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研究生论文:南水北调新乡段水工混凝土施工技术

分享到: 本站编辑:admin 日期: 2017-07-25 09:49 点击:

【中文摘要】:

 【摘要】路基的稳定和施工质量直接关系到整个公路工程的质量,影响到道路的使用寿命,没有坚固稳定的路基,就没有稳固的道路。本文主要讨论了影响路基压实的因素及施工应注意问题。 
  【关键词】路基; 压实;影响因素;施工;注意问题 
  【Abstract】The stability of the roadbed and the quality of the construction are directly related to the quality of the entire highway project, affecting the life of the road, there is no strong and stable roadbed, there is no solid road. This paper mainly discusses the factors that affect the compaction of subgrade and the construction should pay attention to the problem. 
  【Key words】Embankment;Compaction;Influencing factors;Construction; attention to problems 
  隨着我国经济的不断发展,人们对于城镇道路建设的要求越来越高,路基是道路的基础,路基的稳定和施工质量直接关系到整个公路工程的质量,影响到道路的使用寿命,没有坚固稳定的路基,就没有稳固的道路。路基的强度和稳定性,是保证路面强度和稳定性的先决条件。本文主要讨论了影响路基压实的因素及施工应注意问题。 路基压实是指采用碾压设备(机具)对路基进行的人工压实。路基压实是为了提高路基土体的密实程度,降低填土的透水性,防止水分积聚和浸蚀,避免土基软化及因冻胀而引起不均匀的变形,并为减薄路面提供条件;因此,路基的压实是路基施工极其重要的环节,也是提高路压强度与稳定性的根本措施之一。实践表明,土基的充分压实是提高路基路面质量最经济有效的技术措施之一。 
  1. 影响路基压实效果的因素 
  影响路基压实效果的主要因素有土的含水量、碾压层厚度、碾压遍数和地基的强度。 
  1.1含水量对压实的影响。 
  (1)通过击实试验表明密实度(干密度)与含水量之间的关系是:在一定的压实条件下,密实度随含水量增加而增加,当含水量增大到最佳含水量 时,密实度达到最大值 ,若含水量再增加, 大干 时,则密实度反而下降了。 
  (2)上述现象的产生是由于土中水分过少时( < )。土粒间的润滑作用差,所做的压实功不足以克服土粒间的摩擦,土中的空气难以排除,土粒之间不能紧靠,因而难以达到最大密实度;当土中含水量 > 时,由于水分过多,土粒被水膜包围而拉开距离,含水量越大,水膜越厚,密实度反而越低。只有当含水量为 时,水分既提高了润滑力又不把土粒过分隔开,在同样压实功作用下,容易达到最大密实度。 
  (3)由此可见,土在一定的压实功作用下,只有在最佳含水量时,才能达到最大密实度。 
  1.2土质对压实的影响。试验表明: 
  (1)各种土的最佳含水量和最大干密度是不相同的。但他们的击实曲线的性质是基木相同的; 
  (2)土中粉粒和粘粒含量愈多,土的塑性指数愈大。土的最佳含水量就愈大,同时其最大干密度愈小,因此一般砂性土的最佳含水量小于黏性土的最佳含水量,而最大干密度则大于黏性土的最大干密度; 
  (3)砂质粉土和粉质新土的压实性能较好,而黏性土的压实性能较差。 
  1.3压实功对压实的影响。试验表明,对于同类土,压实功增加,其最佳含水量减少,而最大密实度增加;当含水量一定时,压实功越大,则密实度越高。根据这一特性,在施工中,如果土的含水量低于最佳含水量,加水又有困难时,可采用增加压实功的办法来提高其压实度,即采用重碾或增加碾压次数。然而,用增加压实功的办法来提高土的密实度是有限度的,当压实功增加到一定程度时,土的密实度增加较缓慢,在经济效益和施工组织上不够合理。相比之下,严格拌制最佳含水量,要比增加压实功收效大得多。 
  1.4压实机具、施工方法对压实度的影响。压实工具不同,压力传播的有效深度也不同夯击式机具压实传播最深,振动式压路机次之,碾压式压路机最浅。同一种机具的作用深度在压实过程中不断变化,土体松软时压力传播较深,随着碾压次数增加,上部土层逐渐密实,土的强度相应提高,其作用深度也就逐渐减少。当压实机具的重量不很重时,荷载作用时间越长,土的密实度越高,但密实度的增长速度随时间而减少。当机具过重,以致超过土的强度极限时,会引起土体的破坏荷载越重,破坏时间越短。此外,碾压速度越高,压实效果越差。 
  2. 土的含水量与强度、水稳定性的关系 
  2.1当含水量很小时土层颗粒中保留有较多的空隙,在潮湿的条件下由于水的渗入,颗粒间摩阻力减小,密实度减低,强度也大大下降,这就是通常所说的水稳定性差。当土层在最佳含水量 时进行压实,在潮湿条件下其强度的降低都不大,因为此时土粒被挤紧,土的孔隙减小,土粒所处的相对位置适当,相邻土颗粒表面的水膜交叠在一起,阻碍水在土中的移动,使水分不易渗入,因此强度损失较小。土的水稳定性最好。 
  2.2根据上面的试验分析可以得出结论:(1)含水量是影响压实效果的决定性因素;(2)在最佳含水量时,容易获得最佳压实效果;(3)压实到最大密实度的土体水稳定性最好。 
  3. 路基压实施工应注意的问题 
  3.1土基压实标准。压实的唯一目的是使土基接近最大干密度标准,因此干密度是土基压实的重要标准,也是唯一指标。 
  (1)为了便于检查和控制压实质量,土基的压实标准常用压实度来表示。所谓厚实度是指土压实后的干密度与该土的标准最大干密度之比,用百分率表示。按照标准击实实验法。土在最佳含水量时得到的干密度就是它的标准最大干密度。压实度见式计算:
k=ρd1ρ0×100﹪ 

