高原凍土工程監理措施

2022-06-26 21:12:02 字數 4805 閱讀 5890

1.1.1路基施工措施

影響多年凍土路基工程穩定性的主要因素是熱干擾、地基土成分、地下水等,其核心是凍土的熱穩定性。在本標段凍土範圍採取的主要措施為地基土換填、片石通風路基、熱棒措施等。

1.1.1.1路基施工季節

(1)根據路基結構形式的不同選擇施工季節,對於路堤來說,其關鍵在於避免填土多餘熱量傳入路基下多年凍土層,對於路塹來說,避免開挖後形成的新地表面吸收多餘熱量傳入下伏多年凍土,從而破壞原有的熱平衡關係,使之向著破壞原有凍土穩定性的方向發展.因此,路塹開挖應在3、4、5月份或9、10、11月份為好,也就是地表溫度為0℃以下的季節為宜。

(2)充分考慮人力、機械裝置、工程物件特點在不同氣候條件下的協調。既要避開氣溫與氧分壓最低、人員和機械都難以適應的嚴寒月份(12、1、2月)施工;也盡可能地不在熱融作用最活躍的月份(如7、8月)安排高含冰凍土的開挖換填作業。

1.1.1.2施工組織原則及工藝選擇

(1)少冰、多冰凍土地段、融區的路基工程,可按照非多年凍土地區的施工工藝安排作業,基底處理按基床質量和施工要求辦理。路堤可直接填築在天然地面,但不宜清除地表植被。

(2)高含冰量凍土地段路基的施工工藝往往是施工成敗的關鍵,對具有挖土換填的路塹、零斷面、低路堤和支擋結構基礎尤為重要。在快速施工的總原則下,各工序統籌安排、前後銜接,根據不同的工程物件按照施工技術細則制訂相應的施工工藝。

大於或等於最小設計高度(但小於6m)的路堤,及不需要換填作業的路基工程,按設計檔案和施工質量要求備料和安排施工作業。

當路堤高度大於6m時,宜採用兩階段施工方法,既當年暖季後期(如9月份)填築到一定高度(大於最小高度,小於4m),次年任意時間再填到設計標高(注意續填基面要作處理)。充分利用寒季的過餘凍結降低基低溫度、增加基低冷儲量,以抵消續填土帶入熱量的影響。而續填時原有的路堤厚度保護天然上限以下的多年凍土,使續填填料帶入的熱量已不可能對基低多年凍土造成熱融。

如安排在暖季填築,尤其是在7-9月份,由於填料帶入了較多的熱量難以散發,即使經過乙個寒季,也往往還會在基低附近殘留融化夾層而影響路基穩定。

1.1.1.3片石通風路堤

暖季地表融化後,地表排水不暢,呈沼澤化濕地狀,鬆軟,車行易陷,採取的主要處理措施為片石通風路堤。通風路堤就是空氣可以在堤身流動的路堤結構。使用片石填築路基,其原理是利用堤身人為造成的空隙來改變一般填築路堤的傳熱方式,使之由單一的導熱方式變為導熱與對流的混合方式,促進堤身熱量的散失,提高基底的冷儲量,維護基底多年凍土的穩定。

傾填片石通風路堤,通過傾填的片石層,增加堤身的孔隙度。冬季時,氣溫低於堤體溫度,這一溫度梯度在垂直方向的分布特徵,形成堤外比重大的冷空氣下降,置換堤身孔隙內比重較小的熱空氣的對流換熱,從而不斷促進堤身熱量的散逸;而暖季由於氣溫高於堤身溫度,氣溫梯度逆轉,又抑制了對流換熱作用,減少了堤中熱量的積累,減少了對多年凍土的擾動和破壞,提高路堤的穩定性。

片石通風路堤施工順序為:基底處理好後,先填築一層土拱,再傾填片石,而後鋪填礫石及中粗砂過渡層。

1)填築底層30cm土拱層:地面橫坡緩於1:5,原地面整平壓實,地面橫坡陡於1:

5,將表層植被移開,基底原地面挖成寬度不〈1.0m的台階,將原地面植被鋪於台階上,整平壓實。頂部自路基中心向外設4%的人字橫坡,當地表為斜坡時排水橫坡為單面坡,以防積水,坡腳處的最小厚度不小於0.

