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结合实际,以某高速公路路基施工项目为研究背景,详细阐述公路路基挖方施工技术操作要点,通过分析可知,在公路路基挖方施工中,做好路基工程施工方案的确定,严格控制施工设备内容,并且做好路基基底处理施工、填筑施工等工艺的控制,能够切实的将路基挖方的水平提升,这对促进我国交通事业的发展有积极的作用关键词:高速公路;路基挖方;施工工艺 1工程概况 某高速公路项目的总长度为72.287km,设计最高行驶速度为100km/h,路基宽度尺寸为26m
根据工程的实际情况,将其分成10个合同段,本次案例选择的是合同8段,该合同段的长度为4.49km
2路基工程施工方案 根据施工区域中的自然条件和地理环境,在施工设备运输到施工现场之后,首先需要在施工两侧区域中开挖排水沟装置,确保其排水性能可以满足工程的施工需要
土方开挖施工采用的是大型挖掘机设备,对于石质结构部分,应用光面、预裂爆破等方式,并且使用装载机将所有的土质装载到自卸车内进行运输
根据根本施工工艺的要求开始施工,通过推土机进行路面整平、平地机精平、压路机碾压施工工序
填筑施工开始之前,根据工程的设计方案,选择类似的施工路段来进行试验,从而可以明确具体的施工工艺技术参数
路基排水性能需要达到要求,防护与排水系统要同时进行施工,做好合理的施工规划
高边坡可以采用分层施工方式,保证其质量达到要求
3路基工程施工工艺 3.1施工准备 工程项目施工开始之前,需要检查确定设计方案是否达到工程的施工需要,并且需要进行所有结构部分的检查
进入到现场之后,需要按照设计方案进行截排水设施的施工,并且需要保证排水性能
开工前,详细的分析周边山体结构的稳定性,如果存在失稳的问题,应该立即加固处理
3.2路基基底处理 按照施工现场的实际情况,根据设计方案要求进行基底结构的处理施工,将该位置的杂质与腐殖土全面清除
如果需要进行台阶的开挖施工,要自上而下逐渐进行,并且需要随时加固施工,提升其结构的稳定性,密实度也要达到工程的要求
软土路基结构部分需要采取合适的处理方式,确保其达到设计方案的要求
3.3路基填筑施工 路基填筑施工主要采用的是水平分层填筑方式,通过施工机械进行施工,可以通过推土机、平地机来进行施工,联合施工完成本次项目
(1)土方路堤填筑施工①特殊路基处治
结合工程的地理条件和自然环境选择合适的施工方案
一般需要将该位置的碎石土、粉喷桩、碎石桩等施工,结合工程实际情况选择合适处理方式
②路基填筑
特殊地基或者路基基底位置进行处理后,要开始填筑施工,此时要选择合适填筑材料,并且达到压实度、强度与稳定性的要求,不能进行混合填筑施工,要采用分层压实的方式,同时需要保证纵横方向都有斜坡,可以有效的促进排水
碾压施工过程中应该进行全面的控制,各个部分的碾压强度都能够达到要求,符合设计方案要求
(2)石方路堤填筑施工填石路基的施工前,需要将弃渣清理干净,对于石料强度达到15MPa以上,风化程度可以达到工程的需要,填石部分松铺厚度在40cm以下,填充材料的粒径不能超过松铺厚度的2/3,铺设结束之后,使用压路机开始碾压施工
3.4路堑开挖施工 (1)土方路堑开挖施工土方开挖部分与土质路床路堤填筑厚度不足80cm的结构部分,需要反挖到路床以下80cm
开挖施工完成之后,应该保证基底压实度在94%以上,如果不能达到该性能的要求,需要进行翻松压实施工,直到达到要求为止
对于短而浅的结构部分需要全面开挖施工,路堑比较深的位置上多数都是应用横向台阶开挖方式
