所占比重也比较高,说明就整个综合运输系统而言,公路运输和铁路运输没有明确形成合理有效的分工,而在铁路运力不足条件下,便需要通过公路运输这些低附加值货物。以大秦铁路为例,作为我国“西煤东输”的骨干线路,目前的利用率已经达到了120%,不能满足煤炭运输需求。这条线路执行的煤炭运输费率高于全国铁路运价平均水平,使得大量煤炭运输需求转移到公路运输,导致公路运输的煤炭运输量大幅度增加,而在这种情况下,公路货运极易出现明显的超限超载运输现象。可见,对于像煤炭等低附加值货物的中长距离运输而言,由于铁路利用效率的饱和,不得不采用公路运输这种高成本运输方式,因而驱动了公路运输企业为降低成本、增加收益而采取超限超载运输行为。
2.运输成本与运输价格的矛盾
二十多年来,我国公路货运运价水平的变化与全社会商品价格和服务价格的增长趋势相悖。运输企业为降低成本,理论上可通过降低车辆成本、燃油成本、劳务成本、管理成本以及税费费用。实际上,前四种成本降低的可能性较小,以人员、材料为主的成本,其费用水平从总体而言一直处于上升的趋势,并且燃料费用更是连年攀升。因此,降低成本的主要途径便只有降低公路运输税费费用这一项。此外,一些汽车制造企业和改装厂商违反车辆生产技术标准,非法改装车辆,大吨小标等违法行为的存在也为运输企业超限超载逃避国家税费从而牟取暴利提供了现实可能。
3.公路运输市场的过度竞争
自改革开放以来,公路运输市场逐渐开放,大量集体、个人涌入公路运输事业,缓解了当时运力不足的局面。但是,随着公路运输市场的进一步发展,经营主体的过多与分散化使得运力逐渐出现相对过剩局面,此时企业为了承揽货源纷纷以竞相压价的方式降低运输成本。同时,由于经营主体难以形成规模化经营,使得公路运输组织化程度和专业化水平较低,由此形成的竞争基本上属于低层次的价格竞争,最终导致市场竞争的无序。由于缺乏规模化的运输组织,通过超限超载弥补过高的运输成本,进而获取利润便成了运输企业最为便捷的一条途径,形成了“压价——超限超载——运力过剩——再超限超载——压价”的恶性循环,长此下去将对公路运输市场的发展造成极为不利的影响。
二、治理超限超载运输的对策
根据造成目前我国超限超载运输的主要原因,提出以下相关治理对策:
1.完善综合运输体系,合理配置运输资源
综合运输体系的不完善是导致我国公路超限超载运输现象的一个重要原因,政府部门应该从宏观方面调节各种运输方式的供给能力,合理配置各种运输资源,以达到充分发挥各种运输方式的技术经济特征和相对比较优势。对于超限超载运输比较突出的领域,例如煤炭等低附加值的初级产品的运输,在短期内可以对铁路运输的技术装备以及线路等进行一定的改造,提高运输效率以扩大其运力;从长期来看,应大力加强和完善铁路等基础设施规划与建设,注重线网的布局,在自然资源分布密集的地区需要有所侧重。另外,通过增加资本投入,改善运输条件,提高运输服务质量,以满足资源外运的需求。
2.建立公平合理的价格机制
由于信息不对称造成的公路货运市场中原本具有较高经营资质的运输企业退出市场,而最终使市场被低层次承运者占领。在这种市场环境下,货物托运者对货运价格的预期相对较低,使行业整体处于微利状态。因而需要进一步加大运输市场交易信息透明度,建立公平合理的公路运输价格机制。同时,在低附加值、初级货物的中长途运输由铁路运输方式基本满足的前提下,公路运输货物则逐渐向体积小、批量少、批次多、高附加值的工业产成品运输为主,由于发挥了公路运输的相对比较优势,因此较高的运价水平容易被接受,这样可以提高公路运输企业的盈利水平。
3.制定严格的公路运输市场准入机制
目前公路运输市场内运输服务供给过于充分,产品同质化现象严重,于是形成了以降低运价、超额超载运输为主的低层次市场竞争态势,甚至运输企业为在市场中继续生存,以低于供给成本的价格勉强维持经营活动。而造成这种恶性竞争局面的关键,在于公路运输市场进入门槛过低、市场准入管制力度不严。因此,公路运输市场应该实行严格的市场准入管制,以提高公路运输服务质量、运输效率,使整个市场的竞争进入良性循环,因而超限超载运输现象也将得到较为明显的控制。
总之,公路超限超载运输的治理是一个极为复杂的过程,必须依靠公路运输系统各个部门紧密协作,通过严格的政府管制,建立完善的价格机制,形成良好的市场运作环境,引导运输企业向集约化、规模化、专业化发展,使企业在正常经营情况下能够提高利润水平,逐步摆脱对超限超载运输的依赖。
参考文献:
[1]崔红建,马天山.基于经济机理的公路超限超载运输长效治理机制研究[J].武汉理工大学学报(社会科学版),2010,23(2):194-198.
