“U”型混凝土槽

“U”型混凝土槽（精选五篇）

“U”型混凝土槽 篇1

1 混凝土结构渗漏的主要原因

工程中常见的混凝土渗漏水现象是混凝土裂缝渗漏水。混凝土结构物在使用过程中,由于基础、钢筋或相邻部件牵制而处于不同程度的约束状态,当混凝土发生变形时,就会因约束而产生拉应力,加上混凝土的抗拉强度低,因而,当体积变形过大时,就会导致混凝土开裂,这是混凝土自身的弊端。钢筋混凝土结构产生裂缝的原因很复杂,就其材料性质而言,混凝土干缩和温差收缩是产生裂缝的主要原因。

1.1 干缩裂缝

混凝土在硬化过程中,水泥水化生成结晶和硅酸钙胶体,胶体中有大量的微细孔隙,在干燥条件下,混凝土中的水分逐渐蒸发,胶体孔隙受到压缩,体积随着水分的蒸发而不断收缩。由于混凝土的内外收缩是不一致的,这样就在混凝土内产生拉应力,从而引起混凝土产生干缩裂缝。干缩裂缝的宽度一般为0.05 mm～0.2 mm。影响干缩裂缝的因素很多,主要有原材料性质,养护时间,养护期间的湿度等。加强混凝土的养护,特别是加强早期养护工作,可以减少混凝土的干缩。

1.2 温度裂缝

混凝土随温度变化而产生膨胀或收缩变形称温度变形。水泥在水化反应过程中,放出一定的热量,当混凝土内部和表面的温差过大时,即产生裂缝。当混凝土表面降温收缩受到内部混凝土约束时,将产生表面温度裂缝(亦称内约束裂缝);当混凝土降温过快,内外温差较大,且受到外界约束时,将产生深进和贯穿的温度裂缝(亦称外约束裂缝)。温度裂缝的宽度一般在0.5 mm以下。

2 U型膨胀剂的补偿收缩原理

U型膨胀剂是一种由硫酸铝,硫酸铝钾,硫酸钙等组成的化合物,简称UEA。在普通混凝土中掺入适量UEA,硬化初期可生成大量的膨胀性结晶水化物——水化硫铝酸钙(即钙钒石),使混凝土产生适度膨胀。这种膨胀能抵消混凝土的收缩,从而减少了混凝土因收缩而导致开裂的可能性。掺入UEA的混凝土,称为补偿收缩混凝土。

2.1 膨胀产生压应力

普通混凝土在空气中硬化时,体积会产生收缩。而补偿收缩混凝土,在限制条件下,由于自身的膨胀,会对限制体(如钢筋、相邻物体、基础等)产生拉应力,与此同时,限制体就会对混凝土产生压应力。正是这种压应力大致抵消了可能导致混凝土开裂的拉应力。补偿收缩混凝土在结构中产生的压应力一般为0.2 MPa～0.8 MPa。

2.2 限制膨胀使混凝土质点距离缩小

混凝土在收缩变形过程中,若没有内部或外部的约束,是不会引起混凝土开裂的。因为自由收缩是“相向变形”,它使混凝土受压,质点距离缩小;而限制收缩是“背向变形”,它使混凝土受拉,质点距离增大。和收缩变形相反,混凝土的自由膨胀是“背向变形”,限制膨胀是“相向变形”。在实际中,混凝土的变形总是在一定的限制条件下出现。

由上述表明:混凝土限制条件下的收缩变形是产生裂缝的原因,而限制条件下的膨胀变形,避免或减少了混凝土的开裂。总之,在考虑混凝土变形对结构的影响时,不可忽视限制与非限制条件下混凝土的质点变化。

2.3 补偿收缩混凝土减少了混凝土内部孔隙

钙钒石晶体在生长过程中,能够填充水泥石中的孔隙,堵塞并切断连通的毛细孔道,从而使混凝土内部孔隙率减小,内部组织致密。

2.4 补偿收缩混凝土减小了内外温差的影响

在大体积混凝土施工中,当混凝土中心与表面的温差超过25 ℃时,就会因温差应力而产生裂缝。补偿收缩混凝土可使这个温差放宽到45 ℃～55 ℃。

有关计算结果表明:在大体积混凝土施工时,采用补偿收缩混凝土,能够放宽温控指标,一般不必再用冷却骨料等传统方法来降低混凝土的温度,减小混凝土内外温差。

总之,补偿收缩混凝土是以改善孔隙结构,降低孔隙率,避免或减少开裂而获得较高抗渗性能。其抗渗性比普通混凝土提高2倍～3倍。

3 补偿收缩混凝土施工的几点体会

1)目前UEA膨胀剂有普通型、泵送型、早强型、抗冻型等,施工时可根据混凝土的设计强度等级,抗渗标号,施工季节及搅拌形式,选择适当的UEA。当UEA需与其他化学外加剂复合使用时,应通过试验确定。2)选定配合比宜用试配1号,用于防水工程的混凝土,其水泥用量应比同标号普通混凝土增加10%左右,混凝土率控制在36%～40%,水灰比一般为0.5左右。3)UEA掺量一般为水泥量的10%～40%(等量取代水泥),搅拌时间应比普通混凝土延长30 s～60 s,称量误差小于0.5%。4)施工时要特别注意振捣密实,不可漏振、过振, 在混凝土终凝前必须反复抹压,防止出现沉降裂缝。