3m,壓實標準同路基相應部位壓實標準。

2)傾填片石:傾填片石厚度為1.2m,石料在要求粒徑200~400mm間,無級配,抗壓強度30mpa以上,其他指標符合片石的要求。不符合要求的片石不得進入施工現場。

將開挖合格的石方,由自卸汽車運至路基填築段的指定區域後,按布好的堆料間距卸料。首先進行邊坡部分砌築,砌築時立杆,使用較大石塊進行人工碼砌,要求大面朝下,擺放穩固,外側面大面平整,岩塊不必塞得太緊密,間隙禁止用碎石碴填塞,要保障路基通風良好。中間部位採用挖掘機鏟石料,使堆料初步平整,片石一次傾到設計高度,石塊間無明顯的高差。

挖掘機可在片石頂部行駛,以方便施工,個別不平地段配合人工找平。現場太小的石塊不得使用,以免影響路基通風效果。

3)碾壓:石塊檢測松鋪厚度合格後,利用重型振動壓路機碾壓。碾壓沿線路縱向進行,第一遍應不振動靜壓,然後先慢後快,由弱振到強振。

碾壓時由兩側向中間進行,各區段交接處應互相重疊壓實,縱向搭接長度不〈2.0m,沿線路縱向行與性之間壓實重疊不〈0.4m。

壓至岩塊穩定,用k30載荷儀進行檢測。合格後,進行頂部20cm碎礫石和20cm中粗砂的鋪設,採用碎礫石和中粗砂,採用一次填築。

1.1.1.4地基土換填

在路基工程熱融病害的防治措施中,換填法是最為廣泛採用的一種,它是用粗砂、礫石、滲水土等粗粒土換填凍脹性或融沉地基上,以達到消減地基土的凍脹或融沉性。

換填施工對多年凍土的水熱干擾比較嚴重,開挖和處理不當,可影響路基的穩定,因此選擇合適的施工季節和施工時段十分重要。換填路基安排在寒季末、暖季初開挖施工,以減少對路堤的蓄熱。

換填開挖前做好排水系統防止地表水和凍結層上水流入基槽。同時選好換填粗顆粒土,做好土工試驗,準備好施工機械,保障施工的連續進行。

施工時開挖一段,處理一段,必要時採取臨時融熱防護措施,如設遮陽板、遮陽棚或保溫材料覆蓋等,主要是遮斷太陽的直接照射;換填土分層回填、壓實,填築壓實質量標準根據所處位置,按路基本體或基床相應標準執行。

1.1.2涵洞施工

1.1.2.1高含冰量多年凍土地段的明挖基礎

高含冰量多年凍土地段的明挖基礎採用爆破鬆土、機械清方、人工配合、快速施工的方案,儘量減少基坑暴露時間,做好防輻射、防凍脹處理,在基底鋪設隔熱層,減少對基底多年凍土的熱擾動。基坑開挖前做好準備工作:測量放線、基準點的埋設考慮凍脹的影響。

核對地質資料,確定開挖坡度、支護方案和開挖範圍,做好地面防排水,確定棄碴場地和機動車道路,準備好基坑遮陽防雨棚、基礎混凝土澆築所需材料及機械裝置。

基坑範圍內的草皮先移植到旁邊並作保護。

爆破鬆土及機械清方時不能影響周圍生態環境,基坑邊坡採用光面爆破或預裂爆破。

基底清理採用人工突擊施工,模板採用組合鋼模板。

基礎混凝土採用低溫早強混凝土,由拌合站集中拌製,混凝土罐車運輸,水平分層灌注,插入式振搗器搗固,混凝土灌注完畢及時作保溫防寒養護。

模板拆除後,基礎周圍塗隔離層,並及時用非凍脹性粗顆粒土回填基坑,採用小型機具分層夯實。

1.1.2.2涵節拼裝

涵節在預製廠集中預製,每節長0.99m,採用鋼模板製作涵節,製作場地平整、堅實,有良好的防排水措施和防凍脹設施。

涵節上設吊環,吊環設於凹槽內,使其不突出頂面,以免造成拼裝困難。吊環位置、大小及製環用鋼件按設計布置。

混凝土灌注完畢及時進行防寒養護,涵節通過驗收合格後才可出廠,用汽車運至現場。

當混凝土達到一定強度後,在基礎頂面澆築砂漿墊層,便可開始拼裝涵節。涵節拼裝時,孔徑1.5m、2m採用16t吊車起吊,孔徑3.