1 超高层建筑的特征
超高层建筑可以理解为摩天大楼,现在世界第一建筑是阿联酋迪拜塔,高828.14 m,直冲云霄,真是让人惊叹现代的建筑技术。随着世界经济的大发展,我国城市也广泛出现了超高层的建筑,北京、上海、广州深圳等一线城市也是高楼林立,不仅如此,二三线城市的高层建筑业不少。当前我国内地第一高建筑是上海环球金融中心,高达492 m,代表着我国内地建筑的最高水平。超高层建筑上的几个特点,一是技术要求高,资金投入大,工期时间长,工作压力大;二是超高层建筑的独特的造型设计,增加了建筑的难度;三是高空间的作业,危险性更高,增强作业的安全保证,四是超高层的建筑多处于繁华地段,人流量车流量比较大,一定程度上增加了施工的困难;五是超高层建筑的对于地基的牢固性和建筑材料的要求更高。
2 超高层建筑施工技术的优化重点
超高层建筑的工程技术和工程量大,难度高,资金技术投入大,在要不断的优化施工技术,主要包括以下几几个方面的:一是在超高层建筑不是一蹴而就的,各个部分也是逐层推进建设的,在建筑过程中要着力推进主楼的建设,通过科学规划,合理布局,在保证质量的前提下加快施工速度。二是在建筑过程中一定要不断的提升安全性,做好安全保障工作;三是由于超高层建筑的特殊高度,在建筑过程中要充分利用垂直升降系统,提高作业率;四是强化总承包管理,重点提升施工作业空间和时间的利用效率:结合超高层建筑逐层施工的作业面特点,有序组织各楼层空间施工,实现建筑施工空间的立体流水作业,使各工种工序紧密衔接,尽可能地削弱作业面狭窄对建设工期产生的负面影响。
3 超高层建筑项目中的现代施工技术应用
我国现在的超高层技术主要有几下几种:钢结构施工技术、超高层建筑的混凝土泵送技术、整体滑模法、整体爬模法、逆作法等。
①逆作法的施工原理是在建筑物内部浇筑中间支承柱,并沿建筑物地下室轴线修筑地下连续墙等支护结构,使其作为建筑施工底板封底前承受施工荷载上部结构自重的重要支撑;由此逐层下挖土方并浇筑地下各层结构直至底板封底;同时向上逐层建设地上结构。逆作法是现在超高层建筑应用的比较多的一项技术,主要是应用于高层建筑的地下室。我国内地第一高楼,上海环球金融中心的建筑就是采用的逆作法。逆作法与传统的施工技术有以下几个优点,一是逆作法可以大大的节省地下室的工期,不存在工程之间的差别,省去了地下工程和地上工程之间的差异,地下室的工程与地面的工程同时进行。二是可以保证地基的稳固,减小相邻管线的压力。通过逐层浇筑的方式使整体的承重与主支柱,避免地基的变形歪曲。三是可以减小底板的压力以及底板配筋的问题,让底板设计更加合理。四是浇筑的地下连续墙在满足构筑物管线布置的前提下,可紧靠或踩规划红线构筑地下连续墙并将其作为地下室永久性外墙,进而达到扩展建筑面积的目的。
②泵送混凝土技术是超高层建筑物采用的炼制混凝土技术。由于超高层建筑重量大、压力大、工程期长,所以在建筑中需要大量的混凝土,传统的混凝土技术需要配置大量的机器和水泥,难以满足要求。现在国内的混凝土的配置,将粉煤灰和化学药剂相掺杂,以一定的比例进行配置。随着现代施工技术的发展,泵送混凝土技术的出现大大的方便了混凝土的运送,提高了工作的效率,节省了大量的人力物力,快捷高效,这是使超高层建筑得以顺利建成的前提和基础。泵送混凝土不断的进步和发展,将混超高层建筑工程施工技术
③钢结构施工技术的运用。高层建筑的钢结构是建筑物的主体,保证钢结构的顺利施工是加注的关键。钢结构主要包括重型钢结构、轻型钢结构钢和混凝土的混合结构等。钢结构物不仅坚固耐用,保温效果好,抗腐蚀性强,而且大批量生产极为容易,这也是现在高层建筑最长用的建筑材料。但是有一个问题不可否认,钢结构的耐高温能力比较差,能承受的温度范围在250 ℃以下,一旦超过这个温度,钢结构就会发生变化,性能下降,在建筑中也是一个不小的弊端。所以在建筑中一定要注意防火,避免高温作业,同时在建筑的过程中要进行涂料的涂抹,形成保护层,保证钢体结构不至于腐蚀和高温。在施工的过程中要注意塔吊的使用,保证钢结构的顺利安装。
4 超高层建筑工程施工遇到的问题及采取的措施
4.1 钢筋混凝土结构工程出现的问题及采取措施
①出现孔洞。在进行混凝土的浇筑时,选用细石子混凝土;在进行高抢板与柱子的浇筑时应该留下检查孔洞;将已经成形的孔洞周围的松散混凝土清理干净,做好表面防护工作。
②出现蜂窝麻面。选择适当正确的混凝土与砂浆砂率配合比;在浇筑的过程中,分层进行相应的工作;增加模板的刚度。
③缺少棱角。将木模板的表面刨光,并且保证平整;在进行拆模时,要保护边角不受破坏;当混凝土构件的棱角被破坏时,要进行及时的修补。
4.2 钢筋混凝土预制桩出现的问题及采取措施
①顶桩发生破裂。在进行桩的设计时要按照相关质量标准进行设计;预制桩的强度要达到设计强度的要求;桩锤的选择必须合理,做到重锤轻击。
②桩身发生断裂。有效的控制每节桩长细之间的比值;在进行施工前严格检查桩的弯曲情况;保证混凝土的质量;当发现桩身断裂时及时的进行修补。
③桩身发生倾斜。保证施工场地必须平整;严格控制预钻孔的垂直度;在接桩的过程中,确保上下桩的轴线重合。
4.3 钢结构安装过程出现的问题及采取措施
①钢柱的垂直偏差大于规定偏差。在钢柱被吊装时,应该立刻加临时的支撑,防止由于受风或者碰撞造成影响;应该有效的将整排柱进行固定,安置好柱间支撑,之后进行上部结构吊装。
②钢柱产生位移。做好柱子轴线测量复核工作;在基础混凝土进行浇筑之前,应该将预埋螺栓与固定卡盘或者固定架进行固定,避免产生错位。
③螺栓发生位移。有效的保证螺栓固定架的强度与刚度;要对螺栓固定框的尺寸进行校核,当完成螺栓安装之后应该进行复查,防止问题的产生。
④连接板没有紧密连接。在钢板连接的过程中应该保证平直连接;在发现零件的平面坡度与连接型钢之间的比值大于1∶20 时,应在空隙处放置垫片,保证接触的紧密。
⑤装配面不符合规定。及时清理螺栓装配面上的污垢,并且采用喷砂或者打磨的方法去除毛刺。
5 结语
现在我国超高层建筑水平已经达到了世界高水平阶段,但是却发展的不均衡,一线大城市技术成熟,而二三线城市的技术水平还需不断加强,所以需要在实践中不断的总结经验,吸取国内外先进的建筑技术,不断的发展完善,促进我国高层建筑水平的提升,促进城市化的快速推进。
参考文献:
[1] 崔晓强.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施[J].建筑机械化,2011,(6).
