《橋梁施工》教案
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1、 江西理工大學(xué) 應(yīng)用科學(xué)學(xué)院 教 案 2010~2011 學(xué)年第二學(xué)期 分院(系、部): 建設(shè)工程系 教 研 室: 土木工程教研室 課 程 名 稱: 橋梁施工技術(shù) 授 課 班 級(jí): 土木104、105 主 講 教 師: 桂勇 職 稱: 助教 使 用 教 材: 《橋梁施工》 第一章 緒論 章節(jié)題目 第一章 緒論 教學(xué)學(xué)時(shí) 4 教學(xué)目的 1、了解橋梁施工的發(fā)展概況 2、理解橋梁的概念、橋梁的組成和類型 3、了解橋梁施工方法及選擇 教學(xué)重點(diǎn) 1、橋梁施工的發(fā)展概況 2、橋梁的組成和類型 3、梁施工方法
2、及選擇 教學(xué)難點(diǎn) 1、橋梁的類型 2、橋梁施工方法 教 具 和 媒體使用 多媒體課件 教學(xué)后記 教學(xué)內(nèi)容與過程 第一章 緒論 第一節(jié)、概述 1、橋梁定義——供車輛行人等跨越障礙物(溝河海線)的工程構(gòu)造物。美學(xué)、城市象征。 2、橋梁工程——是指有關(guān)橋梁勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)、檢測(cè)、維修、加固及與橋梁相關(guān)的科學(xué)研究和工程技術(shù)的總稱。含義有二:橋梁建筑本身、建橋相關(guān)科技知識(shí)。 3、橋梁工程施工的特點(diǎn)—— 1)施工生產(chǎn)的流動(dòng)性和地區(qū)性 2)施工周期長(zhǎng)、占用流動(dòng)資金多 3)露天作業(yè)、水中作業(yè)、高空作業(yè)多 4)工程的單一性 5)施工生產(chǎn)組織的復(fù)雜性
3、 第二節(jié)、橋梁工程施工技術(shù)的發(fā)展概況 1、我國(guó)橋梁有過輝煌的歷史。趙州橋:第十二個(gè)“國(guó)際土木工程里程碑” 2、18C以后,歐洲進(jìn)入工業(yè)社會(huì),鐵路橋梁。 3、20C初,美國(guó)高速公路和城市交通建設(shè),中小跨度鋼筋砼橋、大跨度鋼桁架橋、鋼拱橋、鋼懸索橋(金門大橋)。30N首創(chuàng)拱橋“米蘭法”無支架工藝。 4、二戰(zhàn)后,德日崛起,斜拉橋初露鋒芒。1953年首創(chuàng)掛籃懸臂澆筑工藝,PC梁橋突破100m。 5、20C60N,歐美高速公路高潮,PC技術(shù)高峰期(夾片錨、鐓頭錨、懸拼工藝)。斜拉橋發(fā)展的第一個(gè)高峰期(從鉚釘?shù)礁邚?qiáng)螺栓,從鋼橋面到砼橋面)。 6、20C70N,PC技術(shù)成熟期,斜拉橋由德國(guó)推廣到
4、歐美、加拿大、日本。法國(guó)出現(xiàn)PC斜拉橋。頂推工藝。 7、20C80N,日本丹麥興建跨海工程,日本首創(chuàng)懸索橋平行鋼絲股索技術(shù)。我國(guó)開始改革開放,廣東掀起建橋高潮。 8、20C90N,世界橋梁工程進(jìn)入嶄新階段,新材料新工藝在大跨橋梁的應(yīng)用。 9、近10年來,我國(guó)橋梁建設(shè)確定了在世界的地位。2008年蘇通大橋多項(xiàng)世界第一,代表了世界橋梁建設(shè)的最高水平。 第三節(jié)、橋梁結(jié)構(gòu)類型 1、橋梁組成:上部結(jié)構(gòu)(橋垮結(jié)構(gòu))、下部結(jié)構(gòu)(墩臺(tái)基礎(chǔ))、附屬結(jié)構(gòu)(護(hù)坡護(hù)岸)。 2、橋梁分類(受力特點(diǎn)):梁式橋、拱式橋、懸索橋、斜拉橋、剛構(gòu)橋。 1)梁式橋:橋型古老,結(jié)構(gòu)形式不斷演進(jìn)。 2)拱式橋:在豎向荷
5、載作用下產(chǎn)生水平推力的結(jié)構(gòu)物。 按材料:石拱橋、鋼筋砼拱橋、木拱橋、鋼拱橋 按拱上建筑形式:實(shí)腹式、空腹式 按主拱軸線形:圓弧拱、拋物線拱、懸鏈線拱 按橋面位置:上承式、中承式、下承式 按我國(guó)工程習(xí)慣:石拱橋(砼)、雙曲拱橋、鋼筋砼箱型拱橋、鋼筋砼肋拱橋、鋼筋砼桁架拱橋、鋼筋砼剛架拱橋、鋼管砼拱橋、勁性骨架砼拱橋、鋼拱橋 3)懸索橋:橋梁皇后,由主纜、加勁梁、吊桿、主塔、錨碇構(gòu)成。 分類:地錨式、自錨式、雙鏈?zhǔn)? 4)斜拉橋:由斜拉索、塔柱、主梁組成,較懸索橋經(jīng)濟(jì)、剛度大、空氣動(dòng)力性能好。 斜拉索:布置有單索面、雙索面,形式有輻射形、豎琴形、扇形 塔柱:數(shù)量不一、形式多樣
6、結(jié)構(gòu)體系:懸浮體系、支承體系、塔梁固結(jié)體系、剛構(gòu)體系、協(xié)作體系 5)剛構(gòu)橋:將墩梁剛性固結(jié)的橋型。超靜定結(jié)構(gòu),次內(nèi)力。 按支承方式:無鉸剛構(gòu)橋、有鉸剛構(gòu)橋 按工程習(xí)慣:?jiǎn)慰鐒倶?gòu)橋、多跨剛構(gòu)橋、斜腿剛構(gòu)橋、PC T型剛構(gòu)橋(跨中設(shè)鉸,今年少用)、PC連續(xù)剛構(gòu)橋(適用于高墩大跨,柔性薄壁墩) 第四節(jié)、橋梁工程施工方法及選擇 一、橋梁基礎(chǔ)施工 1、主要類型:直接基礎(chǔ)(明挖擴(kuò)大基礎(chǔ))、樁基礎(chǔ)(打入樁、鉆孔樁)、管柱基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、組合基礎(chǔ)(沉井+管柱、沉井+鉆孔樁)、特殊基礎(chǔ)(雙承臺(tái)管柱基礎(chǔ)、鎖口管柱基礎(chǔ)、多樁基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻基礎(chǔ)、沉箱基礎(chǔ)、設(shè)置基礎(chǔ)) 2、明挖擴(kuò)大基礎(chǔ) 適用:基礎(chǔ)不深
7、、土層穩(wěn)定、有排水條件、對(duì)機(jī)具要求不高 內(nèi)容:定位放樣、基坑開挖、坑壁支護(hù)、基底處理、澆筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物 3、樁基礎(chǔ) 適用:地基淺層土質(zhì)較差、持力土層較深 按材料:木樁、鋼筋砼樁、PC樁、鋼樁 按制作方法:預(yù)制樁、鉆(挖)孔樁 按施工方法:錘擊沉樁、振動(dòng)沉樁、射水沉樁、靜力壓樁、就地灌注樁、鉆孔埋置裝 鉆孔方法:沖擊法、沖抓法、旋轉(zhuǎn)法 4、管柱基礎(chǔ) 適用:廣泛、尤其是在深水、巖面不平、無覆蓋層或覆蓋層很厚、不宜修建其他基礎(chǔ)時(shí)。 分類:(不)需要設(shè)置防水圍堰的高、低承臺(tái)基礎(chǔ) 導(dǎo)向結(jié)構(gòu):控制管柱傾斜、防止位移 5、沉井基礎(chǔ) 定義:是用鋼筋砼制成的井筒結(jié)構(gòu)物,由刃腳、井壁、隔墻
8、、封底砼、井孔頂蓋板組成。 類型:就地制作沉井、浮式沉井 特點(diǎn):埋深大、整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、剛度大、受荷大 6、地下連續(xù)墻基礎(chǔ) 工藝:深槽開挖、安放接頭管、吊裝鋼筋籠、澆筑水下砼、拔出接頭管、完成單元墻 二、橋梁上部結(jié)構(gòu)施工 1、就地澆筑法 定義:是在橋位處搭設(shè)支架,在支架上澆筑橋體混凝土,達(dá)到強(qiáng)度后拆除模板、支架。 優(yōu)點(diǎn):無需預(yù)制場(chǎng)地,不需要大型起吊、運(yùn)輸設(shè)備,主筋可不中斷,整體性好。 缺點(diǎn):工期長(zhǎng),施工質(zhì)量不容易控制;收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失比較大;支架、模板耗用量大,施工費(fèi)用高;搭設(shè)支架影響排洪、通航,施工期間可能受到洪水和漂流物的威脅。 2、預(yù)制安裝法 定義:在