摘要：从干缩裂缝和温度裂缝两方面分析了混凝土结构渗漏的主要原因,提出了在普通混凝土中掺入适量U型膨胀剂的方法,对其补偿收缩原理作了探讨,并论述了补偿收缩混凝土施工的几点体会。

关键词：渗漏水现象,裂缝,U型膨胀剂,补偿收缩,施工

参考文献

“U”型混凝土槽 篇2

【关键词】U型槽；水泥土搅拌桩；综合处理；饱和黄土深路堑

1、概述

工点位于锦州至赤峰铁路DK250+980-DK251+080段长100m，线路中心最大开挖深度20.26m，设计为封闭式路堑。工点所处地貌为固定沙地及沙丘，地形略有起伏，地下水为第四系细圆砾层中微承压水，水位标高535.49m～540.89m，涌水量大。施工中采用了混凝土U型槽施工工艺，在路基开挖至一级平台处，采用管井降水，自基底以下实施6.0m桩长的水泥土搅拌桩，横向设96排，路基基底封闭宽度为15.2m，地基处理完毕后设3.0m高C35钢筋混凝土U型槽结构进行封闭，U型槽7.5m一节。

水泥土搅拌桩采用深层搅拌法施工，成桩直径0.5m，间距1.2m，正三角形布置。

2、施工方案

2.1 施工顺序

该U型槽工点是利用管井降水，排除开挖地段路堑的水源，土体开挖后，即刻进行水泥土搅拌桩施工，地基加固后立即进行混凝土施工，及时回填两侧开挖的部分。

2.2 施工关键工序及注意事项

2.2.1 设置观测桩

边坡沿线路方向每隔50m设置监测断面，每个断面分别于路堑边坡的侧沟平台、边坡平台、堑顶以及堑顶外10m设置观测桩。

2.2.2 天沟开挖施工

根据现场进行测量放线,施作天沟拦截地表水,防止开挖过程中地表水流入开挖区,影响边坡的稳定。

2.2.3 开挖一级平台以上路堑

挖除U型槽以上路堑土方，在保证施工时边坡稳定。

2.2.4 管井降水

在路堑两侧一级边坡平台施作管井，沿槽两侧间距35m呈直线形式布置。管井开孔45cm，滤管采用内径25cm，外径33cm的无砂混凝土滤水管。每座管井内放置一台25m3/h离心式水泵，专人负责抽水，防止施工场地积水，保证桩基顺利施工。

2.2.5 水泥土搅拌桩施工

⑴施工准备工作。开工前，进行现场试验，选择最优水泥浆液配比，确定材料用量；按设计要求，布置孔位，并复核无误；深层搅拌桩机、灰浆搅拌机、灰浆泵等机具就位并进行调试，保证正常工作。

⑵在槽内整平场地，按设计要求标识孔位，成正三角形。桩位偏差不大于50mm。

⑶搅拌机就位，调平，钻杆垂直偏差不超过1.5%。

⑷试桩。在现场进行工艺性试验，确定主要工艺参数。

⑸施工时，先将深层搅拌机用钢丝绳吊挂在起重机上，用输浆胶管将储料罐砂浆泵与深层搅拌机接通，开通电动机，搅拌机叶片相同而转，借设备自重，以0.38～0.75m/min的速度沉至要求的加固深度；再以0.3～0.5m/min的均匀速度提起搅拌机，与此同时开动砂浆泵，将砂浆从深层搅拌机中心管不断压入土中，由搅拌叶片将水泥浆与深层处的软土搅拌，边搅拌边喷浆直到提至地面，即完成一次搅拌过程，用同法再一次重复搅拌下沉和重复搅拌喷浆提升至设计停浆面，即完成一根柱状加固体，关闭搅拌机、清洗，桩机移至下一根桩。

2.2.6 注意事项

⑴施工时设计停浆面一般应高出基础底面标高0.5m，在基坑開挖时，应将高出的部分挖去。

⑵施工时因故停喷浆，宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m。待恢复供浆时，再喷浆提升。

⑶壁状加固时，桩与桩的搭接时间不应大于24h，如间歇时间过长，应采取局部补桩、注浆等措施。

⑷搅拌桩施工完毕应养护14d以上才可开挖。基坑基底标高以上300mm，应采用人工开挖。

⑸施工前应确定灰浆输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数，并根据设计要求通过工艺性成桩试验确定施工工艺。