0m採用16t吊車起吊,拼裝時涵節間接縫預留1cm寬,沉降縫預留3cm寬,並且保證涵身預留沉降縫與基礎預留沉降縫在一條豎線內,不能錯台。

拼裝時,吊車吊起預製涵節,移動到位後緩緩放下起重繩,以免放下時移位。如需調整已安裝涵節的位置,也應採用吊車,不能人工撬移。整座涵洞的涵節均吊裝調整到位後,在涵節錯台處澆築混凝土帽石然後用m20水泥砂漿塞填各涵節間接縫及沉降縫內側(外側5cm預留)。

涵節拼裝完畢後,用φ16鋼筋焊接連線相鄰涵節間的預埋鋼板,將各涵節及出入口緊密聯絡在一起,既能適應各涵節在融沉不均勻狀態下相應的沉降,又能防止各沉降縫被拉開的現象發生。

1.1.2.3拼裝式涵洞施工優點

高原凍土區涵洞工程採用裝配式結構,將質量保證的關鍵環節由零散分布的安裝工地裝移到集約化管理的預製廠,由生活工作條件惡劣的高原地區轉移到環境相對較好的地區,便於實現標準化、工廠化生產,便於施工質量的控制和製造效率的提高。一方面,施工方便,安裝迅速,可大幅度提高現地施工安裝效率,加快施工進度,有效地利用施工的最佳季節,縮短工期;另一方面,進一步減少混凝土養生的環節,加大拼裝化比率,可以延長一年中施工可利用的時期。

1.1.3橋梁施工

1.1.3.1鑽孔樁施工

(1)施工準備

首先測量放樣,定出基礎各樁的樁位,並在樁的前後左右設定護樁。鑽孔場地布置盡量以填代挖,以減少對原地表開挖引起的熱擾動。鑽機底座下的發動機散熱部分宜鋪設聚苯乙烯泡沫塑料隔熱板,以減少對地基土的熱侵入。

(2)埋設護筒

埋設時先用比護筒直徑大一級別的鑽頭施鑽,鑽至設計深度後停鑽,安放護筒。安放前,護筒外側預先塗滿渣油。護筒準確就位後,護筒外側與孔壁所形成的空隙用渣油拌製的粗粒土回填密實。

樁基礎施工完畢後不再拔出,作為防凍融、抗凍拔的附加措施。

泥漿製備:鑽孔泥漿採用優質粘土製漿,存入鋼製泥漿池中。現場設泥漿池、沉澱池各乙個,串聯並用。

鑽孔樁所需泥漿不得隨意就地排放,不得就近挖坑作泥漿池。鑽孔過程中,沉澱池中沉澱的廢碴由人工裝入泥漿車外運至設計指定地點傾倒,運輸過程中,嚴禁泥漿車洩漏、潑灑泥漿,造成環境汙染,因處於凍土區,所採用泥漿為低溫泥漿。

(3)鑽孔

鑽機對位,經檢查合格後,開始鑽孔。開鑽時,先低檔慢速鑽進,鑽至護筒下1m後,再以正常速度鑽進。在鑽進過程中經常注意進行泥漿迴圈,將鑽渣撈取,沉澱後及時排除,並隨時注意土層變化,對不同的土層採用不同的鑽速、鑽壓、泥漿比重。

鑽進過程中,應對鑽進情況及地層的地質情況進行記錄。

鑽孔注意事項

①鑽孔過程中應採取措施防止地表水流入孔內,以免造成孔內凍土融化。

②開始鑽進或穿過軟硬層交界處時,應保證鑽桿垂直,緩慢進尺,減少鑽桿晃動。

③鑽孔施工應連續進行,如因故停機,應及時提鑽,以防鑽頭被凍結在孔內。

④當遇到較硬岩層時,應緩慢鑽進,不能強行加壓,以防損壞鑽桿。

(4)清孔

當鑽至設計標高後,停止鑽進並及時清孔。清孔採用換漿法。清孔過程中保持孔內原有水頭高度,以防塌孔。

(5)鋼筋骨架製作與安裝

鋼筋骨架在鋼筋加工場地分段製作,運至現場後吊入孔內,並在孔口進行焊接接長,焊接採用單面焊,並將接頭錯開1m以上,為使鋼筋骨架有足夠的剛度,以保證在運輸和吊放過程中不產生嚴重變形,鋼筋骨架設定加強筋,並在鋼筋骨架外側設定鋼筋耳環以控制鋼筋籠的保護層厚度。

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混凝土工程監理工作細則

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