9、預(yù)制廠或橋址附近設(shè)預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行(簡(jiǎn)支)梁的預(yù)制,再采用一定的架設(shè)方法進(jìn)行安裝。 特點(diǎn):1)構(gòu)件質(zhì)量好,機(jī)械化施工 2)上下部結(jié)構(gòu)可平行作業(yè),可縮短工期 3)能有效利用勞動(dòng)力,降低造價(jià) 4)施工速度快,可用于緊急施工工程 5)存梁時(shí)間可減少混凝土收縮、徐變引起的變形 3、懸臂施工法 定義:從橋墩開始,兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行現(xiàn)澆梁段或?qū)㈩A(yù)制節(jié)段對(duì)稱進(jìn)行拼裝。 特點(diǎn):1)宜用于營(yíng)運(yùn)狀態(tài)與施工階段的受力狀態(tài)接近的橋梁,如PC T型剛構(gòu)、連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)、斜拉橋 2)墩、梁臨時(shí)固結(jié),結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換 3)機(jī)具設(shè)備種類很多,掛籃
10、:桁架式、斜拉式、三角式、菱形等 4)施工簡(jiǎn)便,結(jié)構(gòu)整體性好 5)可不用或少用支架,不影響通航或橋下交通 4、轉(zhuǎn)體施工法 定義:將橋梁構(gòu)件先在橋位處岸邊進(jìn)行預(yù)制,待砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后旋轉(zhuǎn)構(gòu)件就位的施工方法。 特點(diǎn):1)可以利用地形,方便預(yù)制構(gòu)件 2)不斷航,不影響橋下交通,并可在跨越通車線路上進(jìn)行橋梁施工 3)施工設(shè)備少,裝置簡(jiǎn)單,容易制作并便于掌握 4)節(jié)省木材,節(jié)省施工用料 5)減少高空作業(yè),施工工序簡(jiǎn)單,施工迅速 6)適合于單跨和三跨橋梁 7)大跨橋梁采用轉(zhuǎn)體施工將會(huì)取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 5、
11、頂推法施工 定義:在橋縱軸方向的臺(tái)后設(shè)預(yù)制場(chǎng)地,分節(jié)段預(yù)制,并用縱向預(yù)應(yīng)力筋將預(yù)制節(jié)段與施工完成的梁體連成整體,通過水平千斤頂施力,將梁體向前頂推出預(yù)制場(chǎng)地。之后進(jìn)行下一節(jié)段梁的預(yù)制,循環(huán)操作直至施工完成。 特點(diǎn):1)設(shè)備簡(jiǎn)單,施工費(fèi)用低 2)結(jié)構(gòu)整體性好 3)便于管理、改善條件、避免高空作業(yè)。模板設(shè)備周轉(zhuǎn)使用,節(jié)段預(yù)制周期7d~lOd。 4)施工階段與營(yíng)運(yùn)時(shí)期的粱的受力狀態(tài)差別較大,用鋼量較高;可采取臨時(shí)墩、前導(dǎo)梁等措施以減小施工內(nèi)力 5)宜用于中等跨徑等截面梁 6、移動(dòng)模架逐孔施工法 定義:使用一套設(shè)備從橋梁的一端逐孔施工,直
12、到對(duì)岸 特點(diǎn):1)不需支架,不影響通航通車,安全、可靠 2)施工環(huán)境、質(zhì)量好,一套模架可多次周轉(zhuǎn)使用,具有在預(yù)制場(chǎng)生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn) 3)機(jī)械化、自動(dòng)化程度高,上下部結(jié)構(gòu)可以平行作業(yè),縮短工期 4)每一施工梁段的長(zhǎng)度取一孔梁長(zhǎng),接頭位置選在橋梁受力較小的部位 5)移動(dòng)模架設(shè)備投資大,施工準(zhǔn)備和操作都較復(fù)雜 6)宜在跨徑小于50m的多跨長(zhǎng)橋上使用,如中等跨徑PC連續(xù)梁 7、橫移法施工 定義:在擬待安置結(jié)構(gòu)的位置旁預(yù)制該結(jié)構(gòu)物,并橫向移運(yùn)該結(jié)構(gòu)物安置就位。 特點(diǎn):支座位置不變,即沒有改變結(jié)構(gòu)體系。 適用:正常通車線路上的橋梁工
13、程的換梁。 8、提升與浮運(yùn)施工 定義:是一種采用豎向運(yùn)動(dòng)施工就位的方法 提升施工:在未來安置結(jié)構(gòu)物以下的地面上預(yù)制該結(jié)構(gòu)并把它提升就位 浮運(yùn)施工:大型浮船將岸上預(yù)制橋梁移運(yùn)至橋位安裝就位的方法 要求:1)在該結(jié)構(gòu)下面需要有一個(gè)適宜的地面 2)被提升結(jié)構(gòu)下的地面要有一定的承載力 3)擁有一臺(tái)支承在一定基礎(chǔ)上的提升設(shè)備 4)該結(jié)構(gòu)應(yīng)該是平衡的,至少在提升操作期間是平衡的 5)采用浮運(yùn)法要有一系列的大型浮運(yùn)設(shè)備 三、橋梁施工方法選擇 綜合考慮以下條件: 1、使用條件 橋型、跨徑、墩高、橋下空間限制、平面場(chǎng)地的限制、橋墩形狀
14、2、施工條件 工期、機(jī)具設(shè)備、架設(shè)時(shí)交通要求、臨設(shè)、材料供應(yīng),經(jīng)濟(jì)核算 3、自然環(huán)境條件 山區(qū)或平原、地質(zhì)條件、對(duì)河道的影響、運(yùn)輸線路的影響 4、社會(huì)環(huán)境影響 公害、景觀、污染、橋下交通阻塞、公共道路的使用、建筑限界 橋梁結(jié)構(gòu)類型與施工方法 簡(jiǎn)支梁橋 懸臂梁橋 T型剛構(gòu) 連續(xù)梁橋 剛架橋 拱橋 組合體系橋 斜拉橋 懸索橋 現(xiàn)場(chǎng)澆筑法 V V V V V V V 預(yù)制安裝法 V V V V V V V 懸臂施工法 V V V V V V 轉(zhuǎn)體施工法 V V V
15、 V 頂推施工法 V V V 逐孔施工法 V V V V 橫移施工法 V V V V V 提升于浮運(yùn)施工法 V V V V 思考與習(xí)題: 1、名字解釋:橋梁、橋梁工程、橋梁施工 2、橋梁的組成和類型有哪些? 3、橋梁下部結(jié)構(gòu)施工有哪些方法? 4、橋梁上部結(jié)構(gòu)施工有哪些方法? 5、橋梁施工方法如何選擇? 第二章 橋梁施工的常用設(shè)備 章節(jié)題目 第二章 橋梁施工的常用設(shè)備 教學(xué)學(xué)時(shí) 4 教學(xué)目的 1、了解橋梁施工常備式設(shè)備 2、了解
16、橋梁架設(shè)安裝的常用機(jī)具 3、了解混凝土施工的常用設(shè)備 4、了解預(yù)應(yīng)力工藝的常用機(jī)具和設(shè)備 教學(xué)重點(diǎn) 1、了解橋梁架設(shè)安裝的常用機(jī)具 2、了解混凝土施工的常用設(shè)備 教學(xué)難點(diǎn) 1、橋梁架設(shè)安裝的常用機(jī)具 2、預(yù)應(yīng)力工藝的常用機(jī)具和設(shè)備 教 具 和 媒體使用 多媒體課件、多媒體視頻 教學(xué)后記 教學(xué)內(nèi)容與過程 第二章 橋梁施工的常用設(shè)備 第一節(jié)、概述 打樁、鉆樁設(shè)備: 打樁機(jī)、打樁機(jī)、壓漿機(jī)等 挖土設(shè)備: 反鏟挖土機(jī)、推土機(jī)等 測(cè)量設(shè)備(
17、測(cè)量?jī)x器): 全站儀、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀等 鋼筋、鋼板加工設(shè)備: 電焊機(jī)、切割機(jī)等 起吊設(shè)備: 龍門架、掛藍(lán)、架橋機(jī)等 常備式施工設(shè)備: 腳手架、萬能桿件、鋼板樁等 混凝土施工設(shè)備: 拌合機(jī)、振搗器、混凝土泵等 預(yù)應(yīng)力設(shè)備: 千斤頂、鐓頭機(jī)、穿索機(jī)等 運(yùn)輸設(shè)備: 汽車、火車、拖拉機(jī)等 排水設(shè)備: 水泵、井點(diǎn)等 專用施工設(shè)備: 導(dǎo)向設(shè)備、移動(dòng)模架壓路機(jī)等 橋