旁山路堑主要是通过纵向台阶方式开挖施工,平缓横坡部分多数都是纵向分段分层开挖方式,每层结构需要开挖一个通道,然后开始向两侧进行开挖施工,确保每层的出土道与排水系统都能够达到要求
土方开挖通常都是自上而下逐层进行
(2)石方路堑开挖施工石方采用的是机械开挖的方式,需要将开挖的石方堆放到距离坡面2m的范围内,并且需要采用光面、预裂爆破的方式来进行
坡度的开挖需要一次完成爆破施工,成型后可以采取人工处理方式
然后应用装载机装载到自卸车中进行运输,存放到规定位置上
3.5路基排水工程施工 路基地面排水通常是利用边沟、截水沟等设施来进行,在路面结构中设置排水系统,必须要保证施工位置上不能存在自然降水,以保持路面结构的干燥度达到要求
排水系统的主要作用就是排除积水,避免水分进入到路基结构内产生稳定性下降的情况
地下排水则主要是通过暗沟、渗井等装置,如果水流量过大,通常需要设置带有渗水管的渗沟
传统排水方式则是通过砂砾层反滤工程的土工织物结构,科学技术发展之下,当前有钢圈、滤布等形式,也可以使用直径为8~30cm的纤维透水管,从而可以满足现场排水功能的需要
4路基工程施工质量控制 4.1路基土的控制 为了能够更好的降低施工成本,路基土主要应用的是未经过加工的自然土
填充施工前,应该进行性能的试验,要采取就近取土的原则来进行
填充材料的选择应该充分的考虑到其物理特性,选择大颗粒的填充物
自然土的选择中,要保证其回弹模量达到工程的使用需要,如果施工周边位置上有沙土,可以直接进行填充施工
对于施工的地质条件和自然环境比较差的情况,可以应用原地掺加颗粒物的方式来提升路基的回弹模量,以保证工程的质量达到要求
4.2压实度控制 (1)严格控制含水量,保证其处于最佳范围内
填充过程需要加强含水量的检测,这是因为含水量过大或者过小都会给工程质量造成不良的影响
(2)根据需要选择合适的压实机械进行施工
路基的压实施工通常都是分层压实方式来进行,单层压实厚度控制在30cm以下
为了能够大大提升压实工作的质量,可以适当的选择大吨位的压路机进行施工,这样可以提升压实效果,还能够保证其含水量处于合理的范围内,密实度得到提升,工程的质量满足要求
4.3强度控制 路基质量主要是从结构强度与稳定性的角度出发,保证其都能够符合设计方案的要求,加强施工工序的管理和控制
比如,填充材料的选择过程中,应该保证其符合工程的质量要求,压实度也符合标准,此外还需要加强含水量参数的控制,整个路基强度都能够达到设计方案要求
5结语 高速公路是我国非常重要的交通设施,而高速公路中的路基结构强度对于工程质量产生直接的影响,所以需要加强路基结构的质量控制
基于此,在施工中应该选择合适的施工技术与施工设备,严格控制各个施工环节,切实提升压实度性能,满足路基结构稳定性的需要,提升高速公路质量水平,积极促进我国交通事业的发展
桥梁结构的耐久性等问题应予以研究和解决
本文从桥梁的耐久性设计、保护层厚度、扁波纹管的灌浆问题、现浇钢筋混凝土连续箱梁的负弯矩钢筋问题、桥面防水材料、锚头封堵和孔道灌浆、桥梁养护等方面阐述了自己的观点,应引起公路桥梁设计、施工、维护等方面的重视
? 关键词:桥梁耐久性思考 随着我国交通建设事业的迅速发展,对于桥梁耐久性问题应有未雨绸缪的思考,因而对其进行研究和采取相应的措施就应格外予以重视
其本质是在注意到“量”的同时,必须注意结构物“质”的飞跃和发展
如果在现在的大规模建设中,不认真考虑结构耐久性问题,势必给将来带来不良的苦果
现就近年来经常接触到的一些工程现象提出几点看法,以供同仁们共同关注和探讨
1耐久性设计 关于部颁“公路桥涵设计通用规范”(JTJ021-85)第一章第一节第1.1.2条“……按照适用、经济、安全和美观的原则进行设计……”
