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關鍵詞:水塔 震害 加固
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A文章編號:1007-3973 (2010) 07-018-02
寶雞西鐵房建給水所轄區內的供水設備――水塔,在這次四川汶川大地震中遭到不同程度的破壞,致使正常供水受到影響,且存在著較大的安全隱患。鐵一院陜西鐵道工程勘察有限公司對該項工程十分重視,組織精兵強將,一流的施工設備和人員, 自2009年10月27日至2009年12月17日,歷時50天,分別完成了絳帳和蔡家坡兩車站水塔的加固工作,并在施工中總結了極為豐富的經驗。
1絳帳水塔加固
1.1施工環境與地質條件簡述
絳帳水塔位于絳帳車站貨場內,該水塔為一磚支筒,容量50m3,高24m,磚支筒在距散水3.65m處被地震波剪斷。
水塔四周被磚圍墻封閉在狹小的空間內,給施工帶來諸多不便,沒有施工場地,鋼筋的堆放和鋼筋籠的制作只能在一小院子里進行,建筑垃圾隨運出隨拉走,在地面下有多條電纜、管溝。
從灌注樁開挖的地層看,地層與工程地質勘察報告相符,表層為人工填土,以下為厚層黃土,在建筑結構深度內,未發現地下水。
1.2施工方案
根據水塔結構和震害情況,對支筒剪切破壞面采用內外槽鋼加固方案,每一付槽鋼設計三個螺栓,水塔上部的荷載通過槽鋼向下傳遞,為使剪切面以下的支筒部分承受的荷載減少,在支筒外部增設一圈鋼筋混凝土支筒,該支筒與原磚支筒用鋼筋螺桿相連,為了不破壞原磚支筒的結構,新增設的鋼筋混凝土支筒與新的鋼筋混凝土承臺相連接,承臺位于原散水下的人工填土地層內。在新增設的鋼筋混凝土承臺四周增設八個
鋼筋混凝土灌注樁,采用人工成孔,機械灌
注,樁頂進入承臺10cm。
部分設計值:
鋼筋混凝土支筒強度為:C30
鋼筋混凝土灌注樁樁身強度為:C30
鋼筋混凝土承臺強度: C30
2蔡家坡水塔加固
2.1施工環境與地質條件簡述
蔡家坡水塔位于蔡家坡車站貨場內,該水塔為一鋼筋混凝土倒錐殼水塔,容量150m3,高24m,在鋼筋混凝土支筒上,距散水2.4m開始,出現支筒裂縫,鋼筋外露,面積約0.5.8m。
水塔地勢低洼,四周既有磚圍墻又有工作室,空間狹小,幾乎沒有施工場地,這給施工帶來諸多不便。
從灌注樁開挖的地層看,地層與工程地質勘察報告相符,表層為雜填土,以下為砂類土,因地下水埋藏較淺,局部又有承壓水,給灌注樁成孔帶來不少困難。
2.2施工方案
根據水塔結構和震害情況,支筒加固與絳帳車站水塔加固既有相同處又有區別,區別在于支筒加固方面,該水塔支筒為鋼筋混凝土,不能在支筒上任何部位打眼,否則將打斷支筒鋼筋,采用鋼筋張緊卡,在每一圈水平向箍筋設兩個張緊卡,將豎向鋼筋牢牢地貼在支筒上,在垂直于豎筋上焊接連接筋,在連接筋端部焊接圈形筋,再將主筋綁扎在圈筋上,最后,在主筋的外面綁扎箍筋,給水塔支筒穿上一個鋼筋混凝土的外衣。水塔上部的荷載通過新施工的支筒向下傳遞,新支筒的下部,與新增設的鋼筋混凝土承臺相連接,承臺位于原地面之上,因院子較小,承臺半徑較大,影響到廁所和二層小樓的房角,廁所拆除,房角保留。
在新增設的鋼筋混凝土承臺四周增設八個鋼筋混凝土灌注樁,采用人工成孔,灌注樁端部位于地下水位以下,采用水下注漿,增大影響半徑,保證灌注樁承載力向下擴散。
部分設計值:
鋼筋混凝土支筒強度為: C30
鋼筋混凝土灌注樁樁身強度為: C30
鋼筋混凝土承臺強度為: C30
3施工設備
兩次加固雖然施工方法略有差別,但施工設備大同小異,大致列舉如下:
混凝土攪拌機一臺
LJ-30鋼筋拉直機一臺
BX3-250電焊機二臺
LJ-40鋼筋切斷機一臺
鋼筋彎勾機一臺
混凝土打孔機三臺
砂輪機一臺
混凝土運輸設備一套
手推車二輛
混凝土震動器二臺
鋼筋籠制作臺一臺
測量儀器一套
模板、架桿、勞動工具等設備。
4施工質量控制與質量檢測
四川汶川“5.12”地震,釋放能量大,波及范圍廣,各類建筑都經受了考驗,水塔在這次地震中已經遭到了損害,結構遭到破壞,再不能讓水塔遭到二次損害,從這點出發,就要將鋼筋用粗一號的直徑,混凝土等級用高一級標號的,而且在質量標準上也隨之提高。新支筒質量目標:優秀率100%;混凝土灌注樁質量目標:優良率100%;目的只有一個,就是提高水塔結構強度,在以后的使用過程中,經受大風大浪的考驗,作到大震不倒,小震照常供水。
經施工測量,水塔支筒未發現傾斜,基礎未發現沉降。
觀測數據表明,水塔加固質量滿足設計要求,質量良好。
5結論
(1)本次施工對象為受汶川受震害影響的西鐵寶雞房建給水所二水塔,工程的成功完成為類似受震害影響建筑修復或加固提供了寶貴的實例經驗。
(2)眾所周知,對于已經受震害影響的建筑,對其進行加固或修復,主要技術要求就是提到更高級的強度標準,為達到這點,選用高一級強度材料是一方面,更重要的是做到在施工中從小處從細處著手。
參考文獻:
[1]孫景恩.磚筒水塔的抗震加固及抗震設防[J].工程抗震, 1994, (04) .
[2]錢培風.水塔的豎向與水平地震力[J].四川建筑科學研究, 2002, (03) .
Abstract: The domestic A shares of 9 dairy listed companies continued to borrow and finance money through the capital market, realized the rapid growth of assets scale, changed profoundly their total liabilities, total equity and capital structure. The paper summarizes the overall characteristics of 9 companies' capital structure, and analyzes the reality plights in many angles, finally puts forward proposals about enterprise value optimization from three aspects of merger and reorganization, financial management and corporate governance.