18、梁施工設(shè)備 橋梁施工設(shè)備和機(jī)具主要有: 1)常備式結(jié)構(gòu),萬能桿件、貝雷梁、軍用梁、鋼管支架等裝配式支架設(shè)備; 2)架設(shè)安裝機(jī)具設(shè)備,起重架橋設(shè)備; 3)混凝土施工設(shè)備,拌和機(jī)、輸送泵、振搗設(shè)備等; 4)預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備,各類張拉千斤頂、鋼絲鐓頭設(shè)備、各類錨夾具。 5)其他。鋼筋模板鉆孔泥漿浮運(yùn)等 第二節(jié)、常備式結(jié)構(gòu)及應(yīng)用 一、萬能桿件 定義:拼裝式鋼腳手架,是用角鋼制成的可拼裝為節(jié)間距2m×2m的桁架桿件。 特點(diǎn):通用性強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)件,裝拆、運(yùn)輸方便,利用率高,可拼裝成多種形式,可作為墩臺(tái)、索塔施工腳手架 構(gòu)件的類型: 1、桿件:拼裝時(shí)組成桁架的弦桿、腹桿、斜撐
19、 2、連接板:有各種規(guī)格,可將弦桿、腹桿、斜撐等連接成需要的各種形狀 3、綴板:可在各種弦桿、腹桿等節(jié)間中點(diǎn)做一個(gè)加強(qiáng)連接點(diǎn),整體性更好 萬能桿件類型:鐵道部門的甲型(M型)、乙型(N型)和西安筑路機(jī)械廠的乙型(西乙型)。 二、貝雷梁 定義:是一種由桁架拼裝而成的鋼桁架結(jié)構(gòu)。貝雷常拼成導(dǎo)梁作為承載移動(dòng)支架,再配置部分起重設(shè)置與移動(dòng)機(jī)具來實(shí)現(xiàn)架梁。 組成:桁架(上下弦桿、豎桿、斜桿焊接)、加強(qiáng)弦桿、橫梁、桁架銷(連接桁架)、螺栓、支撐連接構(gòu)件 三、軍用梁 定義:常用六四式軍用梁(三角架),為全焊構(gòu)架、銷接組裝、單層或雙層多片式。 特點(diǎn):結(jié)構(gòu)輕便、輪廓尺寸小、用小型機(jī)具組拼、桿件種
20、類小,便于拆裝互換。 構(gòu)件11種3大類,配件11種4大類。 四、鋼管支架 類型:扣件式、螺栓式和承插式三種連接方式。 扣件式的特點(diǎn):是裝拆方便,搭設(shè)靈活,能適應(yīng)結(jié)構(gòu)物平、立面的變化。 第三節(jié)、架設(shè)安裝常用機(jī)具設(shè)備及應(yīng)用 一、起重機(jī)具 1、扒桿 定義:扒桿是一種簡(jiǎn)單的起重吊裝工具,可以用來升降重物,移動(dòng)和架設(shè)橋梁等。 種類:獨(dú)腳扒桿、人字扒桿、搖臂扒桿和懸臂扒桿。 2、龍門架(龍門扒桿、龍門吊機(jī)) 定義:是一種最常用的垂直起吊設(shè)備。 用途:通常設(shè)于構(gòu)件預(yù)制場(chǎng)吊移構(gòu)件;或設(shè)在橋墩頂、墩旁安裝大梁構(gòu)件。 種類:鋼木混合構(gòu)造龍門架、拐腳龍門架和裝配式鋼橋桁節(jié) (貝雷)拼制
21、的龍門架。 3、浮吊 定義:起重船或浮式起重機(jī),在通航河流上建橋,浮吊船是重要的工作船。 分類:自航式、非自航式;回轉(zhuǎn)式、非回轉(zhuǎn)式(臂架固定式、臂架變幅式) 4、浮箱 5、纜索起重機(jī) 定義:纜索起重機(jī)適用于高差較大的垂直吊裝和架空縱向運(yùn)輸?shù)奶胤N起重設(shè)備。 構(gòu)造:由主索、天線滑車、起重索、牽引索、起重及牽引絞車、主索地錨、塔架、風(fēng)纜、主索平衡滑輪、電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)、手搖絞車、鏈滑車及各種滑輪等部件組成。在吊裝拱橋時(shí),纜索吊裝系統(tǒng)除了上述各部件外,還有扣索、扣索排架、扣索地錨、扣索絞車等部件。 種類:固定式、移動(dòng)式(平移式、輻射式) 6、汽車吊 二、架橋機(jī) 1、特點(diǎn): 1)自
22、行過孔; 2)可實(shí)現(xiàn)一次落邊梁到位、全幅機(jī)械化橫移梁片; 3)采用微調(diào)控制,動(dòng)作平穩(wěn)精確; 4)采用可編程序控制器,系統(tǒng)安全性高; 5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、運(yùn)輸組裝方便; 6)擺頭靈活,可方便地在復(fù)雜工況下工作。 2、類型: 單梁式架橋機(jī)。型號(hào):勝利型130t架橋鋪軌機(jī)(SL—130) 雙梁式架橋機(jī)。型號(hào):紅旗-130型架橋機(jī) 3、運(yùn)梁車 第四節(jié)、混凝土施工設(shè)備及應(yīng)用 一、混凝土攪拌機(jī) 分 類:按照攪拌原理可分為自落式和強(qiáng)制式兩類。 自落式:攪拌塑性砼和低流動(dòng)性砼,具有機(jī)件磨損小,易于清理,移動(dòng)方便等優(yōu)點(diǎn), 但動(dòng)力消耗大,效率低,適用于施工現(xiàn)場(chǎng) 強(qiáng)制式:攪拌
23、干硬性砼和輕骨料砼,也可攪拌低流動(dòng)性砼,具有攪拌質(zhì)量好,生產(chǎn)率高、操作簡(jiǎn)便、安全等優(yōu)點(diǎn),但機(jī)件磨損大,適用于預(yù)制廠使用 二、混凝土攪拌站(樓) 特點(diǎn):機(jī)械化或自動(dòng)化,生產(chǎn)量大,攪拌效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低,勞動(dòng)強(qiáng)度減輕。 攪拌站與攪拌樓的區(qū)別: 1)攪拌站的生產(chǎn)能力較小,易拆裝,便于轉(zhuǎn)移,適用于施工現(xiàn)場(chǎng); 2)攪拌樓體積大,生產(chǎn)效率高,只能作為固定式的攪拌裝置,適用于產(chǎn)量大的商品混凝土供應(yīng)。 攪拌站與攪拌樓組成: 1)物料供給系統(tǒng)。組合成混凝土的幾種物料的堆積和提升系統(tǒng) 2)稱量系統(tǒng)。砂石:累積計(jì)量;水泥:單獨(dú)稱量;攪拌用水:定量水表計(jì)量 3)控制系統(tǒng)。開關(guān)電路,繼電器程序
24、控制;運(yùn)算放大器電路 4)攪拌主機(jī) 三、混凝土輸送設(shè)備 選擇原則:根據(jù)結(jié)構(gòu)物特點(diǎn)、砼澆灌量、運(yùn)距、道路情況、機(jī)具設(shè)備等條件確定。 水平運(yùn)輸:短距離多用雙輪手推車、機(jī)動(dòng)翻斗車、輕軌翻斗車;長(zhǎng)距離則用自卸汽車、混凝土攪拌運(yùn)輸車等。 垂直運(yùn)輸:升降機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)及塔式起重機(jī)等,并配合采用吊斗等容器來裝運(yùn)混凝土。 1、砼攪拌運(yùn)輸車(灌車) 定義:是一種用于長(zhǎng)距離運(yùn)輸混凝土的施工機(jī)械。 特點(diǎn):在整個(gè)運(yùn)輸過程中,混凝土的攪拌筒始終在作慢速轉(zhuǎn)動(dòng),從而使混凝土在長(zhǎng)途運(yùn)輸后,仍不會(huì)出現(xiàn)離析現(xiàn)象,以保證混凝土的質(zhì)量。 2、砼泵車。同時(shí)完成水平運(yùn)輸+垂直運(yùn)輸。臂架式混凝土泵車。 四、混凝土振搗器