如从广义而言,也可以认为以上条文中已包含有“耐久性”的要求内涵,但为了强调“耐久性”的重要性,故建议今后在修订规范时,能将“耐久性”的内容列入该条中
? 2保护层厚度 关于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ023-85(以下简称《公桥规》)中混凝土结构的保护层厚度规定为: 板:C≥1.5cm? R.C.梁:C=3~5cm,C′≥2.5cm(侧面),C″≥1.5(箍筋或防裂筋)
人所共知,混凝土保护层的主要作用是使梁内钢筋免遭诱蚀,尤其应注意与周围环境相联系,与混凝土的操作工艺相联系,以保证结构在应有的使用寿命期内,其功能完好
? 1982年FIP实用设计建议规定的保护层基本值,轻度暴露时为1.5cm;正常暴露时为2.5cm,严重暴露时为3.5cm
1977年美国ACI规定的最小保护层为:外露于土地或露天的混凝土,其主筋的保护层厚度为5.1cm,箍筋、系筋和螺旋筋的保护层厚度为3.8cm;在腐蚀性或海洋性环境中,或在其他严重的外露条件下,混凝土保护层的厚度应适当增加
? 1982年我国《港口工程技术规范》(JTJ220-82)规定:水上、淡水区3.0cm,海水区5.0cm;水下、淡水区2.5cm,海水区3.0cm
1983年“加拿大安大略省桥规”规定的最小保护层厚度以及美国和欧洲混凝土协会对混凝土桥梁耐久性的规定见表1~表2
项目 AASHTO(1977年)(美国各州公路与运输工作者协会)ACI343R(1997年) (美国混凝土协会)CEB-FIPCODE(1978年)?(欧洲混凝土委员会与 国际预应力混凝土协会) 拌和用水不能使用含有氯离子浓度1000ppm以上的水作拌和水拌和水要洁净,不能使用含有一定数量以上有害杂质的水作为拌和水不能使用含有一定数量、能促使钢筋锈蚀的有害杂质的水作为拌和用水 外加剂减水剂里不能含有CaCl2;不掺加气剂时,用减水剂拌制的混凝土的含气量控制在3%以下(桥面板除外)桥面板不可用加气剂,预应力构件、桥面板、桥墩顶部等处不能掺用含有CaCl2的外加剂,即使采用,CaCl2量必须限制在水泥重量的1%以下不能采用含有促使钢筋锈蚀成分的外加剂(特别是氯化物) 最小单位水泥用量(kg/m3)混凝土抗压强度为28.0MPa时:363kg/m3?混凝土抗压强度为31.5MPa时:393kg/m3用于桥面板时:335kg/m3普通混凝土构件:240kg/m3以上;预应力混凝土构件:270kg/m3以上 保护层的最小厚度(mm)预应力钢材同主筋:38;桥面板面层钢筋:38;?桥面板下层钢筋:25; 但在海水中或受海水影响的构造物,其保护层应加厚 主筋:51 箍筋:38 混凝土桥面板面层钢筋:51混凝土桥面板下层钢筋:25但在海水中或易受腐蚀的环境时,其保护层应加厚,且要求混凝土要密实、不透水,并采取一定的防腐措施对特别易受锈蚀的钢材应进行热处理;在处于有轻微锈蚀环境时:25;有中等程度锈蚀环境时:25~35;有严重程度锈蚀环境时:35~45;采用不容易引起锈蚀的钢材时,其保护层厚度可根据上值减少10mm 值得注意的是,我国《公桥规》的取值普遍地较欧美规范值偏小,目前国际的总趋势宜使保护层适当加厚,以增加可碳化深度的数量,从而使结构物的耐久性得到增加
? 目前我国在高速公路桥上大量采用的薄壁箱梁结构,其侧边缘的净保护层甚至只有1.5cm,导致了混凝土浇筑和振捣上的很大困难,其结构耐久性究竟如何,尚有待时间的考验
尤其在毗邻大海的局部区域内,盐雾的腐蚀性也是应予重视的问题