關鍵詞:資本結構;價值優化;負債率;權益率
Key words: capital structure;value optimization;debt ratio;equity ratio
中圖分類號:F832.5 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)34-0033-03
0 引言
我國乳品公司在“奶源爭奪、渠道開拓、產能擴張、品牌建設”發展戰略的驅動下,資本實力正逐步成為決定企業未來成長與壯大的關鍵因素,同時也宣告了行業資本競爭時代的到來。2005年起,國內乳品巨頭紛紛尋求國內外上市,欲借資本市場的力量做大做強企業。新一輪的乳品企業上市熱潮,不僅可以幫助企業獲得社會資金支持,還可以優化企業資本結構、分散財務運營風險。截至2016年3月31日,我國乳品行業共有9家A股上市公司,其2016年一季報營業收入總計達234.71億元,凈利潤總計達18.15億元;其中,營業收入排名前三為伊利股份、光明乳業和三元股份,凈利潤排名前三為伊利、光明和貝因美,凈利率排名前三為科迪、天潤和伊利(詳見表1)。
1 A股乳品上市公司資本結構的總體特征
資本結構理論歷經新、舊歷史發展階段,已成為企業財務管理理論的重要組成部分,其中新資本結構理論的研究成果為“分析了在非對稱信息條件下,資本結構的治理效應及對公司價值的影響”,具體包括了“理論”、“控制權理論”、“信號理論”和“啄序理論”等。新理論中的“資本結構”有廣義和狹義之分,本研究所涉及的為廣義概念,為即負債資本與權益資本的比例關系,其計算為“資本結構=(負債總額÷權益總額)×100%”,公式中的“權益總額”不含少數股東權益。保持合理的資本結構,對現代企業、尤其是上市公司,具有十分重要的價值意義一是通過債務融資為企業帶來財務杠桿收益和節稅收益,有利于提高企業價值;二是通過影響投資者對企業經營狀況判斷以及投資決策,有利于影響企業價值;三是通過影響企業治理結構以及傳遞企業經營業績信號,有利于判斷企業價值。
2016年一季報顯示,國內乳品A股9家上市公司的資產規模已達7,886,058萬元,同時權益資本也發展到4,189,915萬元(詳見表2)。以上市公司為代表的乳品企業,正成為帶動區域經濟發展、打造行業發展標準、形成產業核心競爭的重要力量。傳統的乳品四大巨頭“伊利、蒙牛、光明、三元”,其中3家選擇在國內A股上市,而蒙牛則遠赴香港;A股三巨頭的資產總額為6,321,729萬元,占9家A股上市公司資產總額的80%強,行業發展優勢明顯、尤其是資本實力更勝一籌;同時,三巨頭的負債總額為3,023,813萬元,占9家A股上市公司負債總額的近85%,除三元股份外,伊利股份和光明乳業的負債率遠高于其他6家公司的整體負債水平。表2中還可以發現,除天潤乳業外,A股滬市乳品企業(伊利、光明、三元)的資產規模更大,融資能力(負債)也更強;而除燕塘乳業外,A股深市乳品企業(科迪、麥趣爾、貝因美、皇氏)也獲得了良好的成長空間,權益總額(不含少數股東)和資產總額均已突破10億元大關。在資本結構一欄中,光明乳業高達217%、伊利股份85%、科迪乳業84%、皇氏集團73%,負債與權益比例均遠遠超過業界普遍認可的60%上限;并且,A股9家上市乳品企業的總體資本結構比例為85%,超出了A股上市公司總體資本結構比例(63%)22個百分點;但是,諸如燕塘乳業、麥趣爾、三元股份等公司,因專注于區域經營、產品特色、客戶維護等差異化戰略,資本結構比例保持了較為合理的水平,企業后續融資(負債)和成長(資產)空間較大。總之,通過以上的數據和理論分析,國內以A股9家上市企業為代表的乳品行業,總體上呈現“資產規模增長迅速、負債權益水平不一、資本結構總體失衡”的特征。
2 A股乳品上市公司資本結構的現實困境
國內乳品行業在經歷“三聚氰胺”、兼并擴張、奶源控制等特定事件與發展階段后,行業“馬太效應”愈發顯現,“伊利、蒙牛、光明、三元”四巨頭“強者恒強”,地方性乳業品牌在財力、實力、人力等方面更加處于劣勢地位,而通過上市則可利用資本層面的力量尋求做大做強。另一方面,目前市場上能夠實現正常經營的乳企,其年營業額均已達到億元規模,初步具備登陸國內A股市場的資格,且以低附加值液態奶為主要產品的區域品牌,利潤空間雖逐漸走低,但國內資本市場對三四線城市的乳制品消費前景還是十分看好,融資渠道仍可暢通。也正因如此,形成了國內乳品企業新的一波上市熱潮,上市融資也成為企業求生存的重要途徑。實現A股上市以募集資本市場戰略投資更是一把“雙刃劍”,不僅可以增強企業資本運營實力,還可以推動企業科技自主創新能力,但盲目的資本擴張不僅會帶來過高的資產負債,還會影響資本結構比例的合理性,進而波及融資效率、負債結構、經營利潤等,乃至最終決定企業未來命運。
通過對表2數據的分析可知,國內A股上市的9家公司資本結構的現實困境主要表現為:第一,總體資產負債率偏低,融資能力未得到有效釋放。國內A股乳品上市公司總體資產負債率為45%,與G7國家相比(美國66%、日本67%、德國72%、法國69%、意大利67%、英國57%、加拿大61%)負債率較低,也即意味著上市乳品企業總體的資金杠桿率較低,其企業運營更加依賴權益資本的力量,通過資本市場吸收投資(負債)的作用尚未得到充分發揮。第二,個體權益資本差異大,企業經營安全存管控風險。國內A股乳品上市公司權益資本總額(不含少數股東)在8~216億元的不等規模,權益率同時保持在35%~85%區間,兩項指標浮動范圍均較大,亦表示上述乳品企業的權益資本與債務資本在資本結構中所形成的主導地位不同,權益資本比率過低(如光明乳業)在企業運營方面存在理論上的財務風險。第三,資本結構總體失衡下,比例畸高與過低現象并存。國內A股乳品上市公司總體資本結構比例85%,無論從國內還是國際經驗來看均明顯偏高;傳統MM理論所假設的“企業為追求利潤最大化,資本結構比例(負債率)越高越好,它有助于企業擴大資金和生產規模,提升產品市場份額和企業競爭能力”,但同時也預示著企業財務風險的不斷增大;個體來看,畸高如光明乳業217%,所有者就勢必會存在對債務經營困難的考慮,而過低如燕塘乳業18%則為所有者利用資本市場的能力和渠道的欠缺。
3 A股乳品上市公司資本結構的價值優化
3.1 并購重組
A股乳品上市公司無論采取何種支付方式和會計處理方法,當實現對其他同業公司兼并重組后,其資本結構通常都將發生顯著變化,但也并不意味著資本結構一定會實現優化;在企業并購重組的實際操作中,通過選擇合適的目標企業,不僅可以有效節省資本結構調整的成本,還可以促進自身財務結構回歸合理水平;并購前負債率較高的乳品公司,會更加注意利用資產重組與交易的契機,縮小與目標(合理)資本結構水平之間的差距,優化公司資產價值、成長價值和經營價值。目前,國內乳業發展兩極分化明顯,行業巨頭的資產規模和市場占有不斷擴大,地方性企業或區域性品牌的經營份額逐步萎縮,即使同為A股上市公司,同樣也面臨著“魚吃蝦”或“鼠吞象”的被并購和重組的風險,資本市場為上市公司的生存和發展帶來了無限可能。
3.2 財務管理
“公司盈利水平與資產負債率顯著負相關(張明亮,2015)”,因此A股乳品上市公司要努力提升整體盈利能力,降低對負債性融資的依賴程度,進而改善資本結構選擇的空間,避免財務杠桿過高所誘發的破產風險;加強乳品公司財務管理頂層設計,以戰略發展的角度持續降低企業運營成本,以差異競爭的手段不斷培育特色優勢產品,以消費偏好的思維重新適應市場細分變化,以科學經營的模式有效規避簡單重復擴張,以人才至上的理念注重選拔高級財務人員,最終達到優化資本結構的目的;合理利用財務杠桿對負債、權益等資本結構組成因素的影響,通過適當舉債、適度融資、適時放權等措施最大限度發揮各類資產(如負債資產與權益資產、長期資產與短期資產、有形資產與無形資產)效用,從而刺激公司負債與權益比例產生優化反應。
3.3 公司治理
進一步優化A股乳品上市公司股權結構,推進國企股權分置改革(如光明乳業、三元股份),消除國有法人股份委托復雜、職責管理不清、所有權益缺位的亂象,實現企業現代治理模式;A股乳品上市公司可通過引入機構投資者、公眾投資者、戰略投資者、國外投資者的方式,解決股權過度集中導致的財務運營集中風險,激活公司資產的流動性、盈利性、價值性;積極倡導A股乳品上市公司高管人員和內部職工增加持股比例,降低委托成本、提升企業責任感,明確顯性工資報酬、打壓隱性職務消費,引入股票期權、績效分紅等資本激勵機制;完善董事會與監事會治理,增加專業性獨立董事的占比,制度上保證其工作的自主性、客觀性,規范監事會人員比例、任職資格、權利范圍、表決程序,制度上明確其工作的合法性、真實性。
參考文獻:
[1]陳瑾.基于資本結構優化的乳品企業價值獲得途徑探析[J].農場經濟管理,2015(10):25-26.
[2]張曉亮.上市公司資本結構困境與優化:以河南省為例[J].財會通訊,2015(21):97-100.