  式中: k——压实度(% ); 
  ρd——压实土的干密度, g/cm3 ; 
  ρ0——压实十的标准最大干密度,g/cm3 。 
  (2)压实施工需先确定压实度。正确选定压实度 值,关系到土接受力状态,路基路面设计要求、施工条件必须兼顾需要与可能,讲究实效与经济。 
  3.2压实机具选择。 
  (1)土基压实机具的类型较多,常用的压实机具可分为静力碾压式、夯击式和振动式三大类。静力碾压式包括光面碾(普通两轮或三轮压路机)、羊足碾和气胎碾等几种。夯击机具有夯锤、夯板、风动夯及蛙式夯机等。振动机械有振动器、振动压路机等。此外,运土工具中的汽车、拖拉机等亦可用于路基压实。 
  (2)不同的厚实机具,对不同土质的压实效果不同,这是选择压实机具的主要依据。 
  (3)一般情况下,对于砂性土,以振动式机具压实效果最好,夯击式机具次之,碾压式较差;对于粘性土,则以碾压式和夯击式较好,而振动式效果较差甚至无效。此外,压实机具的单位应力不应超过土的强度极限,否则会立即引起土基破坏。一般土的含水量较小,土层厚度、压实度要求高时、应选择重型机具,反之可选择轻型机具。工作面较大时可采用碾压机具,较窄时宜采用夯击机具。 
  3.3压实工作组织。压实工作的组织以压实原理为依据,以尽可能小的压实功获得良好的压实效果为目的,压实工作应注意以下要点: 
  (1)填土层在压实前应先整平,可自路中线向路堤两边作2%~4%的横坡。 
  (2)压实机具应先轻后重,以适应逐渐增长的土基强度。 
  (3)碾压速度应先慢后快,以免松土被机械推走。 
  (4)压实机具的工作路线,应先两侧后中间,以便形成路拱,再从中间向两边顺次碾压。在弯道部分没有超高时,由低的一侧边缘向高的一侧边缘碾压,以便形成单向超高横坡。前后两次轮迹(或夯击)须重叠15~20 cm。压实时应特别注意均匀,否则可能引起不均匀沉陷。 
  (5)经常检查土的含水量,均应控制在该种土最佳含水量的±2%以内压实,并视需要采取相应措施。 
  4. 含水量与密灾度的目测 
  目测上层含水量时,可用手使劲捏土,如果能成团而不松散,轻敲后土又能散开,此时土的含水量大致符合要求;如果土捏成团敲不敢,表明土太潮湿。目侧上层的密实度,可注意观测压实后的轨迹,如轨迹已不明显,或下沉量微小,表明土层已基本密实;如轨迹还较明显或下沉量较大,则应继续压实。遇有土层表面松散,推挤时开裂或有回弹现象(称为弹簧土),则要翻挖土层,晒干再压或换土或摻拌石灰至新压实,对过干土均匀加水。 
  5. 压实质量检查 
  土质路基施工前,采用中性击实试验方法测定拟用土料的最佳含水量和最大干密度。压实后,实测压实干密度和含水量,求得压实度,与规定的压实度对照,如末满足要求,应采取措施提高压实度。 
  参考文献 
  [1]陈传德. 公路工程管理与实务.[M]. 北京:人民交通出版社,2008. 
  [2]董秀梅. 公路路基施工技术[J]. 机械管理开发 , 2006,(03) . 
  [3]张斌. 浅谈土工格栅在路基施工中的应用[J]. 黑龙江交通科技 , 2005,(09). 
 2.5养护。 混凝土养护时间不宜少于28d,有特殊要求的部位宜适当延长养护时间。混凝土养护应有专人负责,并应作好养护记录。 
  3. 温度控制 
  应控制混凝土的出机口温度,经常测试混凝土在运输、浇筑过程中的温度变化。浇筑温度指混凝土经过平仓振捣后,在覆盖上层混凝土前,距混凝土面10cm深处的温度。最高浇筑温度是施工现场的主要温控指标,必须明确并加以严格控制,当浇筑温度过高时,混凝土会出现一种假凝现象,影响浇筑质量,因此混凝土浇筑温度不宜大于28℃。在养护过程中,观测混凝土表面温度与室外最低温度的差值应小于20℃。拆模时混凝土的温差不超过20℃。 