25、 定義:是一種借助動(dòng)力通過一定裝置作為振源產(chǎn)生頻繁的振動(dòng),并使這種振動(dòng)傳給混凝土,以振動(dòng)搗固混凝土的設(shè)備。 分類:(作用方式)內(nèi)部振動(dòng)器(插入式)、外部振動(dòng)器(附著式、平板式和振動(dòng)臺(tái)) 1、插入式振動(dòng)器 組成:振動(dòng)棒、轉(zhuǎn)軸和電動(dòng)機(jī)。 適用:主要用于振動(dòng)各種垂直方向尺寸較大的混凝土體。 分類:偏心式;行星式 2、平板式振動(dòng)器 定義:直接放在混凝土表面上移動(dòng)進(jìn)行振搗工作。 適用:坍落度不太大的塑性、半塑性、干硬性、半干硬性的砼或澆筑層不厚,表面較寬的砼。 3、附著式振動(dòng)器 工作原理:振動(dòng)器的能量通過模板傳給混凝土,從而使混凝土被振搗密實(shí)。 適用條件:振搗鋼筋較密、厚度較小等
26、不宜使用插入式振搗器的結(jié)構(gòu)。 4、振動(dòng)臺(tái) 定義:為一個(gè)支承在彈性支座上的工作平臺(tái),平臺(tái)下設(shè)有振動(dòng)機(jī)構(gòu)。 組成:電動(dòng)機(jī)、同步器、振動(dòng)平臺(tái)、固定框架、支承彈簧及偏振子等。 優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)效率高、振搗效果好。 適用條件:主要用于混凝土制品廠預(yù)制件的振搗。 安裝要求:混凝土振動(dòng)臺(tái),需承受強(qiáng)力振動(dòng)而使混凝土振實(shí)成型,故應(yīng)安裝在牢固的基礎(chǔ)上。 第五節(jié)、預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備及應(yīng)用 一、預(yù)應(yīng)力千斤頂 定義:PC結(jié)構(gòu)施工用來對(duì)鋼筋施加張拉力的主要設(shè)備。 類型:機(jī)械式、液壓式(常用,由千斤頂、高壓油泵、輸油管組成)、電熱式 按作用形式分類:?jiǎn)巫饔?拉伸)、雙作用(拉伸、頂錨)、三作用(拉伸、頂錨
27、、退楔) 液壓千斤頂類型:拉桿式(YL) 穿心式(YC) 錐錨式(YZ,三作用) 臺(tái)座式(YT) 二、預(yù)應(yīng)力錨、夾具(后張法稱錨具、先張法稱夾具) 1、錨具(后張法) 1)支承式錨具 ①螺母錨具:螺絲、螺母、墊板組成。 ②墩頭錨具:A型由錨環(huán)、螺母組成,用于張拉端;B型為錨板,用于固定端; 優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)單迅速,無錐形錨“滑絲”現(xiàn)象 缺點(diǎn):下料長(zhǎng)度要求精確,否則會(huì)斷絲。 2)夾片式錨具 ①JM錨具(單孔):錨環(huán)+夾片。 優(yōu)點(diǎn):預(yù)應(yīng)力筋(鋼絞線)相互靠近,結(jié)構(gòu)尺寸小,混凝土構(gòu)件不需擴(kuò)孔; 缺點(diǎn):一個(gè)楔塊損壞會(huì)導(dǎo)致整束預(yù)應(yīng)
28、力筋失效;不能錨固單根或大于6 根預(yù)應(yīng)力筋;不能錨固鋼絲。 ②XM型錨具(多孔,群錨) :錨環(huán)+三片夾片;優(yōu)點(diǎn):每束鋼絞線的根數(shù)不受限制;任何一根鋼絞線錨固失效,都不會(huì)引起整束錨固失效。 ③QM及OVM型錨具(多孔,群錨) :錨環(huán)+夾片+工具錨(退楔方便) ④BM型錨具(扁錨): 3)錐塞式錨具 ①錐形錨具:是用于錨固直徑5mm 鋼絲的一種楔緊式錨具。 由鋼錨圈和錐形錨塞組成。 優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。 ②錐形螺桿錨具 4)握裹式錨具 ①擠壓錨具 ②壓花錨具 2、夾具(先張法) 1)鋼絲夾具,分錨固夾具和張拉夾具,均
29、重復(fù)使用 2)鋼筋?yuàn)A具 三、油泵車 是預(yù)應(yīng)力液壓機(jī)具的動(dòng)力源。 特點(diǎn):流量較小,能夠連續(xù)供油,供油穩(wěn)定,操作方便。 按驅(qū)動(dòng)方式,分為手動(dòng)和電動(dòng)兩種。 第六節(jié)、其他常用機(jī)具及設(shè)備 一、鋼筋加工機(jī)械 1、鋼筋調(diào)直機(jī) 亦稱甩直機(jī)械,用于將成盤的細(xì)鋼筋和經(jīng)冷拔的低碳鋼絲調(diào)直。 常用的定型調(diào)直機(jī),有GT4/8型和GT4/14型及數(shù)控鋼筋調(diào)直機(jī)。 2、鋼筋切斷機(jī) 是把鋼筋原材料和已矯直的鋼筋切斷成所需要的長(zhǎng)度的專用機(jī)械。 3、鋼筋彎曲機(jī) 鋼筋經(jīng)過調(diào)直、切斷后,需加工成構(gòu)件或構(gòu)件中所需要配置的形狀,如端部彎鉤,梁內(nèi)弓筋、起彎鋼筋等。鋼筋彎曲機(jī)又稱冷彎?rùn)C(jī),常用型號(hào)有GW4
30、0型。 4、鋼筋焊接機(jī) 1)點(diǎn)焊機(jī): 2)對(duì)焊機(jī): 將兩根鋼筋的端部加熱到近于熔化的高溫狀態(tài),頂鍛而連接。 可以提高工效、節(jié)約鋼材,而且能確保焊接質(zhì)量,大量利用短料鋼筋。 3)弧焊機(jī): 適于各種形狀鋼材的焊接,是金屬焊接中使用較廣的工藝。 主要設(shè)備是弧焊機(jī),它分交流弧焊機(jī)和直流弧焊機(jī)。 5、水泵 類型:葉輪式(旋轉(zhuǎn)式)和活塞(往復(fù))式兩大類。 葉輪式水泵又分離心式與軸流式兩種基本類型。 前者是利用葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的離心力吸水和壓水; 后者是利用葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)的軸向推力吸水與壓水 。 6、空氣壓縮機(jī) 是一種將空氣壓縮,使其壓力增高,從而具有一定能量的動(dòng)力機(jī)械。
31、用途:1)驅(qū)動(dòng)鑿巖機(jī)、破碎機(jī)、潛孔鉆機(jī)等 2)用于混凝土鑿毛工作面的吹洗等。 3)金屬結(jié)構(gòu)的鉚接、噴涂、輪胎充氣以及機(jī)械操作和制動(dòng)控制等,壓縮空氣作為動(dòng)力。 二、模板 要求:滿足要求的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,可靠承受各種荷載,保證結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尺寸和形狀,光滑平整、接縫嚴(yán)密,便于制作和拆裝、操作方便安全。 形式:多樣,組合式定型鋼模板、滑動(dòng)模板、提升模板、拼裝式模板、移模(掛籃懸澆) 思考與習(xí)題: 1、橋梁施工中,有哪些主要的施工設(shè)備? 2、萬能桿件和貝雷梁在構(gòu)造特點(diǎn)上有何區(qū)別? 3、混凝土攪拌站和攪拌樓的構(gòu)造和區(qū)別? 4、混凝土泵和混凝土泵車的聯(lián)系和各自的優(yōu)缺點(diǎn)? 5、各類混
32、凝土振搗器的適用范圍? 6、常用錨具的類型和適用對(duì)象? 7、鋼筋加工機(jī)械有哪些? 第三章 橋梁基礎(chǔ)施工 章節(jié)題目 第三章 橋梁基礎(chǔ)施工 教學(xué)學(xué)時(shí) 6 教學(xué)目的 1、了解橋梁基礎(chǔ)的種類和適用范圍 2、了解各種基礎(chǔ)的施工方法和注意事項(xiàng):明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)、沉入樁基礎(chǔ)、鉆孔樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻基礎(chǔ)、組合基礎(chǔ) 教學(xué)重點(diǎn) 1、橋梁基礎(chǔ)的種類和適用范圍 2、各種基礎(chǔ)的施工方法與工藝流程 教學(xué)難點(diǎn) 1、基坑支護(hù)、基坑排水 2、泥漿護(hù)壁 3、組合基礎(chǔ) 教 具 和 媒體使用 多媒