【關 鍵 詞】 淺埋暗挖 超前注漿卵石層
中圖分類號: U231+.3 文獻標識碼: A 文章編號:
1、工程概況
北京地鐵9號線六里橋站~太平橋站區間在K9+320~K9+397里程段下穿蓮花池客運站,該客運站為85年修建,客運站辦公樓為地上4層,局部地下一層,磚混結構,無地下室部分采用條基,有地下室部分采用筏基,基礎埋深約4.0m。區間左線隧道下穿該樓,樓基礎底距隧道頂約6.7~8.5m。區間隧道主要位于卵石⑤層、卵石⑦層,局部中粗砂⑤1層。卵石⑤層:雜色、密實、濕、低壓縮性;高程33.0~34.m以上卵石最大粒徑290mm,標高33.0~34.0m以下卵石最大粒徑360mm,一般粒徑20~70mm,粒徑大于20mm顆粒含量約為總質量50~80%,亞圓形,中粗砂充填。卵石⑦層:雜色、密實、濕~飽和、低壓縮性;最大粒徑不小于360mm,一般粒徑30~80mm,粒徑大于20mm顆粒含量約為總質量的60~70%。亞圓形,中粗砂充填。
2 、施工情況
由于地層特殊性,在原設計使用超前小導管進行超前地質加固,在注漿過程中難免會出現注漿加固不利等情況,一但出現注漿加固不利就可能導致拱頂土方出現坍塌,影響地上構筑物使用及安全。鑒于蓮花池客運為北京市客流量較大的長途汽車站之一,建筑年限較久采用原設計方案通過有較大安全隱患,在下穿前為保證施工技術的成熟性,我們通過增加試驗段來摸索一套較為科學的施工技術,保證順利通過蓮花池客運站。
通過兩種方案的跟蹤作業,對成孔時間、注漿量、注漿壓力及施工過程中較為關鍵的施工工序進行詳細的記錄分析,以下為兩種方案得具體施工過程:
2.1、前進式深孔注漿
2.1.1、施工作業
前進式深孔注漿是在同一個孔位利用鉆孔機進行多循環鉆孔及注漿,達到分段推進進行注漿加固的一種注漿工藝。利用鉆機首先鉆進2米,然后在孔口安裝帶有注漿法蘭盤的鋼護筒,用水泥漿將護筒周圍封堵嚴實,防止注漿過程中漿液反漿、漏漿,隨后進行注漿作業,注漿時在法蘭盤上連接注漿閥門。待所有孔位第一次鉆孔注漿均結束后進行第二循環鉆孔注漿,第二循環鉆孔注漿在相同位置進行鉆孔,在原有基礎上繼續鉆進3米,鉆孔成功后進行注漿作業。第三循環進行與第二循環相同工序,在原有基礎上繼續鉆進2米,成孔后進行封口注漿。
第一循環注漿時應密切關注注漿壓力變化,壓力控制在1~1.5Mpa,防止壓力過大將鋼護筒頂出,當壓力穩定不變時繼續注漿,若長時間穩定不變則則說明土層中卵石含量較高含砂較少,漿液沿著卵石間孔隙滲流出去,未能起到對隧道拱頂土層的加固作用,此刻應暫停注漿,待漿液初凝后進行第二次注漿,若壓力急劇上升則說明注漿已經達到預期要求,可進行下一個孔位的鉆孔及注漿施工。第二及第三循環注漿作業壓力應適當提高,確保漿液能夠穿透土層,增大注漿量,保證漿液能夠對拱頂土層起到加固作用,達到預期加固效果,壓力控制在1.5~2.5Mpa。
2.1.2、施工注意事項
⑴、鉆孔施工之前調整鉆孔機位置,孔位距離拱頂100mm,通過調整鉆桿前后端高差,將鉆桿外伸角度控制在10~15°,保證成孔后漿液加固區在隧道拱頂以上部位。
⑵、第一次鉆孔結束在孔口埋設鋼護筒,用水泥漿將護筒周圍封堵嚴實,防止注漿過程中漿液反流,降低注漿效果。
⑶、注漿過程中控制注漿壓力,第一次注漿時將壓力控制在1~1.5Mpa,防止壓力過大將鋼護筒頂出;第二、第三次注漿時壓力控制在1.5~2.5Mpa;若有漿液從縫隙中滲流則暫停注漿,用摻加速凝劑的水泥漿封堵縫隙后再進行注漿。漿液配合比控制在1:0.5~0.75(水:水泥),增強漿液的滲流能力,增加注漿量,增強加固效果。
⑷、由于鉆機作業過程中對土層擾動較大,在施工過程中應加強對隧道洞內及地表的監控量測。由于鉆孔施工正逢北京處于雨季,土層含水量高,震動會導致土層沙土液化,增大地表及拱頂沉降。在注漿過程中由于壓力作用土層被擠裂,地表會隆起,因此應根據監控量測數據指導施工,調整施工方法及工藝。
2.1.3、注漿加固效果總結
通過在開挖過程中對注漿效果進行觀察,漿液擴散范圍在300~400mm;在卵石層中由于土層孔隙率較大,在保證注漿壓力情況下漿液能夠順著卵石間空隙流動,漿液擴散范圍較大并能夠將卵石膠結在一起,形成“網狀”漿脈,加固效果較好。
由于鉆孔角度控制在10~15°范圍,開挖5米后注漿加固范圍已在拱頂上方,能夠保證開挖過程中土體穩定,拱頂無坍塌及碎石墜落現象。
2.1.4、存在問題分析總結
在鉆孔施工過程中由于土層中卵石含量較多,當鉆桿鉆進一定深度后,鉆桿周圍被卵石“包裹”,增大鉆桿與土層間摩擦力,出現卡鉆情況,無法繼續鉆進。在注漿過程中存在漿液向掌子面后方滲流情況,解決方法是暫停注漿,待所有滲流路徑被水泥漿填充密實后進行繼續注漿。
在進行開挖施工中對注漿效果進行分析總結,發現存在一些問題:漿液擴散半徑不均勻,在卵石含量較多土層中漿液沿著卵石間孔隙滲流,能夠將卵石膠結在一起,形成網狀漿脈,加固效果較好;在含砂較多土層中,由于土層孔隙率較小,漿液不易滲透,當注漿壓力上升時漿液沿著空隙大、阻力小的卵石層中滲流,在砂層中加固效果較差。
由于機械功率較大(50KW),鉆孔過程中對地層擾動較大,破壞原狀土的自問能力;且在注漿過程中出現隔孔漏漿現象,掌子面返漿情況較為嚴重,影響漿液的正常擴散。
2.2自進式錨桿注漿
2.2.1施工作業
自進式錨桿注漿是利用風鉆將自進式錨桿打入到土層中并對土層進行加固的一種注漿工藝。自進式錨桿施工工序較為簡單,首先在格柵架設時預埋PVC管,作為導向管,噴射砼后在拱頂利用風鉆將自進式錨桿打入到土層中,打入到設計深度后用水泥漿將錨桿周圍空隙封堵嚴實,隨后連接注漿管進行注漿。
2.2.2、施工注意事項
(1)、自進式錨桿長度最短不能小于1.2米,打設完成后保證加固區能夠覆蓋下一榀拱架。自進式錨桿打設過程中應控制自進式錨桿外插角度,控制原則為自進式錨桿打設完成后不影響下一榀格柵的架設。
(2)、注漿漿液選擇單液水泥漿,漿液配合比控制在1:(0.5~0.75)(水:水泥),增大漿液擴散能力,提高對土層的加固效果。注漿壓力控制在0.2~0.4Mpa,并且注漿作業時密切關注壓力表示數變化,若壓力急劇上升則停止注漿。
(3)、自進式錨桿前端500mm范圍留設直徑10mm間距為100mm的注漿孔2~3個,增加漿液擴散途徑。
關鍵詞:隧道滲漏水機理 措施
中圖分類號:U45文獻標識碼: A
1前言
隧道滲漏水病害在全國各地都是很常見的,在貴陽市強巖溶地區全封防水設計下,隧道滲漏水病害整治技術還不是很成熟,結合現場施工的貴陽市城市軌道交通一號線試驗段工程和現場遇到的一些巖溶處理,在襯砌完成后的滲漏水情況進行綜合整治后,與實際情況進行比較和總結,根據現場施工所采用的材料、儀器設備、人員配備、技術要求、治理內容、研究方向等歸納總結。最后達到建設單位的交竣工要求和設計單位的防滲等級要求,既保證了施工運營的安全又保證了結構質量需要,同時也為后期貴陽市巖溶段暗挖隧道軌道交通施工積累和總結經驗,便于老城區暗挖隧道指導施工。
2 巖溶地區隧道滲漏水病害治理關鍵技術
2.1巖溶查勘技術
巖溶勘察技術主要是采用地質雷達監測技術、地質鉆機監測技術配合CT監測技術,主要是采用聲波CT、電磁波CT技術、圖像重建方法和質量控制等。
2.2巖溶治理技術
巖溶治理技術主要是采用注漿堵水、溶洞回填、隱伏巖溶治理技術等。
巖溶治理技術:根據現場實際情況,在對巖溶治理時首先要對巖溶水進行治理,主要是對不同的巖溶段采用不同的施工工藝對巖溶段進行注漿堵水,在初支、襯砌后空洞部位采用的是注水泥砂漿進行充填;結構后巖溶采用的是深孔注水泥漿施工;出水量較大段巖溶地帶采用注水泥-水玻璃雙液漿施工;對于K7+067-147段隧底隱伏巖溶及小型溶洞群采用的是3m×3m,φ300mm鋼筋混凝土鉆孔樁施工,樁身長3.5m-13m之間,樁基深入基巖1m,混凝土施工采用C35水下灌注細石混凝土,施工后樁身滿足抗壓、抗拔要求。由于隧道內小孔徑鉆孔施工和水下灌注小管徑細石混凝土施工工藝比較特殊,鉆孔和混凝土灌注受鋼筋混凝土、溶洞和鋼筋籠內箍制約,造成成孔困難和混凝土灌注導管管徑只有70mm,施工小管徑水下灌注混凝土沒有先例可以借鑒,施工比較困難,經過多次試驗后總結了一定的經驗