⑹所使用的水泥都应过筛，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。

⑺当水泥浆液达出浆口后应喷浆搅拌30s，在水泥浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升搅拌头。

2.3 U形槽施工

2.3.1 基坑开挖

待搅拌桩施工完毕应养护15d时开挖预留厚土层，最大开挖长度不超过20m。当观测桩位移达到3cm时，放慢开挖速度，观测桩位移达到5cm时应停止施工，并及时采取相应措施。

2.3.2 基底处理

于底板以下施作0.1mC20素混凝土找平层，找平层下铺设0.4m厚碎石；同时在每节底板中间垂直线路方向设0.3m厚、0.5m宽的凸榫，与底板一体浇筑，以增强机构抗滑性。

2.3.3 模板制安

采用大块组合钢模板，板厚5mm，长2.0m，宽1.0m，横竖成缝进行拼装，相邻模板间采用螺栓连接。拼缝间加垫橡胶条或双面胶，大块模板周边设角钢，内肋采用扁钢进行加固，两侧模板采用桁架进行支撑，共计6道，相邻间采用钢管扣件连接，为防止伸缩缝处二次浇筑出现错台，施工时，不拆边墙衔接处的模板，继续安装下一节模板，端头模板采用聚苯板，外贴定型钢模板，并进行支撑。

2.3.4 混凝土施工

按照规范要求对水泥、钢材和砂石料等进行试验检验，施工中混凝土采用搅拌站集中拌和，罐车运输，插入式振捣器捣实的浇筑方法。施工前，在端模进行无缝钢管预埋。首先，按穿销设计位置在端模上预留孔位，穿销穿入预留孔，穿销与模板预留孔间要密贴，并用双面胶粘贴，防止漏浆。预埋长度按设计要求，预埋端与边墙钢筋焊接牢固，以确保穿销位置的准确性，无缝钢管空隙涂黄油后用沥青麻筋伸入钢管内，伸缩缝处用沥青麻筋裹紧钢管，钢管端2cm处封死。

2.3.5 防水处理

边墙及底板伸缩缝宽度为2cm，伸缩缝采用外贴式塑料止水带、中埋式橡胶止水带、聚苯板等；边墙背后通铺EVA防水板（1.5mm厚）。防水是U形槽结构的难点，是本工程成败的关键，所以采用以下措施进行控制：

⑴安装止水带：按结构物周长，分别截取整条止水带，尽量避免接头，使两条止水带各自形成一U型封闭体系。预埋在底板时用木板夹紧，在边墙时采用定型钢模板固定。中埋式橡胶止水带中间空心圆环应与变形缝的中心重合，水平加固采用专用钢筋套，1.0m1个，转弯处采用直角圆弧状专用配件。浇筑混凝土时，对止水带处的振捣应特别注意，止水带不得移动和破坏，止水带下的混凝土应予以捣实。

⑵伸缩缝：拆模后清除槽体内杂物，在伸缩缝内填塞聚苯板，确保填缝紧密、平直。嵌缝内铺设隔离纸后，采用聚硫密封胶随用随时混合、密封，施工时注意确保界面清洁、混胶均匀。

⑶防水板：采用无钉铺设，铺设完毕后，再回填细砂作为保护层。接缝采用搭接热压焊，搭接长度不得小于15cm。

2.3.6 路面混凝土

采用定型钢模现场浇筑，平板振捣器捣实。电缆槽、侧沟盖板集中预制，人工安装。

2.3.7 渗漏水处理措施

该地段中的圆砾土地层最容易引起地下水渗漏，基坑开挖完毕如发现地面部位有地下水漏水时，采用采用Φ130mm钻机向下钻孔，并根据不同出水情况分别注入水泥浆或水泥水玻璃双液浆。钻孔先选定在搅拌桩咬合部，孔位呈梅花形布置，钻孔后注浆。渗水时，先进行凿平、清理、冲刷后，再采用防水砂浆（加早强速凝剂）抹平、喷防水涂料进行堵漏。未处理之前不可进入下一道工序。

3、质量检验及控制

3.1 水泥土搅拌桩质量检验及控制

3.1.1 水泥土搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程，施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录，并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。检查重点是：水泥用量、桩长、搅拌头转数和提升速度、复搅次数、深度、停浆处理方法等。

3.1.2 水泥土搅拌桩的施工质量检验采用以下方法：成桩7d后，采用浅部开挖桩头［深度宜超过停浆（灰）面下0.5m］，目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径。检查数量为总桩数的5%；成桩3d后，可用轻型触探（N10）检查每米桩身的均匀性。检查数量为总桩数的1%，且不少于3根。

