土木工程新工艺在工程实际中的应用.docx

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题 目： 土木工程新工艺在工程实际中的应用

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层 次：
专 业：
年 级： 年 春/秋 季
学 号：
学 生： 王黎
指导教师： 罗七妹
完成日期： 2011 年 8 月 5 日

内容概要
由于社会文明飞快的发展，人们的生活水平不断的提高，随之城市建设的步伐叶在组建加快，这就对工程建设领域提出了更高的要求，不仅是从工程质量上要有更好的个保证，同时在施工技术和工艺上也提出了更高的要求，本文是笔者根据现行建筑业的发展举例论述几种土木工程中施工技术及工艺的新方法仅供参考。
关键词：土木工程，施工技术，施工工艺，

目录
一 基坑支护新工艺 ………………………………………… 2
1 工程概况…………………………………………………… 2
2 工程施工方案的选择、分析…………………………………2
3 方案主要内容…………………………………………………3
4 现场施工组织安排……………………………………………3
5 主要施工工艺和质量控制措施………………………………3
6 变形监测………………………………………………………5
二 大体积混凝土抗裂缝的新工艺及方法……………………6
1 水泥的品种及用量……………………………………………6
2 控制温度………………………………………………………6
3 改善约束条件…………………………………………………6
4 预防贯穿性裂缝的发生………………………………………7
5 添加剂…………………………………………………………7
6 提高施工质量…………………………………………………7
7 混凝土养护………………………………………………… 7
结束语………………………………………………………………… 8
参考文摘………………………………………………………………… 8一 基坑支护新工艺
1 工程概况
施工区域临近主楼18层主体施工已完成，主楼东侧有7.5米双向地库汽车坡道出入口；由于前期施工场地相当狭窄，开挖对东侧高压电线钢塔安全影响未知、且加固方案未定等问题的限制，该部分坡道以及部分地库长度32米未进行开挖；由于主楼开挖对该部分地质情况十分熟悉，从上到下依次，现场表层1.5-2.0米为垃圾回填土，1.5米厚粉土层，0.5米粘土层，以下为粉土层，在车库出入口东侧为高压入地电缆盘曲部分，电缆盘曲向西3.0米向东连接22米、25米2座高压钢塔；地库及坡道开挖深度在1-6米，钢塔处开挖深度4米左右；坡道底部为地库，该部分深度6米；在开挖4-6米范围东侧为已建成小区道路、地库出入口，该路面标高低于本工程开挖面1.2米，道路下走有电缆、排水管；且开挖面紧邻隔壁围墙，由于该部位特殊、地质且不均匀，土层有夹杂粘土层，遇水容易滑坡，为保证基坑安全以及隔壁围墙、道路安全，主楼开挖时在围墙内侧采用微型桩加钢筋网砼支护形式，但不理想，围墙局部出现较大裂缝，隔壁道路出现轻微变形；对于现在坡道施工，为保证开挖临边高压钢塔、基坑、以及道路安全，对施工方案进行了多次讨论、对比；在钢塔附近埋有110千伏高压电缆，该部位采用土钉支护安全隐患太大，且放坡使基坑外沿向钢塔、电缆靠近，对钢塔结构安全有影响；钢塔南侧基坑开挖如果采用素喷砼，放坡按照1:0.4放坡，现场尺寸无法满足；用土钉墙支护形式，土钉的长度会伸入临近道路排水管、电缆区域，安全隐患较大，无法保证施工安全；经过对钢塔结构现状了解，钢塔基础为独立钢筋砼灌注桩，直径2.2米，埋深9米。