2.3巖層加固技術
巖層加固技術主要是采用注水泥漿加固、環氧樹脂加固補強、水泥-水玻璃雙液漿加固治理、結構后空洞加固治理等。
主要是對圍巖破碎,巖溶段等采用注漿回填加固,施工采用風鉆鉆孔,注漿花管安裝后進行注漿,漿液配合比為:水:水泥1:2,即每100升水泥漿用水60kg、水泥120kg,注漿壓力控制在≤0.5Mpa;注漿后對巖溶段和破碎帶巖層進行加固治理。對于結構破壞位置采用注入環氧樹脂進行加固補強,施工詳見環氧樹脂滲漏水治理技術。水泥-水玻璃雙液漿加固技術主要是針對巖溶水比較發育,滲流量較大段進行治理,主要施工工藝方法詳見水泥-水玻璃滲漏水治理技術。結構后存在空洞主要是襯砌施工時,由于泵送混凝土不能保證襯砌頂部全部灌滿,會有局部空洞現象,針對空洞主要是采用水泥砂漿進行注漿充填密實。
2.4 滲漏水治理和結構補強加固技術
(1)滲漏水治理技術
主要是通過現場試驗,針對不同的地質條件,研究和確定富水、巖溶隧道的注漿方案,并通過室內試驗和現場試驗,選擇出凝結時間可控、抗分散性能好、強度高、耐久性好、無毒、無污染,價格適中的注漿材料。并對注漿壓力、注漿量、注漿擴散半徑及主要注漿方式進行研究,以達到高效封堵地下水的目的。本項目主要采用的是聚氨酯、環氧樹脂、42.5硅酸鹽水泥、液體水泥基、水玻璃和其他化學用品。機械設備以鉆孔、注漿泵的選型、配套及壓力、流量的改進和完善,同時研究現場組織體系及快速施工技術。機械設備采用的是風鉆、潛孔鉆、手持鉆機、單液注漿機、雙液注漿機、注聚氨酯設備、注環氧樹脂設備、長短針頭、攪拌桶、空壓機等。
水泥砂漿注漿主要是在結構后存在空洞和滲水量較小位置進行處理,注漿主要順序按拱腰-拱肩-拱頂-仰拱填充;注漿采用水磨鉆首先在仰拱填充打泄水孔,孔深控制在仰拱填充深度以下20cm~30cm,孔位布置密度依據現場和施工過程中漏水情況進行布置;其次在襯砌上用風鉆打孔注漿的方式施工。施工方式:首先鉆孔,手風鉆配合移動式空壓機或直接用電鉆在襯砌上打孔,根據漏水和施工時地質情況,孔深控制在1.5m-6m不等,其中孔深<4m的孔注漿為淺孔注漿,注漿壓力≤0.5Mpa;孔深≥4m的孔注漿為深孔注漿,注漿壓力≤1Mpa。其次漿液加工,漿液配合比為:水:水泥:砂1:1:0.35,即每100升水泥砂漿用水75kg、水泥75kg、砂20kg,根據攪拌機容量和漿液配合比向攪拌機內注入水、水泥、沙子,攪拌均勻后移送到制漿機,然后采用水泥砂漿配合施工的方式進行處理。
(2)環氧樹脂滲漏水治理技術:
環氧樹脂灌漿材料(代號EGR)按初始粘度分為低粘度型(L)和普通型(N),環氧樹脂灌漿材料按固化物力學性能分為Ⅰ、Ⅱ兩個等級。根據工程實際情況及補強要求按需選用。對于滲水量較小,面積小的滲水和有損壞混凝土結構的位置采用注環氧樹脂,孔位和孔深布置主要沿裂縫或滲水點每隔20cm用電鉆鉆φ10mm、10~15cm深的孔,鉆孔斜插裂縫,設置一根長10cm、直徑φ10mm的止水針頭,止水針頭的前端擰緊封閉。然后連接好管路和注漿泵,注環氧樹脂漿液,注漿壓力為0.1Mpa-0.5MPa。注漿后既可以達到堵水效果同時也可以對混凝土結構進行補強。
砼內注漿堵水和補強的注漿主要是指針對混凝土內部的缺陷和表面的滲漏水及濕漬進行鉆孔注漿,提高砼密實度和抗滲能力,達到堵水、降低滲透系數和對混凝土薄弱部位進行補強的目的。
(3)聚氨酯滲漏水治理技術:
對于滲水量較小和滲水面積小的位置采用聚氨酯進行處理,主要集中在隧底兩側底板施工縫段,施工參數主要為沿裂縫每隔20cm用電鉆鉆φ10mm、10~15cm深的孔,鉆孔斜插裂縫,設置一根長10cm,φ10mm的止水針頭,止水針頭的前端擰緊封閉。然后連接好管路和注漿泵,注入聚氨酯漿液,注漿壓力為0.1Mpa-0.5MPa。截止到目前隧道側墻和底板大股已基本處理完畢。
3 結論
通過以上研究,可得出以下結論:
①隧道滲漏水治理前做好詳細的調查工作,巖層勘察結果、溶洞發育程度、水流大小方向、機械設備原材料的可行性分析研究等;
②深孔注漿必須保證注漿的加固效果和密實性,形成注漿帷幕或治水墻,確保巖溶水不進入隧道范圍內;
③治水的同時要做好原過水通道的保護和引導,不使水流失去平衡后造成隧道內滲水到處亂竄;
④深孔注漿完成后對于少量滲漏水的治理必須采用環氧樹脂進行加固封堵,即保證隧道不滲不漏也要保證結構的質量要求,同時也保證了治理效果的耐久性。
⑤混凝土滲透有外部原因和內部原因:外部原因包括水壓和離子擴散等;內部原因主要是混凝土自身構造的缺陷造成的。滲透結晶型防水涂層能提高混凝土的抗滲性,從而改善混凝土的耐久性。
參考文獻:
【關鍵詞】墻體加固;噴射混凝土;加固技術
隨著人們生活水平的提高,對于工程建筑的要求也越來越高。所有在工程建筑施工過程中,對墻面的建設是非常重要的,無論是平面墻體還是曲面墻體,都需要墻體質量堅實和墻面平整。墻體質量在墻體建設過程中可以通過相應的施工方法進行控制,但是有時因為某些原因,仍不能將墻體質量提升到一定的標準,或施工完成后產生縫隙等原因,都需要對墻體進行加固處理。而在墻體加固技術中,噴射混凝土加固技術應用的十分廣泛,因為該技術在對墻體進行加固的同時,還可以保障墻體加固層面均勻, 對墻體的后期飾面和加工都比較方便。而且噴射混凝土對墻體加固效果優異,尤其是對曲面墻體加固,因此噴射混凝土技術在加固墻體施工應用,是保證墻體質量的直接手段。
1、主要設備及工藝流程
施工人員要嚴格按照科學的標準進行施工設備的準備和選擇,并了解噴射混凝土加固墻體施工的工藝流程,以便施工時能夠準確地按其施工,這樣才能確保混凝土噴射的效果及對墻體加固的質量。以下將噴射混凝土施工技術實施的設備準備與其工藝流程進行了總結說明,作為施工人員進行工程實施時的參考。
1.1 噴射機:密封性能好,輸料連續、均勻,技術條件能滿足噴射作業需要。
1.2 空壓機:應滿足噴射機工作風壓和耗風量的要求,能供給穩定的風壓,風壓不宜小于0.6 MPa。壓風進入噴射機前,必須進行油水分離。
1.3 攪拌機:與混凝土噴射機生產能力相匹配、密封性能好、粉塵小的強制式攪拌機。
1.4 供水設施: 保證連續供水且噴頭處的水壓達到 0.15-0.2MPa。
1.5 輸料管道:應具有良好的耐磨性能。承壓能力不宜小于 0.8MPa,管徑滿足輸送設計最大粒徑骨料要求。
1.6 工藝流程: 搭設操作平臺 - 鑿除粉刷層 - 除塵 - 加固面噴水濕潤 - 綁扎固定鋼筋網 - 拌混合料 - 噴射 - 養護。
2、原材料及配合比
施工材料的嚴格篩選是保證施工質量的基本條件之一,也是保證施工技術能夠充分發揮優勢的重要手段。對建筑墻體的加固,更是需要對施工材料進行嚴格選取,以保障墻體質量。配合比由實驗室通過適配提供,材料要求如下:
2.1 水泥:采用 42.5 普通硅酸鹽水泥。
2.2 砂:采用硬質潔凈的中砂或粗砂,細度模數大于 2.5,含水量宜為 5%-7%,含泥量不大于 1%。
2.3 石:采用堅硬耐久的碎石,粒徑不宜大于 12 姍,宜采用連續粒級,含泥量不應大于1%。2.4 水:使用飲用水。
2.5速凝劑: 必須采用質量合格的產品. 使用前作速凝效果試驗。初凝時間不大于5min,終凝時間不大于 10min。[1]
3、施工前準備工作
3.1拆除噴射混凝土施工作業區的障礙物,對不能拆除者,應采取措施,予以保護;
3.2噴射砼配合比:除滿足強度要求外,還需滿足回彈量少,粉塵少及黏附力強等要求,并經試驗確定。