3扁波纹管的灌浆问题 目前在高等级公路上广泛采用先简支后连续的结构体系,这无论对桥面平整度方面,或是对桥梁抗震性能方面都具有很多优点
但作为后连续的主要力筋采用扁波纹管穿束张拉,对其灌浆后的耐久性方面却令人忧虑
在《公桥规》第6.2.26条中提出:“管道的内径应比预应力钢筋的外径至少大1cm”
但目前很多桥梁中所采用的扁波纹管的规格均不能满足《公桥规》的这一要求,以M15-4为例,其相应的扁波纹管内径为70×19mm,其高度为19mm,而预应力钢绞线的直径为Φ15.24mm,也即意味着可灌浆的间隙为3.76mm《10.00mm;宽度方向:70-4×15.24=9.04mm<10mm,其平均间隙为(70-4×15.24)/(4+1)=1.8mm就更小
因此,很难保证灌浆的饱满度、握裹度,更难保证在施工过程中扁波纹管的可能压扁变形
因而,这种处于桥面顶层的负弯矩束,能否确保其应有的耐久性,是十分令人忧虑的一种构造
4现浇钢筋混凝土连续箱梁的负弯矩钢筋问题 目前我国大量地修建L=16~25m的多跨现浇连续R.C.箱梁结构
由于普通钢筋混凝土结构是一种必然地带裂缝工作的结构,因而在负弯矩区总会出现负弯矩裂缝,其配筋量设计常由大裂缝宽度的限值进行控制,这显然在结构的合理性方面隐存有缺陷的
鉴于负弯矩裂缝是一种向上开口的“V”形裂缝,桥面水容易渗入,遭受长期浸蚀后,负弯矩钢筋的锈蚀问题是应予重视的问题
? 近年来,由国外引进的环氧树脂涂层钢筋(FBECR)已在国内生产
因而,建议在高等级公路桥中可先行试用,然后再推广应用于一般R.C.负弯矩区的主筋中,这对保证结构的耐久性,无疑是可以得到相应回报的事情
5桥面防水材料 50年代全盘学习苏联,采用三油二毡式防水构造,60年代以后即全面取消了上述防水构造,而改用防水混凝土构造,但鉴于防水混凝土归属于刚性防水的范畴,故其实际防水效果如何,是令人担忧的
近年来由于高速公路蓬勃兴起,目前广泛地采用FYT-Ⅰ型(属柔性防水范畴)和M1500型(属刚性防水范畴)防水构造,但其实际效果如何,尚有待接受时间的考验
? 总之,桥面渗水的排除和防渗漏问题,都将涉及到桥梁耐久性的问题,应引起格外重视
6锚头封堵和孔道灌浆 英、美等国的调查均发现锚头区有钢丝锈蚀的问题,甚至发生过桥梁倒塌事故,因而建议张拉结束后应立即用环氧砂浆封堵锚头防锈
孔道灌浆的不饱满问题,1992年曾使英国运输部颁发了“后张法”禁用的通知(注:1996年又恢复使用,但对悬拼结构仍持不宜采用的态度)
也即灌浆工艺对结构的耐久性方面影响很大,应予重视,特别是采用悬拼结构时,对其接缝的防水处理尤应注意
? 7桥梁养护 我国长期以来一直存在着“养路不养桥”的现象,这既有实际问题(主要是资金问题)也有思想认识问题
? 桥面积水的排除、泄水管的疏通、桥面坑洞的修补等,对桥梁的使用寿命都是密切相关的事情,例如广州市的海珠桥,在钢梁弦杆中长期堆积圬垢垃圾,近期修复发现钢梁腐蚀十分严重
8其他 耐久性方面的问题,绝不仅是以上几个方面,如斜拉索的防腐问题、伸缩缝的防漏问题、支座的防尘问题等等不再赘说
? 9结束语 “新建桥梁”、“旧桥维修加固”、“延长结构物的使用寿命”等都应同时加以重视
目前对新建较重视是必要的,但应同时强调注意结构的耐久性问题,从而达到延长结构的使用寿命,以使节省资金,减小旧桥维修加固的投资
而且,耐久性的问题应贯穿到设计、施工、维修保养的整个过程中来考虑,如果一座桥梁先天不足,仅靠维修养护是很难延长其寿命的,但先天好,后天不养也是难以保证其应有的使用寿命的
目前,正处在大规模建设新桥之际,如何在设计、施工、养护中更多地考虑结构耐久性问题,应属更为突出的问题