  4. 低温季节施工 混凝土早期允许受冻临界强度应满足下列要求: 
  4.1大体积混凝土不应低于7.0MPa(或成熟度不低于1800℃.h); 
  4.2非大体积混凝土和钢筋混凝土不应低于设计强度的85%。说明:钢筋混凝土为断面配筋率大于0.15%的混凝土,素混凝土为断面配筋率不大于0.15%的混凝土。 
  4.3拌和用水加热超过60℃时,应改变拌和加料顺序,将骨料与水先拌和,然后加入水泥,以免水泥假凝。说明:水泥的含碱量应小于0.6%,生产厂家应提供检测数据。对防冻剂或早强剂必须测试其含碱量,为保证混凝土质量,低温季节施工中决定掺用防冻剂和早强剂,不得使用活性骨料。 
  5. 预埋件施工 
  5.1铜止水片采用双面搭接焊接,搭接长度不应小于20mm,接头焊缝应平顺光滑,焊缝无渗漏现象。为确保接头现场焊接质量,应逐个检验,一般采用煤油滴在焊缝上,另一侧洒上粉笔灰的方法检验。 
  5.2铜止水片安装应准确定位,其鼻子中心线与接缝中心线偏差±5㎜,在鼻子空腔内填充塑性材料或填充预制的沥青麻绳,在浇筑混凝土时“鼻子”内不得进入水泥砂浆。 
  6. 混凝土外观质量 常见混凝土外观质量的问题主要有表面污染、水波纹等、混凝土裂缝、蜂窝、麻面、缝隙夹层、错台、烂根和模板走样等质量问题。 
  6.1对于混凝土几何尺寸变形的预防措施。使用面积较大的模板时模板加固要牢靠,防止模板变形。混凝土上料运输的脚手架不得与模板系统发生联系,以免运料和工人操作时引起模板变形;浇筑混凝土时,应经常观察模板、支架、堵缝等情况,发现模板走样,应立即停止浇筑,修整复位。禁止使用弯曲、凹凸不平或缺楞少角等变形模板。板面要清理干净,模板缝隙要堵严;钢模脱模剂涂刷要均匀,不得漏刷。 
  6.2对于混凝土表面产生蜂窝、麻面、气泡的预防措施。 
  (1)严格控制配合比,保证材料计量准确。现场必须注意砂石材料的含水量,根据含水量调整现场配合比,从而控制好混凝土的水灰比;混凝土拌和要均匀,搅拌时间不得低于规定的时间。 
  (2)混凝土倾卸垂直高度不应超过1.5m,为防止混凝土产生离析,要采取串筒、溜槽等措施下料。混凝土振捣应分层捣固,振捣间距要适当,掌握好每一层振捣时间。在振捣上层混凝土时,应将振动棒插入下层混凝土5~10cm,以保证混凝土的整体性结合;控制好拆模时间,防止过早拆模,以免使混凝土粘结在模板上。 
  6.3对产生露筋的预防措施。要注意固定好垫块,配料所用石子最大粒径不超过设计和规范要求。 墙壁较薄、高度较大的结构,钢筋多的部位应采用以φ30mm和φ50mm两种规格的振捣棒为主,钢筋密集处,初用振捣棒充分振捣外,还应配以人工插捣及模皮锤敲击模板等辅助手段。 
  6.4预防缝隙夹层产生的措施。用压缩空气或射水清除混凝土表面杂物及模板上粘着的灰浆。浇筑前,在施工缝表面先铺抹水泥浆或与混凝土相同配比的减石子砂浆处理。 
  6.5对骨料显露,颜色不匀及砂痕的预防措施。 模板采用同一种材料。刚模板除锈要完整,锈尘要清除干净。严格控制砂、石材料级配,水泥、砂使用同一产地和批号的产品,采用泌水性小的水泥,浇筑物在拆模时应保持湿润。 
  参考文献 
  [1]《水工混凝土施工规范》( DL/T5144-2001). 
  [2]《水利水电基本建设工程单元质量等级评定标准》SDJ249.1-1998. 
  [3]《渠道混凝土衬砌机械化施工质量评定验收标准》NSBD8-2007. 
  [4]《南水北调中线干线工程混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定》(试行)(2007-02-14)执行. 

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