关键词:大跨径隧道;超浅埋段;施工
1工程概况
1.1隧道设计概况
南垭路属于贵阳市中心城区“畅通工程二期”道路基础设施建设系统中1.5环的北线,是贵阳市道路网主骨架的重要组成部分,起连接放射的作用,即承担部分市内交通,又担负着来自于公路的出入境和过境交通,为市政府重点工程。
1.2浅埋段实际情况
本隧道LK3+110-LK3+255、RK3+100-RK3+190段洞顶覆盖层厚度薄,原设计中用了超前大管棚、加强临时支护、加密加强超前注浆小导管、喷锚+注浆小导管掌子面加固的措施工。隧道进口段下穿省植物园盆景园区,属于超浅埋段,埋深仅为2.4~18.7m,且该园内正修建蓄水渡槽(将蓄水700t)及多栋玻璃建筑物,并安设了多处盆景、名贵树木等。左线LK3+110~LK3+125、LK3+185~LK3+255和右线RK3+170~RK3+190段覆盖层厚度大于11m,其中左线LK3+110~LK3+125段部分拱顶位于土层中,其余则均位于中风化岩层中。LK3+185~LK3+200段基本位于中风化岩层中,地表构筑物主要为围墙等。LK3+200~LK3+255段上方有植物园道路及部分房屋。右线RK3+170~RK3+190段基本位于中风化岩层中,地表构筑物主要为围墙等。为S5c型复合式衬砌施工段落。左线LK3+125~LK3+135、LK3+175~LK3+185和右线RK3+100~RK3+105、RK3+155~RK3+170段覆盖层厚度为6~11m,其中左线LK3+125~LK3+135段拱顶部分主要为土层,拱腰及以下位于中风化岩层中,地表基本无构筑物。LK3+175~LK3+185段基本位于中风化岩层中,地表构筑物主要为民房等。右线RK3+100~RK3+105、RK3+155~RK3+170段基本位于中风化岩层中,地表构筑物主要为钢结构民房、水渠、围墙等。为S5d型复合式衬砌施工段落。左线LK3+135~LK3+175和右线RK3+105~RK3+155段覆盖层厚度为4~6m,其中左线LK3+135~LK3+175段拱顶大多位于土层中,拱腰及以下位于中风化岩层中,地表构筑物主要为钢结构水渠、民房、木房、盆景等。右线RK3+105~RK3+155段基本位于中风化岩层中,地表构筑物主要为钢结构水渠、民房、木房、盆景等。为S5f型复合式衬砌施工段落。
2大跨径隧道工程超浅埋段施工工艺
2.1地表处理
在进行超浅埋施工前,首先需要进行截流处理,可以在原冲沟位置修筑截水沟,将流水引入浅埋段,以此减小地表流水对于工程建设质量的影响。
2.2正洞开挖及初期支护
大跨径隧道工程超浅埋段开挖施工难度比较大,因此,应该结合施工条件确定施工方案,并且对各个施工环节进行有效配合。由于大跨径隧道工程超浅埋段开挖面积比较大,因此,必须严格控制施工质量。在双侧壁导坑法开挖施工中,首先需要确定注浆超前支护能够达到设计方案强度要求,然后再进行两侧开挖,并进行支护施工。其次,对左右侧的下导坑进行开挖施工,再对导坑进行支护施工。在左右侧上下导坑开挖并且支护施工完成后,还需要对开挖中间上部位进行支护施工,然后再开挖中心下台阶。当注浆达到设计强度后,即可拆除洞内临时支护设施,拆除完成后,即可进行混凝土浇筑施工。
2.3初期支护
(1)锚杆。在大跨径隧道工程超浅埋段施工中,锚杆支护是一种点状支护类型。隧道开挖施工完成后,应该将锚杆按照一定间距进行布设,多个锚杆可以形成群锚,在群锚作用下,支护作用效果比较高。在对锚杆进行安装施工时,首先需要确定孔位,另外,如果在锚杆安装施工中遇到破碎岩体,则可以进行锚杆加密处理。(2)钢筋网。在隧道支护施工中,还可以应用钢筋网进行加固处理,通常情况下,洞外可以分块施工,而洞内则应该采用铺挂的施工方式。在钢筋网铺设完成后,还应该与锚杆、钢拱架焊接牢固,在混凝土浇筑时避免晃动,提高施工质量。(3)钢拱架。在钢拱架支护施工中,必须严格依据设计位置进行安装,钢架应该使用钢筋材料进行纵向联接,拱脚必须放置在原状土上,并且在两边打上锚杆,避免拱脚发生下沉作用。应该尽量缩短钢拱架与围岩之间的距离,如果钢拱架与围岩之间的距离比较大,则应该垫块垫紧。另外,还需要注意的是,钢拱架截面高度应该尽量与喷射混凝土厚度相同,而且还需要设置保护层。(4)喷射混凝土。在进行混凝土喷射施工时,首先需要对埋设位置进行标志,并且根据工程设计方案严格控制混凝土喷射厚度。在施工过程中,应该将系统风压控制在0.5MPa以上。喷头与岩面之间的距离应该控制在1m左右。在混凝土喷射施工中,首先需要喷射边墙,然后再喷射后拱位置,并且分区分段喷射。
2.4仰拱施工
在隧道工程下部开挖施工完成后,应该立即进行仰拱施工。通过实践研究表明,尽快进行仰拱施工,能够有效避免出现塌方事故,同时还能够确保洞内道路的畅通性,有利于进行洞内排水施工。
2.5防排水
在隧道防排水施工中,应该坚持“以防为主、防排结合、控制排放、因地制宜、综合治理”的施工原则,首先需要加强隧道结构自防水,然后再加强外防水,需要注意的是,对于施工缝、变形缝等位置,更应该加强防水处理,这样才能确保排水通常,使得隧道工程施工完成后,洞内保持干燥。
2.6二次衬砌
(1)在灌注施工前,首先需要确定周边移位速率已经明显降低,同时周边收敛量能够达到总收敛量的80%以上。(2)在灌注施工前,还应该确定台车等施工设备到位,然后再进行灌注施工,当混凝土施工强度达到设计强度70%左右时,才可进行脱模。(3)脱模完成后,应该及时进行混凝土养护,保证混凝土施工质量。
3结语
综上所述,大跨径隧道工程超浅埋段施工难度比较大,容易受到周边环境因素的影响。因此,在施工前,首先需要进行现场勘察,明确施工现场实际情况,然后制定具体的施工方案,在施工过程中,应该加强施工质量控制,合理安排施工工艺,这样才能保证大跨径隧道工程超浅埋段施工质量。
参考文献:
[1]王艳光.浅谈公路隧道工程中的超浅埋段施工技术[J].建筑工程技术与设计,2015,(15):36-36.
[2]董钊,方颖.隧道超浅埋段施工技术探讨[J].建筑工程技术与设计,2015,(20):74-75.