2 工程施工方案的选择、分析
        通过采用土钉支护或采用13米400微型桩加钢筋网的支护方案的对比，由于钢塔顶部钢绞线相拉，钢塔基础受力大小无法预计，仅靠基坑土体受力计算显然不符合实际，在结构安全和施工安全方面都没有把握，由于该部位较为特殊，一旦影响电线高塔的安全对社会影响较大，施工工艺选择不妥会造成施工安全事故；经多方面考虑、推敲和借鉴其他类似项目，在保证不影响高塔使用安全和坡道施工安全的前提下，设计安全系数适当提高；根据JGJ120-99和GB50202-2002的相关规定，基坑侧壁钢塔处安全等级1级，其他部位为3级；设计类型采用悬臂桩结构，用北京理正软件对支护结构抗拉、内部稳定、外部稳定性进行设计，安全系数均满足规范要求；并通过结构、岩土、电力等方面的专家对该施工方案的论证。

3  方案主要内容
3.1 采用直径600mm的钻孔灌注桩，桩入土深度自地表以下 12米，有效桩长11米，嵌固深度6.5-9.5米，桩身采用C30砼，主筋10根HRB400级16钢筋均匀分布，箍筋￠8@150，加强箍筋￠14@2000，桩间距在电线杆处为1.0米，其它地段为1.2米；冠梁500*800,10根HRB400级18，箍筋、拉钩￠8@200，采用C30砼。
3.2 坡道边坡、钢塔变形监测。

4 现场施工组织安排
        由于现场狭窄，大型机械无法进入施工，且施工区域地下、地上均有高压电缆；对砼灌注桩成孔、钢筋笼安装、砼浇注较为困难；经多方面考虑、讨论决定按照以下组织实施：
        ①在施工前详细了解高压地下电缆走向、埋深以及接电线的辐射范围；
        ②砼灌注桩放线：为了尽最大可能远离高压地下电缆，桩位紧靠车库剪力墙外皮；
        ③由于打桩位置狭小无法使用大型机械进行砼桩施工，采用人工机械洛阳铲成孔工艺，机械选用1T卷扬机配三木塔、活底吊桶、双轮手推车等。
        ④钢筋笼加工：由于钢筋笼11米，钢筋长度9米，需接长2米，计划采用双面焊接工艺，用25吨吊车在地库顶安装，但最北侧4-5根钢筋笼受1#楼主楼位置影响，无法使用吊车，该部位钢筋主筋连接采用直螺纹一级连接，接头钢筋在场外加工后进场；
        ⑤砼浇注为保证基坑、钢塔安全，砼浇注桩成孔采用隔二打一，每三根桩浇注砼一次；
        ⑥变形监测：委托有测量资质的单位进行变形监测，砼灌注桩强度满足设计强度后，组织土方开挖，土方开挖后一周内每天观测1次，以后每三天观测1次。