3.3待噴面處理 待噴面的處理是墻體結構加固的關鍵工序,待噴面的處理包括結構裂縫,孔穴的處理,結構表面的處理和受損傷構造的處理等。噴射面應先清理粉塵,污物,如有裂縫,孔穴應先用氧水泥漿灌封修補,然后噴射作業開始前一天,應用高壓風水沖洗受噴面;對遇水易潮解、泥化的巖層,則用壓風清掃巖面;對于土層表面,嚴禁用高壓風水清掃。
3,4在待噴面上設置標志控制噴射厚度及門窗洞口支設模板且架設牢固。
3.5噴射作業前,對于空壓機,噴射機進行試運轉。經檢驗運轉正常后,對噴頭內的水環與輸料管及噴嘴聯接處是否有膠皮墊圈,連接是否緊密,嚴禁混合用水從連接部位漏出。
3.6噴射前,對加固的鋼筋網片以及穿墻筋的連接進行檢查,確保牢固可靠。[2]
4、噴射施工技術
經過嚴格的選取,對噴射混凝土施工設備及原材料進行準備,是施工作業順利實施的前提,但是除此之外,最為重要的就是施工人員對施工技術的熟悉程度,他能夠很大程度上影響墻體加固的質量和外形整體美觀。對施工技術的掌握,是施工人員從工作實踐中總結出來的,也是建筑工程技術的精華所在,以下本文對噴射混凝土加固墻體的施工技術進行研究和分析。噴射作業的主要流程和施工方法為:
4.1 工作風壓,不同類型的噴射機有不同的工作風壓,而且它還與噴射方向、拌和料輸送距離、混凝上配合比、含水量等有關。適宜的工作風壓,可減少回彈量,增加一次噴射厚度,并保證噴射的質量。噴射機的工作風壓,一般需保證噴嘴處有 0.1 MPa 左右的壓力。
4.2 噴嘴處的水壓必須大于風壓,而且壓力應穩定,水壓一般以比風壓大 0.1 MPa 左右為宜,可采用向水箱中通高壓壓縮空氣,以獲得穩定的壓力水。
4.3 要嚴格按規定的操作。方法進行操作,否則容易發生堵管、反風等現象。噴射機的開、停順序為:開動時。先開風后給水,最后通電供料;停止時,先停止供料,待料罐中的存料噴完后再停電,最后關水停風。同時,要根據輸送距離的變化,隨時調壓。
4.4 鋼筋網噴射混凝土作業開始噴射時, 應減小噴頭至受噴面的距離,并調節噴射角度,以保證鋼筋與壁面之間的密實性,噴射中如有脫落的混凝上被鋼筋網架住應及時清除。另外在對工程墻體進行加固施工時, 應注意施工環境對施工質量的影響,尤其是溫度和濕度的影響,再著重對施工技術進行改進,從而使噴射混凝土施工技術能在工程建設中起到積極地作用。
5、噴射混凝土質量控制與注意事項
噴射混凝土施工中的質量控制要點主要包含以下幾個方面:噴射混凝土原材料檢驗合格后才能使用, 速凝劑要妥善保管, 防止受潮變質,嚴格控制拌合物的水灰比;噴射混凝土厚度應按預埋控制標格控制;噴射作業時應盡量減少回彈; 嚴格控制噴射厚度及表面平整;大面積噴射前必需先做樣板,并經相關方驗收合格后再大面積施工。噴射后
要盡量保證噴射面自然整平,切記不能進一步整修;對于噴射薄層混凝土,尤其對于磚砌體的噴射混凝土加固層,噴射施工完畢后,加強養護是非常重要的。第一次灑水養護應在噴射后1~2小時進行,以后的灑水養護應以保持表面濕潤為度。
結語
關鍵詞:梁柱節點;混凝土質量;結構加固;混凝土攔截裝置
中圖分類號:TV331文獻標識碼: A
前言
某商業寫字樓工程為框架剪力墻結構。該工程負一層至二層塔樓區域框架柱混凝土強度等級為C80,一、二層梁板混凝土強度等級為C35。這種“強柱弱梁”設計完全符合《建筑抗震設計規范》的規定,但樓層梁柱混凝土強度等級與梁板砼強度相差較大,這給梁柱節點處混凝土的施工帶來了很大的困難。在梁板混凝土澆筑過程中,由于現場施工的處理方法不當,低強度的混凝土侵入了高強度的柱子之中,造成了局部的柱頭強度達不到設計要求。對于柱頭出現的質量問題,如不采取相應的加固的方法,將會影響到整個結構的質量與安全。在后續施工中如果不采取有效的預防措施,也將繼續出現類似情況。
原因分析
根據設計院要求,對標號不一致的梁柱接頭,應確保高標號構件范圍內的混凝土標號與設計一致,同時以高標號構件為起點向外延伸,具體做法如圖1:
圖1樓(屋)板施工縫做法
然而在實際施工過程中,為了滿足設計要求,在混凝土澆筑前,僅對梁柱接頭采取了簡易的攔截處理,即將快易收口網簡單地固定在梁端。在進行混凝土澆筑時,由于梁高較高,且收口網的綁扎不牢,在混凝土側壓力以及強烈的振搗作用下,攔截網在混凝土未澆筑完成前即破壞,柱混凝土大量流入梁內,同時由于現場管理人員姑息,未及時進行應急處理,致使最終無法按照設計要求完成梁柱接頭出的混凝土澆筑。
產生原因 管理人員質量管控不到位以及責任心缺乏 對于存在不同強度等級的梁沒有采取實用可靠的施工方法
原因分析 管理人員對施工隊伍進行了詳細交底,但未制定應急處理措施,事故出現后未及時采取有效措施,甚至對不恰當的行為進行了姑息。 在梁柱節點處沒有采取很好的處理辦法,無法保證低強度砼不混入高強度構件。故在梁柱節點處形成質量缺陷。
結論 次要原因 主要原因
解決方法 總結經驗教訓,提高質量意識,加強管理人員責任心,同時提前制定應急措施。杜絕類似事件的再次發生。 仔細研究該質量問題后,提出了相應的加固方案、施工方法以及運用在此節點處的一種攔截裝置。
加固方案
在對梁柱節點處的質量問題進行研究之后,提出了兩種加固方案:1、柱帽法:采用增大節點處柱子的截面的方法,在柱頂端進行植筋,澆筑混凝土,做成柱帽形式,分散柱頂端應力;2、包鋼法:采用包鋼的方法加強柱截面的結構強度。
通過兩種方案的比選,決定選用包鋼法加固混凝土柱。因為相比柱帽法,包鋼法具有不增加截面尺寸,又大幅提高混凝土柱承載力等優點。包鋼法的具體方法又分干作業法與濕作業法兩種形式:干式加固法是將角鋼直接外包在需要加固的混凝土柱四周,并由綴條連接,由于角鋼與混凝土柱沒有形成一個整體,所以不能有效的傳遞上部傳來的荷載。濕式加固法一是采用環氧樹脂或乳膠水泥漿等化學灌漿材料將角鋼粘貼在混凝土柱上;二是將混凝土澆筑在角鋼與混凝土之間預留空間中,使兩者粘接。干濕兩種方法的比較,干式作業法施工更為簡單,價格低,施工時間短,但其承載力提高不如濕式作業法好。本方案中采用采用濕式作業法。具體加固方法為:將4根L125×12角鋼用環氧樹脂粘接在混凝土柱上,四周用綴條連接。具體做法如圖2圖3所示:
圖2 加固方案立面圖
圖3 加固方案水平剖面圖
一種混凝土的攔截裝置在梁柱節點處的運用
對于類似于本工程的鋼筋混凝土框架結構來說,我們一般采用的常規做法是:先澆筑框架柱和剪力墻的混凝土,然后澆筑梁板結構的混凝土。若按常規施工方法方法來施工,容易出現低強度的梁板混凝土侵入高強度的墻柱混凝土構件中,這樣就很容易出現上述的質量缺陷,很難滿足設計和施工規范要求。
針對此種情況,總結先前的施工實踐經驗,我們在施工中采用了一種比較貼近實際的施工方案,很好地解決了因為墻柱與梁板之間混凝土強度等級不同導致的質量問題。在該種施工方案中我們選擇了在梁板與墻柱之間設置鋼絲網片的方法來隔離不同強度等級的混凝土。即先澆筑較高等級的墻柱混凝土至梁板頂面,在混凝土初凝前再澆筑較低強度等級的梁板混凝土,使不同強度的混凝土只能澆筑在相對應區域,不再出現低強度混凝土侵入高強度混凝土的情況。考慮到結構中部分梁截面較大,混凝土側壓力較大,在澆筑混凝土時,容易將已經綁扎好的鋼絲網片破壞。我們設計了一種運用在梁柱節點處的混凝土攔截裝置,如下圖4所示:
圖4 混凝土的攔截裝置示意圖