关键词:超高层建筑;特点;工程技术
中图分类号:TU974 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)06-0102-02
城市化的不断完善发展就是我们当前中国梦的一个方面,加强推进城市化的进程,提高现代化的建筑技术,建筑超高层摩天大楼是我们国家节省土地资源,缓解城市人口不断增多的必要途径。
1 超高层建筑的特征
超高层建筑可以理解为摩天大楼,给笔者印象最为深刻的就是在电影中看到的美国摩天大楼,高达50层以上,100多米高,看起来十分的壮阔,夜景更加美丽。世界最高建筑的记录不断刷新,曾经的美国五角大楼是世界上最高的建筑,后来的马来西亚的吉隆坡双子塔。现在世界第一建筑是阿联酋迪拜塔,高828.14 m,直冲云霄,真是让人惊叹现代的建筑技术。随着世界经济的大发展,我国城市也广泛出现了超高层的建筑,北京、上海、广州深圳等一线城市也是高楼林立,不尽如此,二三线城市的高层建筑业不少。当前我国内地第一高建筑是上海环球金融中心,高达492 m,代表着我国内地建筑的最高水平。
超高层建筑上的几个特点,一是技术要求高,资金投入大,工期时间长,工作压力大;二是超高层建筑的独特的造型设计,增加了建筑的难度;三是高空间的作业,危险性更高,增强作业的安全保证,四是超高层的建筑多处于繁华地段,人流量车流量比较大,一定程度上增加了施工的困难;五是超高层建筑的对于地基的牢固性和建筑材料的要求更高。
2 超高层建筑施工技术的优化重点
超高层建筑的工程技术和工程量大,难度高,资金技术投入大,在要不断的优化施工技术,主要包括以下几几个方面的:
一是在超高层建筑不是一蹴而就的,各个部分也是逐层推进建设的,在建筑过程中要着力推进主楼的建设,通过科学规划,合理布局,在保证质量的前提下加快施工速度。二是在建筑过程中一定要不断的提升安全性,做好安全保障工作;三是由于超高层建筑的特殊高度,在建筑过程中要充分利用垂直升降系统,提高作业率;四是强化总承包管理,重点提升施工作业空间和时间的利用效率:结合超高层建筑逐层施工的作业面特点,有序组织各楼层空间施工,实现建筑施工空间的立体流水作业,使各工种工序紧密衔接,尽可能地削弱作业面狭窄对建设工期产生的负面影响。
3 超高层建筑项目中的现代施工技术应用
超高层建筑的技术不同与普通的建筑技术,超高层建筑要求技术更高,安全性更好。我国现在的超高层技术主要有几下几种:钢结构施工技术、超高层建筑的混凝土泵送技术、整体滑模法、整体爬模法、逆作法等。下面将逐一介绍。
{1}逆作法的施工原理是在建筑物内部浇筑中间支承柱,并沿建筑物地下室轴线修筑地下连续墙等支护结构,使其作为建筑施工底板封底前承受施工荷载上部结构自重的重要支撑;由此逐层下挖土方并浇筑地下各层结构直至底板封底;同时向上逐层建设地上结构。逆作法是现在超高层建筑应用的比较多的一项技术,主要是应用于高层建筑的地下室。我国内地第一高楼,上海环球金融中心的建筑就是采用的逆作法。
逆作法与传统的施工技术有以下几个优点,一是逆作法可以大大的节省地下室的工期,不存在工程之间的差别,省去了地下工程和地上工程之间的差异,地下室的工程与地面的工程同时进行。二是可以保证地基的稳固,减小相邻管线的压力。通过逐层浇筑的方式使整体的承重与主支柱,避免地基的变形歪曲。三是可以减小底板的压力以及底板配筋的问题,让底板设计更加合理。四是浇筑的地下连续墙在满足构筑物管线布置的前提下,可紧靠或踩规划红线构筑地下连续墙并将其作为地下室永久性外墙,进而达到扩展建筑面积的目的。
{2}泵送混凝土技术是超高层建筑物采用的炼制混凝土技术。由于超高层建筑重量大、压力大、工程期长,所以在建筑中需要大量的混凝土,传统的混凝土技术需要配置大量的机器和水泥,难以满足要求。现在国内的混凝土的配置,将粉煤灰和化学药剂相掺杂,以一定的比例进行配置。随着现代施工技术的发展,泵送混凝土技术的出现大大的方便了混凝土的运送,提高了工作的效率,节省了大量的人力物力,快捷高效,这是使超高层建筑得以顺利建成的前提和基础。泵送混凝土不断的进步和发展,将混凝土通过机器直接泵送到所需浇灌的工程位置,大大的提高了建筑的效率。
{3}钢结构施工技术的运用。高层建筑的钢结构是建筑物的主体,保证钢结构的顺利施工是加注的关键。钢结构主要包括重型钢结构、轻型钢结构钢和混凝土的混合结构等。钢结构物不仅坚固耐用,保温效果好,抗腐蚀性强,而且大批量生产极为容易,这也是现在高层建筑最长用的建筑材料。但是有一个问题不可否认,钢结构的耐高温能力比较差,能承受的温度范围在250 ℃以下,一旦超过这个温度,钢结构就会发生变化,性能下降,在建筑中也是一个不小的弊端。所以在建筑中一定要注意防火,避免高温作业,同时在建筑的过程中要进行涂料的涂抹,形成保护层,保证钢体结构不至于腐蚀和高温。在施工的过程中要注意塔吊的使用,保证钢结构的顺利安装。
{4}整体滑模法与整体爬模法的运用。超高层建筑施工难度大、工期长,对各项技术要求比较高,为了进一步提升工作效率,缩短工期,现在建筑工程技术不断的发展进步,整体滑模法和爬摸法的出现能够保证主体楼层的建筑的整体性,可以拓宽施工的作业面,提高施工的效率,减少附着、运转管网敷设及高空交叉的高空作业,提高了建筑施工的安全性,这项技术在现在高层建筑中得到了广泛的运用。整体的滑模法主要是用于建筑的墙壁,在主体支柱的周围安装滑模板,浇灌砼,并应用提升机将浇灌的建筑提升到所要的位置。通过与其他技术的良好结合,大大的提高了工程的效率,节省了大量的建筑材料和人力资源。现在建筑施工的成本不断提升,而环保建筑的呼声也越来越高,如何在建筑中节约成本,提高建筑效率,是当前超高层建筑所要面对的一个大问题。通过滑模或爬模工艺技术的运用降低施工成本,实现经济效益、社会效益、环保效益的有效结合。
4 超高层建筑工程施工遇到的问题及采取的措施
4.1 钢筋混凝土结构工程出现的问题及采取措施