3.1.3 竖向承载水泥土搅拌桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。

3.1.4 载荷试验必须在桩身强度满足试验载荷条件时，并宜在成桩28d后进行。检查数量为总桩数的0.5%-1%，且每项单体工程不应少于3点。

3.1.5 对相邻桩搭接要求严格的工程，应在成桩15d后，选取数根桩进行开挖，检查搭接情况。

3.1.6 基槽开挖后，应检查桩位、桩数与桩顶质量，如不符合设计要求，应采取有效补强措施。

3.2 混凝土质量检验及控制

认真审核水泥出厂合格证、水泥试验报告、钢筋出厂合格证、钢筋试验报告、粗细骨料试验报告、水分析实验报告及外加剂试验报告等质量文件，合格方可进场使用，施工前对混凝土配合比选定单、模板拼接、拉筋设置以及止水带、防水材料应仔细检查、校核，确保无误后，开始进行施工。

4、安全措施

所有施工人员上岗前必须进行岗前培训和安全教育，获得《安全操作合格证》后，持证上岗。

施工时，经玉马公路排土和运输混凝土，车辆横过交通口时，两侧设防护员佩戴标志防护；设专人经常检查坡面坡顶的稳定，对坡面、坡顶附近进行观测，如发现有裂缝和塌方的迹象时，立即处理。

施工机械、电气设备、仪表仪器等在确认完好后方准使用。并由专人负责使用。

深层搅拌机的入土切削和提升搅拌，当负荷太大及电机工作电流超过预定值时，应减慢升降速度或补给清水，一旦发生卡钻或停钻现象，应切断电源，将搅拌机强制提升之后，才能启动电机。

5、结束语

经现场检测混凝土U型槽结构无渗水、上浮及下沉等现象，达到了设计要求，对于铁路通过地下水路堑地段能起到较好的效果。

实践证明混凝土U型槽结构采用水泥土搅拌桩复合地基处理U型槽基底饱和黏质黄土，对于减少工后沉降，提高地基承载力，是快捷有效的。

“U”型混凝土槽 篇3

片石混凝土U型桥台是公路建设中比较常见的桥台形式,一般情况下都是采用先固定钢管骨架,再逐步进行拼模,待将整个桥台四周的模板全部组装好后再分层浇筑混凝土的施工方法;如何保证质量、加快进度、提高外露面的美观程度、尽量避免和减少施工过程中出现的各种质量缺陷,一直是桥梁建设者及管理者关注的重点,尤其在当今的高速公路建设中,更是引起广大建设者们的广泛关注。但在实际施工中往往会受到各种因素的制约,很难达到预期的效果,这些因素包括:1)模板固定难度大,装模工序复杂且耗时长。2)外观质量难以控制。3)容易出现裂缝。4)必须连续施工。

2料石镶面的施工工艺及特点

1)细石子混凝土浆砌料石镶面是采用C20的小石子混凝土按照图纸设计尺寸砌2层～3层料石为模板,每层料石之间设拉筋,然后再浇筑片石混凝土使之形成一整体;层与层混凝土之间插入石笋以增强混凝土的整体性。查《路桥施工常用数据手册》得知:C15片石混凝土的极限抗压强度与C20小石子混凝土砌筑50号料石的极限抗压强度一致。采用小石子混凝土浆砌料石镶面对桥台的断面尺寸和结构强度没有影响。

2)料石镶面施工系分层进行,有利于水化热散发。由于细石子混凝土浆砌料石每2层～3层浇筑一次片石混凝土,片石混凝土层厚不到1 m,散热面积较大,能有效避免裂缝与施工缝的产生。

3)可减少模板的使用数量,降低了工程成本,加快了工程进度。镶面石既作为桥台整体的一部分,又作为片石混凝土的固结模板,节省了钢管与模板。一座桥的2个桥台可分4个作业区,有利于安排平行流水作业,充分利用人力及设备资源,减少工程投入,从而大大加快工程进度。

4)可提高桥台的外观与耐久性。a.料石镶面通过挂线和吊锺能保证其平整度,垂直度。b.料石镶面有令人满意的装饰效果。c.片石混凝土为低标号混凝土,转角部位耐撞能力差。料石强度高,一般碰撞对它没有大的损害。d.台背回填与台身的施工可同步进行,利于缩短工期。

3工程实例

下面以丹—拉国道主干线内蒙古老集高速公路第一合同段K276+110桥的桥台施工为例,对采用装模施工与采用料石镶面替代模板施工进行比较。

3.1 采用装模施工

K276+110桥系1-20 m预应力简支梁桥,其桥台形式为重力式U型桥台(见图1,图2),从图中尺寸可计算出一个桥台按常规方法(装模)施工所需模板、钢架管、拉杆钢筋的数量,同时还可计算出模板拼装的时间与混凝土浇筑的天数。在此不详细计算,只对拼模施工作一定性分析:

1)桥台一次性装模所需模板数量大,拼模的时间长。

2)台身的断面面积大,B顶min=1.35 m,正墙B底min=5.87 m,侧墙B底min=5.83 m;按常规采用钢筋拉杆来固定模板,Lmin=1.55 m,Lmax=6.07 m(不考虑其自然挠度);如考虑其自然挠度和自重的作用,则其长度还应加长;拉杆筋越长其柔性变形越大,要求拉筋越粗,模板越难固定,模板间距的精确度就越低,在混凝土的侧压力作用下,易使结构尺寸超出规范要求;为确保模板系统的稳定性,必须采用更粗的钢管代替,其工程造价就会增大。

3)台身高度太高,固定模板的材料用量大、作业场地宽,最重要的是其安全难以保证,安全系数低。

4)对是否需进行分段浇筑及如何控制大体积混凝土的水化热,规范中都有规定,在此不重复。

5)大体积混凝土最好采用混凝土输送泵进行连续施工,机械设备的投入加大了工程成本,同时不利于混凝土拌合站的集中建立,分散了机械设备的集中运用。

6)一次性拼模并浇筑完混凝土后,台背回填则成了一个大问题,大型机械设备的使用则会受到限制,从而很难满足规范的压实度要求,同时还影响施工进度。

3.2 采用料石镶面施工

料石镶面在工艺要求及机械设备的使用等方面都要简单和低得多。以下是料石镶面在具体施工中的实际应用。

3.2.1 材料要求

1)石料的饱水抗压强度不小于50 MPa。

2)石料的材质均匀、细密,颜色一致,不易风化,无裂纹及其他缺陷。其抗冻性指标为58.3 MPa≥50 MPa。

3)外形尺寸:外露部分为粗料石,背部为块石,粗料石为长方体,长40 cm,宽30 cm,厚度20 cm,外露面表面平整,并把表面凿成斜纹,间距为1 cm,以增加其美观效果。

4)河砂为中(粗)砂。

5)碎石的粒径不大于20 mm。

3.2.2 细石子混凝土具有良好的和易性和适当的保水性,其坍落度介于7.0

cm～10.0 cm之间

细石子混凝土的用量可以根据实际砌筑的工程量来确定,用拌合机拌和后送至施工现场,安排工人在细石子混凝土初凝前都使用完毕,但未用完的细石子混凝土应全部废掉,不能用于砌筑料石。

3.2.3 施工方法

台身外露面采用料石镶面,背面用块石砌筑。考虑混凝土的侧压力对台身的影响,防止片石混凝土浇筑过程中挤动料石,同时也考虑水化热的散发,采取每砌筑2层镶面石浇筑一次片石混凝土。

3.2.4 施工时注意事项

1)镶面石砌筑前,按桥台高度先计算出层数。

K276+110桥0号桥台,按每层30 cm计,共需砌筑镶面石[1 398.8/30]=46层,余下1 398.8-46×30=18.8 cm,由每层的横缝找齐,横缝增加厚度为18.8/46=0.41 cm;横缝高度没有超过规范要求(3 cm～5 cm)。

2)选好石料。

石料色泽应基本一致,且无缺边角的,表面刻纹上下层应相匹配。

3)砌筑。

砌筑前先把石料冲洗干净,底层洒水浸润,之后坐浆,以沉降缝为界分段分层砌筑,采用二顺一丁法,砌缝宽度2 cm～3 cm,之间用细石子混凝土塞满,以不污染墙体表面为宜,上、下层错缝不小于8 cm;墙体转角用角石砌筑;背墙采用块石砌筑,每层错台,每层砌体的断面有效尺寸不能小于原来的设计断面尺寸。砌筑后,如石料有松动应重新用细石混凝土砌筑并养护好。由于料石尺寸规格基本一致,为增加墙面的立体感和美观度,勾凹缝,缝宽2 cm～3 cm,缝深1.5 cm,用14 mm或16 mm圆钢压缝。待勾缝砂浆终凝后,立即在其表面涂上一层黑色反光油漆。为使镶面石与填芯片石混凝土连接紧密,在镶面石与片石混凝土之间增设连接钢筋,钢筋摆放在水平砌缝处,以增加其结构的整体性。

4)浇筑填心混凝土。

待镶面石砌好后一段时间内即浇筑填心混凝土,由于细石子混凝土的龄期未到,故在浇筑片石混凝土时应高度注意,靠近镶面石混凝土的卸料、片石加入、振捣时应防止对镶面石产生过大的冲击力,以免已砌好的镶面石发生位移。层与层之间要预埋石笋,石笋外露1/3以上,以增强台身的整体性。

5)养生。

片石混凝土在养护过程中,镶面石极易被污染,应及时用钢刷清洗镶面石的外露面,污染严重者对表面应重新修整,以免影响外观,镶面石砌筑完后或片石混凝土浇筑后应及时覆盖养生。

3.2.5 台背回填

当台身的每层混凝土浇筑完后,应及时抓紧台背回填;在台背回填的过程中要注意不要因台背回填而破坏了台身混凝土及细石子混凝土的强度,故进行台背回填时,台背回填的高度大致低于已浇筑混凝土顶面约1 m,大吨位的设备在压实过程中距离台身边缘也应满足1 m左右,并且振幅不要太大,靠近台身约1 m范围内用小型机具逐层夯实。这样,既加快了台背回填的进度又给台身的施工提供了作业场地。