此混凝土攔截裝置,用于梁柱節點處,攔截低強度等級的梁板混凝土侵入框架柱中。該裝置由框架箍筋,定位耳板,支撐桿,攔截網構成。框架箍筋是由施工現場的鋼筋加工而成,框架箍筋直徑、尺寸與攔截處的梁箍筋直徑、尺寸皆相同,定位箍筋的彎鉤的加工按照鋼筋標準圖集進行加工;定位耳板是鋼板切割而成,定位耳板尺寸為寬30mm×30mm×3mm,定位耳板上設有一個直徑為10mm的圓孔,圓孔可起到固定支撐桿的作用,定位耳板的數量根據梁高度進行設置,間距200mm,并與梁腰筋間隔分布;支撐桿是由直徑10mm的鋼筋切割加工而成,其長度略大于定位箍筋的寬度。攔截網是由密目鋼絲網剪切而成,其尺寸略大于框架箍筋的尺寸,并預留面筋、底筋與腰筋的穿過空間。所述攔截裝置是將若干組(一組為兩塊)定位耳板焊接在框架箍筋的兩側,并與框架箍筋垂直,同時保證一組中二塊耳板相互平行,并且對應兩塊耳板上的圓孔位于同一直線;在梁鋼筋板扎時候,再將焊接而成的裝置套在離柱約1-2m處,具體根據圖紙要求進行設置,并用扎絲綁扎固定;再將支撐桿插入對應耳板兩個圓孔中,并用扎絲綁扎固定。最后將已剪切完成的攔截網從梁側面穿入,布滿整個框架箍筋,并用扎絲綁扎固定。
在運用此施工方法時也應注意加強對施工人員的交底工作,合理安排混凝土的澆筑順序并制定詳細的混凝土澆筑方案,使混凝土結構質量得到保證。
關鍵詞:混凝土工程 裂縫 控制在混凝土工程項目中,裂縫的出現與產生是一種較為普遍和常見的質量通病,也是整個建筑工程領域中存在廣泛、影響最大的缺陷之。在建筑工程施工中,一旦出現裂縫,必然影響到建筑結構的整體性、耐久性和使用質量,而在多年的工作實踐總結和分析中,其出現與混凝土溫度和體積的變形有著密切的關系,同時在施工的過程中要想做到裂縫的合理、正常控制,通常都是從多個不同的角度入手去總結和分析的,并且根據施工實際情況入手去總結,從而形成了一套綜合性的施工方法。
一、混凝土裂縫概述
混凝土裂縫的出現是較為普遍的施工隱患,也是混凝土施工中在所難免的一項。在目前的建筑工程項目中,當混凝土結構中所包含的水分發生一定的變化的時候,其化學反應、溫度以及氣壓變化等環節都存在著一定的影響,同時其施工中裂縫的出現與混凝土體積變形還存在著一定的影響。
1、裂縫產生原因
在混凝土工程施工中,當拉應力超過預定強度的時候,其混凝土結構必然會產生開裂,進而造成混凝土裂縫的出現。在目前的工程項目施工分析中,在普通的混凝土結構施工中,混凝土受彎件在三分之一左右的荷載時條件下可能會出現靠咧,而受拉件一旦出現裂縫,其應力情況僅僅是原來整體結構性能的十分之一左右,這就必然造成了建筑工程整體性出現一定的質量隱患和影響。目前的工程項目中,混凝土裂縫的產生與混凝土約束力、周圍溫度變化和材質等方面存在著必然的聯系和影響。
在目前的建筑工程施工中,由于混凝土構件組成形式的不同和使用材料的不同所出現的裂縫也是較為常見的。由于在施工的過程中受到材料性能和組件施工的影響,混凝土水化熱帶來的溫度無法得到及時的釋放,進而造成了整個工程中出現了裂縫現象,根據多年的施工經驗總結表明,在目前的施工過程中產生裂縫的原因主要可以分為三種情況:其一是由于在施工的過程中受到外在荷載的影響,使得混凝土出現了一定的結構變化,這種現象造成的混凝土裂縫可以說是最為常見和普遍的一種;其二是由于在施工的過程中結構次應力引發了混凝土整體結構出現了一定的變形,進而造成了裂縫現象的產生與出現,這也是混凝土溫度、應力和收縮等因素引起裂縫的關鍵所在;其三是在施工的過程中受到外界因素的影響,使得混凝土出現了一定的體積變化,這些因素主要包含了溫度、收縮、天氣等不確定因素。
2、混凝土裂縫的影響
長期以來,在建筑工程施工的過程中人們對于混凝土裂縫的認識上面存在著一定的偏差,對其認識程度不高、重視程度不夠,這就造成了各種建筑工程項目中混凝土裂縫現象較為常見和普遍,嚴重的影響著建筑物的外觀美觀和整體性質量,甚至是給業主造成了心理壓力和影響。就目前的建筑工程施工分析,在整個建筑結構中一旦出現混凝土裂縫,必然造成了整個工程出現了質量影響,甚至是給人們生活和工作帶來了一定的影響因素,可以在工作的過程中從多個方面入手總結,甚至是造成室內環境污染和家具損毀,因此在施工的過程中我們應當從多個角度入手總結和處理,從而盡量減少裂縫的出現數量和規模。
二、混凝土裂縫的控制措施
為有效地控制混凝土有害裂縫的出現和發展,從控制裂縫的觀點來講,表面裂縫的危害較小,而貫通裂縫則會影響結構物的整體性、耐久性和防水性,影響到結構的正常使用。
為防止混凝土的貫通裂縫發生,有效控制表面裂縫的開展。可采取多種方式,如設置永久性伸縮縫,將超大的現澆混凝土結構中間設置若干道變形縫,以期釋放大部分的變形、控制裂縫的開展和發生。另外也可以采用改善配筋,減少混凝土收縮,提高混凝土抗拉強度等方法,以抵抗溫度和收縮變形所產生的應力,在施工上也可以采取設置后澆帶的方法或采用分段間隔澆筑和水平分層間歇等方法和措施,以達到控制減少變形,防止有害裂縫的發生和開展。
在施工中為有效控制裂縫的出現,必須從控制減少混凝土收縮,提高混凝土的極限拉伸強度,改善約束條件和設計構造等方面全面考慮,結合實際采取措施。從混凝土裂縫出現的情況可歸結為如下幾點:
1、商品混凝土、泵送混凝土發現的裂縫多于現場攪拌的混凝土;
2、混凝土初凝到終凝之間,骨料下沉、水分蒸發和水化過程,這期間混凝土的體積將發生急劇的初期收縮;
3、混凝土水化升溫;
4、裂縫發生時間,一般在該混凝土澆注后10個月內較多。
此類裂縫發生后,如果及時封閉,不會再擴展,也無“后遺癥” 。但裂縫的出現會給開發商(業主)和購房戶造成不安全感,從而質凝工程質量情況,給施工單位造成壓力。所以有必要在各個環節采取措施予以消除。
a、在材料方面
嚴格控制混凝土原材料,降低水化熱。在施工大體積混凝土時,選用中熱和低熱的水泥品種,是控制混凝土溫度升高的根本方法;選擇合適的材料骨料級配,增強混凝土的和易性,有效控制混凝土的溫度升高。在施工條件允許下,盡量選擇粒徑較大,級配良好的粗骨料;摻加適量的外加劑或摻合物,如木質素磺酸鈣減水劑、粉煤灰、合成纖維等。
b、結構加固法
當裂縫影響到混凝土結構的性能時,就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結構的截面面積,在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。
關鍵詞巖溶路塹加固措施技術要點經驗總結
1.工程概況及地質條件
1.1工程概況
宜萬鐵路32標DK360+326~+700巖溶深路塹為區間單線路基與車站多線路基的連接過渡段,總長374m,土質邊坡設計坡率1:1.25,巖質邊坡無擋墻地段設計坡率1:0.75,邊坡底部設3m~10m高片石混凝土擋墻,胸坡坡率1:0.25。
1.2工程地質條件及水文地質條件
該段路塹處于中山區,相對高差約15~48m,自然坡率約5 o~30o,植被較發育,多辟為旱地,基巖在山坡局部出露;山坡表層覆蓋Qel+dl黏土,夾碎石,褐黃色,硬塑,厚度約0~2.0m,下伏T1j白云質灰巖,灰~深灰色,薄層狀~巨厚層狀,層理清晰,產狀60 o∠6 o,節理發育,巖溶較發育,弱風化。
淺層巖溶地下水不發育。
2.巖溶形態
經物理探測、鉆孔探測和最終開挖揭示該段路塹的巖溶形態在不考慮相對路基位置的情況下主要分為以下幾種:
2.1有充填物的溶溝、溶槽
有充填物的溶溝、溶槽在該段路塹發育最為普遍,順巖層節理豎向發育,充填物多為黃色軟塑狀粘土,無地下水發育,如圖(一)。
邊坡上殘留的溶溝溶槽
圖(一)
2.2無充填物的空洞
無充填物的空洞多位于巖層節理發育較弱、巖層整體性較好的地段,多為干溶洞,部分溶洞內有少量地下水發育,如圖(二)。
擋墻基底發育的空腔溶洞
圖(二)
2.3塌陷
該段路基穿越三段塌陷,其長度約15米到40米,塌陷內大部為軟~硬塑狀粘土夾碎石,局部為粘土,內部有直徑1~3米的孤石,無地下水發育,如圖(三)。
路塹穿越的塌陷
圖(三)
3.采取的工程措施及施工方法
在前期系統探測及施工揭示的基礎上,根據路塹的不同部位不同形態的巖溶采取相應的加固措施。
3.1位于挖方本體的巖溶