①出现孔洞。在进行混凝土的浇筑时,选用细石子混凝土;在进行高抢板与柱子的浇筑时应该留下检查孔洞;将已经成形的孔洞周围的松散混凝土清理干净,做好表面防护工作。
②出现蜂窝麻面。选择适当正确的混凝土与砂浆砂率配合比;在浇筑的过程中,分层进行相应的工作;增加模板的刚度。
③缺少棱角。将木模板的表面刨光,并且保证平整;在进行拆模时,要保护边角不受破坏;当混凝土构件的棱角被破坏时,要进行及时的修补。
4.2 钢筋混凝土预制桩出现的问题及采取措施
①顶桩发生破裂。在进行桩的设计时要按照相关质量标准进行设计;预制桩的强度要达到设计强度的要求;桩锤的选择必须合理,做到重锤轻击。
②桩身发生断裂。有效的控制每节桩长细之间的比值;在进行施工前严格检查桩的弯曲情况;保证混凝土的质量;当发现桩身断裂时及时的进行修补。
③桩身发生倾斜。保证施工场地必须平整;严格控制预钻孔的垂直度;在接桩的过程中,确保上下桩的轴线重合。
4.3 钢结构安装过程出现的问题及采取措施
①钢柱的垂直偏差大于规定偏差。在钢柱被吊装时,应该立刻加临时的支撑,防止由于受风或者碰撞造成影响;应该有效的将整排柱进行固定,安置好柱间支撑,之后进行上部结构吊装。
②钢柱产生位移。做好柱子轴线测量复核工作;在基础混凝土进行浇筑之前,应该将预埋螺栓与固定卡盘或者固定架进行固定,避免产生错位。
③螺栓发生位移。有效的保证螺栓固定架的强度与刚度;要对螺栓固定框的尺寸进行校核,当完成螺栓安装之后应该进行复查,防止问题的产生。
④连接板没有紧密连接。在钢板连接的过程中应该保证平直连接;在发现零件的平面坡度与连接型钢之间的比值大于1∶20时,应在空隙处放置垫片,保证接触的紧密。
⑤装配面不符合规定。及时清理螺栓装配面上的污垢,并且采用喷砂或者打磨的方法去除毛刺。
5 结 语
随着经济的发展,城市土地资源和人口之间的矛盾越来越凸显,超高层建筑的大量出现是社会经济发展的必然,而成熟的超高层建筑施工技术是关键。现在我国超高层建筑水平已经达到了世界高水平阶段,但是却发展的不均衡,一线大城市技术成熟,而二三线城市的技术水平还需不断加强,所以需要在实践中不断的总结经验,吸取国内外先进的建筑技术,不断的发展完善,促进我国高层建筑水平的提升,促进城市化的快速推进。
参考文献:
[1] 崔晓强.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施[J].建筑机械化,2011,(6).
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[3] 陈辉.浅析超高层建筑桩基的设计与施工要点[J].中国非金属矿工业导刊,2010,(11).
[4] 陈辉.浅析超高层建筑桩基的设计与施工要点[J].建筑施工,2010,(4).
【关键词]】大体积混凝土;基础筏板;生产组织;实时浇筑量;BIM;混凝土流淌三维图;
0 前言
近年我国经济快速发展,城市用地日益紧张,超高层建筑如雨后春笋般拔地而起。随着我国超高层建筑设计及施工水平的不断提高,不但建筑高度随之增加,结构形式也更加多样化,其最主要的表现就是基础筏板的体量不断增加,且随着国内对大体积混凝土施工技术的不断研究发展,使得大体积混凝土的无缝一次浇筑量节节爬升,但超高层浇筑作为一个城市的地标,其往往坐落于城市繁华中心,施工场地狭小、交通拥堵等问题往往是困扰大体积混凝土一次性不中断浇筑的重要因素,如何克服这些问题保证混凝土浇筑的连续性是保证大体积混凝土能否顺利完成的关键所在,本文通过实时分析混凝土浇筑每小时完成量及现场混凝土流淌情况,从而了解造成混凝土浇筑减缓或中断的原因,并提出相应处理办法,以确保混凝土浇筑过程中平稳持续进行,避免因混凝土浇筑的不稳定造成大体积混凝土裂缝的产生。
1 工程概况
延长石油科研中心位于西安市高新区唐延路与科技八路十字东北角,地处高新区繁华地段,交通拥堵,给混凝土的运输浇筑均带来一定难度,整个筏板施工过程中,由于施工方、商混公司的相互配合,工程进展顺利,混凝土质量经省内专家评定达到优良。
工程名称:延长石油科研中心工程;
浇筑部位:塔楼混凝土筏板基础;
混凝土强度等级:C45P10;
混凝土浇筑方量:约16000m?;
筏板基础尺寸:76.5×73.4m;
筏板基础厚度:基础中部3m,南北两侧1.5m,电梯井局部厚达6.6m;
总建筑面积:217618.86O,由塔楼与裙楼组成;
建筑高度:217.3m;
浇筑时间:2014年4月4日晚至4月7日晚;
2 混凝土泵、运输车计算及浇筑部署
本工程为大体积、超长结构混凝土筏板基础,本次浇筑总量约为1.6万m?,项目部对混凝土的生产及运输、泵送情况十分关注,为便于施工部署项目部根据以掌握情况对生产运输车辆及泵送能力进行利计算。
2.1 混凝土生产能力
针对大体积混凝土的特性及浇筑施工的特点及本工程所在地交通环境情况,我项目定于清明3天假期内完成基础底板混凝土浇筑工作,因此每天浇筑方量不得少于5400m3,为确保浇筑完成项目部经考察最终选定三家商混公司联合供应,三站生产时采用同产地同批次材料及同一配合比,确保质量的稳定性。
2.2 浇筑设备及车辆的选配
(1)混凝土泵车计算
(1)
N─混凝土泵车需用数量
qn─计划每小时混凝土需要量,取16000m3/(24×3)=222m3
qmax─混凝土泵车最大排量,按浇筑速度取,70m3/h;
─混凝土泵车作业效率,取0.6
混凝土输送泵的数量:
≈6台 (2)
本次筏板浇筑需配备6台主泵车及2台备用泵车方能满足筏板正常浇筑进行。
(2)混凝土搅拌运输车计算
(3)
N3─每台泵车需要配备混凝土运输车台数
QA─每台泵车实际平均输出量,取42m3/h
V ─混凝土搅拌运输车容量,取9m3
L1─混凝土搅拌运输车往返一次行程,根据混凝土厂家中取路线距离最大值10km
So─混凝土搅拌运输车平均速度,根据现实际场情况取25km/h
T1-每台混凝土搅拌运输车一个运输周期总停歇时间,包括卸料、停歇、冲洗等,取90min
≈ 9 辆。 (4)
总需运输车为:
9×6=54辆,备用5辆共计59辆车。 (5)
本次浇筑共需配备59辆混凝土搅拌运输车方能满足混凝土的及时供应。
2.3 混凝土浇筑思路及部署
本工程塔楼筏板基础混凝土浇筑将根据现场实际情况及施工部署划分为二个阶段,四个区域进行浇筑施工。
第一阶段:1#、2#、3#天泵负责Ⅰ区域混凝土浇筑,分别布置为1#天泵布置于基坑上筏板西侧偏中,2#天泵布置于基坑上筏板西侧偏南,3#天泵布置于基坑上南侧偏西;4#、5#、6#天泵负责Ⅱ区域混凝土浇筑,分别布置为4#天泵布置于基坑上南侧偏东,5#天泵布置于基坑内筏板东侧偏南,6#天泵布置于基坑内筏板东侧偏北;电梯井混凝土由3#天泵提前12小时进场进行浇筑。
第二阶段:1#、2#、3#天泵负责Ⅲ区域混凝土浇筑,分别布置为1#天泵布置于基坑上筏板西侧偏中,2#天泵布置于基坑上筏板西侧偏南,3#天泵布置于基坑上南侧偏西,配备溜槽至Ⅲ区域进行浇筑;4#、5#、6#天泵负责Ⅳ区域混凝土浇筑,分别布置为4#天泵布置于基坑上南侧偏东,配备溜槽至Ⅳ区域进行浇筑,5#天泵布置于基坑内筏板东侧偏南,6#天泵布置于基坑内筏板东侧偏北。
图1 筏板混凝土浇筑布置图
Fig.1 raft concrete pouring layout
3 浇筑过程监控
本工程筏板大体积混凝土浇筑,采用三家商混公司联合供应,三家共计配备8台天泵进行浇筑,对生产组织造成了较大困扰,对此为便于筏板浇筑期间对个商混站混凝土供应、各泵车泵送情况及现场浇筑情况进行及时了解,项目部共采取以下措施。
3.1 现场台账登记
因三家商混公司联合供应,为便于了解各厂家混凝土浇筑质量及便于对将来可能发生的质量问题具有可追溯性,项目部要求各泵车设立一名记录员,负责对所属泵车浇筑情况进行登记,形成《混凝土浇筑台账》,登记内容包括:供应厂家、泵车号、罐车编号、出场时间、放料时间、退场时间、浇筑部位、混凝土标号、塌落度检查情况、出灌温度及退料备注。
图2 现场混凝土浇筑台账登记
Fig.2 The on-site pouring concrete account registration
3.2 现场混凝土浇筑量统计
根据不同厂家及泵车以每1小时为单位对其完成浇筑量进行统计,现场各泵车负责人通过手机短信将每小时各泵车浇筑情况发送至指挥中心统计人员,统计人员将收集情况汇总为《筏板混凝土浇筑实时情况表》及《各商混厂家实时供应情况表》。
图3 筏板混凝土浇筑实时情况表
Fig.3 Raft concrete pouring time table
图4 各商混厂家实时供应情况表
Fig.4 The business mix manufacturers real-time supply table
3.3 绘制混凝土浇筑流淌图
项目部指派专人每4~6小时,对筏板混凝土浇筑流淌面进行实测实量,并将测量数据反馈至BIM组,通过三维绘图软件绘制《现场筏板混凝土三维流淌图》。
图5 现场筏板混凝土三维流淌图-1
Fig.5 Three dimensional flow field raft concrete figure -1
4月5日14:00已完成塔楼筏板混凝土浇1589m3
图6 现场筏板混凝土三维流淌图-2
Fig.6 Three dimensional flow field raft concrete figure -2
4月6日6:00已完成塔楼筏板混凝土浇6108m3
图7 现场筏板混凝土三维流淌图-3
Fig.7 Three dimensional flow field raft concrete figure -3
4月7日0:00已完成塔楼筏板混凝土浇10769m3
3.4 筏板混凝土浇筑BIM动态模拟
项目部BIM组采用Revit软件建立筏板混凝土结构三维模型,再结合Navisworks软件通过收集现场实时浇筑完成情况及原制定进度计划,来实现本次筏板混凝土浇筑实时四维动态模拟。
图8 筏板混凝土浇筑BIM动态施工模拟
Fig.8 BIM dynamic simulation of concrete pouring raft construction
4 浇筑过程管理
项目部指挥中心利用施工过程中各种监控措施反馈的实时信息,进行全面合理的动态管理,以达到统一指挥、统一协调、统一管理的目的。
4.1 项目部指挥中心技术组每小时召开一次短会,通过对《筏板混凝土浇筑实时情况表》及《各商混厂家实时供应情况表》就上一时段浇筑情况进行分析对比,对出现异常的情况与各泵负责人核对后及时向浇筑总指挥汇报,由总指挥组织相关人员于会议室召开专项会议,制定、落实应对方案,并在下一时段对解决情况跟踪复查,直至问题消除。案例如下:
(1)通过实时情况表得知筏板浇筑于4月5日12:00~13:00时间段内混凝土浇筑量突然同比前一时段浇筑量降低30%,指挥中心技术组紧急通知总指挥召开专题会议,通过现场核查分析得知,上一段出现以下问题:①、4#泵车在浇筑过程中发生爆管,造成混凝土浇筑中断;②、此时间段为中午就餐时间,因工人就餐造成所有泵车浇筑量均有不同程度降低;指挥中心立即提出解决方案:①、4#泵车立即撤离维修,启用备用泵车进行浇筑;②、所有工人分批就餐,将饭菜运至施工现场就餐,以减少就餐时间。通过以上应对措施,使得混凝土浇筑量于下一时段恢复至正常浇筑量,并使之后用餐时段未出现大幅度降效情况。
(2)通过实时情况表得知筏板浇筑于4月5日19:00~20:00时间段内乙商混公司完成浇筑了同比增长40%,丙商混公司完成浇筑了同比减少60%,指挥中心召开会议得知:①、乙商混公司本时段供应混凝土存在塌落度较大问题,促使其浇筑量有所上升;②、丙商混公司项目部经驻场人员反馈信息得知,其生产搅拌线,供料设备发生故障,供料不及时,造成混凝土供应量下降,针对以上问题会议提出以下措施:①、对乙商混公司混凝土进行全面复测,将塌落度不符合要求的全部退场,并要求其对混凝土配比进行及时调整;②、要求丙商混公司增加原材供应机械,快速恢复生产力。通过以上应对措施使得各商混公司下一时段均恢复至正常浇供应量。