33、體課件、多媒體視頻 教學(xué)后記 教學(xué)內(nèi)容與過程 第三章 橋梁基礎(chǔ)施工 第一節(jié)、概述 基礎(chǔ)屬于隱蔽工程,建筑物失事70%~80%由基礎(chǔ)失效引起。 一、橋梁基礎(chǔ)類型 基礎(chǔ)分類(埋置深度): 1)淺基礎(chǔ)(<5m):簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)最常用,明娃擴(kuò)大基礎(chǔ)、鋼筋砼條形基礎(chǔ) 2)深基礎(chǔ)(>5m):樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、其他 3)深水基礎(chǔ):樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、組合基礎(chǔ)、特殊基礎(chǔ)、管柱基礎(chǔ) 基礎(chǔ)方案選擇:安全可靠、簡(jiǎn)便可行、經(jīng)濟(jì)合理 二、橋梁基礎(chǔ)施工 1、施工方法 旱地?cái)U(kuò)大基礎(chǔ)及條形基礎(chǔ):明挖法(人工或機(jī)械)+爆破 水中明挖法:設(shè)置圍堰或臨時(shí)該河 樁基礎(chǔ):挖孔(地下水位低,人
34、工或機(jī)械)、鉆孔 深水鉆孔:搭設(shè)鉆孔平臺(tái)、鋼圍堰或鋼吊箱圍堰作為模板澆筑承臺(tái) 2、施工準(zhǔn)備 第二節(jié)、明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)施工 明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)施工 陸上地基開挖 水中基礎(chǔ)開挖 直擋板式、橫擋板式 框式 錨樁式 斜撐式 錨桿式 混凝土支護(hù)坑壁 鋼板樁、鋼筋混凝土樁護(hù)筒 土石圍堰 木籠圍堰或竹籠圍堰 鋼板樁圍堰 套箱圍堰 無支撐 有支撐 定義:直接在墩臺(tái)下開挖基坑修建而成的實(shí)體基礎(chǔ)。 適用:岸上或沖刷影響不大的淺水處,且淺表地基承載力合適的地層。 形狀:平面多為矩形、立面單、多層臺(tái)階擴(kuò)大形式。 材料:砼、片石砼、漿砌
35、片石。 特點(diǎn):穩(wěn)定性好、施工簡(jiǎn)便、取材容易、受荷大 缺點(diǎn):自重大 施工方法:明挖法 注意事項(xiàng): 1)需采取加固坑壁措施,如擋板支撐、鋼木結(jié)合支撐、混凝土護(hù)壁。 2)滲水時(shí),需要在基坑四周挖邊溝或集水井以利排除積水。 3)在水中開挖基坑時(shí),需預(yù)先修筑臨時(shí)性的擋水結(jié)構(gòu)物(圍堰)。 4)開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,須抓緊進(jìn)行坑底土質(zhì)鑒定、清理與整平工作,及時(shí)砌筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物。 施工內(nèi)容: 1)測(cè)量定位 2)基礎(chǔ)放樣 3)開挖和排水(修筑圍堰、開挖、支撐、排水) 4)基底檢查處理(平面位置、尺寸大小、基底標(biāo)高、土質(zhì)均勻性、地基穩(wěn)定性、承載力、基底處理和排水溝情況) 5)砌筑基礎(chǔ)(立模綁
36、鋼筋、澆筑混凝土、養(yǎng)護(hù)、拆模) 6)基坑回填 一、基礎(chǔ)的定位放樣 二、陸地基坑開挖 基坑可采用垂直開挖、放坡開挖、支撐加固或其他加固的開挖方法 1、基坑開挖施工方法 (一)坑壁不加支撐的基坑 適應(yīng)情況: 1)干枯無水,或有水但改筑堤可以排除地表水; 2)地下水位低或者滲水量少,不影響坑壁穩(wěn)定; 3)埋置不深,工期短。 (二)坑壁有支撐的基坑 適應(yīng)情況: 1)基坑壁不易穩(wěn)定并有地下水滲入; 2)放坡開挖工程數(shù)量大; 3)受場(chǎng)地或者臨近建筑物的限制,不能夠放坡開挖。 2、基坑開挖注意事項(xiàng) 1)基坑頂緣四周設(shè)截水溝,以免地表水沖刷坑壁,影響坑壁穩(wěn)定性 2)坑壁
37、緣邊應(yīng)留護(hù)道(動(dòng)載>1.0m) 3)常觀察坑邊緣頂面土有無裂縫,坑壁有無松散塌落現(xiàn)象發(fā)生 4)基坑施工不可延續(xù)時(shí)間過長(zhǎng),自開挖至基礎(chǔ)完成,應(yīng)抓緊時(shí)間連續(xù)施工 5)挖至坑底時(shí),應(yīng)保留10~20cm的底層,在澆筑前用人工挖至基底標(biāo)高 6)應(yīng)盡量在少雨季節(jié)施工 7)宜用原土及時(shí)回填 三、水中基礎(chǔ)的基坑開挖(圍堰開挖) 圍堰作用:主要是防水和圍水,有時(shí)還起著支撐施工平臺(tái)和基坑坑壁的作用。 圍堰要求: 1)圍堰頂高宜高出施工期間最高水位0.5~0.7m 2)圍堰外形應(yīng)適應(yīng)水流排泄,大小不應(yīng)壓縮流水?dāng)嗝孢^多 3)圍堰要求防水嚴(yán)密,應(yīng)盡量采取措施防止或減少滲漏,以減輕排水工作 4)圍
38、堰施工一般應(yīng)安排在枯水期進(jìn)行 圍堰類型:土石圍堰;木(竹)籠圍堰;鋼板樁圍堰;鋼筋砼板樁圍堰、套箱圍堰。 水中挖基方法 1)適用:抽水挖基產(chǎn)生涌泥或涌砂現(xiàn)象,或者滲水量過大 2)方法:水力吸泥機(jī)、水力吸石筒、空氣吸泥機(jī)等。射水方法松土。抓泥斗或挖掘機(jī)開挖 四、基坑排水 1、集水坑。除嚴(yán)重流沙外一般均可適用。集水坑(溝)的大小依滲水量的大小而定; 2、井點(diǎn)法。當(dāng)土質(zhì)較差有嚴(yán)重流沙現(xiàn)象,地下水位較高,挖基較深,坑壁不易穩(wěn)定,用普通排水方法難以解決時(shí),可采用井點(diǎn)排水法。 3、其他排水法。滲透性較大、挖掘較深的基坑:板樁法、沉井法、帷幕法(用硅化法、水泥灌漿法、瀝青灌漿法及凍結(jié)法等處理
39、成封閉的不透水的惟幕)。 查表法 按顆粒成分計(jì)算法 滲水量的確定 排水方法 基坑在干枯河床時(shí) 基坑臨近有水的河沿時(shí) 含水層為均質(zhì)土,且基坑具 有不透水的板樁圍堰 缺少水文地質(zhì)資料時(shí) 集水坑排水法 滲透系數(shù) 滲水量的計(jì)算 抽水實(shí)驗(yàn)資料計(jì)算法 井點(diǎn)排水法 輕型井點(diǎn) 噴射井點(diǎn) 射流泵井點(diǎn) 電滲井點(diǎn) 管井井點(diǎn)、深井泵 基坑降水 帷幕法、板樁法、沉井法 五、基底檢驗(yàn)與處理 1、基底檢驗(yàn) 檢驗(yàn)的目的:確定地基的容許承載力大小、基坑位置與標(biāo)高是否與設(shè)計(jì)文件相符,以確?;A(chǔ)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,不致發(fā)生
40、滑移等病害。 檢驗(yàn)的內(nèi)容: 1)檢查基底平面位置、尺寸大小,基底標(biāo)高; 2)檢查基底土質(zhì)均勻性,地基穩(wěn)定性及承載力等; 3)檢查基底處理和排水情況; 4)檢查施工日志及有關(guān)試驗(yàn)資料等等。 檢驗(yàn)的方法: 1)小橋涵地基:一般是直觀或觸探方法;必要時(shí)土質(zhì)檢驗(yàn)。 2)大中橋和填土12m以上的涵洞地基:直觀、觸探、挖試坑、鉆探。 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):基底平面周線位置允許偏差不得大于20cm,基底標(biāo)高不得超過土5cm(土質(zhì))、+5cm~-20cm(石質(zhì))。 2、基底處理 3、地基加固 1)換填土法;將基礎(chǔ)下軟弱土層全部或部分挖除,換填力學(xué)物理性質(zhì)較好的土; 2)擠密土法:用重錘夯實(shí)或砂樁
41、、石灰樁、砂井、塑料排水板等方法,使軟弱土層擠壓密實(shí)或排水固結(jié); 3)膠結(jié)土法:用化學(xué)漿液灌入或粉體噴射攪拌等方法,使土壤顆粒膠結(jié)硬化,改善土的性質(zhì); 4)土工聚合物法:用土工膜、土工織物、土工格柵與土工合成物等加筋土體,以限制土體的側(cè)向變形,增加土的周壓力,有效提高地基承載力。 六、基礎(chǔ)施工(按材料) 1、漿砌片石 1)砌筑前清洗泥土、澆水濕潤(rùn); 2)分層交錯(cuò)砌筑,先外圈后里層,水平縫大致找平,縫寬<4cm,砂漿飽滿。 2、加石砼、片石砼 1)加石砼石塊<25%砼結(jié)構(gòu)體積;片石砼石塊為50%~60%砼結(jié)構(gòu)體積 2)石塊無裂紋和夾層,高度<15cm,抗凍 3)石塊抗壓強(qiáng)度≥