挖方本體內的巖溶無論是有充填物的還是空洞都無需加固,但內業方面需在開挖施工過程中繪制不同高程的巖溶分布圖,可根據實際情況按照標高下降1.5m~3m繪制一次,圖上應標明溶洞的編號,根據編號在附表中詳細描述溶洞的形態和走向等指標,為后期巖溶邊坡及基底加固提供基本的判斷依據,也可為下次的炮眼布置和施工安全提供參考。
這類巖溶不會對鐵路運營及工程質量造成威脅,主要是開挖施工過程中的安全隱患,防止人機落入洞內發生危險,應做好施工過程安全監控。
3.2位于開挖成型后邊坡上的溶溝、溶槽
受溶溝、溶槽及巖溶裂隙的影響導致邊坡巖層破碎,巖溶路塹邊坡光爆效果差,邊坡凸凹不平,大量溶溝、溶槽殘留于邊坡上,導致邊坡表面積增加,排水效果下降,長期積水加速巖層風化,極大的降低邊坡穩定性,需對邊坡進行相應的防護。
其加固措施及施工方法如下:
3.2.1 人工刷坡排險
路塹開挖每一個爆破開挖循環完成后對坡面進行全面清理,采用人工刷坡,將較淺溶溝、溶槽內的充填物和邊坡上的松散物全部清理干凈,發育較深的溶溝、溶槽內的充填物清理深度需達到垂直坡面2.0m。
3.2.2 嵌補
路塹開挖全部完成后采用從下至上的方式對已清理完畢的邊坡溶溝、溶槽進行M7.5漿砌片石嵌補,使邊坡大致平順,以減小邊坡的表面積,如圖(四)。
巖溶嵌補
圖(四)
3.2.3 掛網噴錨
在邊坡嵌補完成后,為保證其耐久性和穩定性對邊坡采取掛網噴錨的方式進行加固,如圖(五)。
3.3位于擋墻基底的溶洞
擋墻基底的溶洞根據其充填情況、深度、大小和溶洞周圍巖層狀況采取不同的加固處理措施。
嵌補后掛網噴錨效果
圖(五)
3.3.1延長擴大擋墻基礎
當基底溶洞深度小于3米,且經鉆探溶洞底部5米內無異常時,將擋墻基礎延伸至溶洞底部并適當擴大截面,有充填物的溶洞需先行清除充填物。
3.3.2地梁或樁基加固
當基底溶洞深度大于3米或洞底鉆探異常時,需根據溶洞沿線路方向的長度確定加固措施,當溶洞沿線路方向長度小于5米時采用鋼筋混凝土基礎梁進行跨越,當溶洞長度大于5米時可考慮采用樁基承臺或小方樁進行加固。
3.3.3擋墻基礎配筋
對于多數擋墻基底發育密集的溶蝕裂隙可對擋墻基底進行板形配筋,以增加其整體性,如圖(六)。
擋墻基底溶洞加固
圖(六)
3.4穿越塌陷的地段
塌陷也是有充填物的溶洞的一種,只是其規模較大,內部有孤石,構成成分比較復雜,鑒于這種情況,塌陷地段可完全按照軟土路塹進行邊坡處理和加固,路塹邊坡放緩至1:1.25,邊坡采用漿砌片石護坡進行加
固,若邊坡高度大于8m,頂部邊坡破率放緩至1:1.5,采用拱形截水骨架護坡內種植草灌結合的方式進行加固,如圖(七)。
塌陷地段邊坡護墻及骨架護坡加固
圖(七)
3.5位于路基本體的巖溶
路基本體的溶洞根據其充填情況和深度、大小采取不同的加固處理措施,根據設計要求和現場實際情況,確定加固措施為巖溶灌注M10砂漿、基床換填碎石土摻5%水泥、C30鋼筋混凝土蓋板封閉和回填混凝土四種形式。
3.5.1巖溶灌砂漿
對于路基本體成片發育但個體規模較小的空腔溶洞群和豎向串珠狀溶洞采用灌注M10砂漿的方式進行加固,加固深度根據前期物探和鉆探的相關資料確定為6m~9m,孔間距3.0m,其主要目的是使路基面以下5.0m范圍內破碎的的巖質地基底板基本固結成為一個整體。
巖溶灌砂漿的施工工序見圖(八):
圖(八)
灌砂漿施工的注意事項:
(1)注漿管線固定不宜過長,根據施工總結以30~50m為宜,以降低壓損。
(2)鉆進過程中應注意觀察地層變化、鉆進速度、有無漏水等情況,詳細作好鉆孔記錄,這是影響最終注漿效果的重要因素。
(3)灌漿施工應重點關注鉆孔時確定的空洞標高位置和孔內剩余水位標高,先進行注水檢驗,當單位注水量達20L/min×m時仍無壓力拆掉注漿管進行水柱高度測量;若水柱高度為零則說明該孔孔底異常,應采用高壓風管對孔底進行吹砂封堵,吹砂過程中隨時檢驗砂柱高度,當砂柱高度達到0.7~1.0m時安裝注漿管灌注水泥漿,灌漿時將速度調到最低檔,防止速度過快將砂沖散,灌注水泥漿達1m3時停止注漿,進行漿柱測量,若無下降說明孔底封堵成功,10h后即可重新進行灌注砂漿施工;當空洞位于孔底以上時,應對照鉆孔資料適時進行漿柱高度測量,當漿柱位于某一高度持續注漿達2~2.5倍漿柱高度當量且注漿壓力不升高的時候停止注漿同樣采用上述方式進行封堵處理直到注漿壓力上升。
3.5.2 基床換填
灌注砂漿結束并驗收合格后,撤離設備,清理現場,對設計換填的路基基床段落進行換填施工,換填加固主要針對有充填物的開口溶腔和穿越塌陷的地段,換填深度1.2m,換填材料采用碎石土摻5%水泥。
基床換填施工的施工工序為:引基樁劃定換填范圍―挖除溶洞充填物并整平碾壓―分層換填碎石土摻5%水泥并碾壓密實。
換填施工的注意事項:
(1)施工過程中不得大面積開挖,應邊開挖邊回填,防止陰雨天氣對基床以下部分造成破壞,影響路基質量,現場施工以一天可完成的工程數量進行控制,即當天開挖,當天回填,當天碾壓。
(2)分層施工時以4層為宜,第1、3層35cm,第2、4層25cm。
(3)原設計巖溶路塹基床為平路拱,換填后因摻入水泥改變了填料性質基床表面應設置坡度為4%的路拱。
3.5.3蓋板封閉
基床換填施工完畢后對設計蓋板封閉的地段進行C30鋼筋混凝土蓋板施工,蓋板封閉是針對深度大于10m、溶洞圍巖整體性良好的地段進行封閉。
施工工序為:引基樁劃定蓋板施工范圍―采用挖掘機配合風鎬進行基坑開挖―清理基坑后現場綁扎鋼筋籠―立模澆筑C30混凝土,如圖(九)。
注意事項:開挖基坑過程中對揭示溶洞形態進行詳細記錄并繪制巖溶形態圖,若揭示地質情況與設計不符或空洞大于蓋板長度時應立即與設計單位進行溝通,并及時繪制地質分布圖,以便及時進行設計優化。
蓋板封閉施工
圖(九)
3.5.4溶洞封填
對于路基本體內的單個空腔溶洞且洞底探測無異常的情況下采用C15混凝土回填的方式進行加固。
4.幾點體會
巖溶路塹施工屬于復雜地質條件下的路基工程,只有正確的施工方法和良好的施工質量才能保證運營安全,高效連續的施工進度才能為企業創造經濟效益,實現目標的因素主要有以下幾點:
4.1系統有效的探測手段
地質雷達探測與鉆探相結合的綜合探測手段為地下巖溶的加固處理提供了較為準確的基礎依據,為最終實現加固施工的準確性和加固效果打下了基礎,圖(十)為采用RPD-150快速鉆機進行路基基底鉆探。
巖溶路基基底鉆探
圖(十)
4.2真實精確的資料積累
巖溶地基加固施工大部分屬于隱蔽工程施工,前期物探和鉆探資料、施工過程中揭示的地質狀況記錄都是指導后期施工的關鍵前提,前期資料的準確與否直接關系到巖溶路基的加固質量。
4.3行之有效的工程措施
關鍵詞:軟基處理深層水泥攪拌樁施工技術
中圖分類號: TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
Abstract:In this paper, through a combination of engineering practice, aiming at the characteristics of soft foundation, put forward to adopt deep cement mixing pile to reinforce soft foundation treatment on soft ground engineering, with deep cement mixing pile construction technology were summarized in this paper, through the engineering practice shows that it is feasible to consolidation of soft clay foundation treatment technology.