5  主要施工工艺和质量控制措施
5.1 灌注桩放线定位：利用原1#楼主体定位，定出灌注桩中心位置，桩外侧与坡道剪力墙只留30mm空隙。 
5.2 机械洛阳铲成孔：
①采用600mm机械洛阳铲在桩位中心，利用卷扬机提升及下落进行挖土和垂直运输，闭合抓土，至地面卸土，依次循环成孔，直至达到设计标高。
② 灌注桩施工部位为前期基坑开挖土钉支护面，在自然地坪以下1.5米和3.0米处有土钉，影响到洛阳铲的施工；有土钉的部位桩径均扩大到700mm，用电焊切除；
5.3 钢筋笼制作安装：
  ① 钢筋原材经现场见证取样试验合格后，方准予加工；
  ② 钢筋受力筋按照50mm保护层下料，钢筋主筋搭接采用双面电弧搭接焊，焊头错开50%；个别桩钢筋笼接头采用一级直螺纹连接，接头可在同一个平面上；
        ③ 钢筋保护层用50砂浆垫块每组4块水平对称排列与主筋固定牢固，间距1000mm；
④钢筋笼吊装：用25T吊车吊装钢筋笼；吊装钢筋笼时要对准孔位，直吊扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁钢筋笼放到位置立即固定；吊车不能直接吊装的钢筋笼，分两段钢筋笼施工，第一段5米，加强箍筋采用￠14@1500，成型后人工放入桩孔，临时固定后，用一级直螺纹机械连接其余主筋钢筋。
5.4 砼施工。
        砼采用10-20mm粒径、砼塌落度80-100mm商品砼，灌注前再次校核钢筋笼标高、孔深，检查有无坍孔现象，符合要求后即可开盘灌注。由于砼灌注桩深度较深，混凝土采用溜管用手推车向桩孔内浇筑。灌注开始后应紧凑连续地进行，严禁中途停灌，桩顶以下6米范围采用插入式振动棒进行振捣密实。
5.5 质量标准。
        根据机械洛阳铲砼灌注桩施工验收标准，设计文件和建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002以及砼结构工程施工质量验收规范GB50204-2002相关规定。
        ①机械洛阳铲成孔检验标准及检验办法：桩位小于10mm，孔深+300mm，垂直度10mm；
        ②钢筋笼安装质量检验标准及检验办法：钢筋笼主筋间距±10mm，钢筋笼箍筋间距±20mm，钢筋笼直径±10mm，钢筋笼长度±100m，用尺量；
        ③ 砼灌注桩质量检验标准及检验办法：桩体质量检验: 无桩身断裂、裂缝、缩径、加泥、空洞、蜂窝、松散；砼强度：大于30MPa；桩径：-20mm；桩顶标高：+30mm，-50mm；沉渣厚度：小于100mm。

6  变形监测
6.1 变形观测点的设置。
        ① 在基坑边沿设置4个沉降观测点C1、C2、C3、C4，3个位移观测点w1、w2、w3；
        ② 在高压钢塔上东西各设2个位移观测点南塔w4、w5；北塔w6、w7。
6.2 变形监测仪器。
        沉降观测采用DS1型仪器，按照二等水准测量，水平位移变形观测采用全站仪测量。
 6.3 变形测量控制。
        水平位移观测为平面控制测量，必须先在测区内建立平面控制网。水平位移监测网根据实际情况，采用如下方法：
        先在场内选好位移观测点两端的固定观测点，BM1、BM2，埋在场内稳定不动的位置，并经常检查有无移动，并有保护措施；将在边坡处位移变形点w1、w2、w3设在的冠梁上为一条直线，并做好标记。高压钢塔水平位移点南塔设w4、w5；北塔设w6、w7观测点。观测时，在一个端点BM1上安置全站仪，在另一个端点BM2设置固定觇牌，并在每一个位移点上安置固定标志，全站仪先后视固定觇牌进行定向，然后再观测冠梁、钢塔上的观测点，并读取数据，经计算即可得到各点位移量。测量中的主要误差：对中误差<0.1mm;整平误差：<0.3mm；瞄准误差：<0.4mm；方法误差：<0.3mm；
6.4 监测成果。
        从土方开挖到观测变形结束，除开挖当天1个观测点变形最大3mm，（报警值为5毫米/天），其余变形观测为1-2毫米/天，累计最大6mm，远远满足规范30mm要求；对临近建筑、道路沉降观测未发现明显变形。
根据上述工程实例我们可以得知，针对于狭小且地形复杂的区域进行深基坑支护时，不仅要考虑施工作业面的存在，更要考虑施工工期和施工质量，从而新工艺在此体现了他的优势和效率。采用钢塔支护节后，不仅可以缩短工期，提高工程安全系数，还可以达到更好的经济效益，在节能环保与文明施工忙面也体现了该工艺存在的特点。相对于钢板桩和混凝土导墙而言，钢塔灌注桩施工工艺更适合于地质复杂，要求严谨的施工特点，从以上案例可以说明，施工工艺的好与坏，直接决定工程的意义，体现工程的价值。

二 大体积混凝土抗裂缝的新工艺及方法
1，水泥的用量
选择水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙（C3A），其他成分依次为硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙。另外，水泥越细发热速率越快，但是不影响最终发热量。充分利用混凝土的后期强度，以减少水泥的用量。