42、25Mpa及砼強(qiáng)度 4)石塊清洗干凈,分布均勻,凈距≥10cm 3、鋼筋砼 1)旱地及排水基坑:直接澆筑,分層連續(xù)澆筑(墊塊、串筒) 2)水下基坑:水下灌筑砼(分水下封底和直接灌筑,導(dǎo)管)。 3)做好基礎(chǔ)與墩臺(tái)身的接縫連接 第三節(jié)、沉入樁基礎(chǔ)施工 1、樁的組成:樁+承臺(tái)(橫系梁) 2、樁的分類: 1)按材料分:木樁;鋼筋混凝土樁;預(yù)應(yīng)力混凝土樁;鋼樁 2)按制作方法分:預(yù)制樁;現(xiàn)場(chǎng)灌筑樁; 3)按施工方法分: 1)沉入樁:錘擊沉樁;射水沉樁;振動(dòng)沉樁;靜力沉樁 2)就地灌筑樁:鉆空埋置樁;沉管灌筑樁;鉆孔灌筑樁;挖孔灌筑樁;爆擴(kuò)樁 4)按基礎(chǔ)受力分:柱狀(端承樁
43、);摩擦樁 5)按承臺(tái)位置分:高樁承臺(tái);低樁承臺(tái) 6)按樁軸方向分:豎直樁基礎(chǔ);帶斜樁基礎(chǔ)(拱橋) 一、沉入樁基礎(chǔ)概述 1、種類:預(yù)制的鋼筋混凝土樁、預(yù)應(yīng)力混凝土樁 2、斷面形式:實(shí)心方樁、空心管樁(PHC高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土離心管樁) 二、沉入樁制作 1、過程:整理場(chǎng)地、立模板、綁鋼筋、澆筑混凝土并養(yǎng)護(hù) 2、長(zhǎng)度:工廠制作不宜超過12m;現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制不宜超過30m。樁的接頭不宜超過兩個(gè)。 3、混凝土:宜低于C30(靜壓法沉樁時(shí)不宜低于C20)。 4、配筋:與沉樁方法有關(guān)。 5、起吊:達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%方可起吊;達(dá)到100%方可運(yùn)輸和打樁。 6、吊點(diǎn): a)一點(diǎn)起吊;
44、 b)兩點(diǎn)起吊;c)三點(diǎn)起吊 7、堆放:地面必須平整、堅(jiān)實(shí) 墊木間距應(yīng)與吊點(diǎn)位置相同 各層墊木應(yīng)位于同一垂直線上 堆放層數(shù)不宜超過4層 不同規(guī)格的樁,應(yīng)分別堆放 8、注意事項(xiàng): 1)縱向主鋼筋采用對(duì)焊接頭 2)螺旋筋或箍筋必須箍緊主筋,與主筋交接處應(yīng)用點(diǎn)焊焊接或用鐵絲扎結(jié)牢固; 3)PC樁縱向主筋采用冷拉鋼筋且需焊接時(shí),應(yīng)在冷拉前采用閃光接觸對(duì)焊焊接; 4)法蘭盤應(yīng)對(duì)準(zhǔn)位置焊接在鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼筋上(然后進(jìn)行張拉); 5)混凝土應(yīng)由樁頂向樁尖方向連續(xù)灌注,不得中斷; 6)樁的鋼筋骨架(包括預(yù)應(yīng)力鋼筋骨架)允許偏差應(yīng)符合規(guī)定 9、接樁方法:法蘭盤連接、鋼板連接及硫磺膠泥(
45、砂漿)連接等等。 10、預(yù)制樁要求: 1)樁的表面平整無蜂窩,麻面深度不得超過15mm; 2)樁的棱角碰損深度應(yīng)在10mm以內(nèi),其總長(zhǎng)度不得大于50mm; 3)樁頂與樁尖均不得有蜂窩和碰損,樁身不得有鋼筋露出; 4)PC樁不得有裂縫,鋼筋砼樁樁身收縮裂縫寬度不得大于0.2mm 5)預(yù)制樁出場(chǎng)前應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn),出場(chǎng)時(shí)應(yīng)具備出場(chǎng)合格檢驗(yàn)記錄。 三、沉入樁設(shè)備 施工方法:錘擊沉樁、振動(dòng)沉樁、射水沉樁以及靜力壓樁等。 錘擊沉樁:樁錘、樁架和動(dòng)力裝置 射水沉樁:水泵、水源、輸水管、射水管 輔助設(shè)備:樁架、樁帽、送樁 四、沉入樁施工 1)錘擊沉樁:一般適用于中密砂類土、粘性土。
46、2)射水沉樁:輔助其他方法。 3)振動(dòng)沉樁:適用于砂質(zhì)土、硬塑及軟塑的粘性土和中密及較松散的碎、卵石類土。每一根樁的沉樁作業(yè)應(yīng)一次完成。 4)靜力壓樁:采用靜壓力將樁壓入土中,適用于高壓縮性粘土或砂性較輕的亞粘土層。 五、試樁試驗(yàn) 正式打樁前,在設(shè)計(jì)樁位或附近地質(zhì)相同的點(diǎn),先打試樁。 1、靜載試驗(yàn)樁: 目的:確定單樁承載力和荷載與位移的關(guān)系及動(dòng)力關(guān)系校核。 方法:在試樁頂,按規(guī)定分級(jí)施加垂直荷載(1/10或1/15估算荷載)直至破壞為止(最后一級(jí)引起的沉降不超過前一級(jí)的5倍),求得極限承載力除以安全系數(shù)2(臨時(shí)建筑1.5)即得樁的容許承載力。 數(shù)目:除特大橋和地質(zhì)復(fù)雜的中橋外一
47、般只做沖擊試驗(yàn)。 2、沖擊試驗(yàn): 目的:查有無“假極限”或“吸入”假現(xiàn)象,確定施工工藝和停樁標(biāo)準(zhǔn)。 方法:當(dāng)一根樁打完后,經(jīng)過幾天休息,再用同樣的錘擊打一個(gè)階段,檢查復(fù)打后的沉入度(mm/擊,分鐘)與復(fù)打前的沉入度有無變化。 數(shù)目:不少于基樁的1%,且不少于兩根。 吸入現(xiàn)象:粘性土,基樁周圍的土壤受到震動(dòng)和擠壓,孔隙水一時(shí)留不出去,一部分聚在樁身表面形成一層水膜,起到潤(rùn)滑作用,降低土對(duì)樁的摩擦力,使沉入度增加。而休息后,水逐漸回到土中,恢復(fù)正常。 假極限現(xiàn)象:砂類土,因樁尖砂土受到震蕩,暫時(shí)被擠壓很緊,摩擦力增大,沉入度增加,休息后恢復(fù)正常。(中砂、粗砂:3晝夜;細(xì)砂、粘性土:6晝
48、夜) 3、錘擊沉樁的事故: 1)樁不下沉、樁身顫動(dòng)、樁錘回跳: 多數(shù)通過,少數(shù)受阻:可能遇到孤石或基巖起伏。若不能夠打碎則重打。 多數(shù)受阻:可能遇到堅(jiān)硬的土夾層,砂夾層。 樁打入緩慢:說明錘的沖擊能不夠。 樁距太小,土被擠密。(設(shè)計(jì)) 處理:改用重錘或者配合射水 2)偏樁及歪樁: 原因:樁頭、樁尖歪斜(制作不良);一側(cè)障礙,較陡斜面; 插打不正;逐排連續(xù)使土擠向一側(cè)。 處理:入土不深,拉、頂矯正;入土較深或偏移較大,拔出重打,或補(bǔ)樁。 3)裂樁: 原因:樁質(zhì)量不好,原來就有裂紋;打樁偏斜或偏心錘擊。 處理:木樁:不大時(shí),鐵絲或鋼箍加固;嚴(yán)重時(shí)鋸掉或換樁重打。 鋼筋
49、砼樁:不嚴(yán)重,鋼箍加固;或打到設(shè)計(jì)深度后安放鋼筋籠灌注砼加固。 4)斷樁: 原因:如裂樁 處理:發(fā)生在地面上:木樁鋸掉接樁再打; 發(fā)生在土中:征兆是多時(shí)間內(nèi)打不進(jìn)去,又突然下沉且偏斜。(補(bǔ)樁) 5)樁急劇下沉并有傾斜、位移 遇軟弱層、土洞、暗坑;樁被破壞錘擊過重或者過高;接樁不垂直。 6)樁不下沉、樁身顫動(dòng)、樁錘回跳 遇到樹根、堅(jiān)硬層;樁身過曲,接樁過長(zhǎng);落錘過高。 7)貫入度發(fā)生急劇變化; 8)樁周地面有嚴(yán)重隆起或下沉; 9)樁架發(fā)生偏斜或晃動(dòng); 10)錘擊過程中樁有上?。? 11)樁身轉(zhuǎn)動(dòng)。 六、深水樁基施工 1、河流水淺時(shí),可搭設(shè)施工便橋、便道、土島和各種類型