4.2 项目部通过指挥中心技术组上报各时段混凝土浇筑流淌三维图及BIM四维动态模拟分析,实时掌握施工现场筏板浇筑现场情况及完成进度,以此全面协调指挥各区域混凝浇筑,筏板整体浇筑由南向北,统一推进,使筏板混凝土的浇筑、振捣、收面、养护形成流水作业,各工种有序穿行,有效地降低了筏板混凝土有害裂缝的产生。对发现流淌面推进不一致,发生较大偏差时及时将相关情况上报至指挥中心,由总指挥组织召开专题会议,对相关情况进行分析,对流淌面内凹的区域及时要求集中浇筑加快进度,对流淌面外凸的区域控制浇筑速度,并对产生以上情况区域的商混进行塌落度核查,及流淌面振捣核查,以使整个浇筑面统一推进。
5 结语
5.1 对超长大体积混凝土筏板浇筑进行合理规划,确保浇筑的连续性、整体性及工作面的有序形成是超长大体积混凝土无缝施工的关键因素。
5.2 大体积混凝土筏板施工过程中,以每小时为单位通过人工收集,电脑汇总的方式虽可为过程管理提供有效信息,但也伴随着信息收集工作繁重、反馈内容延迟、信息反映不集中等问题,不能完全达到信息化管理的设想,对此我们通过总结分析提出以下设想:在大体积混凝土中根据混凝土流淌特性均匀设置上中下三个立体监控感触器,并在其中部分点位加入温度检测感应仪、应力检测触感仪及超声波探测元件,将混凝土浇筑过程中的浇筑进度、流动形态、密实度、温度、应力情况通过WIFI信号传输至电脑终端,有电脑将以上信息收集整理,形成集合混凝土实体动态流向监测、密实度检测、温度检测、应力监测为一体的综合性信息反馈平台,以此为全面实现信息化管理大体积混凝土施工提供可靠依据。
参考文献
[1] 朱琳,马雪松.高层建筑基础承台大体积混凝土施工[J].黑龙江科技信息,2009.
[2] 中国冶金建筑协会.GB50496-2009大体积混凝土施工规范[S].北京:中国计划出版社,2009.
关键词:深基坑工程; 变形监测; 土压力监测
中图分类号:TV551.4文献标识码:A文章编号:
Study on Monitoring Data of Extra Deep Excavation Engineering
Xiang Xiaobo
(Surveying Institute of Geophysics and Geochemics of Hu'nan Province, Shaoyang 422002,China)
Abstract: Combined with a case, the deformation and soil pressure of excavation engineering was monitored, and the process of partial collapsing was recorded. The base ruler of soil deformation was discussed during deep excavation construction in this paper. The experience can be used by the designer and constructor.
Key words: deep excavation engineering; deformation monitoring; soil pressure monitoring
1 引言
近年来,城市建筑的高速发展和地下空间的充分利用,促进了深基础的发展,由此带来在施工期间大量的深基坑开挖和支护的岩土工程问题。根据国内有关深基坑的研究,一般认为深度大于7m的基坑定义为深基坑[1],大于15m的基坑称为超深基坑[2]。在深基坑施工过程中,基坑内外的土体将由原来的静止土压力状态向被动和主动土压力状态转变,应力状态的改变引起围护结构承受荷载并导致围护结构和土体的变形,围护结构的内力和变形中任一量值超过容许范围,将造成基坑的失稳破坏或对周围环境造成不利影响[3]。
基坑工程置于力学性质相当复杂的地层中,土压力等荷载存在较大的不确定性,设计时的简化和假定与工程实际也存在一定差异;另外,还存在时间和空间的延时,以及降雨、地面堆载、机械撞击等诸多偶然因素,当前的工程设计在相当程度上还是依耐经验。因此,进行基坑围护工程监测,实现信息化施工,是确保当前基坑施工的安全稳定的重要手段。
本文结合某超深基坑工程的监测与塌方事故分析,探索深基坑施工时土体变形的基本规律,以吸取经验教训,可供有关设计、施工人员参考。
2、工程背景
南京市某基坑工程,东西长约55m,南北宽约33m,设计m相当于绝对标高20.0m,现自然地面标高约为19.8m,地下构筑物板底设计标高为-16.8~-22.0m(图1)。基坑东侧距基坑约7.5m有一待建建筑,基础埋深6.0m,为桩基,其余地段场地较开阔。
由于该工程是临时支护,考虑经济因素,施工单位为了降低成本多次变更施工支护方案,主要采用土钉支护(图2),只有基坑东侧支护,因多种因素,该基坑工程在施工阶段出现几次滑坡事故。
图1基坑支护平面图 图2 一区土钉支护剖面图
3、监测项目与方法
3.1 变形监测
深基坑的变形监测主要包括基坑边坡的沉降观测、水平位移监测以及对周边建筑物、管线设备等[4]。本工程周围地段场地较为开阔,而且是临时支护,没有对基坑周围的沉降进行监测;本次变形监测主要内容为基坑支护深层水平位移测试,测试方法采用在支护面后0.5m土体处钻孔埋入测斜管。测斜孔钻孔直径为110mm,测斜管与水平方向保持垂直;测斜管有两对方向互相垂直的定向槽,其中一对要与基坑边线垂直;测斜管内径为43mm、壁厚5mm的PVC硬塑料管。设置测斜管时,用砂子填满钻孔和测斜管之间的缝隙,以使测斜管与土体粘结牢固。
测斜仪采用高精度的CX-3型伺服加速度式测斜仪,性能如下:测头尺寸为Ф32mm×660mm,量程0o±53o,位移方向为水平向,分辨力±0.02mm/500mm,精度±4mm/15mm,温度范围-10o~50oC。