2 控制温度
2.1减少混凝土中的水泥用量，改善骨料级配，优化混凝土配合比。在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰，可以增加混凝土的密实度，提高抗渗能力，改善混凝土的工作度，降低最终收缩值，利用粉煤灰作混凝土的掺合料，降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升，提高混凝土的后期强度及其抗裂能力；
2.2 降低混凝土的浇筑温度，拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却；
2.3 减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热（热天浇筑）；
2.4 埋设水管，冷水降温；
2.5 规定合理拆模时间，气温骤降时做好混凝土表面保温措施，避免混凝土表面发生急剧温度梯度；
2.6 在寒冷季节，对在施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，采取保温措施。

3改善约束条件
合理分缝分块，缩短混凝土分块长度；避免基础过大起伏；合理安排施工工序。

4 预防贯穿性裂缝的发生
贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能会破坏结构的整体性和稳定性，其危害非常严重。贯穿裂缝出现后要恢复其结构的整体性十分困难，所以应注意防止贯穿裂缝的发生。

5添加剂
添加外加剂，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，防止开裂，提高混凝土的耐久性。混凝土中存在大量的毛细孔道，水蒸发后会使毛细管中产生张力，导致混凝土干缩变形。若增大毛细孔径可降低表面张力，但会影响混凝土强度，这就是表面张力理论，早在六十年代就已在国际上被认可；水灰比也是影响混凝土收缩的重要因素之一，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％；此外，水泥用量也严重影响了混凝土收缩率，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充，用减水防裂剂改善水泥浆稠度，控制混凝土泌水，以减少沉缩变形。混凝土缓凝时间适当，可以控制因水泥长期不凝而带来的塑性收缩。另外，减水防裂剂可有效地提高混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能；掺加外加剂一方面可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少混凝土的碳化收缩，另一方面在混凝土表面形成微膜，可减少水分蒸发，防止干燥收缩。

6提高施工质量
加强混凝土浇筑过程中的振捣控制，保证混凝土内部组织密实，达到提高混凝土极限拉伸值的目的。

7 混凝土养护
　　混凝土养护的核心是防止混凝土早期表面失水，同时养护可以补充混凝土早期水化需要的水分，有助于水泥水化的进行。混凝土路面、桥面或地面施工，塑性收缩裂缝是长期困扰的问题。过去混凝土泌水量大，一般采用二次收浆，然后开始养护，防止塑性收缩裂缝。现代高性能混凝土基本没有泌水，如果风大或温度高，水分蒸发量大，混凝土表面很快就会出现裂缝，必须在终凝前再次抹面闭合裂缝。在工程实践中，人们也一直在摸索如何更早地开始养护，得到很多成功经验。
综上所述，大体积混凝土的裂缝对施工及其构筑物危害很大，严重影响了构筑物的安全使用。在施工时一定要严格把关，做好混凝土早期养护及其预防发生的措施，把混凝土的裂缝减少到最低限度，以避免危害结构的裂缝的产生。

三 结束语
从上面两个案例的结果我们可以得知，现在土木工程施工的核心技术在于基础工程与主体工程两个方面，而基础工程的最最关键部位在于基坑的支护，主体工程施工的关键在于混凝土工程，而技术书和施工工艺上的突破时解决施工中所出现问题的最有效手段。而现在的钢塔灌注桩及混凝土抗裂防止技术为最新的施工工艺及方法，从上述两个方面体现的是施工技术的进步，科学技术是第一生产力，而施工技术的突破更是体现了科技创新在土木工程领域里的进步和应用。
参考文献
天工网：工程施工新技术
《建筑施工技术》2010-4+25 化学工业出版社
《建筑工程新技术》2011+3+11 中观建筑工业出版社
筑龙网《最新土木工程施工信工艺》