3.2.6 实施效果

通过该桥的具体实施,台身竣工后各项技术指标均满足要求,具体见表1。

该桥台身施工正因为采用了料石镶面替代了拼模法施工,原本已经滞后的进度又赶了上来,尤其是台背回填,为梁板的吊装提供了场地,为整个工程的如期完成创造了条件。

4结语

采用该施工工艺,不仅确保了大体积混凝土桥台的几何尺寸、外观质量和整体强度,而且有效地解决了大体积水泥混凝土施工中不可避免的模板支设难和费用高、水化热大、干缩裂缝多等难题。同时,几乎可以同步进行台背路基填筑,使台背高填方路基尽早完成工后沉降,减少了桥头跳车等现象的发生;又降低了施工单位的前期投入,加快了工程进度,优越性明显,在今后大体积桥台的桥梁建设中是一种值得推广的施工方法。

摘要：针对片石混凝土U型桥台体积大,模板固定难,装模工序复杂且耗时长,几何尺寸、混凝土外观质量等难以保证与控制的施工特点,提出了用细石子混凝土浆砌料石替代模板的施工方法,并进行探讨。

关键词：料石镶面,U型桥台,替代模板

参考文献

[1]JTJ 054-94,公路工程石料试验规程[S].

U型槽防渗渠工程施工技术 篇4

1 U型槽优点

一是水力学性能最好, 用料最省。因为U形槽下部为半圆形, 是水力最佳断面, 所以输水能力强。由于U形槽湿周最短, 较其他断面形成的等厚度衬砌节省材料[1,2]。二是力学性能好, 避免冻胀破坏。U型槽下部呈反拱型, 半圆形外的土体基本处于稳定状态, 直立段土侧压力很小。对来自外部的冻胀力有较强的抵抗力, 冻胀程度仅为梯形渠的1/4~1/3, 当冻胀力较强时, U型渠道将会整体上抬, 解冻后多数可以复位。实践中, 未发现因冻胀等原因而产生裂缝或破坏[1,2,3]。三是防渗效果好, 减少占地。由于槽体湿周短, 裂缝少, 因此防渗效果较好。同时, U型槽还可减少占地面积, 一般较梯形断面渠道节省渠道占地1/2左右。四是施工简易, 进度快, 整体性强。底缝具有可调性, 可根据流量和纵坡的大小, 对衬砌底缝做适当调节, 最大可调节到24 cm, 渠道过水流量可达到0.4 m3/s[3]。

2 U型槽的制作

一是制作要求。根据设计流量确定U型渠槽断面尺寸。混凝土配合比、外加剂合理选择是影响U型渠槽成型与质量的主要因素, 混凝土要采用425号普通硅酸盐水泥, 砼的配合比应满足强度、抗冻、抗渗及和易性要求。要根据砂浆自身含水量严格控制水灰比, 其允许值要控制在0.60~0.65。砼的坍落度控制在1~3 cm。低温季节或天气湿润时, 坍落度可适当减小。高温季节或较干燥天气时, 坍落度宜适当增大[4]。二是混凝土拌合。使用搅拌机拌合, 拌合均匀后, 先立边挡架, 浇筑底部中间部分, 再立内模架, 安设弧面部分模板, 两边同时浇筑, 最后立直立段模板直至顶部。三是养护。为了使混凝土正常硬化和防止其干缩裂缝, 应特别注意养护工作。正常气温下, 混凝土浇筑后12 h左右开始养护, 养护时间不少于14 d。

3 U型槽渠槽挖填

一是基础土方挖填。渠槽断面应挖成U型, 土方开挖前要先放开挖线, 按开挖线进行开挖, 尽量避免超挖。挖填过程分为3步, 第1步先挖圆弧以上的土;第2步挖U槽至渠底高程;第3步挖出圆弧面。挖的过程中, 应勤用样板校验。用少量U型槽由人工抬运至挖填成型的土渠中作样板, 每10 m安放1块。并以此为样板, 在2个标准断面间纵向拉紧线绳, 将线绳逐渐沿半圆周上下水平移动检查。土槽上口宽一般比构件要宽2 cm左右。二是渠槽处理。基础土壤密实度是U型槽寿命长短重要因素。有的渠段r渠床土壤较松软, 为防止透水、湿陷或不均匀沉陷, 开挖时可预留厚20~30cm的土, 衬砌施工前必须进行渠床土层压实处理。压实程度一般要求达到最佳密实度的0.95左右。过田地段要加渠底垫层, 尽量避免渠内水位低于田面水位和渠水倒流现象。三是机械开挖。有条件的可采用挖土机、U型开渠机等机械开挖基槽。但机械开挖以后, 仍要辅以人工进行最后的检查和修整。四是半填半挖式渠道基槽开挖。此种基槽开挖必须与填方施工相结合, 即开挖基槽挖方部分的粗土, 开挖时预留足够厚度土层, 按填方建筑的方法填筑渠道两岸的填方部分, 至设计高程。然后再整修渠槽, 直至达到设计要求。