3.2 土压力监测
土压力是基坑支护结构周围土体传递给挡土构筑物的压力,也称支护结构与土体的接触压力,或由自重及基坑开挖后土体中应力重分布引起的土体内部的应力。一般采用土压力传感器即土压力盒进行测试。本次监测土压力盒采用的是GYH-1型钢弦式传感器,测试仪器为GPC-1钢弦频率测定仪。
土压力盒和测斜管中心点距支护面的距离相等(0.5m);为了防止测斜管对其周围的土压力大小产生影响,将土压力盒布置在距测斜管中心0.5m处。
图3 监测点布置示意图 图4 土压力竖向布置示意图
4施工过程监测及结果分析
由于多种原因监测人员进场较晚,进行测点布置时施工已到了制作压顶梁(见图2)阶段(-12.0m),测点位置受工程进度影响较大。监测点布置示意见图3(1号测斜管损坏),测斜管自压顶梁向下布置,5、6、7号测点同时布置测试了土压力,竖向布置示意见图4。以下介绍分析2、5、6号测试点情况。
4.1二号测点
2号点位于Ⅱ区(图1),9月16日自压顶梁底部向下开挖,并测得第一批数据,22日开挖至压顶梁下约8m处,发现水平位移过大,为防止破坏,随后采取一系列的工程措施:
a)9月26日至9月28日:将原挖出的土回填,回填深度至压顶梁下约3.5m处;
b)10月1日至3日:将压顶梁上部的土卸去3m(减少基坑上部荷载);
c)10月7日至9日,施工方抽走了基坑内的积水;
d)10月9日至11日自压顶梁向下做混凝土搅拌桩;
10月21日,工程用建筑材料堆放在2号点处,11月6号开始第二步开挖,11月17日基坑在2号点位置局部滑坡。
图5土体深层位移曲线
图6 不同深度水平位移变化图
从2号点测试结果可以看出,-0.5m(取压顶梁底面为0)处最大水平位移达92mm,最大水平位移与基坑深度的比值为10.82‰,远大于3‰~5‰这一规范要求的报警值,最后失稳局部滑坡也说明本案例中的开挖及支护方式值得商榷。
发现位移过大(-0.5m位移31.525mm;-6.5m位移19.015mm)后采取的回填土、卸载(土)、降水、深层搅拌桩等几种工程补救措施中,从监测的土体变形看,回填土效果最为明显。在回填深度以下位置(-3.5、-5.0和-6.5m处)的水平位移值减少得较多,分别达到8.1mm、10.89mm和8.53mm,与变化前相比分别降低了21.3%、35.8%和42%;而在回填深度以上位置(-0.5m和-2.0m处)的水平位移值变化很小, -0.5m和-2.0m与变化前相比分别降低了0.1%和2.6%。这是因为土具有一定粘性,在荷载消失后位移会出现小幅度的回弹。在3.5m(回填深度)以下位置土体的水平位移并不能完全恢复。混凝土搅拌桩是控制基坑土体变形的有效方式,对深层土体效果尤为明显。
4.2 五、六号测点
5、6号点均是11月16日基坑发生滑坡后设置的观测点,11月24日开始记录数据,此时第一步开挖已经结束,开挖深度3.5m;12月1日开始第二步开挖,深度1.5m;其中5号点12月13日上部土体发生滑移,在-1.5m处测得的水平位移为1.179m;12月15日测斜管上部折断。
(1) 位移监测
图7水平位移――时间变化曲线
5号点监测结果表明,土体发生局部滑坡基坑水平位移变化有下列规律:
a)土体滑坡发生比较突然,在12h内水平位移增加了10到30倍;
b)混凝土搅拌桩能大大提高了土体破坏的延性,尽管5号测点有记录的最大水平位移达近1.2m,该点-1.5m以下位置却没有发生塌方; 12月30日开始做永久性支护,一直到支护工程结束,也未再次发生破坏。
c)土体的应力释放后,水平位移减低幅度很小,监测数据显示不超过最大位移的3%。
6号点监测结果表明,面层的水平位移沿深度范围有两次大的调整,第一次是在开挖阶段(12月10日至12月13日),调整后-2m处的水平位移大于-0.5m处的位移,第二次发生在12月22日,此时-4.5m处的水平位移大于-0.5m处的位移。从时间上来看第一次是扰动造成的,而第二次是混凝土搅拌桩对支护面位移作用的结果,最终的水平位移随时间变化曲线与典型的复合土钉支护位移变化曲线相似。
(2)土压力监测
图8土压力――时间变化曲线
由于此项土钉支护工程没有做支护面层,故可近似认为支护面的土压力(这里指距离支护面0.5米处的土压力)为零。
从土压力测试结果看,5号测点前期较为平稳,在12月5日产生震荡,后期由于仪表损坏无法测得数据; 6号测点在中期(12月6日到12月26日)产生震荡,而前期和后期较为平稳。土压力产生震荡的主要原因是土体受到扰动作用。在支护完成后,土压力值趋于稳定时情况;上部位置土压力值最小,而中部和下部的土压力值接近最大。
5、结论
(1)深基坑施工开挖是一项涉及结构工程、岩土工程、环境工程等多学科的复杂问题,具有时空效应,施工过程必须加强监测,并应根据监测结果及时调整开挖或支护方式,以确保施工安全,而不能因为是临时工程而降低工程措施要求,单一的土钉支护在深基坑支护中应谨慎采用。
(2)分步开挖的深度对支护面水平位移和支护的稳定影响明显。现场测试表明,一次开挖的深度过大会使支护面产生过大的水平位移,即使将原土重新回填大部分水平位移也不能恢复,说明土体结构的破坏不能在短时间恢复。
(3)减小基坑上部(卸土)和侧面荷载(回填)能减小水平位移增大的趋势;而增加上部荷载(堆放材料)和有瞬间荷载(上部土体扰动)出现,能加大支护面的水平位移。
(4)当出现荷载减小或加固等有利于支护体系稳定情况出现时,可能使支护面的水平位移减小,但一般降低幅度不大。
(5)土压力发生明显变化一般发生在开挖或采取工程措施阶段。支护完成后,土压力值趋于稳定时,支护面附近土压力分布是上部较小,中部和下部比较接近。
参考文献:
[1]刘建航,侯学渊.基坑工程手册.北京:中国建筑工业出版社,1997.
[2]夏明耀,曾进伦.地下工程设计施工手册.北京:中国建筑工业出版社,2001.
[3]夏才初,潘国荣等. 土木工程监测技术. 北京:中国建筑工业出版社,2001