50、腳手架組成的工作平臺(tái),安置樁架并進(jìn)行水中沉樁作業(yè)。 2、較寬闊的河中,可將樁安設(shè)在組合的浮體上或固定平臺(tái),亦可使用專用打樁船。 3、此外還可采用: 1)先筑圍堰后沉基樁法:一般在水不深,樁基臨近河岸時(shí)采用此法。 2)先沉基樁后筑圍堰法:一般適用于較深的水中樁基。此法包括拼裝導(dǎo)向圍籠并浮運(yùn)至墩位,拋錨定位,圍籠下沉接高;在圍籠內(nèi)插打定位樁,下沉其余基樁,然后插打鋼板樁,組成防水圍堰;以及其后的吸泥、水下混凝土封底等等工序組成。 3)用吊箱圍堰修筑水中樁基法:一般適用修筑深水中的高樁承臺(tái)。懸吊在水中的套箱,在沉樁時(shí)用作導(dǎo)向定位,沉樁完后封底抽水,澆筑水中混凝土承臺(tái)。 第四節(jié)、鉆(挖
51、)孔樁基礎(chǔ)施工 定義:灌注樁直接在樁位上就地成孔,然后在孔內(nèi)安放鋼筋籠灌注混凝土而成 。 一、灌注樁成孔方法: 1、套管成孔灌注樁 是利用一根與樁的設(shè)計(jì)尺寸相適應(yīng)的鋼管,其下端帶有樁尖。采用錘擊或振動(dòng)的方法將其沉入土中,然后將鋼筋籠放入鋼管內(nèi),再灌注砼,并隨灌隨將鋼管拔出,利用拔管時(shí)的振動(dòng)將砼搗實(shí)。 2、挖孔灌注樁 是測(cè)量定位后開挖工人下到樁孔中去,在井壁護(hù)圈的保護(hù)下,直接進(jìn)行開挖,待挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高,基底驗(yàn)收合格后下放鋼筋籠,澆筑砼成樁。 挖孔樁的樁徑一般為1m~3m,樁深20m~40m,最深可達(dá)60m~80m。 3、爆擴(kuò)成孔灌注樁 是用鉆孔爆擴(kuò)成孔,孔底放入炸藥,再
52、灌入適量的砼,然后引爆,使孔底形成擴(kuò)大頭,再放入鋼筋籠,澆筑樁身砼。 4、鉆孔灌注樁 利用鉆孔機(jī)在樁位成孔,然后在樁孔內(nèi)放入鋼筋骨架再灌砼而成的就地灌注樁。 5、鉆孔灌注樁分類:干作業(yè)成孔灌注樁; 濕作業(yè)成孔灌注樁(泥漿護(hù)壁成孔) 二、鉆孔灌注樁成孔方法: 1、正循環(huán)回轉(zhuǎn)法 泥漿由鉆桿內(nèi)部注入,并從鉆桿底部噴出,攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上流動(dòng),由孔口將土渣帶出流入沉淀池,經(jīng)沉淀的泥漿流入泥漿池再注入鉆桿,由此進(jìn)行循環(huán)。沉淀的土渣用泥漿車運(yùn)出排放。 2、反循環(huán)回轉(zhuǎn)法 泥漿由鉆桿與孔壁間的環(huán)狀間隙流入鉆孔,然后,由砂石泵在鉆桿內(nèi)形成真空,使鉆下的土渣由鉆桿內(nèi)腔吸出至地面而流向沉
53、淀池,沉淀后再流入泥漿池。反循環(huán)工藝的泥漿上流的速度較高,排放土渣的能力強(qiáng)。 3、沖抓錐法 4、沖擊錐法 三、泥漿 1、作用:增大靜水壓力; 在孔壁形成泥皮、隔斷孔內(nèi)外水滲流,防止坍孔; 浮渣、冷卻鉆頭、潤(rùn)滑鉆具 。 2、制備 由高塑性粘土或膨潤(rùn)土和水拌合的混合物,還可在其中摻入其他摻合劑,如加重劑、分散劑、增粘劑及堵漏劑等 ; 自造泥漿:粘性土在鉆進(jìn)過程中可形成適合護(hù)壁的漿液 3、稠度:太?。号旁芰π?,護(hù)壁效果差; 太稠:消弱鉆頭沖擊功能,降低鉆進(jìn)速度。 4、護(hù)筒作用:定位導(dǎo)向;隔斷地表水,保護(hù)孔口防止坍塌; 提高孔內(nèi)水位,增加孔的靜水壓力,防止塌孔。 四
54、、清孔 1、目的:抽、換孔內(nèi)泥漿,清除鉆渣和沉淀層,減少孔底沉淀厚度,防止降低樁的承載能力。為水下混凝土的灌筑創(chuàng)造了條件,使測(cè)孔深正確,灌筑順利 2、方法: 1)抽漿法(吸泥法):高壓空氣與泥漿形成泥漿空氣混合物,在水柱壓力下向外排出。 比較徹底,適合各種鉆孔方法,但孔壁易坍塌的鉆孔要細(xì)心,防止坍塌。 2)換漿法:把孔內(nèi)比重大的泥漿換出,使含砂率減少,最后換成純凈的泥漿,這種泥漿短時(shí)間內(nèi)不沉淀。 步驟:鉆距離設(shè)計(jì)標(biāo)高0.1—0.2m空轉(zhuǎn),并把浮渣較多的泥漿換出。 適合:正循環(huán)的回轉(zhuǎn)鉆,不要另外加機(jī)具,不易塌孔;但清孔不徹底且時(shí)間長(zhǎng)。 3)掏(抽)渣法:邊用抽渣筒掏孔底沉渣邊加水
55、。 掏渣完成后用水管插到孔底注水,使泥漿隨水流溢出。 適合:沖抓、沖擊成孔的各種摩擦樁??稍谇逶巴度?-2袋水泥(更易掏出)。 4)噴射清孔法:灌注混凝土前,對(duì)孔底進(jìn)行高壓射水或射風(fēng)數(shù)分鐘,使沉淀物漂浮后立即灌注。常配合換漿和抽漿法使用;或者配合插入導(dǎo)管。 5)砂漿置換法:特殊砂漿用爐灰與水泥加水拌合,其相對(duì)密度小,能夠浮托在混凝土之上。宜于掏渣清孔后使用。 五、下放鋼筋籠 1、L≥12m分節(jié)制作,一般5-8m一節(jié)。 2、主筋接頭錯(cuò)開,同一截面不超過總數(shù)50%,兩接頭距離大于50cm。 3、箍筋:每隔2m左右,與主筋直徑相同,點(diǎn)焊。 4、“鋼筋耳環(huán)”:每隔2m左右設(shè)四個(gè),靠
56、孔壁圓弧形,靠骨架面平面。 六、灌注水下混凝土 1、每根的灌注時(shí)間:不應(yīng)太長(zhǎng)(盡量8小時(shí)),以防止失去流動(dòng)性,提升困難; 2、混凝土數(shù)量:設(shè)計(jì)樁徑體積的1.3倍; 3、準(zhǔn)備要迅速,防止塌孔和泥漿沉淀過多; 4、導(dǎo)管埋入深度:取決于灌注速度和混凝土性質(zhì),2-4m; 5、標(biāo)高:高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5m以上,以便清除浮漿和消除測(cè)量誤差; 6、測(cè)量水下混凝土位置:測(cè)繩垂球法。 七、承臺(tái)混凝土澆筑 1、大體積混凝土避免水化熱過高,導(dǎo)致混凝土因內(nèi)外溫差引起裂縫: 2、改善骨料集配,降低水灰比,摻加混合料和外加劑,摻入片石以減少水泥用量 3、采用水化熱低的水泥 4、減小澆筑層厚度,加快混
57、凝土散熱速度 5、混凝土用料應(yīng)避免日光暴曬 6、在混凝土內(nèi)埋設(shè)冷卻管通水冷卻 八、鉆孔事故處理 1、坍孔 跡象:孔內(nèi)水位突然下降,孔口冒細(xì)密的水泡,出渣量顯著增加而不見進(jìn)尺,鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加。 措施:不嚴(yán)重,回填到塌孔位置以上,改善泥漿的性質(zhì),加高水頭,埋深護(hù)筒;嚴(yán)重時(shí),應(yīng)立即將鉆孔全部用砂或小礫石夾粘土回填,查明原因后,采取相應(yīng)措施。 2、鉆孔偏斜 一般在偏斜處吊住鉆錐反復(fù)掃孔,使孔正直;嚴(yán)重時(shí),回填粘性土道偏斜處,密實(shí)后重新鉆。 3、掉鉆落物 開鉆前清除落物,零新鐵件用磁鐵吸取,較大的落物和鉆具用沖抓錐打撈。 4、糊鉆和埋鉆 正反循環(huán)回鉆和沖擊鉆進(jìn)中,對(duì)泥漿稠度、鉆
58、渣進(jìn)出口、鉆桿內(nèi)徑大小、排渣設(shè)備進(jìn)行檢查計(jì)算;若嚴(yán)重,則停鉆,清除鉆渣。 5、擴(kuò)孔、縮孔 縮孔是鉆錐磨損嚴(yán)重、焊補(bǔ)不及時(shí)或者底層中有遇水膨脹的軟土、粘土泥巖造成的。對(duì)前者應(yīng)及時(shí)補(bǔ)焊鉆錐,對(duì)后者用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁;已發(fā)生的縮孔在該處上下反復(fù)掃孔以擴(kuò)大孔徑。 擴(kuò)孔可能是擺錐過大,不嚴(yán)重時(shí)只是混凝土數(shù)量增加,嚴(yán)重時(shí)按塌孔事故處理。 6、梅花樁(十字樁):孔不圓。 7、卡鉆 常發(fā)生沖擊鉆進(jìn)時(shí)。卡鉆后不宜強(qiáng)提,宜輕提,或用小沖擊鉆錐沖擊或沖、吸方法將周圍的鉆渣松動(dòng)后提出。 8)鉆桿折斷 9)鉆孔漏漿。 透水性強(qiáng)的砂礫或流砂中,特別是地下水流動(dòng)的底層中鉆進(jìn)時(shí),稀泥漿向孔壁外漏失:稠