4 U型槽安装

一是浇筑垫层。在开挖成型的基槽上, 浇1层宽20 cm、厚4 cm的细石混凝土作垫层。垫层厚度要均匀, 要经振捣或夯击使其压实。二是安装。在安装过程中, 应按设计比降, 每隔10 m定1个控制点, 并在控制点安装1块U型槽。槽底高程符合比降在此高程的要求。然后从渠首至渠尾逐块进行安装。每10 m要预留3~4 cm伸缩缝, 用沥青或沥青砂浆填充, 用小铁抹子压实抹光。三是接头缝口处理。U型槽接头缝口是整条渠道的薄弱部位, 渠槽在运行中出现渗漏或位移现象均发生在接缝上, 因此缝口处理是安装关键。在填缝前, 要将缝内土和其他杂物清除干净, 并洒水充分湿润, 然后用水泥砂浆填满接缝, 将其压实后覆盖草帘或草袋洒水养护。接缝要平整、光滑、无裂缝。

5 U型槽渠道管理维护

管理养护的任务是:维护衬砌工程的完整, 进行合理地运用, 发挥并扩大其效益, 延长使用年限, 保证行水安全。同时, 要验证原衬砌工程设计、施工的正确性, 检验质量的好坏, 为以后工作积累经验和资料。混凝土衬砌的渠道在运用前, 应制定衬砌工程管理与控制运用办法。建立衬砌渠段 (特别是滑坡、填方和隐患较多的一些险工渠段) 的档案卡片。记载存在问题和处理情况, 以便将来查考。在衬砌渠道投入运用前, 应先放小水、后放大水, 逐段进行泡水试渠。发现问题及时处理。在试渠过程中, 必须严密组织分工, 逐段落实巡渠人员, 加强巡回检查;并准备好通讯、交通运输、测验、检修、安全措施等设备。试水无问题或有问题已作妥善处理, 确保安全时, 即可开始运用。运用中, 特别是早期运用, 必须按养护段的范围, 成立巡渠队, 分段包干, 昼夜巡查, 并做好抢险准备。在放水前后均应检查衬砌混凝土是否有剥落或裂缝破坏;伸缩缝是否完好;缝下有无淘刷;基础有无沉陷、冻胀和洞穴隐患;渠槽内有无堆积物;有无冲刷、淤积等。放水期间应检查:水流是否平顺、均匀、有无壅水现象;渠槽两岸有无重大变形 (如塌岸、裂缝等) 情况;填方外坡是否有渗水、浸湿等现象, 冬季放水是否有冰凌拥阻现象。对检查发现的严重病害或险工, 应及时寻找原因和组织人力进行修补。对于安全输水影响不大的问题, 可在每年季节性整修中进行, 并详细记载整修处理过程的情况。渠道两岸坡顶平台的截水沟或排水沟、纳水口等防洪设施, 应修好并保持畅通, 以免暴雨时地面径流灌入或淘空衬砌基础而造成破坏。混凝土衬砌板和伸缩缝的裂缝是衬砌渠道渗漏的主要通道, 也是造成衬砌板破坏的主要原因之一。故对伸缩缝和裂缝的维修养护和处理更要认真对待。每年利用渠道停水间隙对渠道进行全面检查和整修。

参考文献

[1]李国安, 建功.渠道防渗工程技术[M].北京:中国水利水电出版社, 1998.

[2]汪志农.灌溉排水工程学[M].北京:中国农业出版社, 2000.

[3]吴普特, 牛文全, 郝宏科.现代高效节水灌溉设施[M].北京:化学工业出版社, 2002.

“U”型混凝土槽 篇5

随着我国经济建设推进, 铁路及公路等交通基础设施建设也得到了迅猛发展。U型槽作为一种适用于地下水丰富、地下水位较高、放坡条件受到限制的挖方路基地段的新型结构, 同时具有节约土地资源、环境影响小的特点, 因此在近几年的高速铁路建设[1]、城市交通建设中被广泛应用。

作为一种新型结构, 业内针对该结构的计算方法尚不够成熟, 而其他大型通用计算软件在计算U型槽结构时, 要求设计人员具备足够的经验, 设置合理的计算边界条件, 因而使计算过程变得十分复杂。因此研究U型槽结构的理论计算方法具有重大的实际意义。

在计算中, 边墙计算按悬臂挡墙计算, 其土压力按主动土压力考虑。底板受到边墙所传递的内力, 以及其他边界荷载的共同作用, 其受力条件复杂。底板计算一般采用经验类比法估算底板内力, 或者按弹性地基梁法加以计算。文本结合铁路工程实例, 充分考虑计算方法对铁路实际工程适用性, 采用三角级数法对U型槽底板内力进行计算。