Key Words:Soft foundation treatmentDeep cement mixing pileConstruction technology
引 言
通過工程實踐表明,深層水泥攪拌樁可有效地加固處理淤泥、淤泥質土和軟粘土、地基承載力標準值不大于120 kPa的黏性土和粉土地層。在軟基處理中必須合理地采取施工技術以有效地確保軟基加固質量,現通過實踐,筆者對深層水泥攪拌法加固軟基處理的施工技術進行了探討分析。
1施工準備技術
采用深層水泥攪拌法進行加固軟基處理前必須先對場地清理,根據施工圖紙和現場踏勘,進場后先清表及平整場地,清除樁位處地上、地下的一切障礙(包括石塊、樹根和垃圾等),場地低洼時,回填粘性土至整平設計標高以上50cm。施工前應先做好臨時排水設施,確保地表無積水。然后采用 GPS 精確放出控制樁位,用全站儀定出中線及邊線,根據設計樁位圖用鋼尺拉出每個水泥攪拌樁樁位,樁位中心打入木樁、竹簽等,用白灰標明,防止樁位破壞。依設計要求樁位按正三角形布置,相鄰兩樁中心間距100 cm或110cm。
水泥攪拌樁施工前,應采取工藝性試樁(每處工點的試驗樁不少于3 根),從而總結出成樁經驗及確定了各種操作技術參數,包括噴粉(漿)量、攪拌頭的旋轉速度、提升速度等施工參數,給大面積進行水泥攪拌樁施工提供了技術保證。通過采取試樁,可確定灰漿經輸漿管到達攪拌機噴漿口的時間;確定攪拌下沉、提升速度和重復攪拌下沉、提升速度;確定灰漿稠度(水灰比);根據不同摻入比(58kg/m、59kg/m、60kg/m)確定技術參數;確定針對本工程的施工質量檢驗標準評價依據;檢驗施工設備及選定的施工工藝;根據單樁承載力試驗確定施工摻入比。
水泥對于水泥攪拌樁來說其實重要材料之一,這也是確保工程施工質量的重要源頭。工程中對于進場水泥必須經過檢測合格方能用于本工程施工,水泥堆放場地需平整且有利于排輸雨水,水泥堆放還必須做到下墊上蓋,地面距地面不小于30cm,防止水泥受潮結塊。
2施工技術
結合實踐,對于深層水泥攪拌法進行軟基處理加固,其施工流程主要采取如下:定位下沉鉆進攪拌噴漿提升噴漿攪拌重復下沉噴漿攪拌重復提升攪拌噴漿清洗噴頭移機進行下根攪拌施工。
(1)樁機定位。根據確定的樁置,調整導軌垂直度,使鉆頭準確落到樁位上,水平偏差不能超過50mm,并使攪拌軸保持垂直,偏差不得大于1.0%。在樁機定位過程中,必須檢查鉆桿長度,鉆頭直徑,連接好輸漿管路,將樁機移到指定位置對好樁位,由現場質檢人員檢查確認無誤后開始開機作業。
(2)制漿技術。水泥攪拌樁制漿必須嚴格控制水灰比,水灰比適宜控制在0.45~0.5范圍之間,具體的水泥攪拌樁配合比以試驗室下發的配比為準。水泥漿制備時,攪拌時間標定不少于4~5min,連續制備水泥漿時,應當按照水灰比同步進行,配制好的漿液必須過篩,漿液不得有離析現象,泵送必須是連續的。應適當摻入外加劑,摻入的比例根據試驗確定。
(3)送漿技術。泵送漿在泵出口壓力應當保持在4~6Mpa 之間(樁長取高值,樁短取低值),并且使攪拌提升速度和輸漿速度保持同步,即水泥漿噴出速度在40~60L/min 之間。
(4)鉆桿下沉鉆進施工前應當標定攪拌機械的灰漿輸送量。啟動電機,放松起吊鋼絲繩,空壓機送風,使鉆頭沿著導軌下沉鉆進到設計深度。鉆機正鉆速度控制在80r/min-135r/min 之間,下鉆進尺速度控制在0.8m-1.0m/min注意鉆頭是否到達持力層,判別是否進入持力層的方法可由鉆機鉆到最深實時下鉆速度和電流表的讀數來判別,當遇到硬層時電流標的讀數會發生突變。
(5)鉆桿提升,上提噴漿強制攪拌。通過開啟灰漿泵等待漿液到達噴漿口,按照規定的提升速度、攪拌速度,邊噴、邊拌邊提升直到設計噴灰標高。一般表層50cm 土層側向約束軟弱,成樁不利,因此停灰面應在離地面50cm 處。應嚴格控制攪拌時的下沉和提升速度,同時在提升過程中始終保持送漿連續,中間不得間斷。如有間斷應進行處理。同時在輸漿管沖水下沉的部位應略停加強攪拌噴漿。
(6)復攪。到達停灰口后,關閉灰漿泵,(為保證軟土和固化劑攪拌均勻)再次將攪拌機下沉到設計要求深度,再攪拌后提升到地面,即進行整樁三次復攪工藝。
(7)清洗。通過向排空的集料斗注入適量清水,開啟灰漿清洗管道中殘留的水泥漿,清洗攪拌鉆頭粘附的泥團。然后樁機移位,再重復上述施工步驟,進行下一根樁施工。
3施工質量控制技術
3.1施工參數控制
對于水泥攪拌樁進行軟基加固處理,其加固深度應當不得小于設計樁長,樁體水泥摻入量不15~20%,并在施工中按照設計要求考慮地下水對水泥混凝土的腐蝕性。施工中采用有效的電腦自動記錄儀,正確記錄各種參數并自動打印輸出;樁號、日期、始打和結束時間、設計樁長、實際樁深、每延長米的噴漿量及累計數量、攪拌深度等,確保攪拌樁的質量。按照設計的樁位、樁長、樁數、噴漿量、復攪長度及試樁確定的參數進行施工。樁頂標高高出設計標高不少于0.5m,采用人工鑿除樁應頭。同時在施工中應當確保其相關施工參數在允許范圍內,筆者結合實踐,總結了深層水泥攪拌樁施工的相關參數控制。
表1攪拌樁施工允許偏差范圍
樁身垂直度 樁位偏差 樁徑偏差 樁頂標高 樁底標高
<0.5%樁長 ≤50 ≤4%樁徑 >設計標高+100,-50mm 應超深±200
3.2 水泥攪拌樁施工中質量控制技術
為了有效地提高深層水泥攪拌樁施工質量,在其施工過程中必須對每個施工環節都采取嚴格的質量控制技術。
(1)施工前,適宜根據設計要求對攪拌樁進行工藝性試驗,確定出各項施工參數,施工過程中嚴格按設計及工藝要求進行。當樁周為成層土時,應對相對軟弱土層增加攪拌次數或增加水泥摻量。
(2)施工中適宜采用強度等級32.5R的普通硅酸鹽水泥,嚴格控制水泥摻入比(重量比)為15%。 每M水泥用量為:1800*15%*π•r²=76kg/m。水泥漿作為固化劑,漿體拌制后應及時噴漿,防止發生漿液離折。
(3)噴漿的提升或正常速度適宜小于0.8 m/min,同時對于灰漿泵送壓力控制不得少于0.4 Mpa,并保證泵送流量恒定。相鄰樁噴漿施工時間間隔不得超過24h,施工時應采用四次噴漿四次攪拌工藝,并確保攪拌均勻。攪拌頭翼片的枚數、寬度、與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉數、提升速度相互匹配,確保加固深度范圍內土體的攪拌次數滿足規范要求。施工中始終保持攪拌樁機底盤的水平和導向架的垂直,攪拌樁的垂直偏差不得超過1%,樁位的偏差不大于50mm,成樁直徑及樁長滿足設計要求。
(4)制備好的漿液不得離析,不得停放時間過長,泵送必須連續。灰漿泵輸漿量,灰漿經輸漿管到達噴漿口時間以及鉆頭起吊提升速度按試驗標定參數進行。對于施工中因故停漿時,應將攪拌頭下沉至停漿點以下500mm,待恢復供漿時再攪拌提升。施工停漿面應高出樁頂設計標高500mm,待樁頂壓梁,施工時再將該多余部分鑿除。對于停機超過3小時情況,將輸漿管拆下,妥為清洗。噴漿攪拌提升的速度和攪拌次數符合設計及施工工藝要求,噴漿量及提升速度等由流量計控制并有專人記錄。
(5)當攪拌樁樁頂接近設計標高時,應特別注意樁頭的施工質量,樁頂1-1.5米范圍內增加噴漿攪拌一次。同時攪拌自地面以下1m噴漿攪拌提升出地面時,宜應慢速,當噴漿口至樁頂標高時,宜停止提升,攪拌10秒-20秒,以保證樁頭密實均勻。當輸漿管有彎折、外壓或漏漿情況時要及時檢查、理順管道,清除外壓,發現漏漿點應進行補漏,嚴重時停機換管當輸漿管道過長,沿程壓力損失增大時可使制漿池布置靠近樁位,以縮短送漿管道。當場地條件不具備時,可適當調增泵送壓。
(6)在樁與樁之間的搭接間隔施工不應大于24h,如間隔時間太長,搭接質量無保證時,應采取局部補樁或注漿措施。樁身插筋及插竹不得超過24h,必須做好每一根樁的時間記錄,深度記錄誤差應不于10mm,時間記錄誤差小于5S。當樁體28天齡期,其強度大于1.0 Mpa,水灰比不應大于0.5。
結 語
本文通過結合工程實踐,對軟基采取深層水泥攪拌樁來加固處理,總結了深層水泥攪拌樁在軟基加固中的施工技術要點進行了總結,通過工程實踐表明,深層水泥攪拌樁在確保施工質量的前提下,其處理軟基加固是可行,可為同類工程參考借鑒。
參考文獻:
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