59、、高質(zhì)量泥漿或回填粘土摻片石、卵石反復(fù)沖擊增強(qiáng)護(hù)壁; 護(hù)筒埋置太淺,回填不夠夯實(shí); 護(hù)筒制作不良,接縫不嚴(yán)密,造成漏漿; 水頭過高,水柱壓力過大,使孔壁滲漿。 九、鉆孔灌筑樁成孔質(zhì)量允許偏差 1、孔的中心位置—群樁:不大于10cm;單排樁:不大于5cm; 2、孔徑—不小于設(shè)計(jì)樁徑 3、傾斜度—直樁:小于1/100;斜樁:小于設(shè)計(jì)斜度的土2.5%; 4、孔深—摩擦樁:不小于設(shè)計(jì)規(guī)定;柱樁:比設(shè)計(jì)深度超深不小于5cm; 5、孔內(nèi)沉淀土厚度—摩擦樁:不大0.4~0.6d;柱樁:不大于設(shè)計(jì)規(guī)定; 6、清孔后泥漿指標(biāo)—相對(duì)密度1.05~1.2,粘度17~20,含砂率<4%; 十、鉆
60、孔灌注樁質(zhì)量問題: 1、夾層: 現(xiàn)象:中部有空隔層或泥水層、樁身不連續(xù)。 原因:由于鋼管的管徑較小,混凝土骨料粒徑過大,和易性差,拔管速度過快造成。 預(yù)防:應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的坍落度不小于5cm~7cm,骨料粒徑不超過3cm,拔管速度不大于2m/min,拔管時(shí)應(yīng)密振慢拔。 2、縮頸: 現(xiàn)象:是指樁身某處樁徑縮減,小于設(shè)計(jì)斷面。 原因:是在含水率很高的軟土層中沉管時(shí),土受擠壓產(chǎn)生很高的空隙水壓,拔管后擠向新灌的混凝土,造成縮頸。 預(yù)防:施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制拔管速度,并使樁管內(nèi)保持不少于2m高的混凝土,以保證有足夠的擴(kuò)散壓力,使混凝土出管壓力擴(kuò)散正常。 3、斷樁: 原
61、因:主要是樁中心距過近,打鄰近樁時(shí)受擠壓;或因混凝土終凝不久就受振動(dòng)和外力作用所造成。 預(yù)防:為消除臨近沉樁的相互影響,避免引起土體豎向或橫向位移,最好控制樁的中心距不小于4倍樁的直徑。如不能滿足時(shí),則應(yīng)采用跳打法或相隔一定技術(shù)間歇時(shí)間后再打鄰近的樁。 4、吊腳樁: 是指樁底部混凝土隔空或混進(jìn)泥砂而形成松軟層。 原因:是預(yù)制樁尖質(zhì)量差,沉管時(shí)被破壞,泥砂、水?dāng)D入樁管。 十一、樁身質(zhì)量檢測(cè)方法: 1、超聲波檢測(cè) 2、大應(yīng)變檢測(cè) 3、小應(yīng)變檢測(cè) 4、水電效應(yīng) 5、取混凝土芯 第五節(jié)、沉井基礎(chǔ)施工 1、定義:將一個(gè)事先筑好的、以后充當(dāng)基礎(chǔ)的砼井筒放于墩臺(tái)設(shè)計(jì)位置,然后
62、在井筒一邊挖土、一邊靠井筒自重不斷下沉直至設(shè)計(jì)標(biāo)高的基礎(chǔ)施工方法。 2、優(yōu)點(diǎn):埋置深度大、整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、剛度大、受荷大。沉井本身既是基礎(chǔ),又是擋土、防水圍堰結(jié)構(gòu)物,設(shè)備簡(jiǎn)單,工藝不復(fù)雜 3、缺點(diǎn):工期長(zhǎng);粉砂類土易發(fā)生流砂現(xiàn)象,造成沉井傾斜;如遇有大孤石、沉船、落梁、大樹根或井底巖層表面傾斜過大,均會(huì)給施工帶來很大困難。 4、組成:刃腳、井壁、隔墻、井孔、凹槽、射水管、探測(cè)管、封底、頂蓋、環(huán)箍。 5、分類:筑島沉井(就地制作)、浮式沉井、泥漿潤(rùn)滑套沉井、空氣幕沉井 6、適合:1)地表地基土的承載力不足,而持力層埋置較深 2)河流沖刷大,或河中有較大卵石不宜于樁基施工 3)
63、巖層表面較平坦,覆蓋層不厚,但河水較深 7、氣壓沉箱(錢塘江大橋) 一、沉井制作 1、就地制作的沉井 工序:場(chǎng)地平整→放線→挖基坑→夯實(shí)基底→抄平放線驗(yàn)線→鋪設(shè)砂墊層→墊木或挖刃腳土?!0迮c鋼筋施工→澆筑砼(均勻?qū)ΨQ分層)→自然養(yǎng)護(hù)、拆模→外槽填砂→抽墊(分區(qū)分組依次對(duì)稱同步) 2、浮式沉井 二、沉井下沉 下沉情況:一次制作一次下沉、多次制作一次下沉、多次制作多次下沉 排水挖土下沉:抽水時(shí)不會(huì)發(fā)生翻砂現(xiàn)象,易防止偏斜。 不排水挖土下沉:抓泥、吸泥、射水交替或聯(lián)合作業(yè)。 三、特殊下沉技術(shù) 沉井依靠自重克服周邊摩助力(大)和刃腳下反力而下沉,減阻措施有: 1、泥漿潤(rùn)滑套法
64、 定義:在沉井外壁周圍與土層間設(shè)置泥漿隔離層,以減小土壤與井壁的摩擦力,加大下沉深度,提高下沉效率。九江長(zhǎng)江大橋。 優(yōu)點(diǎn):施工進(jìn)度快,可以減輕自重,同時(shí)下沉傾斜小,容易糾偏,在旱地或淺灘上應(yīng)用效果較好。 缺點(diǎn):當(dāng)基底為一般土質(zhì),因井壁摩阻力小,致使刃腳對(duì)地基壓力過大,容易造成邊清基邊下沉的情況。在卵石、礫石層中應(yīng)用效果較差。 2、空氣幕法 定義:在沉井井壁周圍預(yù)埋若干層管路,每層管鉆有許多小孔,接通壓縮空氣向井壁外面噴射,氣流沿沉井外壁上升,帶動(dòng)砂粒翻滾,形成液化,粘土則形成泥漿,從而使土對(duì)井壁的摩擦力減小,沉井順利下沉。 適用:地下水位較高的細(xì)、粉砂類土及粘性土層 優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡(jiǎn)
65、單,經(jīng)濟(jì)效果較好;要停要沉容易控制;可水下施工,不受水深限制;井壁摩阻力較泥漿套法容易恢復(fù),較先進(jìn)。與普通沉井下沉相比,可節(jié)省30%~50%的圬工量,可提高下沉速度20%~60%。 增加壓氣設(shè)備:氣龕(關(guān)鍵)、井壁中預(yù)埋管、空壓機(jī)、風(fēng)包及地面風(fēng)管 3、帷幕法:外井壁鋪高分子強(qiáng)化薄膜、國(guó)外 四、浮式沉井施工 (一)岸上制造浮式沉井的下水方案 1、岸上制造、滑道下水 在沉井落床位置的下游處,利用有利的地形條件,尤其是利用舊道口或碼頭,建造滑道。這種下水方案的滑道填鋪工程量和事后的清除工程量都較大。 2、岸上制造沉井,索道吊運(yùn)下水 3、岸邊制造沉井,漲水自浮 4、岸邊制造,除土下水
66、浮起 當(dāng)岸邊、灘邊有水不便施工.預(yù)制澆筑混凝土有困難時(shí),也可采用筑島辦法,預(yù)制澆筑。即在岸灘圍堰筑島制造浮式沉井,使用除土(人工或機(jī)械)的方法清除沉井下面的墊土,使沉井落水浮起后拖運(yùn)到位蔣床下沉。 5、岸邊制造.吊機(jī)起吊下水 (二)水上制造浮式沉并的下水方案 1、浮船塔架、平臺(tái)制造沉井及沉井的下水與接高 沉井下沉程序:浮船吊運(yùn)沉井→抽水澆筑井壁混凝土→接高井壁→下沉。 2、樁支架制造沉井并起吊下水 當(dāng)使用浮船設(shè)備有困難時(shí),也可在水中打樁,利用樁基塔架制作工作平臺(tái),起吊入水操作同浮船塔架。 3、浮船制造沉井,懸索吊運(yùn)下水 當(dāng)浮船塔架設(shè)備不足,不能滿足起吊設(shè)備要求時(shí),可只在浮船上組拼工作平臺(tái),以便制造浮式沉井,而采用跨河纜索起吊下水,取決于橋位自然地貌和施工設(shè)備能力。 4.水上浮吊下水 當(dāng)沉井在岸邊水中制造時(shí),還可采用水上浮吊下水。 兩個(gè)關(guān)鍵問題:一是大噸位的水上浮吊設(shè)備;一是浮吊靠岸的吃水深度問題。 5、船上制造沉井,沉船下水 將裝載浮式沉井的船組注水暫時(shí)沉沒(水深必須夠用),待浮式沉并在水中浮起并移位后,再將沉沒的船組打撈出水,事先應(yīng)有保證船組平穩(wěn)下沉的措
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