1 三角级数法[2]

1.1 基本公式

考虑图2所示等截面梁。梁的长度为2l, 宽度为b, 设ξ=x/l, 抗弯刚度为EI, 地基模量为E0。梁上受任意分布荷载q (ξ) , 有:

设地基反力为p (ξ) , 则梁的平衡条件方程是:

1.2 配点方程

根据弹性理论中弗拉芒公式, 在半无限体表面作用一集中力P, 距力作用点r处的一点相对于另一点D (距力作用点d) 的沉陷是:

因此, 对于压力p (ρ) 作用范围内的任意一点ξ, 由ρ处微段荷载p (ρ) ldp引起的沉陷在荷载作用范围内积分, 就可以得到:

引入沉陷函数U (ξ) , 整理得到

1.3 地基反力表达式

将地基反力展开为余弦级数:

将式 (6) 代入平衡条件方程 (式 (2) ) , 可得

地基反力确定后, 梁的内力可以下式计算:

式中:Qq右 (ξ) 、Qq右 (ξ) 为脱离体上的外荷载简化到ξ截面处的合力及力矩。

2 工程实例

某线新建时速200km/h客运无砟轨道铁路U型槽, 工程参数如下

(1) 结构尺寸:底板宽16.4m, 高1.0m, 边墙高H=6m, 厚度0.8m;

(2) 设计水位:运营阶段地下水位为地表以下1.0m;

(3) 墙背回填卵石土参数:容重γ=21k N/m3, 浮容重γ`=11k N/m3, 内摩擦角φ=35°, 粘聚力c=0k Pa;

(4) 地基土弹性模量:E=200MPa;

(5) 材料:U型槽底板、边墙均采用C35混凝土;

(6) 计算单元:沿线路方向取1m单位宽度作为计算单元。

按库伦土压力计算边墙主动土压力, 整理底板荷载如图3所示, 底板自重荷载qG=25k N/m3, 边墙自重qb=150k N/m3, 趾板配重qp=126k N/m3, 换算土柱荷载qL=65k N/m3, 边墙传递弯矩M=330k N·m。采用三角级数对底板内力进行计算, 并与郭氏查表法及文克尔模型法计算结果进行对比分析。

(1) 地基反力沿底板横向分布如图4所示, 三角级数法计算所得地基反力最大值138.12k N/m, 出现在底板两侧端部, 中部地基反力量值逐渐缩小, 最小值71.37k N/m, 出现在底板中部;郭氏查表法计算所得地基反力分布规律与三角级数法基本相同, 最大值151.22k N/m出现在底板两侧端部;文克尔模型法计算所得地基反力量值沿底板横向变化较小, 最大值99.48k N/m;

(2) 底板剪力横向分布如图5所示, 三角级数法计算所得底板剪力最大值111.072k N, 出现在边墙与底板衔接处, 中部及趾板两侧剪力逐渐减小;郭氏查表法计算所得底板剪力分布规律与三角级数法基本相同, 最大值103.93k N;文克尔模型法计算所得底板剪分布规律与前两种方法基本相同, 但量值略大, 底板剪力最大值133.11k N;

(3) 底板弯矩横向分布如图6所示, 三角级数法计算所得底板正弯矩最大值312.34k N·m, 出现在边墙与底板衔接处内侧, 边墙与底板衔接处外侧出现部分负弯矩, 量值达到-13.65k N·m;郭氏查表法计算所得底板剪力分布规律与三角级数法基本相同, 正弯矩最大值313.27k N·m, 负弯矩最大值-16.73k N·m;文克尔模型法计算所得底板正弯矩最大值260.61k N·m, 出现在在边墙与底板衔接处右侧, 边墙与底板衔接处左侧出现部分负弯矩, 量值达到-57.99k N·m, 底板两侧边墙衔接处内侧正弯矩逐渐减小, 在中部位置出现部分负弯矩, 量值为-13.42k N·m。

3 结语

3.1 三角级数法更好的放映了地基的连续性, 更复合实际情况的地基反力。

3.2 用三角级数法计算U型槽底板内力的力学模型明确, 参数较少, 计算步骤简洁, 适合于工程计算和程序开发使用。

摘要：结合铁路工程实例, 介绍三角级数法计算方法, 并计算U型槽底板内力, 将计算结果与其它弹性地基梁计算方法进行对比。指出三角级数在实际工程中的适用性。

关键词：U型槽,三角级数法

参考文献

[1]杨维加.弹性地基梁的三角级数解法[M].北京:中国水利水电出版社, 2005:19-75.

[2]李海光.新型支挡结构设计与工程实例[M].2版.北京:人民交通出版社, 2011:431-452．

[3]崔满.三角级数法模拟弹性地基梁内力 [J]． 山西建筑 , 2007, 7 (19) :96-97．